LED-riba juhtimine Arduino abil. RGB LED-id: kuidas need töötavad, sisemine struktuur, kuidas ühendada, RGB-leed ja Arduino RGB ühendamine arduinoga

"Julge" sari.

RGB tähistab lühendina Red, Green, Blue, nende värvidega saate segades mis tahes värvi. RGB LED sisaldab 3 väikest kristalli R, G, B, millega saame sünteesida mis tahes värvi või tooni. Selles õpetuses ühendame RGB LED-i Arduino plaadiga ja paneme selle kõigi vikerkaarevärvidega särama.
Selle projekti jaoks vajate osi, mis on saadaval komplektides "Basic" ja "Learning Arduino":

1. Arduino Uno;
2. USB-kaabel;
3. Prototüüpimislaud;
4. Isas-meesjuhtmed - 7 tk;
5. Takistid 220 Ohm – 3 tk;
6. RGB LED – 1 tk;
7. Potentsiomeeter.

Me paneme kokku joonisel 1 näidatud vooluringi.

Joonis 1. Ühendusskeem

Nüüd hakkame visandit kirjutama.
RGB LED peaks särama kõigi vikerkaarevärvidega punasest lillani, seejärel liikuma edasi punasele ja nii edasi ringikujuliselt. Värvi ülemineku kiirust juhitakse potentsiomeetriga. Tabelis 1 on näidatud vikerkaare 7 põhivärvi R, G, B väärtused.

Tabel 1. Vikerkaare 7 põhivärvi R, G, B väärtused

Värvide segamiseks Arduino tihvtidelt R, G, B LED-sisenditesse on vaja anda kogu pingevahemik. Kuid Arduino ei saa digitaalsele kontaktile suvalist pinget väljastada. Väljastatakse kas +5 V (HIGH) või 0 V (LOW). Osalise pinge simuleerimiseks kasutatakse PWM-i (Pulse Width Modulation ehk PWM).

Loodan, et olete seda peatükki juba uurinud 2.6 Jeremy Blumi raamatust "Exploring Arduino: Tools and Techniques of Technical Wizardry", mis selgitab üksikasjalikult impulsi laiuse modulatsiooni mehhanismi.
Programmi täitmisalgoritm:

• Suurendame G rohelise komponendi väärtust, kuni jõuame oranži väärtuseni (255,125,0),
• Suurendame rohelise komponendi G väärtust, kuni jõuame kollane (255,255,0).
• Redigeerime punase komponendi R väärtuse roheliseks (0,255,0).
• Lähtepunkt on punane (255,0,0).
• Suurendame sinise komponendi B väärtust sinise värvi väärtuseni (0,255,255).
• Vähendage rohelise komponendi G väärtust väärtuseni sinine (0,0,255).
• Suurendage järk-järgult punase komponendi R väärtust lilla värvi väärtuseni (255.0.255).
• Vähendage sinise komponendi B väärtust punase värvi väärtuseks (255,0,0).

Liigume edasi 1. sammu juurde.

Pärast iga sammu teeme pausi värvikuva salvestamiseks,

Viivitus(VIEW_PAUSE);

kontrollime potentsiomeetri väärtust ja muudame värvimuutuse kiiruse väärtust.

Void setpause() ( pause=map(analogRead(POT),0,1024,MIN_PAUSE,MAX_PAUSE); Serial.print("pause=");Serial.println(pause); )

Loome Arduino IDE-s uue visandi, lisage sinna kood nimekirjast 1 ja laadige visand Arduino tahvlile. Tuletame meelde, et Arduino IDE seadetes peate valima plaadi tüübi (Arduino UNO) ja plaadi ühenduspordi.
Nimekiri 1

Const int PUNANE=11; // RGB LED-i väljund R const int GREEN=10; // RGB LED-i väljund G const int BLUE=9; // RGB LED-i väljund B in red; // muutuja värvi R-komponendi salvestamiseks int green; // muutuja värvi G-komponendi salvestamiseks int blue; // muutuja värvikonst B-komponendi salvestamiseks int POT=A0; // potentsiomeetri ühenduse väljund const int MIN_PAUSE=10; // minimaalne värvimuutuse viivitus, ms const int MAX_PAUSE=100; // maksimaalne värvimuutuse viivitus, ms int pause; // muutuja praeguse viivituse salvestamiseks const int VIEW_PAUSE=2000; // põhivärvi fikseerimise aeg, ms void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( // punasest kollaseks Serial.println("punane - kollane"); red=255;green=0 ;sinine=0; for(roheline=0;roheline<=255;green++) setRGB(red,green,blue); setpause(); delay(VIEW_PAUSE); // от желтому к зеленому Serial.println("yellow - green"); red=255;green=255;blue=0; for(red=255;red>=0;punane--) setRGB(punane,roheline,sinine);<=255;blue++) setRGB(red,green,blue); setpause(); delay(VIEW_PAUSE); // от голубого к синему Serial.println("blue - blue"); red=0;green=255;blue=255; for(green=255;green>setpause();<=255;red++) setRGB(red,green,blue); setpause(); delay(VIEW_PAUSE); // от фиолетового к красному Serial.println("purple - red"); red=255;green=0;blue=255; for(blue=0;blue>viivitus(VIEW_PAUSE);

Peale visandi laadimist jälgime RGB LED-i värvimuutust koos vikerkaare värvidega ning kasutame potentsiomeetrit värvimuutuse kiiruse muutmiseks (vt joonis 2.3).

Joonis 2.3. RGB LED – kõik vikerkaarevärvid

Eelmisel korral vaatasime, kuidas ühendada LED-riba Arduinoga L298 draiveri kaudu. Värvihaldus viidi läbi programmiliselt - juhuslik funktsioon. Nüüd on aeg välja mõelda, kuidas juhtida LED-riba värvi DHT 11 temperatuuri- ja niiskusanduri näitude põhjal.

Näide põhineb LED-riba ühendamisel L298 draiveri kaudu. Lisaks on näitele lisatud LCD 1602 ekraan, mis kuvab DHT 11 anduri näidud.

Projekt nõuab järgmisi Arduino elemente:

1. Arduino UNO plaat.
2. Ekraan LCD 1602 + I2C.
3. Temperatuuri ja niiskuse andur DHT
4. LED riba.
5. Juht L298.
6. Toide 9-12V.
7. Arduino korpus ja ekraan (valikuline).

Kõigepealt vaatame elektriskeemi (joonis 1). Sellel näete, kuidas kõiki ülaltoodud elemente ühendada. Skeemi kokkupanemises ja ühendamises pole midagi keerulist, kuid tasub mainida ühte nüanssi, mis enamikul meelest läheb ja mille tulemusena saavad nad Arduinoga LED-ribadega töötades ebaõigeid tulemusi.

Joonis 1. Skemaatiline diagramm Arduino ja LED-riba ühendamine DHT 11 anduriga

Vältimaks LED-riba ebakorrektset töötamist (virvendus, värvide mittevastavus, mittetäielik valgustus jne), tuleb kogu vooluahela toiteallikas muuta ühiseks, s.t. ühendage Arduino kontrolleri ja L298 draiveri (LED-riba) GND (maandus) tihvtid. Kuidas seda teha, näete diagrammil.

Paar sõna niiskusanduri ühendamise kohta. Kui ostate palja DHT 11, ilma rihmadeta, peate esimese ja teise kontakti, vastavalt 5V ja Data vahele jootma takisti nimiväärtusega 5-10 kOhm. Temperatuuri ja niiskuse mõõtmise vahemik on kirjas DHT 11 anduri korpuse tagaküljel Temperatuur: 0-50 kraadi Celsiuse järgi. Niiskus: 0-80%.

Pärast projekti kõigi elementide kokkupanemist vastavalt skeemile peame kirjutama programmi koodi, mis paneb selle kõik toimima nii, nagu me seda vajame. Ja me peame led riba muutis värvi sõltuvalt DHT 11 anduri (niiskus) näitudest.

Anduri DHT 11 programmeerimiseks vajate täiendavat raamatukogu.

Arduino ja RGB programmikood - riba. Muudab lindi värvi sõltuvalt niiskusest.

#include #include //teek LCD 1602 ekraaniga töötamiseks #include //teegi niiskus- ja temperatuurianduriga töötamiseks DHT 11 int chk; //muutuja salvestab kõik andmed DHT11 andurilt int hum; //muutuja salvestab niiskuse näidud DHT11 andurilt dht11 DHT; //objekt tüüp DHT #define DHT11_PIN 4 //DHT11 anduri andmekontakt on ühendatud sisendiga 4 #define LED_R 9 //pin for channel R #define LED_G 10 //pin for channel G #define LED_B 11 //pin kanali B jaoks //muutujad salvestavad värviväärtused //kõigi kolme värvi segamisel saadakse vajalik värv int led_r=0, led_g=0, led_b=0; //aadressiga 0x27 kuvatava objekti deklareerimine //ärge unustage kasutada projektis kuva I2C plaadi kaudu LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); void setup() ( //loo ekraan lcd.init(); lcd.backlight(); // deklareeri kontaktid väljunditena pinMode(LED_R, OUTPUT); pinMode(LED_G, OUTPUT); pinMode(LED_B, OUTPUT); ) void loop () ( chk = DHT.read(DHT11_PIN);//loe andmeid DHT11 andurilt //väljastavad andmed ekraanile lcd.print("Temp: "); lcd.print(DHT.temperature, 1); lcd.print( " C"); küsimiseks vajalik lcd.clear(); roheline if ((hum >= 19) && (hum<= 30)) { led_r = 1; led_g = 255; led_b = 1; } //в диапозоне от 31 до 40% влажности выдать красный цвет if ((hum >= 31) && (hum<= 40)) { led_r = 255; led_g = 1; led_b = 1; } //в диапозоне от 41 до 49% влажности выдать синий цвет if ((hum >= 41) && (hum<= 49)) { led_r = 1; led_g = 1; led_b = 255; } // подача сигналов цвета на выхода analogWrite(LED_R, led_r); analogWrite(LED_G, led_g); analogWrite(LED_B, led_b); }

Sildid: Sildid

Paljudes rakendustes, nii amatöör- kui ka professionaalsetes, on mõnikord vaja genereerida erinevat tooni värve. Eraldi ühevärviliste LED-ide kasutamine sellistel juhtudel on struktuurselt ja majanduslikult põhjendamatu. Seetõttu töötati sellistel eesmärkidel välja RGB LED-id.

RGB LED (akronüüm tähendab PUNANE, ROHELINE, SININE) on kristallide kombinatsioon, mis on võimeline tootma punast, rohelist ja sinist värvi. Tänu sellele kombinatsioonile suudavad need LED-id reprodutseerida 16 miljonit valguse varjundit. RGB LED-e on lihtne juhtida ja neid saab probleemideta kasutada Arduino projektides. See materjal näitab näidet RGB LED-i juhtimisest Arduino abil.

Kuna RGB LED, nagu eespool märgitud, on kolme erineva põhivärvi kristallide kombinatsioon, on see vooluringis kujutatud kolme LED-ina. Struktuurselt on sellisel LED-il iga värvi jaoks üks ühine klemm ja kolm terminali. Allpool on skeem, kuidas ühendada RGB LED-i Arduinoga. Ahel sisaldab ka 16x2 tähtnumbrilist LCD-ekraani, potentsiomeetreid ja takisteid, mis on järjestikku ühendatud RGB LED-liinidega. Need takistid (R1 = 100 oomi, R2 = 270 oomi, R3 = 330 oomi) piiravad LED-ide voolu, et need ei rikkis. RGB LED-i intensiivsuse reguleerimiseks kasutatakse muutuvaid takisteid (potentsiomeeter) VR1-VR3 takistusega 10 KOhm, see tähendab, et nendega saab määrata LED-i värvi, muutes punase, rohelise ja sinise intensiivsust. kristallid. Potentsiomeeter VR1 on ühendatud analoogsisendiga A0, VR2 analoogsisendiga A1 ja VR3 analoogsisendiga A2.

Sel juhul kasutatakse LCD-ekraani värviväärtuse ja värvikoodi kuueteistkümnendsüsteemi väärtuse kuvamiseks. Värvikoodi väärtus kuvatakse LCD-ekraani 1. real (nagu Rxxx Gxxx Bxxx, kus xxx on arvväärtus) ja kuueteistkümnendkood kuvatakse vedelkristallekraani 2. real (nagu HEXxxxxxx). 100 oomi takistit R4 kasutatakse vedelkristallekraani taustvalgustuse voolu piiramiseks ja 10K oomi muutuvat takistit VR4 kasutatakse LCD kontrasti reguleerimiseks.

Allpool on kood (sketš), mis võimaldab juhtida RGB LED-i värvimuutust kasutades Arduino plaati ja sellega ühendatud potentsiomeetreid.