東京の地下鉄のリアルタイム走行位置をLEDテープに表示させます．
公共交通オープンデータセンター 及び 東京メトロオープンデータで提供される地下鉄の情報とRaspberry Pi，LEDテープを用いて，地下鉄のリアルタイムな列車走行位置をLEDテープ上に表示させます．
路線図のようにLEDテープを配置すれば，現在運転中の列車の様子を一目で見渡すことができます．
現在，以下の路線に対応しています．
- 東京メトロ (全線)
銀座線, 丸ノ内線(支線含む), 日比谷線, 東西線, 千代田線, 有楽町線, 半蔵門線, 南北線, 副都心線 - 都営地下鉄 (全線)
浅草線, 三田線, 新宿線, 大江戸線
本プログラムは，大江戸線を除き，駅ナンバリングに従って，LEDテープの信号入力側がナンバリングが01の駅としています．
また，大江戸線は，以下の都合上，光が丘駅(E-38)をLEDテープの信号入力側としています．
注意: 丸ノ内線，大江戸線は一般路線と運行形態が異なるため，LEDテープの加工が必要です．接続・加工方法は，後の章で説明します．
以下のサイトにてユーザ登録を行い，アクセストークンを発行します．登録完了には数日かかる場合があります．
公共交通オープンデータセンター 開発者サイト
東京メトロオープンデータ開発者サイト
登録完了後，発行されたトークンをconfig/api_config.jsonに設定します．
Raspberry PiとLEDテープWS2812Bを用意します．
Raspberry Piで使用できるハードウェアPWMのChannelが0, 1の2つまでであることから，同時に独立制御できるLEDテープは2本までです．
そのため，1本のLEDテープで複数路線が制御できるように設計されています．
| PWM ch0 | PWM ch1 | |
|---|---|---|
| GPIO | 12 or 18 | 13 or 19 |
駅間のLEDのドット数はconfig/led_config.json内のled_distanceの値で調整できます．初期状態では6なので，駅間のLEDのドット数は6個となります．
はじめに，LEDテープのGND, +5Vを電源に接続します．
その後，LEDテープのGNDをRaspberry PiのGNDにも接続し，信号線"DATA IN"は設定したGPIOに接続します．
注意: LEDテープの電源をRaspberry Piの5vピンから取らないこと！LEDテープの消費電力が高いため，Raspberry Piが壊れます．
必ず専用の5v電源を用意すること．
丸ノ内線には，中野坂上駅 ～ 方南町駅の支線が存在します．この区間は，LEDテープ上の池袋駅(M-25)以降のLEDを用いて表現しています．
路線図, 案内図のように分岐した表現をする場合，池袋駅のLEDの直後を切断し，以降のLEDを分岐点(中野坂上駅)まで移動させます．池袋駅のLEDの電源，信号線を切断部分まで延長することで，分岐の様子を表現することができます．
大江戸線は，都庁前駅 ～ 新宿西口駅 ～ 清澄白河駅 ～ 都庁前駅 ～ 光が丘駅のように，6の字運転をしています．新宿西口駅(E-01)を起点とした場合，プログラムの処理やLEDの加工が複雑になるため，光が丘(E-38)をLEDの起点としています．
路線図，案内図のような表現をする場合，LEDテープ上の路線の末端に点灯する，ダミーの都庁前駅部分のLEDを切断します．切断部分を都庁前駅まで移動させることで，6の字運転の様子を表現することができます．
以下コマンドでインストールしてください．
sudo pip3 install rpi_ws281x
usage: main.py [-h]
[-ch0 [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]]]
[-ch1 [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]]]
[-l LED_CONFIG] [-s STATION_TABLE]
[-a {normal,history,routenum}]
optional arguments:
-h, --help show this help message and exit
-ch0 [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]], --ch0-lines [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]]
PWM Channel 0に表示する路線の路線記号. Default: G
-ch1 [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]], --ch1-lines [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} [{G,M,H,T,C,Y,Z,N,F,A,I,S,E} ...]]
PWM Channel 1に表示する路線の路線記号.
-l LED_CONFIG, --led-config LED_CONFIG
LEDの設定ファイル. Default: ./config/led_config.json
-s STATION_TABLE, --station-table STATION_TABLE
駅番号の定義ファイル. Default: ./data/station_table.json
-a {normal,history,routenum}, --animation {normal,history,routenum}
起動時にLEDアニメーションを行う.
13線全ての路線表示を行う場合，history，routenumを選択可能． normal: 接続順に点灯,
history: 開業順に点灯, routenum: 路線番号順に点灯
PWM Channel 0 (GPIO 12 or 18)に銀座線を表示する場合，以下コマンドで実行します．
sudo python3 main.py -ch0 G
1つのLEDテープ(PWM Channel 0)に複数路線を同時に表示させる場合は，以下コマンドで実行します．以下は，銀座線と浅草線の場合です．
sudo python3 main.py -ch0 G A
2つのPWM Channelにそれぞれ複数路線を表示させる場合は，以下コマンドで実行します．以下は，Channel 0に銀座線と丸ノ内線，Channel 1に浅草線と三田線を設定する場合です．
sudo python3 main.py -ch0 G M -ch1 A I
プリセットの設定ファイルのパスをオプションに加えます
sudo python3 main.py -ch0 G -l ./config/WS2812B.json
sudo python3 main.py -ch0 G -l ./config/WS2812B_ECO.json
sudo python3 main.py -ch0 G -a normal
sudo python3 main.py -ch0 H C F I N M -ch1 A G Z S T Y E -a history
sudo python3 main.py -ch0 H C F I N M -ch1 A G Z S T Y E -a routenum
LEDテープによって個体差があるため，発色具合が良くない場合，config/led_config.json内の設定値を変更することで，明るさや色調整ができます．
- brightness
LED自体の明るさを調整できます(0~255). 各路線共通の設定です. - stationcolor [R, G, B]
駅の色を調整できます(0~255)． - traincolor [R, G, B]
列車の色を調整できます(0~255)． - groundcolor [R, G, B]
列車がいない場合の色を調整できます(0~255)． - led_distance
駅間のLEDドット数を調整できます． - reverse (高度な設定)
後述するLEDテープの接続の都合により，本来とは逆の駅番号をdata/station_table.json内で設定した場合は，trueを設定します．
複数路線を連続して接続する場合，次路線の向きが本来の駅番号と逆順になってしまう場合，data/station_table.json内の番号を逆順に変更することで，正しい順番で路線表示を行うことができます．