RGB светодиод. Управление светодиодной лентой при помощи Аrduino Arduino подключение линейки rgb светодиодов

: красный, зеленый и синий. Одновременное управляя яркостью трех светодиодов каждого из этих цветов можно создать свет практически любого цвета. Светодиоды, позволяющие менять цвет излучаемого света, такие как те, которые используются в нашем заключительном уроке, устроены подобным образом, но в их конструкции три светодиода расположены вместе в одном очень маленьком корпусе. Такой составной тройной светодиод называется RGB LED.

Давайте сделаем наш собственный светодиод RGB из трех отдельных 5-миллиметровых светодиодов. Эти три светодиода имеют прозрачные неокрашенные линзы, поэтому нам нужно светодиоды с прозрачными, бесцветными линзами могут быть любого цвета! Если вы используете другой комплект, просто найдите один красный, один зеленый и один синий светодиод (с бесцветной или окрашенной линзой).

Отключите USB-кабель и замените красный светодиод на один из светодиодов с прозрачной линзой, затем снова подключите USB-кабель.

Какого цвета светодиод? Если вы обнаружите красный с первой попытки, отложите его и повторите процесс, чтобы определить цвет двух других светодиодов.

Подключите два других светодиода с последовательно включенными резисторами на 1K к контактам 10 и 11, как показано на схеме. Загрузите и откройте код из модуля Tinkercad Circuits или скопируйте его и вставьте в новый пустой эскиз Arduino. Загрузите его в свою плату Arduino Uno и посмотрите, можете ли вы сопоставить строки кода с событиями, которые вы видите на светодиодах, как это было сделано нами ранее.

Незнакомой частью этого кода является функция setColor () ; . Это пользовательская функция, определенная в коде после функции void loop() .

void setColor(int red, int green, int blue)
{
analogWrite(redPin, red);
analogWrite(greenPin, green);
analogWrite(bluePin, blue);
}

Определение функции включает в себя объявление имени и типа аргументов, которые вы можете использовать в качестве настраиваемых параметров. Эти параметры вы можете изменить каждый раз при выполнении кода. В этой простой функции три целых значения записываются в три светодиодных вывода, используя уже знакомую нам функцию analogWrite () ; .
setColor(255, 255, 0); // yellow

Каждый раз, когда в основном цикле вызывается эта функция, программа выполняет код в функции перед тем, как продолжить выполнение основного цикла. В этом случае аргументы используются в качестве кода уровня яркости каждого из светодиодов. Диапазон для установки яркости составляет 0-255, так как для управления каждым цветом используется один байт, что позволяет использовать 256 отдельных уровней яркости.

Теперь загрузите и откройте код из этого более сложного проекта RGB или скопируйте и вставьте код в новый пустой эскиз Arduino. Прочтите комментарии в коде, чтобы больше узнать о том, как работает эта программа. Код делает некоторые математические вычисления для преобразования диапазона 0-100 в нужный диапазон, который требуется светодиодам (0-255). Это удобно, так как вы можете думать о яркости в процентах вместо диапазона 0-255.

Для хранения информации о цвете, код использует набор переменных, называемый

Сегодня подключаем к Arduino трехцветный светодиод. Это одна из базовых схем, используемых в создании роботов на Arduino. В посте видео-инструкция, листинг программы и схема подключения.

Трехцветный светодиод (rgb led) — это три светодиода разных цветов в одном корпусе. Они бывают как с небольшой печатной платой, на которой расположены резисторы, так и без встроенных резисторов. Мы рассмотрим оба варианта.

Видео-инструкция сборки модели Arduino с трехцветным светодиодом:

Для сборки модели с трехцветным светодиодом нам потребуется:

• плата Arduino
• программа Arduino IDE, которую можно скачать с сайта Arduino .

Что потребуется для Arduino с трехцветным светодиодом со встроенными резисторами?

Если используется светодиод без резисторов, нам также потребуется:

• Breadboard
• 4 провода “папа-папа”
• 3 резистора на 220 Ом

Что потребуется для Arduino с трехцветным светодиодом без встроенных резисторов

При работе с трехцветным светодиодом без встроенных резисторов необходимо иметь ввиду, что назначение ножки светодиода можно определить по ее длине. Самая длинная — земля (GND), короче — зеленый (G), еще короче — голубой (B), а самая короткая — красный (R).

Схема подключения модели Arduino с трехцветным светодиодом со встроенными резисторами:

Схема подлючения трехцветным светодиодом со встроенными резисторами

Схема подключения модели Arduino с трехцветным светодиодом без встроенных резисторов:

Схема подлючения трехцветным светодиодом без встроенных резисторов

Для управления этой моделью подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):

//объявляем переменные с номерами пинов
int r = 13;
int g = 12;
int b = 11;
void setup() //процедура setup
{
//объявляем используемые порты
pinMode(r, OUTPUT);
pinMode(g, OUTPUT);
pinMode(b, OUTPUT);
}
void loop() //процедура loop
{
digitalWrite(r, HIGH); //включаем красный
delay(500); //ждем 500 Мс
digitalWrite(r, LOW); //выключаем красный
digitalWrite(g, HIGH); //включаем зеленый
delay(500); //ждем 500 Мс
digitalWrite(g, LOW); //выключаем зеленый
digitalWrite(b, HIGH); //включаем синий
delay(500); //ждем 500 Мс
digitalWrite(b, LOW); //выключаем синий
}

Так выглядит собранная модель Arduino с трехцветным светодиодом без выстроенных резисторов:

Собранная модель Arduino с трехцветным светодиодом без встроенных резисторов

Продолжение следует!

Посты по урокам:

1. Первый урок:
2. Второй урок:
3. Третий урок:
4. Четвертый урок:
5. Пятый урок:
6. Шестой урок:
7. Седьмой урок:
8. Восьмой урок:
9. Девятый урок:

Многоцветные светодиоды, или как их еще называют RGB, используются для индикации и создания динамически изменяющейся по цвету подсветки. Фактически ничего особенного в них нет, давайте разберемся, как они работают и что такое RGB-светодиоды.

Внутреннее устройство

На самом деле RGB-светодиод - это три одноцветных кристалла совмещенные в одном корпусе. Название RGB расшифровывается, как Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий соответственно цветам, которые излучает каждый из кристаллов.

Эти три цвета являются базовыми, и на их смешении формируется любой цвет, такая технология давно применяется в телевидении и фотографии. На картинке, что расположена выше, видно свечение каждого кристалла по отдельности.

На этой картинке вы видите принцип смешивания цветов, для получения всех оттенков.

Кристаллы в RGB-светодиоды могут быть соединены по схеме:

С общим анодом;

С общим катодом;

Не соединены.

В первых двух вариантах вы увидите, что у светодиода есть 4 вывода:

Или 6-тью выводами в последнем случае:

Вы можете видеть на фотографии под линзой четко видны три кристалла.

Для таких светодиодов продаются специальные монтажные площадки, на них даже указывают назначение выводов.

Нельзя оставить без внимания и RGBW - светодиоды, их отличие состоит в том, что в их корпусе есть еще один кристалл излучающий свет белого цвета.

Естественно не обошлось и без лент с такими светодиодами.

На этой картинке изображена лента с RGB-светодиодами , собранные по схеме с общим анодом, регулировка интенсивности свечения осуществляется путем управления «-» (минусом) источника питания.

Для изменения цвета RGB-ленты используются специальные RGB-контроллеры - устройства для коммутации напряжения подаваемого на ленту.

Вот цоколевка RGB SMD5050:

И ленты, особенностей работы с RGB-лентами нет, всё остается также как и с одноцветными моделями.

Для них есть и коннекторы для подсоединения светодиодной ленты без пайки.

Вот распиновка 5-ти мм РГБ-светодиода:

Как изменяется цвет свечения

Регулировка цвета осуществляется путем регулировки яркости излучения каждым из кристаллов. Мы уже рассматривали .

RGB-контроллер для ленты работает по такому же принципу, в нём стоит микропроцессор, который управляет минусовым выводом источника питания - подключает и отключает его от цепи соответствующего цвета. Обычно в комплекте с контроллером идёт пульт дистанционного управления. Контроллеры бывают разной мощности, от этого зависит их размер, начиная от такого миниатюрного.

Да такого мощного устройства в корпусе размером с блок питания.

Они подключаются к ленте по такой схеме:

Так как сечение дорожек на ленте не позволяет подключать последовательно с ней следующий отрезок ленты, если длина первого превышает 5м, нужно подключать второй отрезок проводами напрямую от РГБ-контроллера.

Но можно выйти из положения, и не тянуть дополнительных 4 провода на 5 метров от контроллера и использовать RGB-усилитель. Для его работы нужно протянуть всего 2 провода (плюс и минус 12В) или запитать еще один блок питания от ближайшего источника 220В, а также 4 «информационных» провода от предыдущего отрезка (R, G и B) они нужны для получения команд от контроллера, чтобы вся конструкция светилась одинаково.

А к усилителю уже подключают следующий отрезок, т.е. он использует сигнал с предыдущего куска ленты. То есть вы можете запитать ленту от усилителя, который будет расположен непосредственно возле неё, тем самым сэкономив деньги и время на прокладку проводов от первичного RGB-контроллера.

Регулируем RGB-led своими руками

Итак, есть два варианта для управления RGB-светодиодами:

Вот вариант схемы без использования ардуин и других микроконтроллеров, с помощью трёх драйверов CAT4101, способных выдавать ток до 1А.

Однако сейчас достаточно дешево стоят контроллеры и если нужно регулировать светодиодную ленту - то лучше приобрести готовый вариант. Схемы с ардуино гораздо проще, тем более вы можете написать скетч, с которым вы будете либо вручную задавать цвет, либо перебор цветов будет автоматическим в соответствии с заданным алгоритмом.

Заключение

RGB-светодиоды позволяют сделать интересные световые эффекты используются в дизайне интерьеров, как подсветка для бытовой техники, для эффекта расширения экрана телевизора. Особых отличий при работе с ними от обычных светодиодов - нет.

Недавно я купил 2 рулона rgb светодиодной ленты по 5 метров, и сразу решил поэкспериментировать с ней. В комплекте шёл блок для управления лентой, но мне показались программы малоинтересными, а под рукой был Tinyos Uno (полный китайский аналог Arduino UNO ). Учитывая то, что ардуино работает максимум с 5в на выход, а чаще 3.3в то нужно было найти решение. В этой статье рассмотрено как подключить 12 вольтовую светодиодную ленту к ардуино с отдельным питанием для ленты и управлением с ардуинки с использованием МОСФЕТов (MOSFETs) для управления каналами RGB ленты .

Начнём со стандартной спецификации аналоговой светодиодной ленты, которая, как мне кажется, наиболее распространена.

• 10.5mm (0.41") ширина, 3mm (0.12") толщина, 100mm (3.95") длина на каждый сегмент
• Бывает влагозащищённые (waterproof ) и без защиты (non-waterproof )
• Имеет клейкую ленту с обратной стороны для крепления ленты
• Максимальное напряжение 12V и 60mA на каждый сегмент
• 3 светодиода с общим анодом на каждом сегменте
• Длина волн светодиодов: 630nm/530nm/475nm
• Нет микроконтроллера или чип контроллера (чисто аналоговое управление)

Прежде чем начинать работу с Arduino и напряжением выше, чем 5 вольт очень советую прочитать про , чтобы не сжечь вашу Arduino . В ней хорошо описано использование МОСФЕТов с Ардуино . Если вы уже прочитали эту статью, то давайте двигаться дальше.
Для работы со светодиодной лентой нам понадобятся:

1. MOSFET транзисторы, которые можно найти на том же EBay
2. Резисторы на 10k?
3. Макетная беспаечная плата (breadboard )
4. Проводки для соединения ардуино с макетной платой (папа-папа)
5. Светодиодная лента (Я брал на aliexpress вот эту ленту , и планирую заказать ещё пару у этого же продавца)

Теперь перейдём к схеме подключения, из неё станет понятно основная часть данной статьи:

Теперь обратимся к Arduino IDE , в которой напишем скетч для управления нашей лентой:

// Note that there"s some legacy code left in here which seems to do nothing // but should do no harm ... // don"t futz with these, illicit sums later #define RED 9// pin for red LED #define GREEN 10 // pin for green - never explicitly referenced #define BLUE 11 // pin for blue - never explicitly referenced #define SIZE 255 #define DELAY 20 #define HUE_MAX 6.0 #define HUE_DELTA 0.01 //long deltas = { 5, 6, 7 }; long rgb; long rgbval; // for reasons unknown, if value !=0, the LED doesn"t light. Hmm ... // and saturation seems to be inverted float hue=0.0, saturation=1, value=1; /* chosen LED SparkFun sku: COM-09264 has Max Luminosity (RGB): (2800, 6500, 1200)mcd so we normalize them all to 1200 mcd - R 250/600 = 107/256 G 250/950 = 67/256 B 250/250 = 256/256 */ long bright = { 107, 67, 256}; //long bright = { 256, 256, 256}; long k, temp_value; void setup () { randomSeed(analogRead(4)); for (k=0; k<3; k++) { pinMode(RED + k, OUTPUT); rgb[k]=0; analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } } void loop() { hue += HUE_DELTA; if (hue > HUE_MAX) { hue=0.0; } rgbval=HSV_to_RGB(hue, saturation, value); rgb = (rgbval & 0x00FF0000) >> 16; // there must be better ways rgb = (rgbval & 0x0000FF00) >> <3; k++) { // for all three colours analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } delay(DELAY); } long HSV_to_RGB(float h, float s, float v) { // H is given on . S and V are given on . // RGB is returned as a 24-bit long #rrggbb int i; float m, n, f; // not very elegant way of dealing with out of range: return black if ((s<0.0) || (s>1.0) || (v<1.0) || (v> < 0.0) || (h > 6.0)) { return long(v * 255) + long(v * 255) * 256 + long(v * 255) * 65536; } i = floor(h); f = h - i; if (!(i&1)) { f = 1 - f; // if i is even } m = v * (1 - s); n = v * (1 - s * f); switch (i) { case 6: case 0: return long(v * 255) * 65536 + long(n * 255) * 256 + long(m * 255); case 1: return long(n * 255) * 65536 + long(v * 255) * 256 + long(m * 255); case 2: return long(m * 255) * 65536 + long(v * 255) * 256 + long(n * 255); case 3: return long(m * 255) * 65536 + long(n * 255) * 256 + long(v * 255); case 4: return long(n * 255) * 65536 + long(m * 255) * 256 + long(v * 255); case 5: return long(v * 255) * 65536 + long(m * 255) * 256 + long(n * 255); } }

Заливаем скетч на ардуино и радуемся.
Есть так же вариант с использованием температурного сенсора DS18B20 , который работает по протоколу 1-Wire .

Идея состоит в том, что "холодная температура", как правило, синего цвета, а "горячая температура " получит красный цвет. Если вы взгляните на колесо HSV, которое мы использовали в первом скетче (цветовое колесо см. wiki), цвет будет составлять от 240 °, когда холодно и до 0 °, если горячая, двигаясь по часовой стрелке (проходя голубой, зеленый и желтый).

Холодная температура в данном случае имеется ввиду 18 ° C, а горячая подразумевает 30 ° C. Температура ниже холодного порога будет считаться холодной, выше горячего порога - горячей. Окончательный код на самом деле довольно прост, когда у вас есть уже готовый код HSV:

// HSV fade/bounce for Arduino // Note that there"s some legacy code left in here which seems to do nothing // but should do no harm ... #include "OneWire.h" //#include "Streaming.h" const int DS18S20_Pin = 2; //DS18S20 Signal pin on digital 2 #define MIN_TEMP 18 #define MAX_TEMP 30 //Temperature chip i/o OneWire ds(DS18S20_Pin); // on digital pin 2 // don"t futz with these, illicit sums later #define RED 9// pin for red LED #define GREEN 10 // pin for green - never explicitly referenced #define BLUE 11 // pin for blue - never explicitly referenced #define SIZE 255 #define DELAY 0 #define HUE_MAX 6.0 #define HUE_DELTA 0.01 //long deltas = { 5, 6, 7 }; long rgb; long rgbval; // for reasons unknown, if value !=0, the LED doesn"t light. Hmm ... // and saturation seems to be inverted float hue=0.0, saturation=1, value=1; /* chosen LED SparkFun sku: COM-09264 has Max Luminosity (RGB): (2800, 6500, 1200)mcd so we normalize them all to 1200 mcd - R 250/600 = 107/256 G 250/950 = 67/256 B 250/250 = 256/256 */ long bright = { 107, 67, 256}; //long bright = { 256, 256, 256}; long k, temp_value; void setup () { randomSeed(analogRead(4)); Serial.begin(57600); for (k=0; k<3; k++) { pinMode(RED + k, OUTPUT); rgb[k]=0; analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } } void loop() { float temperature = constrain(getTemp(), MIN_TEMP, MAX_TEMP); float deltaTemp = (MAX_TEMP - MIN_TEMP); float deltaHue = 4 - 0; hue = map((temperature - MIN_TEMP) * 100, 0, deltaTemp * 100, deltaHue * 100, 0) / 100.0; //Serial << "Temperature: " << temperature << endl; //Serial << "HUE: " << hue << endl; rgbval=HSV_to_RGB(hue, saturation, value); rgb = (rgbval & 0x00FF0000) >> 16; // there must be better ways rgb = (rgbval & 0x0000FF00) >> 8; rgb = rgbval & 0x000000FF; for (k=0; k<3; k++) { // for all three colours analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } //delay(DELAY); } float getTemp(){ //returns the temperature from one DS18S20 in DEG Celsius byte data; byte addr; if (!ds.search(addr)) { //no more sensors on chain, reset search ds.reset_search(); return -1000; } if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr) { Serial.println("CRC is not valid!"); return -1000; } if (addr != 0x10 && addr != 0x28) { Serial.print("Device is not recognized"); return -1000; } ds.reset(); ds.select(addr); ds.write(0x44,1); // start conversion, with parasite power on at the end byte present = ds.reset(); ds.select(addr); ds.write(0xBE); // Read Scratchpad for (int i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes data[i] = ds.read(); } ds.reset_search(); byte MSB = data; byte LSB = data; float tempRead = ((MSB << 8) | LSB); //using two"s compliment float TemperatureSum = tempRead / 16; return TemperatureSum; } long HSV_to_RGB(float h, float s, float v) { // H is given on . S and V are given on . // RGB is returned as a 24-bit long #rrggbb int i; float m, n, f; // not very elegant way of dealing with out of range: return black if ((s<0.0) || (s>1.0) || (v<1.0) || (v>1.0)) { return 0L; } if ((h < 0.0) || (h > 6.0)) { return long(v * 255) + long(v * 255) * 256 + long(v * 255) * 65536; } i = floor(h); f = h - i; if (!(i&1)) { f = 1 - f; // if i is even } m = v * (1 - s); n = v * (1 - s * f); switch (i) { case 6: case 0: return long(v * 255) * 65536 + long(n * 255) * 256 + long(m * 255); case 1: return long(n * 255) * 65536 + long(v * 255) * 256 + long(m * 255); case 2: return long(m * 255) * 65536 + long(v * 255) * 256 + long(n * 255); case 3: return long(m * 255) * 65536 + long(n * 255) * 256 + long(v * 255); case 4: return long(n * 255) * 65536 + long(m * 255) * 256 + long(v * 255); case 5: return long(v * 255) * 65536 + long(m * 255) * 256 + long(n * 255); } }

Данный проект посвящен тому, как сделать светодиодную подсветку, управляемую с соседней комнаты, чтобы не вставать с дивана. Светодиодная RGB-подсветка одинаково хорошо украшает как маленький аквариум, так и большую комнату.

Можно засветить разными цветами баню от RGB ленты на Arduino. Создать, так сказать, баню на микропроцессорном управлении от Arduino.

Всего лишь понадобятся для сборки RGB-подсветки такие компоненты:

1. Bluetooth модуль HC-05 для беспроводной связи с Arduino.
2. Плата Arduino nano, mini, Uno с микропроцессором ATmega 8, ATmega 168, ATmega 328.
3. Светодиодная лента RGB, при необходимости во влагозащитном исполнении IP65 или без него.
4. Смартфон с Android как пульт управления RGB-подсветкой.
5. Полевые MOSFET транзисторы, такие как P3055LD, P3055LDG, PHD3355L, но лучше с выводами для закрепления в монтажных отверстиях. Биполярные транзисторы работают хуже .
6. Резисторы 10 кОм, 0.125 Вт - 3 штуки.

Немного теории про подключение RGB ленты к Arduino

Нельзя подключить светодиодную полоску напрямую к плате Arduino. Светодиодная лента светиться от 12 В, тогда как микропроцессору нужно для работы всего 5 В.

Но, самая главная проблема в том, что выходы микропроцессора не имеют достаточной мощности для питания целой ленты светодиодов. В среднем метровой длины светодиодная полоса потребляет 600 мА. Такой ток точно выведет из строя плату Arduino.

Используемые ШИМ выходы микропроцессора не имеют достаточной мощности, чтобы засветить RGB ленту, но всё-таки их можно использовать для снятия сигнала управления.

Для развязки по питанию, в качестве ключей, рекомендуется использовать транзисторы. Лучше использовать полевые MOSFET транзисторы: им для открытия нужен мизерный ток на «затвор», к тому же они имеют большую мощность в сравнении с биполярными ключами такого же размера.

RGB ленты к Arduino

На электромонтажной схеме на управление лентой задействованы ШИМ-выхода: 9 (красный), 10 (зеленый), 11 (голубой).

Три резистора по 10 кОм, 0.125 Вт повешены на «затвор» каждого транзистора.

Плюс от блока питания 12 В (красный провод) идет напрямую на RGB ленту.

Минус от блока питания 12 В (черный провод) распределяется по «истокам» полевых транзисторов.

«Сток» каждого транзистора связан с отдельным контактом ленты: R, G, B. Рекомендуется для удобства при подключении использовать провода красного, зеленого, голубого цвета.

Контакт заземления GND платы Arduino следует посадить на минус входного питания.

Сама плата Arduino Uno запитывается от отдельного сетевого адаптера. Для Arduino nano, mini потребуется собрать простенький источник питания на интегральном стабилизаторе 7805.

Подключение Bluetooth модуля HC-05:

• VCC - 5V (питание +5 В);
• GND - GND (земля, общий);
• RX - TX на Arduino nano, mini, Uno;
• TX - RX на Arduino nano, mini, Uno;
• LED - не используется;
• KEY - не используется.

Приведенный ниже эскиз программы является универсальным для управления как одним светодиодом, так и светодиодной полосой. Главное оставить нужные строчки, а ненужные удалить или сделать комментариями в косых черточках.

Unsigned long x; int LED = 9; // зеленый подключен к 9 пину int LED2 = 10; // синий подключен к 10 пину int LED3 = 11; // красный подключен к 11 пину int a,b,c = 0; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.setTimeout(4); pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(LED2, OUTPUT); pinMode(LED3, OUTPUT); } void loop() { if (Serial.available()) { x = Serial.parseInt(); if (x>=0 && x<=255) { a = x; // для RGB ленты //a = 255-x; // для светодиода analogWrite(LED, a); } if (x>=256 && x<=511) { b = x-256; // для RGB ленты //b = 511-x; // для светодиода analogWrite(LED2, b); } if (x>=512 && x<=767) { c = x-512; // для RGB ленты //c = 767-x; // для светодиода analogWrite(LED3, c); } /* Serial.println(x); Serial.println(a); Serial.println(b); Serial.println(c); */ } }

Если понадобиться подключить один RGB светодиод, тогда есть электромонтажная схема его подключения.

Установка приложения на телефон

Скачиваем приложение с коротким названием RGB на телефон. .

После установки запускаем приложение по иконке.

Кликаем по надписи

Находим в списке установленный Bluetooth модуль HC-05.

При наличии связи вместо надписи будет отображаться адрес и название установленного модуля Bluetooth.

Ну, вот и всё, управление RGB подсветкой налажено!

Вот видео-пример работы нашего проекта:

GPS часы на Arduino Биометрический замок – Схема и сборка ЖК дисплея