#169中級
Raspberry Pi PicoのLEDキャンプファイヤー（8x8 NeoPixelマトリクス＋可変抵抗＋ブザー）
燃やすことも温めることもないのに、パチパチと音がするキャンプファイヤーです！**Raspberry Pi Pico**が**8x8 NeoPixelマトリクス**に、毎フレーム計算し直したリアルな炎を描きます。下部で火花が生まれ、熱が上昇しながら冷めていき、赤から白の光で表現されます。**可変抵抗**で炎の高さを調整し、**ボタン**で炎、ガス、魔法、アメジストのテーマを切り替え、**ブザー**で薪が燃える音を加えます。計算で生成するアニメーション、ADC、PWM、MicroPythonを1つのプロジェクトで学べます。
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机に置けて、何も燃やさないキャンプファイヤーです。8x8のLEDマトリクスの下部で火花から炎が生まれ、上昇しながら赤から黄、白へと変化します。つまみを回すと、炎を小さくしたり大きくしたりできます。ボタンを短く押すと炎が青、緑、紫に変わり、長押しするとブザーから聞こえる薪のはぜる音をオン・オフできます。
動画
回路図
ソースコード
MicroPython
1# ─────────────────────────────────────────
2# BlueGrays · bluegrays.com
3# Raspberry Pi Pico LED Campfire (8x8 NeoPixel Matrix + Potentiometer + Buzzer)
4# ─────────────────────────────────────────
5# Realistic fire animation on an 8x8 NeoPixel matrix. The potentiometer
6# sets the flame height, a short button press changes the theme (Fire,
7# Gas, Magic, Amethyst) and a long press toggles the crackle sound.
8#
9# Pins:
10# GP2 -> matrix DIN (VDD -> VBUS, VSS -> GND)
11# GP26 -> Potentiometer wiper (ADC0)
12# GP14 -> Button (other leg to GND)
13# GP17 -> Buzzer (+)
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15from machine import Pin, PWM, ADC
16from neopixel import NeoPixel
17import time
18import random
19
20# ============ SETTINGS ============
21W = 8 # Columns
22H = 8 # Rows
23SERPENTINE = False # True for zigzag-wired panels
24BRIGHTNESS = 0.4 # Wokwi draws colors as-is, 0.4 shows the flame clearly
25 # 0.15-0.2 recommended on USB 2.0 (500 mA), use external 5V for brighter
26FRAME_MS = 35 # Frame time (~28 FPS)
27LONG_PRESS_MS = 900 # Hold time to toggle sound
28
29# ============ HARDWARE ============
30matrix = NeoPixel(Pin(2), W * H)
31pot = ADC(26) # ADC0
32button = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
33buzzer = PWM(Pin(17))
34buzzer.duty_u16(0)
35
36# ============ STATE ============
37# heat[x][y]: column x, y = 0 is the bottom row; 0 = cold, 255 = hottest
38heat = [[0] * H for _ in range(W)]
39theme = 0
40THEME_NAMES = ["Ates / Fire", "Gaz / Gas", "Buyu / Magic", "Ametist / Amethyst"]
41sound_on = True
42
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44# ============ COLOR PALETTE ============
45def heat_color(t):
46 # Map heat (0-255) to a color by theme: black -> deep -> bright -> white
47 t192 = (t * 191) // 255
48 ramp = (t192 & 0x3F) << 2 # 0-252 ramp per band
49 if t192 & 0x80:
50 r, g, b = 255, 255, ramp # Hottest: yellow -> white
51 elif t192 & 0x40:
52 r, g, b = 255, ramp, 0 # Middle: red -> yellow
53 else:
54 r, g, b = ramp, 0, 0 # Cool: black -> red
55 if theme == 1:
56 r, b = b, r # Gas: blue flame
57 elif theme == 2:
58 r, g = g, r # Magic: green flame
59 elif theme == 3:
60 b = max(b, r * 3 // 4) # Amethyst: purple flame
61 g = g // 2
62 return (int(r * BRIGHTNESS), int(g * BRIGHTNESS), int(b * BRIGHTNESS))
63
64
65def pixel_index(x, row):
66 # row 0 = top row
67 if SERPENTINE and row % 2 == 1:
68 return row * W + (W - 1 - x)
69 return row * W + x
70
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72# ============ FIRE SIMULATION ============
73def fire_step(intensity):
74 # intensity 0-1: flame height. High = less cooling + more sparks
75 cooling = int(115 - 55 * intensity) # 115 (short) -> 60 (tall)
76 sparking = int(70 + 150 * intensity) # 70 -> 220 (probability)
77 max_cool = (cooling * 10) // H + 2
78
79 for x in range(W):
80 col = heat[x]
81 # Every cell cools a little
82 for y in range(H):
83 c = col[y] - random.getrandbits(8) % max_cool
84 col[y] = c if c > 0 else 0
85 # Heat drifts up and diffuses
86 for y in range(H - 1, 1, -1):
87 col[y] = (col[y - 1] + col[y - 2] + col[y - 2]) // 3
88 # Random sparks at the base
89 if random.getrandbits(8) < sparking:
90 y = random.getrandbits(1)
91 col[y] = min(255, col[y] + 160 + random.getrandbits(6))
92
93 # 4) Light blending with neighbor columns: the flame waves more naturally
94 for y in range(2, H):
95 row_vals = [heat[x][y] for x in range(W)]
96 for x in range(W):
97 left = row_vals[x - 1] if x > 0 else row_vals[x]
98 right = row_vals[x + 1] if x < W - 1 else row_vals[x]
99 heat[x][y] = (row_vals[x] * 2 + left + right) // 4
100
101
102def render():
103 for x in range(W):
104 for y in range(H):
105 matrix[pixel_index(x, H - 1 - y)] = heat_color(heat[x][y])
106 matrix.write()
107
108
109# ============ CRACKLE SOUND ============
110def crackle(intensity):
111 # Random very short "ticks" = crackling wood
112 if not sound_on:
113 return
114 if random.getrandbits(8) < int(10 + 50 * intensity):
115 buzzer.freq(1500 + random.getrandbits(12)) # 1500-5595 Hz
116 buzzer.duty_u16(6000)
117 time.sleep_ms(2 + random.getrandbits(2))
118 buzzer.duty_u16(0)
119
120
121def beep(freq, ms):
122 buzzer.freq(freq)
123 buzzer.duty_u16(20000)
124 time.sleep_ms(ms)
125 buzzer.duty_u16(0)
126
127
128# ============ BUTTON ============
129btn_state = 1
130btn_raw = 1
131btn_changed = time.ticks_ms()
132press_start = 0
133long_done = False
134
135
136def handle_button():
137 # Short press = theme, long press = sound on/off
138 global btn_state, btn_raw, btn_changed, press_start, long_done, theme, sound_on
139 now = time.ticks_ms()
140 raw = button.value()
141 if raw != btn_raw:
142 btn_raw = raw
143 btn_changed = now
144 if time.ticks_diff(now, btn_changed) > 25 and raw != btn_state:
145 btn_state = raw
146 if raw == 0:
147 press_start = now
148 long_done = False
149 elif not long_done:
150 theme = (theme + 1) % len(THEME_NAMES)
151 print("Tema / Theme:", THEME_NAMES[theme])
152 beep(1200, 30)
153 if btn_state == 0 and not long_done and time.ticks_diff(now, press_start) > LONG_PRESS_MS:
154 long_done = True
155 sound_on = not sound_on
156 print("Ses / Sound:", "ACIK / ON" if sound_on else "KAPALI / OFF")
157 beep(1600 if sound_on else 500, 80)
158
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160# ============ MAIN LOOP ============
161print("== BlueGrays · bluegrays.com ==")
162print("Pico 8x8 Kamp Atesi / Campfire")
163print("Pot = alev boyu / flame height | Kisa basis = tema / short press = theme | Uzun basis = ses / long press = sound")
164
165smooth = pot.read_u16() / 65535
166while True:
167 start = time.ticks_ms()
168 handle_button()
169
170 # Smooth the pot value (jitter should not make the flame jump)
171 smooth += (pot.read_u16() / 65535 - smooth) * 0.2
172 fire_step(smooth)
173 render()
174 crackle(smooth)
175
176 # Constant frame rate
177 spent = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start)
178 if spent < FRAME_MS:
179 time.sleep_ms(FRAME_MS - spent)
180よくある質問
実際の回路ではなぜ明るさを下げる必要がありますか？▾
Wokwiは送信した色をそのまま表示するため、コードでは`BRIGHTNESS = 0.4`に設定しています。実際のマトリクスは大きな炎で約1 Aを消費することがありますが、USB 2.0ポートの供給電流は500 mAです。USBから電源を供給する場合は0.15～0.2に設定してください。もっと明るくする場合は、5V 2Aアダプターからマトリクスに電源を供給し、GND同士を接続してください。
炎の高さと色はどう変更しますか？▾
可変抵抗を左に回すと残り火だけになり、右に回すと炎がマトリクスの上端まで上がります。ボタンを短く押すと、炎、ガス、魔法、アメジストの順にテーマが切り替わります。Wokwiでは可変抵抗をクリックして矢印キーで調整し、Tキーでテーマを変更してください。
パチパチ鳴る音を消したり、頻度を減らしたりするにはどうすればよいですか？▾
ボタンを約1秒間長押ししてください。高いビープ音は音がオンになったことを、低いビープ音はオフになったことを示します。パチパチ鳴る頻度を減らすには、`crackle()`内の`10 + 50 * intensity`にある10と50を小さくしてください。音を出すにはパッシブブザーを使ってください。
ライブラリをインストールする必要はありますか？▾
いいえ。`neopixel`、`machine`、`random`モジュールは、Pico用のMicroPythonに含まれています。PicoにMicroPythonを書き込み、Thonnyでコードを`main.py`という名前でPicoに保存してください。Picoの電源を入れるたびに、炎の表示が自動的に始まります。