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.. _2.2.1_py_pi5:

2.2.1 フォトレジスタ
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はじめに
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フォトレジスタは、日常生活で環境光の強度を測定するためによく使用されるコンポーネントです。これにより、コントローラは昼と夜を認識し、ナイトランプなどの光制御機能を実現します。このプロジェクトはポテンショメーターに非常に似ており、電圧を変化させて光を検出します。

必要な部品
------------------------------

このプロジェクトには、次のコンポーネントが必要です。 

.. image:: ../python_pi5/img/2.2.1_photoresistor_list.png

一式を購入するのが便利です、こちらがリンクです： 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - 名前	
        - このキットのアイテム
        - リンク
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

以下のリンクから別々に購入することもできます。

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - コンポーネントの紹介
        - 購入リンク

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_photoresistor`
        - |link_photoresistor_buy|

回路図
--------------------

.. image:: ../python_pi5/img/2.2.1_photoresistor_schematic_1.png


.. image:: ../python_pi5/img/2.2.1_photoresistor_schematic_2.png


実験手順
-----------------------

**ステップ 1:** 回路を組み立てます。

.. image:: ../python_pi5/img/2.2.1_photoresistor_circuit.png

**ステップ 2:** コードのフォルダに移動します。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**ステップ 3:** 実行可能ファイルを実行します。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.2.1_Photoresistor_zero.py

コードが実行されていると、フォトレジスタで検出された光の強度に応じてLEDの明るさが変化します。

.. warning::

    エラー メッセージ ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address`` が表示された場合は、 :ref:`faq_soc` を参照してください。

**コード**

.. note::

    以下のコードを **変更/リセット/コピー/実行/停止** することができます。ただし、その前に ``raphael-kit/python-pi5`` のソースコードパスに移動する必要があります。コードを変更した後、効果を確認するために直接実行できます。


.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import PWMLED
   import ADC0834
   import time

   # Initialize a PWM LED on GPIO pin 22
   led = PWMLED(22)

   # Set up the ADC0834 module
   ADC0834.setup()

   # Define a function for mapping values from one range to another
   def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
       return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

   # Main loop for reading ADC value and controlling LED brightness
   def loop():
       while True:
           # Read analog value from ADC
           analogVal = ADC0834.getResult()
           print('value = %d' % analogVal)

           # Map the ADC value to a PWM value and set LED brightness
           led.value = float(analogVal/255)

           # Wait for 0.2 seconds
           time.sleep(0.2)

   # Run the main loop and handle KeyboardInterrupt for graceful shutdown
   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt: 
       # Turn off LED before exiting
       led.value = 0


**コードの説明**

1. このセクションでは、 ``gpiozero`` ライブラリから PWMLED クラスをインポートして、PWM LED の制御に必要です。また、アナログ-デジタルコンバータとのインタフェースのために ADC0834 モジュールを含み、sleep などの時間ベースの関数を実行するために time モジュールもインポートしています。

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       from gpiozero import PWMLED
       import ADC0834
       import time

2. GPIOピン22に接続されたPWM LEDを初期化し、ADC0834モジュールをセットアップしてプロジェクトで使用する準備を行います。

    .. code-block:: python

        # Initialize a PWM LED on GPIO pin 22
        led = PWMLED(22)

        # Set up the ADC0834 module
        ADC0834.setup()

3. 1つの範囲から別の範囲への値をマップするための関数を定義します。この関数は、ADCの読み取りをPWM制御に適した範囲に変換するために重要です。

   .. code-block:: python

       # Define a function for mapping values from one range to another
       def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
           return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

4. このセクションには、アナログ値をADC0834から連続して読み取り、対応するPWM値にマップし、LEDの明るさを調整するループが含まれています。変更を可視化し、CPUへの負荷を軽減するために短い遅延（ ``time.sleep(0.2)`` ）が含まれています。

   .. code-block:: python

       # Main loop for reading ADC value and controlling LED brightness
       def loop():
           while True:
               # Read analog value from ADC
               analogVal = ADC0834.getResult()
               print('value = %d' % analogVal)

               # Map the ADC value to a PWM value and set LED brightness
               led.value = float(analogVal/255)

               # Wait for 0.2 seconds
               time.sleep(0.2)

5. loop 関数を実行し、KeyboardInterrupt に対応して正常なシャットダウンを行います。プログラムが停止すると、LEDがオフになるようにします。

   .. code-block:: python

       # Run the main loop and handle KeyboardInterrupt for graceful shutdown
       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt: 
           # Turn off LED before exiting
           led.value = 0