PWMの理解ーーその１：雰囲気ランプ

■ESP32-C3開発ボード

 ESP32-C3はLEDコントローラーが持っています。これを使って、簡単に雰囲気ランプ効果ができます。

今回は、ESP-C3-32開発ボードを利用します。下記ようなものです。

赤枠で、開発ボードで一つRGB LEDがあります。次は、このRGB LEDをコントロールしてみます。

■GPIO情報

上図をみると、IO3、IO4、IO5のいずれもRGB LEDを繋がっています（それぞれはR、G、Ｂです）から、サンプルとして、今回はIO3（赤色）を利用しましょう。

■PWMコントロール

PWMとは、Pulse Width Modulationの略で、波長のような制御を行います。

PWMをコントロールするために、下記設定が必要です：

１、タイマーを配置： のDuty比率を指定する

２、チャネルを配置：PWMデータ出力のGPIO

３、ハードウェアのFadeOn機能を利用し、LEDの明るさを変更する

楽鑫は相応の構造体を提供しました。提供している構造体を利用してやりやすいです。

ledc_timer_config_t　　⇒ タイマー配置用

ledc_channel_config_t　⇒ チャネル配置用

■プログラム

ledcはESP32のLED用高精度PWM機能です。通常のPWMだけでなく、ledc_set_fade_with_timeとledc_fade_startを使えば自動的に指定秒数でfadeしてくれて大変便利。

#include <stdio.h>

#include "freertos/FreeRTOS.h"

#include "freertos/task.h"

#include "driver/gpio.h"

#include "driver/ledc.h"

#include "sdkconfig.h"

#include "driver/ledc.h"

#define BLINK_GPIO_R 3

#define BLINK_GPIO_G 4

#define BLINK_GPIO_B 5

#define LEDC_TEST_DUTY 1000

#define LEDC_TEST_FADE_TIME 2000

ledc_timer_config_t   ledc_timer;

ledc_channel_config_t ledc_channel;

void setup() {

  ledc_timer.duty_resolution = LEDC_TIMER_10_BIT; // PWM Duty

  ledc_timer.freq_hz = 1000; // PWM信号の周波数

  ledc_timer.speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE; // タイマーモード(低速)

  ledc_timer.timer_num = LEDC_TIMER_0; // タイマー インデックス

  ledc_timer_config(&ledc_timer);

  ledc_channel.channel = LEDC_CHANNEL_0;

  ledc_channel.duty = 0;

  ledc_channel.gpio_num = BLINK_GPIO_R;

  ledc_channel.speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE;

  ledc_channel.timer_sel = LEDC_TIMER_0;

  ledc_channel_config(&ledc_channel);

  

  ledc_fade_func_install(0);

}

void loop() {

  ledc_set_fade_with_time(ledc_channel.speed_mode, ledc_channel.channel, LEDC_TEST_DUTY, LEDC_TEST_FADE_TIME);

  ledc_fade_start(ledc_channel.speed_mode, ledc_channel.channel, LEDC_FADE_NO_WAIT);

  vTaskDelay(LEDC_TEST_FADE_TIME / portTICK_PERIOD_MS);

  ledc_set_fade_with_time(ledc_channel.speed_mode, ledc_channel.channel, 0, LEDC_TEST_FADE_TIME);

  ledc_fade_start(ledc_channel.speed_mode, ledc_channel.channel, LEDC_FADE_NO_WAIT);

  vTaskDelay(LEDC_TEST_FADE_TIME / portTICK_PERIOD_MS);

}

■最終結果

 ■RGBを同時コントロールの場合、構造体はこのような実装する

  ledc_channel_config_t ledc_channel[3];

  ledc_channel[0].channel = LEDC_CHANNEL_0;

  ledc_channel[0].duty = 0;

  ledc_channel[0].gpio_num = BLINK_GPIO_R;

  ledc_channel[0].speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE;

  ledc_channel[0].timer_sel = LEDC_TIMER_0;

  ledc_channel[1].channel = LEDC_CHANNEL_1;

  ledc_channel[1].duty = 0;

  ledc_channel[1].gpio_num = BLINK_GPIO_G;

  ledc_channel[1].speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE;

  ledc_channel[1].timer_sel = LEDC_TIMER_1;

  ledc_channel[2].channel = LEDC_CHANNEL_2;

  ledc_channel[2].duty = 0;

  ledc_channel[2].gpio_num = BLINK_GPIO_B;

  ledc_channel[2].speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE;

  ledc_channel[2].timer_sel = LEDC_TIMER_2;

  ledc_channel_config(&ledc_channel[0]);

  ledc_channel_config(&ledc_channel[1]);

  ledc_channel_config(&ledc_channel[2]);