ESP32/arduino : LED 調光 (PWM)

目的:

ESP32基板の LED(IO2) を PWM で調光する。

方法:

1. LED Control PWM (LEDC) を使用して調光する。

LEDC の関数は、以下の通り。
    ledcSetup(チャネル番号, 周波数(Hz),dutyビット長); //チャネルへ周波数とdutyビット長を設定
    ledcAttachPin(ピン番号, チャネル番号);                  //  ピン番号へチャネルを設定
    ledcWrite(チャネル番号, duty);                             //  チャネルへdutyを設定
    ledcDetachPin(ピン番号);                                     //  ピンを開放
チャネルは 0～15 の 16チャネル。
 duty は 0 (0%) ～ 設定したdutyビット長の最大値(100%) を設定。
 周波数は、 dutyビット長によって 最大の周波数が変わる。
 試した結果では、
　

2. SigmaDelta 変調を使用して調光する。

　SigmaDelta 変調 の関数は 以下の通り。
    sigmaDeltaSetup(チャネル番号, 周波数(Hz) )  ;  //  チャネルへ周波数を設定
    sigmaDeltaAttachPin(ピン番号, チャネル番号) ;  //  ピン番号へチャネルを設定
    sigmaDeltaWrite(チャネル番号, duty) ;             //  チャネルへdutyを設定
    sigmaDeltaDetachPin(ピン番号) ;                    //  ピンを開放
チャネルは 0～7 の 8チャネル。
周波数は 1220 Hz～312500 Hz の範囲。
duty は 0 (0%) ～ 255(100%) を設定。

１．も２．も同じような設定方法。チャネル数、Duty の ビット長が異なる。
出力波形は異なる。
LEDC の場合は、PWM のパルスが出力されるが、sigmaDelta変調では、対応する電圧が出力される模様。(sigmaDelta変調について、理解できていないが、、、)

例 :

LED ON ボタンを押す度に LED の明るさが変わる様に変更。
(LEDC と sigmaDelta変調を併記して sigmaDelta変調をコメントアウトしている。)

/*
 *    WiFi LED ON/OFF TEST
 *      PWM Control 
 */
  
#include <WiFi.h>
 
const char* ssid = "hogehoge";
const char* password = "hogehogepaswd";

IPAddress ip(192, 168, 1, 32);           // for fixed IP Address
IPAddress gateway(192,168, 1, 1);        //
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);      //
IPAddress DNS(192, 168, 1, 90);          //
 
WiFiServer server(80);
 
byte br_table[6] = {0,25,50,75,100,125,150,175,200,225,255} ;
int  n = 0;
 
void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    pinMode(2, OUTPUT);      // set the LED pin mode
     
    WiFi.config(ip, gateway, subnet, DNS);   // Set fixed IP address
    delay(10);
 
    // We start by connecting to a WiFi network -----------------------------
    Serial.println();
    Serial.print("Connecting to ");
    Serial.println(ssid);
 
    WiFi.begin(ssid, password);
 
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        delay(500);
        Serial.print(".");
    }
 
    Serial.println("");
    Serial.println("WiFi connected.");
    Serial.println("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
     
    server.begin();
 
    // for LED PWM Control ---------------------------------------------------
    // -- for ledc
    ledcSetup(0, 5000, 13);        // setup channel 0 with frequency 5000 Hz, 13 bit precission for LEDC timer
    ledcAttachPin(2,0);            // attach pin 2 to channel 0
    ledcWrite(0, 0);               // initialize channel 0 to off     
    // -- for sigmaDelta
    //sigmaDeltaSetup(0, 312500);    // setup channel 0 with frequency 312500 Hz
    //sigmaDeltaAttachPin(2,0);      // attach pin 2 to channel 0
    //sigmaDeltaWrite(0, 0);         // initialize channel 0 to off     
    
    n=0 ;
}
 
void loop(){
 WiFiClient client = server.available();     // listen for incoming clients
 
  if (client) {                                               // if you get a client,
    Serial.println("***** Client access start *****");       // print a message out the serial port
    while (client.connected()) {                              // loop while the client's connected
      if (client.available()) {                               // if there's bytes to read from the client,
        String line = client.readStringUntil('\n');           // Get Line data until '\n'
        Serial.println(line);
        if (line.indexOf("GET /?on") != -1) {                 // Client request was "GET /?on" 
          n += 1 ;                                            // incliment table no.
          if (n>5) n=0 ;
          Serial.print("brightness value : ");
          Serial.println(br_table[n],DEC);
          // -- for ledc
          ledcWrite(0, 8191*br_table[n]/255) ;                // set PWM value to channel#0
          // -- for sigmaDelta
          //sigmaDeltaWrite(0, br_table[n]) ;
        }
        if (line.indexOf("GET /?off") != -1) {                // Client request was "GET /?off"
          n = 0 ;                                             // clear bright no.
          Serial.print("brightness value : ");
          Serial.println(br_table[n],DEC);
          // -- for ledc
          ledcWrite(0, 8191*br_table[n]/255) ;                // set PWM value to channel#0
          // -- for sigmaDelta
          //sigmaDeltaWrite(0, br_table[n]) ;
        }
 
        if (line.length() == 1 && line[0] == '\r'){           // end of HTTP request
          send_response(client) ;                             // send response to client
          break;                                              // break while loop
        }
      }
    }
    delay(1);                                        // give the web browser time to receive the data
    // close the connection:
    client.stop();
    Serial.println("Client Disconnected.");
    Serial.println("--------------------------------------------------");
  }
}
 
// ------------------------------------------------------------------
void send_response(WiFiClient client) {
    // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
    // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
    client.println("HTTP/1.1 200 OK");
    client.println("Content-type:text/html");
    client.println();
    // the content of the HTTP response follows the header:
    client.print("<!DOCTYPE html><html lang='ja'><head><meta charset='UTF-8'>" ) ;
    client.print("<style>input {margin:8px;width:100px;}div {font-size:16pt;text-align:center;width:250px;border:solid 4px #93ff93;}</style>" ) ;
    client.print("<title>Color LED Controller</title></head>" ) ;
    client.print("<body><div><p>LED ON/OFF</p><form method='get'>" ) ;
    client.print("<input type='submit' name='on' value='ON' /><input type='submit' name='off' value='OFF' /></form>" ) ;
    client.print("</div></body></html>" ) ;
    client.println();
    Serial.println( " --- send responce --- ");
}

2018/12/8 更新 : LEDCを追記。出力波形について追記。
2019/1/14 更新 : LEDCの最大の周波数について追記。