Mieszanie kolorów RGB LED z Arduino w Tinkercad: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Projekty Tinkercad »

Nauczmy się sterować wielokolorowymi diodami LED za pomocą wyjść analogowych Arduino. Podłączymy diodę LED RGB do Arduino Uno i skomponujemy prosty program do zmiany jej koloru.

Możesz śledzić wirtualnie za pomocą obwodów Tinkercad. Możesz nawet obejrzeć tę lekcję z poziomu Tinkercad (wymagane bezpłatne logowanie)! Zbadaj przykładowy obwód (kliknij Rozpocznij symulację, aby zobaczyć, jak dioda LED zmienia kolor) i zbuduj swój własny tuż obok niego. Tinkercad Circuits to darmowy program oparty na przeglądarce, który pozwala budować i symulować obwody. Jest idealny do nauki, nauczania i tworzenia prototypów.

Ponieważ możesz być nowy w korzystaniu z płytki prototypowej, uwzględniliśmy również wersję tego obwodu dla porównania. Możesz budować w dowolny sposób w edytorze Tinkercad Circuits, ale jeśli budujesz również obwód z komponentami fizycznymi, płytka prototypowa pomoże Twojemu obwodowi wirtualnemu wyglądać tak samo.

Znajdź ten tor na Tinkercad

Opcjonalnie weź materiały elektroniczne i zbuduj

wraz z fizycznym Arduino Uno, kablem USB, płytką stykową, diodą LED RGB, rezystorami (dowolna wartość od 100-1K omów wystarczy) i kilkoma przewodami płytki stykowej. Potrzebny będzie również komputer z bezpłatnym oprogramowaniem Arduino (lub wtyczka do edytora stron internetowych).

Kolor addytywny lub oparty na świetle ma trzy podstawowe kolory: czerwony, zielony i niebieski. Mieszanie tych trzech kolorów o różnych poziomach intensywności może stworzyć prawie każdy kolor światła. Diody LED zmieniające kolor działają w ten sam sposób, ale wszystkie diody LED są razem w małym opakowaniu, które nazywamy diodą RGB. Mają cztery nogi, po jednej dla każdego koloru i jednej dla uziemienia lub zasilania, w zależności od konfiguracji. Typy te są nazywane odpowiednio „wspólną katodą” i „wspólną anodą”.

Krok 1: Zbuduj obwód

Znajdź ten tor na Tinkercad

W panelu komponentów Tinkercad Circuits przeciągnij nowe Arduino i płytkę stykową wzdłuż próbki i przygotuj płytkę prototypową, podłączając Arduino 5V do szyny zasilającej i Arduino GND do szyny uziemiającej.

Dodaj diodę LED RGB i umieść ją w czterech różnych rzędach płytki stykowej. Dioda LED RGB w symulatorze ma wspólną katodę (ujemną, uziemienie) na swojej drugiej odnodze, więc podłącz ten rząd/pin do masy.

Dodaj trzy rezystory (przeciągnij wszystkie trzy lub utwórz jeden, a następnie skopiuj/wklej) i przenieś je do rzędów płytki prototypowej dla pozostałych trzech pinów LED, łącząc środkową szczelinę płytki prototypowej z trzema oddzielnymi rzędami po drugiej stronie.

Podłącz przewody z wolnych końców rezystora i do trzech pinów Arduino z obsługą PWM, które są oznaczone symbolem

tylda (małe zawijasy).

Uporządkuj przewody, dostosowując ich kolory (lista rozwijana lub klawisze numeryczne) i tworząc zagięcia (dwukrotne kliknięcie).

Chociaż możesz ulec pokusie, aby skonsolidować i użyć jednego rezystora na wspólnym bolcu, nie rób tego! Każda dioda LED potrzebuje własnego rezystora, ponieważ nie pobierają one dokładnie takiej samej ilości prądu jak każda z nich.

Dodatkowy kredyt: możesz dowiedzieć się więcej o diodach LED w bezpłatnej klasie Instructables LEDs and Lighting.

Krok 2: Kod mieszania kolorów z blokami

W Tinkercad Circuits możesz łatwo kodować swoje projekty za pomocą bloków. Użyjemy edytora kodu, aby przetestować okablowanie i dostosować kolor diody LED. Kliknij przycisk „Kod”, aby otworzyć edytor kodu.

Możesz przełączać się między przykładowym kodem a własnym programem, wybierając odpowiednią płytkę Arduino w płaszczyźnie pracy (lub menu rozwijanym nad edytorem kodu).

Przeciągnij blok wyjściowy LED RGB do pustego programu i dostosuj listy rozwijane, aby pasowały do wcześniej podłączonych pinów (11, 10 i 9).

Wybierz kolor i kliknij „Rozpocznij symulację”, aby zobaczyć, jak dioda LED RGB świeci. Jeśli kolor nie wydaje się odpowiedni, prawdopodobnie musisz zamienić dwie szpilki kolorów, albo w okablowaniu, albo w kodzie.

Stwórz kolorowy pokaz świetlny, duplikując blok wyjściowy RGB (kliknij prawym przyciskiem myszy-> duplikuj) i zmieniając kolor, a następnie dodając kilka bloków czekania pomiędzy. Możesz symulować odliczanie na torze wyścigowym lub zmiany kolorów, aby pasowały do ulubionej piosenki. Sprawdź także blok powtarzania - wszystko, co wstawisz, będzie się powtarzać określoną liczbę razy.

Krok 3: Wyjaśnienie kodu Arduino

Gdy edytor kodu jest otwarty, możesz kliknąć menu rozwijane po lewej stronie i wybrać „Bloki + tekst”, aby wyświetlić kod Arduino wygenerowany przez bloki kodu.

pusta konfiguracja()

{ pinMode(11, WYJŚCIE); pinMode(10, WYJŚCIE); pinMode(9, WYJŚCIE); } void loop() { analogWrite(11, 255); analogZapis(10, 0); analogZapis(9, 0); opóźnienie (1000); // Czekaj na 1000 milisekund analogWrite(11, 255); analogZapis(10, 255); analogZapis(9, 102); opóźnienie (1000); // Czekaj na 1000 milisekund }

Po skonfigurowaniu pinów jako wyjść w konfiguracji możesz zobaczyć, jak używa kodu

analogZapis()

jak w ostatniej lekcji o gaszeniu diody LED. Zapisuje każdy z trzech pinów z inną wartością jasności, co daje mieszany kolor.

Krok 4: Zbuduj obwód fizyczny (opcjonalnie)

Aby zaprogramować fizyczne Arduino Uno, musisz zainstalować bezpłatne oprogramowanie (lub wtyczkę do edytora stron internetowych), a następnie je otworzyć.

Podłącz obwód Arduino Uno, podłączając komponenty i przewody, aby pasowały do połączeń pokazanych w obwodach Tinkercad. Jeśli fizyczna dioda LED RGB jest wspólną anodą, drugi pin powinien być podłączony do zasilania zamiast do masy, a wartości jasności 0-255 są odwrócone. Aby uzyskać bardziej szczegółowy opis pracy z fizyczną płytą Arduino Uno, zapoznaj się z bezpłatną klasą Arduino Instructables (podobny obwód jest opisany w drugiej lekcji).

Skopiuj kod z okna kodu Tinkercad Circuits i wklej go do pustego szkicu w oprogramowaniu Arduino lub kliknij przycisk pobierania (strzałka skierowana w dół) i otwórz

wynikowy plik za pomocą Arduino.

Podłącz kabel USB i wybierz swoją płytę i port w menu Narzędzia oprogramowania.

Prześlij kod i obserwuj, jak dioda LED zmienia kolor!

Krok 5: Następnie spróbuj…

Teraz, gdy już wiesz, jak sterować diodami LED RGB, nadszedł czas, aby uczcić swoje osiągnięcia w zakresie cyfrowego i analogowego wyjścia! Korzystając z umiejętności nabytych w poprzednich lekcjach dotyczących kontrolowania wielu diod LED i używania analogWrite() do zanikania, stworzyłeś pojedynczy piksel, taki jak (znacznie mniejsze) na ekranach Twojego urządzenia mobilnego, telewizora i komputera.

Spróbuj zakryć diodę LED różnymi materiałami rozpraszającymi, aby zmienić jakość światła. Możesz spróbować zrobić dyfuzory LED ze wszystkiego, co przepuszcza światło, na przykład piłek do ping-ponga, wypełnienia z włókna poliestrowego lub drukowania 3D.

Następnie w swojej podróży z Arduino spróbuj nauczyć się wykrywać dane wejściowe za pomocą przycisków i

digitalRead()

Możesz także nauczyć się więcej umiejętności w zakresie elektroniki, korzystając z bezpłatnych zajęć Instructables dotyczących Arduino, Basic Electronics, LEDs & Lighting, 3D Printing i innych.