Уроки Arduino

R9AL | 2021 / Уроки Arduino : Работа с Arduino > RGB - светодиод.

RGB светодиод фактически представляет собой три светодиода разных цветов (RGB - Red, Green, Blue - красный, зелёный, синий), объединённые в одном корпусе. При этом имеется возможность одновременно управлять интенсивностью каждого цвета независимо друг от друга и получать свечение любого оттенка.

Вот так выглядит RGB светодиод c выводами и диаметром линзы 5 мм:

У RGB светодиода четыре вывода, потому что светодиоды внутри него могут быть соединены либо по схему с общим анодом, либо по схеме с общим катодом. Вот так он может быть обозначен на схеме:

RGB-светодиод в Tinkercad:

Соберем следующую схему:

Параллельно RGB-светодиоду подключены обычные монохромные светодиоды, и для наглядности все светодиоды на схеме подкрашены. Одиночные светодиоды нужны для того, чтобы понимать какие процессы происходят внутри RGB-светодиода. Токоограничительный резисторы (те, которые включены последовательно со светодиодами) номиналом 100 Ом.

Напишем программу, которая будет поочередно включать светодиоды как по отдельности, таки в разных сочетаниях:

void setup(){
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
  
}
  
void loop(){

digitalWrite(11, 1); // зажигаем красный светодиод;  КРАСНЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 1); // зажигаем зеленый светодиод;   ЖЁЛТЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(11, 0); // гасим красный светодиод;     ЗЕЛЕНЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(10, 1); // зажигаем синий светодиод;    ГОЛУБОЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 0); // гасим зеленый светодиод;      СИНИЙ
delay(3000);

digitalWrite(11, 1); // зажигаем красный светодиод;  ФИОЛЕТОВЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 1); // зажигаем зеленый светодиод;   БЕЛЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 0); // гасим зеленый светодиод;
digitalWrite(10, 0); // гасим синий светодиод;
digitalWrite(11, 0); // гасим красный светодиод;
delay(3000);

}

Результатом работы программы будет последовательное переключение цветов:

Красный (горит только красный светодиод)
Желтый (горит красный и зеленый светодиод)
Зеленый (горит только зеленый светодиод)
Голубой (горит зеленый и синий светодиод)
Синий (горит только синий светодиод)
Фиолетовый (горит синий и красный светодиод)
Белый (горят все светодиоды)

Всего семь цветов, которые получаются из трех основных цветов и их сочетаний. Это так называемый цветовой круг:

Почти радуга, не хватает только оранжевого цвета. Но мы можем создать и его, для этого нам надо смешать красный и зеленый свет но не поровну, иначе мы получим желтый, а в пропорции примерно 3 к 1. Т.е. нам нужно уменьшить яркость зеленого светодиода примерно в три раза. А мы уже знаем что проще всего это сделать с помощью ШИМ, например командой analogWrite:

analogWrite(9, 90); // зажигаем зеленый светодиод на 35%;

Полносью программа будет выглядеть так:

void setup(){
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
  
}
  
void loop(){

digitalWrite(11, 1); // зажигаем красный светодиод;   		КРАСНЫЙ
delay(3000);

analogWrite(9, 90); // зажигаем зеленый светодиод на 35%;	ОРАНЖЕВЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 1); // зажигаем зеленый светодиод;   		ЖЁЛТЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(11, 0); // гасим красный светодиод;     		ЗЕЛЕНЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(10, 1); // зажигаем синий светодиод;    		ГОЛУБОЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 0); // гасим зеленый светодиод;      		СИНИЙ
delay(3000);

digitalWrite(11, 1); // зажигаем красный светодиод;  		ФИОЛЕТОВЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 1); // зажигаем зеленый светодиод;   		БЕЛЫЙ
delay(3000);

digitalWrite(9, 0); // гасим зеленый светодиод;
digitalWrite(10, 0); // гасим синий светодиод;
digitalWrite(11, 0); // гасим красный светодиод;
delay(3000);

}

Итак, мы получили все цвета радуги и еще белый цвет. Все цвета переключаются в нужном порядке и каждый цвет можно наблюдать в течении 3 секунд. Кстати, запомнить основные цвета радуги можно с помощью простой фразы:

Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан.

Но давайте усложним задачу. Пусть цвета не переключаются, а плавно перетекают из одного в другой. Как это сделать? В начале светодиод выключен, и нам нужно сделать так, чтобы не просто включился красный, а плавно включился, а затем плавно изменил свое свечение в сторону оранжевого, после этого плавно перешел в желтый, из желтого в зеленый и так далее. Давайте попробуем использовать ШИМ, а формировать его будем с помощью analogWrite.

int r;                  // вводим переменную r типа int

void setup(){
  pinMode(9, OUTPUT);   // назначаем вывод 9 выходом
  pinMode(10, OUTPUT);  // назначаем вывод 10 выходом
  pinMode(11, OUTPUT);  // назначаем вывод 11 выходом
  
for(r=0; r<=255; r++){  // изначально у нас RGB-светодиод выключен,
analogWrite(11, r);     // поэтому просто плавно зажигаем красный светодиод
delay(10);}             // меняя значение ШИМ от 0 до 255, с паузой в 10 мс.
}                       // этот цикл выполнятеся только один раз.
  
void loop(){
 
for(r=0; r<=255; r++){  // плавно зажигаем зеленый светодиод
analogWrite(9, r);
delay(10);}

for(r=255; r>=0; r--){  // плавно гасим красный светодиод
analogWrite(11, r);
delay(10);}

for(r=0; r<=255; r++){  // плавно зажигаем синий светодиод
analogWrite(10, r);
delay(10);}
  
for(r=255; r>=0; r--){  // плавно гасим зеленый светодиод
analogWrite(9, r);
delay(10);}
  
for(r=0; r<=255; r++){  // плавно зажигаем красный светодиод
analogWrite(11, r);   
delay(10);}  

for(r=255; r>=0; r--){  // плавно гасим синий светодиод
analogWrite(10, r);
delay(10);}

}

В качестве практического задания:

Попробуйте изменить эту программу так, чтобы цвета менялись также плавно, но в обратном порядке, а начиналось чтобы все с зеленого цвета.

далее...