RGB LED Color Mixing with Arduino in Tinkercad: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έργα Tinkercad »

Ας μάθουμε πώς να ελέγχουμε LED πολλαπλών χρωμάτων χρησιμοποιώντας τις αναλογικές εξόδους του Arduino. Θα συνδέσουμε ένα LED RGB στο Arduino Uno και θα συνθέσουμε ένα απλό πρόγραμμα για να αλλάξουμε το χρώμα του.

Μπορείτε να ακολουθήσετε σχεδόν χρησιμοποιώντας τα κυκλώματα Tinkercad. Μπορείτε ακόμη να δείτε αυτό το μάθημα μέσα από το Tinkercad (απαιτείται δωρεάν σύνδεση)! Εξερευνήστε το δείγμα κυκλώματος (κάντε κλικ στο κουμπί Έναρξη προσομοίωσης για να δείτε το LED να αλλάζει χρώμα) και δημιουργήστε το δικό σας ακριβώς δίπλα. Το Tinkercad Circuits είναι ένα δωρεάν πρόγραμμα που βασίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης και σας επιτρέπει να δημιουργείτε και να προσομοιώνετε κυκλώματα. Είναι ιδανικό για μάθηση, διδασκαλία και πρωτότυπο.

Δεδομένου ότι μπορεί να είστε νέοι στη χρήση ενός breadboard, συμπεριλάβαμε επίσης τη δωρεάν ενσύρματη έκδοση αυτού του κυκλώματος για σύγκριση. Μπορείτε να δημιουργήσετε με οποιονδήποτε τρόπο στον επεξεργαστή κυκλωμάτων Tinkercad, αλλά αν χτίζετε επίσης ένα κύκλωμα με φυσικά στοιχεία, το ψωμί θα βοηθήσει το εικονικό κύκλωμά σας να φαίνεται το ίδιο.

Βρείτε αυτό το κύκλωμα στο Tinkercad

Προαιρετικά πάρτε τα ηλεκτρονικά σας εφόδια και δημιουργήστε

μαζί με ένα φυσικό Arduino Uno, καλώδιο USB, breadboard, RGB LED, αντιστάσεις (οποιαδήποτε τιμή από 100-1K ohms θα κάνει), και μερικά καλώδια breadboard. Θα χρειαστείτε επίσης έναν υπολογιστή με το δωρεάν λογισμικό Arduino (ή πρόσθετο για τον επεξεργαστή ιστού).

Το πρόσθετο ή το ανοιχτόχρωμο χρώμα έχει τρία βασικά χρώματα: κόκκινο, πράσινο και μπλε. Η ανάμειξη αυτών των τριών χρωμάτων σε διαφορετικά επίπεδα έντασης μπορεί να δημιουργήσει σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα φωτός. Τα LED που αλλάζουν χρώμα λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, αλλά τα LED είναι όλα μαζί σε ένα μικρό πακέτο που ονομάζουμε RGB LED. Έχουν τέσσερα πόδια, ένα για κάθε χρώμα και ένα για γείωση ή ισχύ, ανάλογα με τη διαμόρφωση. Οι τύποι ονομάζονται "κοινή κάθοδος" και "κοινή άνοδος" αντίστοιχα.

Βήμα 1: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Βρείτε αυτό το κύκλωμα στο Tinkercad

Στον πίνακα στοιχείων των Tinkercad Circuits, σύρετε ένα νέο Arduino και ένα breadboard κατά μήκος του δείγματος και προετοιμάστε το ψωμί σας συνδέοντας το Arduino 5V στη ράγα τροφοδοσίας και το Arduino GND στη ράγα εδάφους.

Προσθέστε ένα LED RGB και τοποθετήστε το σε τέσσερις διαφορετικές σειρές του breadboard. Το LED RGB στον προσομοιωτή έχει μια κοινή κάθοδο (αρνητική, γείωση) στο δεύτερο σκέλος του, οπότε συνδέστε αυτήν τη σειρά/ακίδα στη γείωση.

Προσθέστε τρεις αντιστάσεις (σύρετε και τις τρεις ή δημιουργήστε μία και στη συνέχεια αντιγράψτε/επικολλήστε) και μετακινήστε τις στις γραμμές του breadboard για τις υπόλοιπες τρεις ακίδες LED, γεφυρώνοντας το κεντρικό κενό του breadboard σε τρεις ξεχωριστές σειρές στην άλλη πλευρά.

Συνδέστε καλώδια από τις άκρες της ελεύθερης αντίστασης και σε τρεις από τις καρφίτσες Arduino με δυνατότητα PWM, οι οποίες σημειώνονται με

tilde (μικρός καψούρας).

Τακτοποιήστε τα καλώδια σας προσαρμόζοντας τα χρώματα τους (αναπτυσσόμενο ή αριθμητικό πλήκτρο) και δημιουργώντας στροφές (διπλό κλικ).

Αν και μπορεί να μπείτε στον πειρασμό να ενοποιήσετε και να χρησιμοποιήσετε μια μόνο αντίσταση στην κοινή καρφίτσα, μην το κάνετε! Κάθε LED χρειάζεται τη δική της αντίσταση αφού δεν τραβάει ακριβώς την ίδια ποσότητα ρεύματος με την άλλη.

Έξτρα πίστωση: μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις λυχνίες LED στην κατηγορία δωρεάν οδηγιών οδηγιών και φωτισμού Instructables.

Βήμα 2: Κωδικός ανάμιξης χρωμάτων με μπλοκ

Στα κυκλώματα Tinkercad, μπορείτε εύκολα να κωδικοποιήσετε τα έργα σας χρησιμοποιώντας μπλοκ. Θα χρησιμοποιήσουμε τον επεξεργαστή κώδικα για να δοκιμάσουμε την καλωδίωση και να προσαρμόσουμε το χρώμα της λυχνίας LED. Κάντε κλικ στο κουμπί "Κωδικός" για να ανοίξετε τον επεξεργαστή κώδικα.

Μπορείτε να κάνετε εναλλαγή μεταξύ του δείγματος κώδικα και του δικού σας προγράμματος επιλέγοντας την αντίστοιχη πλακέτα Arduino στο επίπεδο εργασίας (ή το αναπτυσσόμενο μενού πάνω από τον επεξεργαστή κώδικα).

Σύρετε ένα μπλοκ εξόδου LED RGB σε ένα κενό πρόγραμμα και προσαρμόστε τα αναπτυσσόμενα μενού για να ταιριάζουν με τις ακίδες που συνδέσατε νωρίτερα (11, 10 και 9).

Επιλέξτε ένα χρώμα και κάντε κλικ στο "Έναρξη προσομοίωσης" για να παρακολουθήσετε το LED RGB να ανάβει. Εάν το χρώμα δεν φαίνεται σωστό, πιθανότατα πρέπει να αλλάξετε δύο από τις καρφίτσες χρώματος, είτε στην καλωδίωση είτε στον κωδικό.

Δημιουργήστε μια πολύχρωμη φωτεινή εκπομπή αντιγράφοντας το μπλοκ εξόδου RGB (δεξί κλικ-> διπλότυπο) και αλλάζοντας το χρώμα και, στη συνέχεια, προσθέτοντας μερικά μπλοκ αναμονής στο μεταξύ. Θα μπορούσατε να προσομοιώσετε μια αντίστροφη μέτρηση πίστας ή αλλαγές χρώματος για να πάτε με το αγαπημένο σας τραγούδι. Ελέγξτε επίσης το μπλοκ επανάληψης- οτιδήποτε βάλετε μέσα θα συμβεί κατά την επανάληψη για τον καθορισμένο αριθμό φορών.

Βήμα 3: Ο κώδικας Arduino εξηγείται

Όταν ο επεξεργαστής κώδικα είναι ανοιχτός, μπορείτε να κάνετε κλικ στο αναπτυσσόμενο μενού στα αριστερά και να επιλέξετε "Αποκλεισμοί + Κείμενο" για να αποκαλύψετε τον κώδικα Arduino που δημιουργήθηκε από τα μπλοκ κώδικα.

void setup ()

{pinMode (11, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (9, OUTPUT); } void loop () {analogWrite (11, 255); analogWrite (10, 0); analogWrite (9, 0); καθυστέρηση (1000)? // Περιμένετε για 1000 χιλιοστά του δευτερολέπτου analogWrite (11, 255); analogWrite (10, 255); analogWrite (9, 102); καθυστέρηση (1000)? // Περιμένετε για 1000 χιλιοστά του δευτερολέπτου)

Μετά τη ρύθμιση των ακίδων ως εξόδων στη ρύθμιση, μπορείτε να δείτε τις χρήσεις του κώδικα

analogWrite ()

όπως στο τελευταίο μάθημα για το ξεθώριασμα ενός LED. Γράφει καθεμία από τις τρεις καρφίτσες με διαφορετική τιμή φωτεινότητας, με αποτέλεσμα ένα συνδυασμένο χρώμα.

Βήμα 4: Δημιουργήστε το φυσικό κύκλωμα (προαιρετικό)

Για να προγραμματίσετε το φυσικό σας Arduino Uno, θα πρέπει να εγκαταστήσετε το δωρεάν λογισμικό (ή την προσθήκη για τον επεξεργαστή ιστού) και, στη συνέχεια, να το ανοίξετε.

Συνδέστε το κύκλωμα Arduino Uno συνδέοντας εξαρτήματα και καλώδια ώστε να ταιριάζουν με τις συνδέσεις που εμφανίζονται στα κυκλώματα Tinkercad. Εάν η φυσική σας λυχνία RGB τυχαίνει να είναι κοινή άνοδος, ο δεύτερος πείρος θα πρέπει να είναι συνδεδεμένος στην τροφοδοσία αντί για γείωση και οι τιμές φωτεινότητας 0-255 αντιστρέφονται. Για μια πιο εμπεριστατωμένη εργασία με τη φυσική πλακέτα Arduino Uno, δείτε τη δωρεάν τάξη Instructables Arduino (ένα παρόμοιο κύκλωμα περιγράφεται στο δεύτερο μάθημα).

Αντιγράψτε τον κώδικα από το παράθυρο κώδικα Tinkercad Circuits και επικολλήστε τον σε ένα κενό σκίτσο στο λογισμικό Arduino ή κάντε κλικ στο κουμπί λήψης (κάτω βέλος) και ανοίξτε

το αρχείο που προκύπτει χρησιμοποιώντας το Arduino.

Συνδέστε το καλώδιο USB και επιλέξτε την πλακέτα και τη θύρα σας στο μενού Εργαλεία του λογισμικού.

Ανεβάστε τον κωδικό και δείτε το LED σας να αλλάζει χρώμα!

Βήμα 5: Στη συνέχεια, δοκιμάστε…

Τώρα που ξέρετε πώς να ελέγχετε τα LED RGB, ήρθε η ώρα να γιορτάσετε τα ψηφιακά και αναλογικά επιτεύγματά σας! Χρησιμοποιώντας τις δεξιότητες που έχετε πάρει στα προηγούμενα μαθήματα για τον έλεγχο πολλαπλών LED και χρησιμοποιώντας το analogWrite () για να ξεθωριάσετε, δημιουργήσατε ένα μόνο pixel όπως τα (πολύ μικρότερα) μέσα στις οθόνες της κινητής συσκευής, της τηλεόρασης και του υπολογιστή σας.

Δοκιμάστε να καλύψετε το LED σας με διαφορετικά υλικά διάχυσης για να αλλάξετε την ποιότητα φωτός. Μπορείτε να δοκιμάσετε να φτιάξετε διαχύτες LED από οτιδήποτε επιτρέπει στο φως, όπως μπάλες πινγκ πονγκ, γέμιση ινών πολυεστέρα ή τρισδιάστατη εκτύπωση.

Στη συνέχεια, στο ταξίδι σας στο Arduino, δοκιμάστε να μάθετε να εντοπίζετε την είσοδο με κουμπιά και

digitalRead ()

Μπορείτε επίσης να μάθετε περισσότερες ηλεκτρονικές δεξιότητες με τα δωρεάν μαθήματα Instructables στο Arduino, Basic Electronics, LEDs & Lighting, 3D Printing και πολλά άλλα.