如何在Arduino上使用RGB LED

概述

在本课程中，您将学习如何在Arduino上使用RGB（红绿蓝）LED。

您将使用 analogWrite 函数来控制LED的颜色。

乍一看，RGB（红色，绿色，蓝色）LED看起来就像普通的LED，但是，在通常的LED封装中，实际上有三个LED，一个红色，一绿色，是，一蓝色。通过控制每个LED的亮度，您可以混合几乎任何您想要的颜色。

我们可以混合颜色，就像您将音频与“混合板”或调色板上的颜料混合一样-通过调整三个LED各自的亮度。做到这一点的困难方法是使用第2课中使用的不同值的电阻器（或可变电阻器）。这是很多工作！对我们来说幸运的是，Arduino具有 analogWrite 函数，您可以将其与标有〜的引脚一起使用，以向相应的LED输出可变数量的功率。

零件

要构建本课中描述的项目，您将需要以下零件。

零件 数量

扩散RGB LED 10mm 1

270Ω电阻器（红色，紫色，棕色条纹）-可以使用的最大电阻为1K欧姆。小调光器

3

半尺寸面包板 1

Arduino Uno R3 1

跳线包 1

面包板布局

RGB LED有四根引线。封装中每个LED的正极连接都有一根引线，而LED的所有三个负极侧都有一根引线。

LED封装的公共负极连接是LED封装扁平侧的第二个引脚。它也是四个线索中最长的。该引线将接地。

封装内的每个LED都需要自己的270Ω电阻，以防止过多的电流流过。 LED的三个正极（一个红色，一个绿色和一个蓝色）使用这些电阻器连接到Arduino输出引脚。

如果您使用的是普通的ANODE LED而不是普通的CATHODE，请将长引脚连接到+5而不是接地端

颜色

您可以通过改变红色，绿色和蓝色的光量来混合任意颜色，这是因为您的眼睛具有三种类型的光接收器（红色，绿色和蓝色）。您的眼睛和大脑会处理红色，绿色和蓝色的数量，并将其转换为光谱的颜色。

在某种程度上，通过使用三个LED，我们在眼睛上发挥了作用。电视机中使用了相同的想法，其中LCD的红色，绿色和蓝色点彼此相邻，构成每个像素。

如果我们将所有三个LED的亮度设置为相同，则该灯的整体颜色将为白色。如果关闭蓝色LED，以便仅红色和绿色LED具有相同的亮度，则该光将显示为黄色。

我们可以分别控制LED的红色，绿色和蓝色部分的亮度，从而可以混合我们喜欢的任何颜色。

黑色并不是缺少光，而是一种颜色。因此，最能使我们的LED变成黑色的是关闭所有三种颜色。

Arduino草图

以下测试草图将循环显示红色，绿色，蓝色，黄色，紫色和浅绿色。这些颜色是一些标准的Internet颜色。

下载：文件

复制代码

/*

Adafruit Arduino - Lesson 3. RGB LED

*/

int redPin = 11;

int greenPin = 10;

int bluePin = 9;

//uncomment this line if using a Common Anode LED

//#define COMMON_ANODE

void setup（）

{

pinMode（redPin， OUTPUT）;

pinMode（greenPin， OUTPUT）;

pinMode（bluePin， OUTPUT）;

}

void loop（）

{

setColor（255， 0， 0）; // red

delay（1000）;

setColor（0， 255， 0）; // green

delay（1000）;

setColor（0， 0， 255）; // blue

delay（1000）;

setColor（255， 255， 0）; // yellow

delay（1000）;

setColor（80， 0， 80）; // purple

delay（1000）;

setColor（0， 255， 255）; // aqua

delay（1000）;

}

void setColor（int red， int green， int blue）

{

#ifdef COMMON_ANODE

red = 255 - red;

green = 255 - green;

blue = 255 - blue;

#endif

analogWrite（redPin， red）;

analogWrite（greenPin， green）;

analogWrite（bluePin， blue）;

} /*

Adafruit Arduino - Lesson 3. RGB LED

*/

int redPin = 11;

int greenPin = 10;

int bluePin = 9;

//uncomment this line if using a Common Anode LED

//#define COMMON_ANODE

void setup（）

{

pinMode（redPin， OUTPUT）;

pinMode（greenPin， OUTPUT）;

pinMode（bluePin， OUTPUT）;

}

void loop（）

{

setColor（255， 0， 0）; // red

delay（1000）;

setColor（0， 255， 0）; // green

delay（1000）;

setColor（0， 0， 255）; // blue

delay（1000）;

setColor（255， 255， 0）; // yellow

delay（1000）;

setColor（80， 0， 80）; // purple

delay（1000）;

setColor（0， 255， 255）; // aqua

delay（1000）;

}

void setColor（int red， int green， int blue）

{

#ifdef COMMON_ANODE

red = 255 - red;

green = 255 - green;

blue = 255 - blue;

#endif

analogWrite（redPin， red）;

analogWrite（greenPin， green）;

analogWrite（bluePin， blue）;

}

尝试一下草图，然后我们将对其进行详细剖析……。

草图通过指定每种颜色将使用哪些引脚：

下载：file

复制代码

int redPin = 11;

int greenPin = 10;

int bluePin = 9; int redPin = 11;

int greenPin = 10;

int bluePin = 9;

下一步是编写“设置”功能。正如我们在前面的课程中所了解的那样，设置功能在Arduino重置后仅运行一次。在这种情况下，它要做的就是定义我们用作输出的三个引脚。

下载：文件

复制代码

void setup（）

{

pinMode（redPin， OUTPUT）;

pinMode（greenPin， OUTPUT）;

pinMode（bluePin， OUTPUT）;

} void setup（）

{

pinMode（redPin， OUTPUT）;

pinMode（greenPin， OUTPUT）;

pinMode（bluePin， OUTPUT）;

}

在我们看一下“循环”功能之前，先看一下其中的最后一个功能。草图。

下载：文件

复制代码

void setColor（int red， int green， int blue）

{

analogWrite（redPin， red）;

analogWrite（greenPin， green）;

analogWrite（bluePin， blue）;

} void setColor（int red， int green， int blue）

{

analogWrite（redPin， red）;

analogWrite（greenPin， green）;

analogWrite（bluePin， blue）;

}

此函数使用三个参数，一个用于红色，绿色和蓝色LED的亮度。在每种情况下，该数字都将在0到255之间，其中0表示关闭，而255表示最大亮度。然后该函数调用‘analogWrite’来设置每个LED的亮度。

如果您查看‘loop’函数，您会看到我们正在设置红色，绿色和蓝色的光量我们要显示的内容，然后暂停一秒钟，然后再继续使用下一种颜色。

下载：文件

复制代码

void loop（）

{

setColor（255， 0， 0）; // red

delay（1000）;

setColor（0， 255， 0）; // green

delay（1000）;

setColor（0， 0， 255）; // blue

delay（1000）;

setColor（255， 255， 0）;// yellow

delay（1000）;

setColor（80， 0， 80）; // purple

delay（1000）;

setColor（0， 255， 255）;// aqua

delay（1000）;

} void loop（）

{

setColor（255， 0， 0）; // red

delay（1000）;

setColor（0， 255， 0）; // green

delay（1000）;

setColor（0， 0， 255）; // blue

delay（1000）;

setColor（255， 255， 0）;// yellow

delay（1000）;

setColor（80， 0， 80）; // purple

delay（1000）;

setColor（0， 255， 255）;// aqua

delay（1000）;

}

尝试向草图添加自己的几种颜色，并观察LED上的效果。

如果使用的是公共阳极RGB LED，则需要更改模拟写入值，以便从255中减去颜色，在草图中取消注释#define COMMON_ANODE行！

使用Internet颜色

如果您已完成任何Internet编程，则可能会意识到颜色通常表示为“十六进制”数字。例如，红色的数字为＃FF0000。您可以使用以下表格找到与特定颜色关联的数字：https://htmlcolorcodes.com/color-names/

该数字的六个数字实际上是三对数字。第一对是颜色的红色部分，后两位是绿色部分，最后两位是蓝色部分。红色为＃FF0000，因为它的最大红色（FF为十六进制255）并且没有绿色或蓝色部分。

能够拨出这些颜色编号之一以使其显示在屏幕上将非常有用。 RGB LED。

让我们尝试制作靛蓝色（＃4B0082）。

i》

靛蓝的红色，绿色和蓝色部分（以十六进制表示）分别为4B，00和82。我们可以将它们插入“ setColor”函数中，如下所示：

下载：文件

复制代码

setColor（0x4B， 0x0， 0x82）; // indigo setColor（0x4B， 0x0， 0x82）; // indigo

我们在颜色的三个部分使用十六进制数字，方法是在颜色的三个部分前面加上“ 0x”。

尝试将自己的几种颜色添加到“循环”功能中。不要忘了在每个延迟之后添加延迟。

理论（PWM）

脉冲宽度调制（PWM）是一种控制功率的技术。我们还在这里使用它来控制每个LED的亮度。

下图显示了Arduino上PWM引脚之一的信号。

大约每1/500秒，PWM输出将产生一个脉冲。该脉冲的长度由“ analogWrite”功能控制。因此，“ analogWrite（0）”将根本不会产生任何脉冲，而“ analogWrite（255）”将产生一直持续到下一个脉冲到期的脉冲，因此输出实际上一直都在。 》如果我们在AnalogWrite中指定一个介于0到255之间的值，那么我们将产生一个脉冲。如果输出脉冲仅在5％的时间内为高电平，那么无论我们驱动什么，都将仅获得5％的全功率。

但是，如果在90％的时间内输出为5V，则负载将获得90％的电力。我们看不到LED会以这种速度打开和关闭，所以对我们来说，亮度似乎在变化。

其他要做的事情

尝试将乒乓球放在LED上

尝试更改延迟以加快速度或减慢颜色变化的速度

使用RGB LED可以做很多事情。检出Internet上使用RGB LED的一些项目，您会发现视觉设备的多色持久性以及各种照明效果。

责任编辑：wv