کنترل نوار LED با استفاده از آردوینو LED های RGB: نحوه کار، ساختار داخلی، نحوه اتصال، RGB-led و آردوینو اتصال rgb به آردوینو

سریال "جرات".

RGB مخففبه عنوان مخفف قرمز، سبز، آبی، با این رنگ ها می توانید هر رنگی را با مخلوط کردن بدست آورید. LED RGB شامل 3 کریستال کوچک R، G، B است که می توانیم هر رنگ یا سایه ای را با آنها ترکیب کنیم. در این آموزش ما یک LED RGB را به برد آردوینو متصل می کنیم و آن را با تمام رنگ های رنگین کمان می درخشیم.
برای این پروژه به قطعاتی نیاز دارید که در کیت های "Basic" و "Learning Arduino" موجود است:

1. آردوینو اونو;
2. کابل USB؛
3. تابلوی نمونه سازی؛
4. سیم نر-نر - 7 عدد؛
5. مقاومت 220 اهم - 3 عدد.
6. LED RGB - 1 عدد؛
7. پتانسیومتر.

مدار نشان داده شده در شکل 1 را مونتاژ می کنیم.

شکل 1. نمودار اتصال

حالا بیایید شروع به نوشتن طرح کنیم.
LED RGB باید با تمام رنگ های رنگین کمان از قرمز تا بنفش برق بزند، سپس به رنگ قرمز و غیره به صورت دایره ای حرکت کند. سرعت انتقال رنگ توسط یک پتانسیومتر کنترل می شود. جدول 1 مقادیر R، G، B را برای 7 رنگ اصلی رنگین کمان نشان می دهد.

جدول 1. مقادیر R، G، B برای 7 رنگ اصلی رنگین کمان

برای مخلوط کردن رنگ هالازم است طیف کامل ولتاژ از پین های آردوینو تا ورودی های LED R، G، B تامین شود. اما آردوینو نمی تواند یک ولتاژ دلخواه را به پین ​​دیجیتال خروجی دهد. خروجی 5 ولت (بالا) یا 0 ولت (کم) است. برای شبیه سازی ولتاژ جزئی از PWM (Pulse Width Modulation یا PWM) استفاده می شود.

امیدوارم قبلاً فصل را مطالعه کرده باشید 2.6 از کتاب جرمی بلوم "کاوش در آردوینو: ابزارها و تکنیک های جادوگری فنی" که مکانیسم مدولاسیون عرض پالس را به تفصیل توضیح می دهد.
الگوریتم اجرای برنامه:

• مقدار مولفه سبز G را افزایش می دهیم تا به مقدار نارنجی (255,125,0) برسیم.
• مقدار مولفه سبز G را افزایش می دهیم تا به آن برسیم زرد (255,255,0).
• مقدار مولفه قرمز R را به مقدار سبز (0.255.0) کاهش می دهیم.
• نقطه شروع قرمز است (255,0,0).
• مقدار مولفه آبی B را به مقدار رنگ آبی (0.255.255) افزایش می دهیم.
• مقدار مولفه سبز G را به مقدار کاهش دهید آبی (0,0,255).
• به تدریج مقدار مولفه قرمز R را به مقدار رنگ بنفش افزایش دهید (255.0.255).
• مقدار مولفه آبی B را به مقدار رنگ قرمز (255,0,0) کاهش دهید.

بیایید به مرحله 1 برویم.

پس از هر مرحله، برای ضبط نمایش رنگی مکث می کنیم،

تاخیر (VIEW_PAUSE)؛

مقدار پتانسیومتر را بررسی می کنیم و مقدار سرعت تغییر رنگ را تغییر می دهیم.

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

بیایید یک طرح جدید در Arduino IDE ایجاد کنیم، کد لیست 1 را به آن اضافه کنید و طرح را در برد آردوینو آپلود کنید. یادآوری می کنیم که در تنظیمات Arduino IDE باید نوع برد (Arduino UNO) و پورت اتصال برد را انتخاب کنید.
فهرست 1

Const int RED=11; // خروجی R از LED RGB const int GREEN=10; // خروجی G از RGB LED const int BLUE=9; // خروجی B از RGB LED int قرمز؛ // متغیر برای ذخیره مولفه R رنگ int green. // متغیر برای ذخیره مولفه G رنگ int blue. // متغیر برای ذخیره مولفه B رنگ const int POT=A0; // خروجی اتصال پتانسیومتر int MIN_PAUSE=10; // حداقل تاخیر تغییر رنگ، ms const int MAX_PAUSE=100; // حداکثر تاخیر تغییر رنگ، ms int pause; // متغیر برای ذخیره تاخیر فعلی const int VIEW_PAUSE=2000; // زمان تثبیت رنگ اصلی، ms void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( // از قرمز به زرد Serial.println("red - yellow"); red=255;green=0 ;آبی=0;برای(سبز=0;سبز<=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;قرمز--) setRGB(قرمز،سبز،آبی);<=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>تاخیر (VIEW_PAUSE)؛

پس از بارگذاری طرح، تغییر رنگ LED RGB را با رنگ های رنگین کمان مشاهده می کنیم و از پتانسیومتر برای تغییر سرعت تغییر رنگ استفاده می کنیم (شکل 2.3 را ببینید).

شکل 2.3. RGB LED - همه رنگ های رنگین کمان

آخرین بار نحوه اتصال یک نوار LED به آردوینو از طریق درایور L298 را بررسی کردیم. مدیریت رنگ به صورت برنامه نویسی انجام شد - تابع تصادفی. اکنون زمان آن رسیده است که نحوه کنترل رنگ نوار LED را بر اساس خوانش سنسور دما و رطوبت DHT 11 بفهمیم.

مثال بر اساس اتصال یک نوار LED از طریق درایور L298 است. به علاوه، این نمونه یک صفحه نمایش LCD 1602 را اضافه کرده است که خوانش سنسور DHT 11 را نمایش می دهد.

این پروژه به عناصر آردوینو زیر نیاز دارد:

1. برد آردوینو UNO.
2. نمایشگر LCD 1602 + I2C.
3. سنسور دما و رطوبت DHT
4. نوار LED.
5. درایور L298.
6. منبع تغذیه 9-12 ولت.
7. خانه برای آردوینو و صفحه نمایش (اختیاری).

اول از همه، بیایید به نمودار مدار نگاه کنیم (شکل 1). در آن می توانید نحوه اتصال همه عناصر بالا را مشاهده کنید. در مونتاژ مدار و اتصال آن هیچ چیز پیچیده ای وجود ندارد، اما لازم به ذکر است که یک نکته ظریف که اکثر مردم آن را فراموش می کنند و در نتیجه هنگام کار با نوارهای LED با آردوینو نتایج نادرستی دریافت می کنند.

شکل 1. نمودار شماتیکاتصال آردوینو و نوار LED با سنسور DHT 11

برای جلوگیری از عملکرد نادرست نوار LED (سوسو زدن، عدم تطابق رنگ، روشنایی ناقص و غیره)، منبع تغذیه کل مدار باید مشترک باشد، یعنی. پایه های GND (زمین) کنترلر آردوینو و درایور L298 (نوار LED) را با هم ترکیب کنید. نحوه انجام این کار را می توانید در نمودار مشاهده کنید.

چند کلمه در مورد اتصال سنسور رطوبت. اگر یک DHT 11 لخت را بدون تسمه بخرید، به ترتیب بین اولین و دومین کنتاکت، 5 ولت و دیتا، باید یک مقاومت با مقدار اسمی 5-10 کیلو اهم لحیم کنید. محدوده اندازه گیری دما و رطوبت در پشت محفظه سنسور DHT 11 نوشته شده است: 0-50 درجه سانتیگراد. رطوبت: 0-80٪.

پس از مونتاژ تمام عناصر پروژه طبق طرح، باید کد برنامه ای بنویسیم که همه آن را به همان شکلی که ما نیاز داریم کار کند. و ما نیاز داریم نوار ledبسته به خوانش سنسور DHT 11 (رطوبت) تغییر رنگ داد.

برای برنامه ریزی سنسور DHT 11، به یک کتابخانه اضافی نیاز دارید.

کد برنامه آردوینو و RGB - نوار. رنگ نوار را بسته به رطوبت تغییر می دهد.

#include #include //کتابخانه برای کار با نمایشگر LCD 1602 #include //کتابخانه برای کار با سنسور رطوبت و دما DHT 11 int chk; //متغیر تمام داده های حسگر DHT11 را ذخیره می کند. //متغیر خوانش رطوبت از سنسور DHT11 dht11 DHT را ذخیره می کند. //ابژه از نوع DHT #define DHT11_PIN 4 //Data pin سنسور DHT11 به ورودی 4 متصل است #define LED_R 9 //pin for channel R #define LED_G 10 //pin for channel G #define LED_B 11 //pin برای کانال B / / متغیرها مقادیر رنگ را ذخیره می کند // هنگام مخلوط کردن هر سه رنگ، رنگ مورد نیاز به دست می آید int led_r=0, led_g=0, led_b=0; //اعلان یک شی نمایش با آدرس 0x27 // فراموش نکنید که از یک صفحه نمایش در پروژه از طریق یک برد I2C استفاده کنید LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); void setup() (//ایجاد نمایشگر lcd.init()؛ lcd.backlight(); // پین ها را به عنوان خروجی اعلام کنید pinMode(LED_R, OUTPUT); pinMode(LED_G, OUTPUT); pinMode(LED_B, OUTPUT)؛ ) حلقه خالی () ( chk = DHT.read(DHT11_PIN);//خواندن داده ها از حسگر DHT11 //داده های خروجی به صفحه نمایش lcd.print("Temp:"); lcd.print(DHT.temperature, 1); lcd.print( "C"); مورد نیاز برای نظرسنجی lcd.clear(); سبزاگر ((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) && (هوم<= 40)) { led_r = 255; led_g = 1; led_b = 1; } //в диапозоне от 41 до 49% влажности выдать синий цвет if ((hum >= 41) && (هوم<= 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); }

برچسب ها: برچسب ها

در بسیاری از کاربردها، چه آماتور و چه حرفه ای، گاهی اوقات لازم است رنگ هایی با سایه های مختلف تولید شود. استفاده از ال ای دی تک رنگ مجزا در چنین مواردی از نظر ساختاری و اقتصادی توجیه ناپذیر است. بنابراین، LED های RGB برای چنین اهدافی توسعه یافتند.

LED RGB (مخفف RED، GREEN، BLUE) ترکیبی از کریستال‌هایی است که قادر به تولید رنگ‌های قرمز، سبز و آبی هستند. به لطف این ترکیب، این LED ها می توانند 16 میلیون سایه نور را بازتولید کنند. کنترل LED های RGB آسان است و بدون هیچ مشکلی می توان از آنها در پروژه های آردوینو استفاده کرد. این ماده نمونه ای از کنترل یک LED RGB با استفاده از آردوینو را نشان می دهد.

از آنجایی که یک LED RGB، همانطور که در بالا ذکر شد، ترکیبی از کریستال های سه رنگ اصلی مختلف است، در مدار به صورت سه LED نشان داده می شود. از نظر ساختاری، چنین LED دارای یک ترمینال مشترک و سه پایانه برای هر رنگ است. در زیر نموداری از نحوه اتصال LED RGB به آردوینو آورده شده است. این مدار همچنین شامل یک صفحه نمایش ال‌سی‌دی 16×2، پتانسیومترها و مقاومت‌ها به صورت سری با خطوط LED RGB است. این مقاومت ها (R1 = 100 اهم، R2 = 270 اهم، R3 = 330 اهم) جریان ال ای دی ها را محدود می کنند تا خراب نشوند. از مقاومت های متغیر (پتانسیومتر) VR1-VR3 با مقاومت 10 KOhm برای کنترل شدت RGB LED استفاده می شود، یعنی می توان از آنها برای تنظیم رنگ LED با تغییر شدت قرمز، سبز و آبی استفاده کرد. کریستال ها پتانسیومتر VR1 به ورودی آنالوگ A0، VR2 به ورودی آنالوگ A1 و VR3 به ورودی آنالوگ A2 متصل می شود.

صفحه نمایش LCD در این مورد برای نمایش مقدار رنگ و مقدار هگزادسیمال کد رنگ استفاده می شود. مقدار کد رنگ در خط اول LCD نمایش داده می شود (به عنوان Rxxx Gxxx Bxxx که xxx یک مقدار عددی است) و کد هگزا دسیمال در خط دوم LCD (به عنوان HEXxxxxxx) نمایش داده می شود. یک مقاومت 100 اهم R4 برای محدود کردن جریان اعمال شده به نور پس زمینه LCD و یک مقاومت متغیر 10K اهمی VR4 برای تنظیم کنتراست LCD استفاده می شود.

در زیر یک کد (طرح) وجود دارد که به شما امکان می دهد با استفاده از برد آردوینو و پتانسیومترهای متصل به آن، تغییر رنگ LED RGB را کنترل کنید.