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[入门] Arduino教程 Lesson 6 -- 炫彩RGB LED

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该教程实验平台:Arduino入门套件
上一篇教程:Arduino教程 Lesson 5 -- 呼吸灯


简单回顾下Lesson 5的内容:
  • 什么是PWM?
  • analogWrite(pin,value)函数

单色LED我们就讲到这里了,现在介绍一种新的LED——RGB LED。之所以叫RGB,是因为这个LED是由红(Red)、绿(Green)和蓝(Blue)三色组成。我们电脑的显示器也是由一个个小的红、绿、蓝点组成的。可以通过调整三个LED中每个灯的亮度就能产生不同的颜色。这个项目就是教你通过一个RGB小灯随机产生不同的炫彩颜色。我们可以先感性的看一下,按下图连接硬件并输入代码。

所需元件
  • 1 ×  5mm RGB LED灯
  • 3 ×  220欧电阻

STEP 1 : 硬件电路搭建
连接之前,先判别RGB是共阴还是共阳,如果不是很清楚的,可以先跳到这个项目的硬件部分介绍。连接时,还需注意一点,引脚的顺序,可参照右边的引脚图。

RGB LED.jpg

STEP 2:输入代码
完成硬件连接后,打开Arduino IDE,输入下面这段代码。
  1. int redPin = 9;
  2. int greenPin = 10;
  3. int bluePin = 11;

  4. void setup(){
  5.      pinMode(redPin, OUTPUT);
  6.      pinMode(greenPin, OUTPUT);
  7.      pinMode(bluePin, OUTPUT);
  8. }

  9. void loop(){
  10.       //R:0-255 G:0-255 B:0-255
  11.       colorRGB(random(0,255),random(0,255),random(0,255));  
  12.       delay(1000);
  13. }

  14. void colorRGB(int red, int green, int blue){
  15.       analogWrite(redPin,constrain(red,0,255));
  16.       analogWrite(greenPin,constrain(green,0,255));
  17.       analogWrite(bluePin,constrain(blue,0,255));
  18. }
复制代码
代码下载完成后,我们可以看到LED颜色呈现随机的变化,不只是单一的一种颜色。


STEP 3:代码回顾
这段函数中,我们比较陌生的就是constrain()和random()这两个函数。
函数格式如下:
  1. constrain(x,a,b)
复制代码
constrain()函数需要3个参数:x、a和b。这里x是一个被约束的数,a是最小值,b是最大值。如果值小于a,则返回a。如果大于b,则返回b。
Arduino官方:constrain(x,a,b)
DFRobot 中文版:constrain(x,a,b)

回到我们的程序,red、green、blue值是被约束数,约束范围在0~255,也就是我们PWM值的范围。它们的值来源于random()函数随机产生。
函数格式如下:
  1. random(min,max)
复制代码
random()函数用于生成一个随机数,min随机数的最小值,max随机数的最大值。random()函数还有其他用法,可以参看手册。
Arduino官方:random(min, max)
DFRobot 中文版:random(min, max)


STEP 4:硬件回顾
RGB灯
RGB灯有4个引脚,R、G、B三个引脚连接到LED灯的一端,还有一个引脚是共用的正极(阳)或者共用的阴极(负)。我们这里选用的是共阴RGB。看下图5-2,就是明白了,展示了三个LED如何华丽蜕变为一个RGB的过程,R、G、B其实就是三个LED的正极,把它们的负极拉到一个公共引脚上了,它们公共引脚是负极,所以称之为共阴RGB。

   RGB变化过程.jpg

RGB灯如何使用呢?如何实现变色呢?
RGB只是简单的把三个颜色的LED灯封装在一个LED中。只要当做三个灯使用就可以了。我们都知道红色、绿色、蓝色是三原色,Arduino通过PWM口对三种颜色明暗的调节,也就analogWrite(value)语句,就能让LED调出任何你想要的颜色。

   111.png

12.png
上表只是罗列了几种典型的颜色,可调的色彩远多于上表所示的,使用PWM可以产生0~255之间的全部颜色,共16777216种颜色(256×256×256)。不妨可以动手尝试一下,设置三个LED的PWM值来,随意切换颜色吧!

共阳RGB与共阴RGB的区别
上面我们还遗留一个问题——共阴与共阳在使用上有什么区别?共阳RGB就是把正极拉到一个公共引脚,其他三个端则是负极。下图是可以看出,外表上共阴共阳没有任何区别。

RGB.jpg                                RGB-.jpg                  

然而在使用上是有区别的,区别分为以下两点:
(1)接线中的改变,共阳的话,共用端需要接5V,而不是GND,否则LED不能被点亮。
(2)第二点就是,在颜色的调配上,与共阴是完全相反的。
举个例子:共阴RGB显示红色为R-255,G-0,B-0。然而共阳则完全相反,RGB数值是R-0,G-255,B-255。

可以做些其他的事

1、基于我们上面的炫彩RGB项目,改变代码能都做一个沿着彩虹色变化的RGB灯,而不是我们这样随机产生颜色。这里比较困难的应该是颜色的调制,通过改变Red、Blue、Green的值0~255,组合出一个你想要的颜色。
提示:只要在原有代码基础上做修改就可以了,直接调用colorRGB()函数,将函数中3个参数写入所对应颜色的值即可。

2、Arduino是个开源的平台,从网上寻找一些别人已经写好了的库,不需要自己从头写,难度也比较大,所以我们只需调用别人写好的库,来达到我们想要的效果就可以了。这里就提供一个RGELED库。

如何加载库?
可以参看帖子 --- 加载库

RGB灯小制作帖子

RGBLED.rar (2.12 KB, 下载次数: 559)
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