【IoT】Raspberry piとScratchを使いLEDを制御

愛知県稲沢市在住の【中小企業診断士✖️IoTプロフェッショナルコーディネーター】が、ものづくりの楽しさをお伝えする《がちゃラボ》です。

今回は、Raspberry pi にインストールされているScratchを使って、GPIOに繋がれたLEDを制御する方法をお伝えします。

Scratchでおなじみのネコのキャラクターの動きに合わせて、LEDが点灯・消灯するようにします。画面の中の世界と現実世界を繋げるような事にチャレンジしましょう。

Raspberry pi でLEDを制御するために準備するもの

準備するものとしては、以下のページに記載されているものになります。Raspberry pi と LED 、抵抗にジャンプワイヤ・ブレッドボードを準備します。

そして、上記ページを参考にRaspbrry pi にLEDを繋げてください。上記ページの通りであれば、GPIO02にLEDが繋がれると思います。以降も、それ前提で記事を書いていきます。

[rakuten id=”shop-amanotori:10001143″ kw=”【楽天市場】Raspberry Pi 4 Model B(RAM 4GB)/ラズベリーパイ4b/技適マーク付き/ 32GBのMicroSDカード/ 5V 3A USB-Type-C ON/OFFスイッチ付き電源アダプター/MicroHDMI-to-HDMIケーブルライン/CAT6ネットケーブル/ラズパイ専用ケース/冷却ファン/三つヒートシンク/ドライバー　Vemico：ショップあまのとり”]

[rakuten id=”puapuashop:10000274″ kw=”【楽天市場】OSOYOO(オソヨー) Raspberry Pi 学ぶ電子工作キット 初心者演習用パーツセット ラズパイ11実例 回路配線図とサンプルスケッチ有り プ：ぷあぷあショップ”]

Raspberry pi にScratchをインストール

Rasbianのフルサイズ版をインストールしているようであれば良いですが、もしScratchが入っていないようであれば、以下の通りにインストールしてください。

Raspberry pi のアップデート

まずはRaspberry pi自体のアップデート（最新化）を行いましょう。コンソール　　を立ち上げ、以下の通りにコマンドを入力していきましょう。

sudo apt-get update
sudo apt-get dist-upgrade

Scratchのインストール

次にScratchをインストールします。使うのは Scratch 2 です。最新のバージョンをインストールしましょう。

sudo apt-get install scratch2

これでScratch 2がインストールされました。ここまでできたら、一度Raspberry piを再起動しましょう。

Raspberry pi用のScratch起動

Raspberry pi では、Scratchは以下の通りに立ち上げてください。メニューのプログラミングの中に Scratch 2 というのがあるので、それをクリックします。

上記がRaspberry pi 用のScratchの画面です。ノートPCやタブレットでプログラミングを楽しんだことがある人なら、感覚で操作方法は理解できると思います。

Raspberry pi のScratchでGPIOを制御する

では、Scratch を使いプログラムを組んでいきましょう。Raspberry pi版のScratchでは、パソコンやタブレットで楽しむScratchとは異なり、拡張機能としてGPIOを制御するためのブロックが準備されています。

まずは、拡張機能である GPIO を制御するためのブロックを追加しましょう。

Raspberry pi 用 Scratch で拡張機能を追加

Raspberry pi 用のScratchで拡張機能を追加する場合は、『その他』から追加していきます。

そして『拡張機能を追加』というボタンをクリックします。すると、「Extension Library」という画面がでるので、『Pi GPIO』を選びます。

これで、Scratch でGPIOを制御するためのブロックが追加されました。

Pi GPIOブロックを使ってプログラムを組んでみる

Pi GPIOには、２つのブロックがあります。 【set gpio】ブロックと 【gpio *** is high?】 ブロックです。

Raspberry pi のGPIOポート番号の指定と、High出力・Low出力・Inputを指定	GPIOポートがHighであるか調べる

今回はGPIO 02にLEDを繋いでいるので、上記ブロックではGPIO 2を選択して使います。【set gpio】ブロックでは、GPIO 02を指定するとともに、LEDを点けたい場合は「output high」を、LEDを消したい場合は「output low」を指定します。

Scratch を使いLEDを点滅させるプログラムを作成する

このブロックと従来のScratchのブロックを使って、LEDを点滅させるプログラムを作りました。猫のスプライトを左右に走らせて、端に着いて跳ね返るたびにLEDをON・OFFさせます。

もし「はしにふれた」なら、のブロックの中で、GPIO 02を制御しています。もし、GPIO 02がHighなら（LEDが点灯していたら）Lowにする（LEDを消す）、もしGPIOがLowならHighにするというプログラムを組みました。

はしについたら、というのが２か所登場するので、もう少しすっきりとしたプログラムにできるような気もしますね。

作ったプログラムをテストしてみる

それでは、緑の旗を押して作ったプログラムを実行してみましょう。実行すると、猫のキャラが走り回り端で折り返すたびにLEDが点滅すると思います。

さいごに

今回はRaspberry pi用のScratchを使って、LEDを制御しました。これを応用すると、センサをInputとして指定し、そのON・OFFによりLEDだけでなくモータを制御するなどの使い方ができそうですね。

Scratchはビジュアル型プログラミング言語で視覚的に分かりやすいですし、子供向けの授業なんかでも使えそうですよね。