Između ostalih detalja, paket je dobio i ovu torbu sa zanimljivim RGB LED diodama u tri boje.
Ime RGB LED dolazi od kratice tri osnovne boje - R (crvena), G (zelena) i B (plava). Dakle, RGB Led je kombinirana trobojna LED dioda u čijem se kućištu zapravo nalaze tri LED diode različitih boja. Svjetlina svake boje može se zasebno kontrolirati promjenom struje kroz odgovarajuću diodu. teoretski, promjenom omjera svjetline možemo dobiti bilo koju boju, uključujući i bijelu.
Slika prikazuje pinout RGB LED sa zajedničkom katodom.
Tipično, trobojna LED dioda ima četiri terminala. Jedna je igla zajednička za sve tri komponente boja, a tri zasebne igle za odvojeno upravljanje bojama. Ovisno o tome koje su LED elektrode spojene zajedno unutar zajedničkog kućišta, RGB LED može biti zajednička katoda (CC) ili zajednička anoda (CA). Ovo morate imati na umu kada spajate LED na izvor napajanja. Dobio sam LED diode sa zajedničkom katodom.
Da biste koristili takav LED, samo ga spojite na izvor DC kroz tri otpornika za ograničavanje struje. Promjenom otpora otpornika možete promijeniti svjetlinu komponenti boje i odabrati željenu nijansu sjaja diode. morate osigurati da struja kroz LED ne prelazi maksimalnu dopuštenu, inače će LED jednostavno izgorjeti.
RGB LED je pogodan za korištenje kao višenamjenski indikator. Jedna takva dioda može prikazati više stanja ili načina rada uređaja, čime se štedi prostor na instrument ploči. Na primjer, kada koristite takav indikator u punjač, crveno može označavati proces punjenja, zeleno označava kraj punjenja, a plavo označava kvar baterije.
Od najvećeg je interesa upravljanje takvom LED-om iz mikrokontrolera pomoću modulacije širine impulsa (PWM ili PWM). PWM je metoda kontrole snage opterećenja promjenom radnog ciklusa (širine) električnih impulsa pri konstantnoj frekvenciji. Koristeći PWM, mikrokontroler može dinamički mijenjati svjetlinu komponenti RGB diode, stvarajući različite svjetlosne efekte prema zadanom programu. Možete dinamički promijeniti i ukupnu svjetlinu sjaja i dobiti bilo koje nijanse boja. Sve ovisi samo o vašoj mašti i zadatku. Na primjer, korištenje filtara i analognih - digitalni pretvarač mikrokontrolera, vrlo je jednostavno stvoriti indikaciju boje i glazbe za pojačalo audio frekvencija.
Kako bih ilustrirao rad RGB LED diode kojom upravlja PWM, sastavio sam ovo jednostavan dijagram baziran na malom jeftinom mikrokontroleru Microchip PIC12F629.
LED1, LED2 i LED3 su crvena, zelena i plava komponenta našeg RGB LED-a. Terminal zajedničke katode spojen je na minus napajanja. LED diode su spojene na pinove mikrokontrolera preko strujno-ograničavajućih otpornika R1..R3 s otporom od 240 Ohma. otpornik R4 s otporom od 1...10 kiloohma povlači MCLR izlaz regulatora na plus napajanja. Ovo je neophodno za pravilan rad programa. Pomoću tipke S1 možete mjeriti nizove svjetlosnih efekata. (Pogledajte dolje)
Učitao sam firmware na mikrokontroler koristeći svoj domaći programator - klon marke PicKit2. Ovaj jednostavan dizajn sastavljen je na kineskoj matičnoj ploči bez lemljenja. ovako to izgleda:
Softverski dio projekta posuđen je s britanske web stranice na engleskom jeziku posvećene radioelektronici. . Firmware za PIC12F629 napisan je u asembleru u MPLAB IDE v7.31. Firmware i njegove izvorne kodove možete preuzeti s poveznice na kraju članka. Osim toga, arhivirao sam projekt za simulator Proteus 8.6
LED kontrola.
Upravljanje se provodi pomoću tipke S1 (vidi dijagram) spojene na GP5 priključak mikrokontrolera (pin 2 mikro kruga).
Jednostruki pritisak tipke. Pauzirajte ili nastavite trenutni niz.
Možete pritisnuti S1 u bilo kojem trenutku da zaustavite trenutni niz i zamrznete trenutnu LED boju. Drugi pritisak nastavit će program.
Dodirnite dvaput- odabir sljedeće sekvence.
Pritisnite tipku dva puta u razmaku manjem od 0,5 sekundi. onako kako ti radiš" dupli klik" računalni miš. Ova vam radnja omogućuje promjenu sekvenci dostupnih u firmveru. U ovom slučaju, sve PWM vrijednosti se vraćaju na 0, odnosno LED se gasi i sljedeći niz. Kada prođete kroz sve sekvence, vratit ćete se na prvu. Dolazak do zadnje sekvence označen je s tri kratka bljeska plave i zelene LED diode
Pritisnite i držite duže od 1,2 sekunde. - prebaciti u stanje mirovanja. Trenutno stanje LED i program se zapisuju u trajnu EEPROM memoriju i sklop prelazi u stanje mirovanja. Naknadni dugi pritisak ponovno uključuje krug i niz se nastavlja.
Za upravljanje ovim uređajima koristi se RGB kontroler. Ali osim njega, u posljednjih godina Koristi se Arduino ploča.
Arduino - princip rada
Arduino pločaArduino ploča je uređaj na koji je instaliran programabilni mikrokontroler. Povezan s njim razni senzori, kontrole ili enkoder te prema zadanoj skici (programu) ploča upravlja motorima, LED diodama i drugim aktuatorima, uključujući i druge Arduino ploče preko SPI protokola. Uređajem se može upravljati putem daljinski upravljač, bluetooth modul, HC-06, Wi-Fi, ESP ili internet i tipke. Neke od najpopularnijih ploča su Arduino Nano I Arduino Uno, kao i Arduino Pro Mini– uređaj baziran na mikrokontroleru ATmega 328
Izgled Arduino Pro Mini 
Izgled Arduino Uno 
Izgled Arduino micro Programiranje se provodi u Arduino okruženju s open izvorni kod, instaliran na redovno računalo. Programi se preuzimaju putem USB-a.
Princip kontrole opterećenja preko Arduina
Arduino kontrola Ploča ima mnogo izlaza, kako digitalnih, koji imaju dva stanja - uključeno i isključeno, tako i analognih, kontroliranih putem PWM kontrolera s frekvencijom od 500 Hz.
Ali izlazi su dizajnirani za struju od 20 - 40 mA s naponom od 5 V. To je dovoljno za napajanje RGB LED indikatora ili matrice LED modul 32x32 mm. Za više snažno opterećenje nije dovoljno.
Za rješavanje sličan problem u mnogim projektima morate spojiti dodatne uređaje:
- Relej. Osim pojedinačnih releja s naponom napajanja od 5V, postoje cijeli sklopovi s različite količine kontaktima, kao i s ugrađenim starterima.
- Pojačala na bazi bipolarnih tranzistora. Snaga takvih uređaja ograničena je upravljačkom strujom, ali možete sastaviti krug iz nekoliko elemenata ili koristiti sklop tranzistora.
- Tranzistori s efektom polja ili MOSFET. Mogu upravljati trošilima sa strujama od nekoliko ampera i naponima do 40 - 50 V. Kod spajanja mosfeta na PWM i elektromotor ili drugo induktivno opterećenje potrebna je zaštitna dioda. Kod spajanja na LED ili LED svjetiljke to nije potrebno.
- Kartice za proširenje.
Spajanje LED trake na Arduino
spajanje LED trake na Arduino 
Stručno mišljenje
Alexey Bartosh
Specijalist za popravak i održavanje električne opreme i industrijske elektronike.
Postavite pitanje stručnjakuArduino Nanos može kontrolirati više od električnih motora. Također se koriste za LED trake. Ali budući da su izlazna struja i napon ploče nedovoljni za izravna veza trake na koje su pričvršćene LED diode, tada se između kontrolera i LED trake moraju ugraditi dodatni uređaji.
Preko releja
Spajanje preko releja Relej je spojen na uređaj preko digitalnog izlaza. Traka kojom se upravlja ima samo dva stanja - uključeno i isključeno. Za upravljanje crveno-plavo-zelenom vrpcom potrebna su tri releja. Struja koju takav uređaj može kontrolirati ograničena je snagom zavojnice (zavojnica male snage ne može se zatvoriti veliki kontakti). Za povezivanje veće snage koriste se sklopovi releja.
Korištenje bipolarnog tranzistora
Veza pomoću tranzistora Da biste pojačali izlaznu struju i napon, možete koristiti bipolarni tranzistor. Odabire se na temelju struje opterećenja i napona. Upravljačka struja ne smije biti veća od 20 mA, stoga se napaja preko otpora koji ograničava struju od 1 - 10 kOhm.
Bolje je koristiti tranzistor n-p-n S zajednički emiter. Za veći dobitak koristi se sklop s nekoliko elemenata ili tranzistorski sklop (mikro krug pojačala).
Korištenje tranzistora s efektom polja
Osim bipolarnih, koriste se za kontrolu bendova tranzistori s efektom polja. Drugi naziv za ove uređaje je MOS ili MOSFET-tranzistor.
Takav element, za razliku od bipolarnog, nije kontroliran strujom, već naponom na vratima. To omogućuje da niska struja gejta pokreće velike struje opterećenja—do desetaka ampera.
Element je spojen preko otpora koji ograničava struju. Osim toga, osjetljiv je na šum, pa izlaz regulatora treba spojiti na masu s otpornikom od 10 kOhm.
Korištenje kartica za proširenje
Arduino veza pomoću kartica za proširenje Osim releja i tranzistora koriste se gotovi blokovi i ploče za proširenje.
To može biti Wi-Fi ili Bluetooth, upravljački program za upravljanje motorom kao što je modul L298N ili ekvilizator. Dizajnirani su za kontrolu opterećenja različita snaga i napetosti. Takvi uređaji su jednokanalni - mogu kontrolirati samo jednobojnu traku i višekanalni - dizajnirani za RGB i RGBW uređaje, kao i trake s WS 2812 LED diodama.
Primjer programa
Arduino i LED traka Arduino ploče su sposobne kontrolirati LED dizajni unaprijed zadanih programa. Njihove biblioteke možete preuzeti sa službene stranice, pronaći ih na internetu ili sami napisati novu skicu (kod). Takav uređaj možete sastaviti vlastitim rukama.
Evo nekoliko opcija za korištenje takvih sustava:
- Kontrola rasvjete. Korištenjem svjetlosnog senzora, svjetlo u prostoriji uključuje se odmah i uz postupno povećanje svjetline kako sunce zalazi. Uključivanje je moguće i putem wi-fi-ja, uz integraciju u sustav" pametna kuća» ili veza telefonom.
- Paljenje svjetla na stepenicama ili u dugom hodniku. Vrlo lijepo izgleda LED osvjetljenje svake stepenice posebno. Kada je senzor pokreta spojen na ploču, njegovo aktiviranje će izazvati sekvencijalno, vremenski odgođeno uključivanje osvjetljenja stepenica ili hodnika, a isključivanje ovog elementa će dovesti do obrnutog procesa.
- Glazba u boji. Dovođenjem na analogne ulaze zvučni signal kroz filtere, rezultat je instalacija u boji i glazbi.
- Računalno modificiranje. Uz pomoć odgovarajućih senzora i programa, boja LED dioda može ovisiti o temperaturi ili opterećenju procesora ili OVAN. Ovaj uređaj radi pomoću protokola dmx 512.
- Kontrola brzine svjetala pomoću enkodera. Slične instalacije su sastavljene na mikro krugovima WS 2811, WS 2812 i WS 2812B.
Video upute
Višebojne LED diode, ili RGB kako se još nazivaju, koriste se za prikaz i stvaranje rasvjete koja dinamički mijenja boju. Zapravo, u njima nema ništa posebno, shvatimo kako rade i što su RGB LED diode.
Unutarnja struktura
Zapravo, RGB LED je tri jednobojna kristala spojena u jednom kućištu. Naziv RGB označava Red - crveno, Green - zeleno, Blue - plavo, prema bojama koje svaki kristal emitira.
Ove tri boje su osnovne, a njihovim miješanjem nastaje bilo koja boja; ova se tehnologija već dugo koristi u televiziji i fotografiji. Na gornjoj slici možete vidjeti sjaj svakog kristala pojedinačno.
Na ovoj slici vidite princip miješanja boja za dobivanje svih nijansi.
Kristali u RGB LED diodama mogu se spojiti prema sljedećoj shemi:
Sa zajedničkom anodom;
Sa zajedničkom katodom;
Nije povezano.
U prve dvije opcije vidjet ćete da LED ima 4 pina:
Ili 6 zaključaka u potonjem slučaju:
Možete vidjeti na fotografiji da se ispod leće jasno vide tri kristala.
Za takve LED diode prodaju se posebne montažne podloge, a na njima je čak naznačen raspored pinova.
RGBW LED diode se ne mogu zanemariti; njihova razlika je u tome što se u njihovom kućištu nalazi još jedan kristal koji emitira bijelo svjetlo.
Naravno, nismo mogli bez traka s takvim LED diodama.
Ova slika prikazuje traku s RGB LED diodama, sastavljenu prema krugu sa zajedničkom anodom; intenzitet sjaja se podešava kontrolom "-" (minus) izvora napajanja.
Za promjenu boje RGB trake koriste se posebni RGB kontroleri - uređaji za prebacivanje napona koji se dovodi na traku.
Ovdje je RGB SMD5050 pinout:
A trake, nema posebnosti rada s RGB trakama, sve ostaje isto kao i kod jednobojnih modela.
Tu su i konektori za spajanje LED traka bez lemljenja.
Ovdje je pinout 5 mm RGB LED:
Kako se mijenja boja sjaja
Podešavanje boje provodi se podešavanjem svjetline zračenja svakog od kristala. Već smo pogledali.
RGB kontroler za traku radi na istom principu, sadrži mikroprocesor koji upravlja negativnim terminalom izvora napajanja - spaja ga i odvaja od strujnog kruga odgovarajuće boje. Obično je daljinski upravljač uključen u upravljač. daljinski upravljač. Kontroleri dolaze u različitim kapacitetima, o tome ovisi njihova veličina, počevši od tako minijaturnog.
Da, takva stvar moćan uređaj u kućištu veličine napajanja.
Spojeni su na traku prema sljedećoj shemi:
Budući da poprečni presjek staza na vrpci ne dopušta povezivanje sljedećeg dijela vrpce u nizu s njom, ako duljina prvog prelazi 5 m, trebate spojiti drugi dio žicama izravno s RGB kontrolera .
Ali možete izaći iz situacije i ne povlačiti dodatne 4 žice 5 metara od kontrolera i koristiti RGB pojačalo. Da bi radio, potrebno je razvući samo 2 žice (plus i minus 12V) ili napajati drugo napajanje iz najbližeg izvora od 220V, kao i 4 “informacijske” žice iz prethodnog segmenta (R, G i B) koje su potreban za primanje naredbi od kontrolera, kako bi cijela struktura jednako svijetlila.
I sljedeći segment je već spojen na pojačalo, tj. koristi signal s prethodnog dijela vrpce. Odnosno, vrpcu možete napajati iz pojačala, koje će se nalaziti neposredno uz nju, čime ćete uštedjeti novac i vrijeme na polaganju žica iz primarnog RGB kontrolera.
RGB-led podešavamo vlastitim rukama
Dakle, postoje dvije opcije za kontrolu RGB LED dioda:
Ovdje je verzija sklopa bez korištenja Arduina i drugih mikrokontrolera, s uz pomoć trojice CAT4101 drajveri sposobni za isporuku struje do 1A.
Međutim, sada su kontroleri prilično jeftini i ako trebate regulirati LED traku, bolje je kupiti gotovu opciju. Sklopovi s Arduinom su puno jednostavniji, tim više što možete napisati skicu kojoj ćete ili ručno postaviti boju ili će izbor boja biti automatski prema zadanom algoritmu.
Zaključak
RGB LED diode omogućuju vam stvaranje zanimljivih svjetlosnih efekata; koriste se u dizajnu interijera, kao rasvjeta za kućanskih aparata, za učinak proširenja TV zaslona. Nema posebnih razlika kada radite s njima iz običnih LED dioda - ne.
Ovaj članak pokriva osnove koristeći RGB(Crveno Zeleno Plavo (crveno, zeleno, plavo)) LED s Arduinom.
Za kontrolu koristimo funkciju analogWrite RGB boja LED.
Na prvi pogled, RGB LED diode izgledaju kao obične LED diode, ali zapravo imaju tri LED diode unutra: jednu crvenu, jednu zelenu i da, jednu plavu. Kontroliranjem svjetline svakog od njih, možete kontrolirati boju LED-a.
Odnosno, prilagodit ćemo svjetlinu svake LED diode i dobiti željenu boju izlaz je kao da je umjetnikova paleta ili kao da podešavate frekvencije na svom playeru. Za ovo možete koristiti promjenjivi otpornici. Ali rezultirajuća shema bit će prilično složena. Srećom, Arduino nam nudi funkciju analogWrite. Ako koristimo pinove označene sa “~” na ploči, možemo regulirati napon koji se dovodi do odgovarajuće LED diode.
Potrebni čvorovi
Za realizaciju našeg malog projekta trebat će nam:
1 RGB LED 10 mm
3 otpornika 270 Ω (crvene, ljubičaste, smeđe pruge). Možete koristiti otpornik s otporom do 1 kOhm, ali ne zaboravite da kako se otpor povećava, LED počinje svijetliti slabije.
Šest znamenki broja odgovara trima parovima brojeva; prvi par je crvena komponenta boje, sljedeće dvije znamenke su zelena komponenta, a posljednji par je plava komponenta. Odnosno, izraz #FF0000 odgovara crvenoj boji, jer će to biti maksimalna svjetlina crvene LED diode (FF je 255 V heksadecimalni sustav), a crvena i plava komponenta jednake su 0.
Pokušajte upaliti LED pomoću, na primjer, indigo sjenila: #4B0082.
Crvena, zelena i plava komponenta indiga su 4B, 00 i 82 redom. Možemo ih koristiti unutar funkcije "setColor" s sljedeći redak kodirati:
setColor(0x4B, 0x0, 0x82); // indigo
Za tri komponente koristimo notaciju koja ispred svake ima vodeći znak "0x".
Kada se igrate sa različite nijanse RGB LED, ne zaboravite postaviti 'odgodu' nakon korištenja svake od njih.
PWM i Arduino
Modulacija širine impulsa (PWM na engleskom) jedna je od metoda upravljanja energijom. U našem slučaju, PWM se koristi za kontrolu svjetline svake pojedinačne LED diode.
Donja slika shematski prikazuje signal s jednog od Arduino PWM pinova.
Svakih 1/500 sekunde PWM izlaz generira impuls. Duljina ovog impulsa kontrolirana je funkcijom "analogWrite". Odnosno, "analogWrite(0)" neće generirati nikakav impuls, ali će "analogWrite(255)" generirati signal koji će trajati do samog početka sljedećeg. Odnosno, činit će se da se šalje jedan kontinuirani impuls.
Kada odredimo vrijednost između 0 i 255 unutar funkcije analogWrite, generiramo impuls određenog trajanja. Ako je duljina impulsa 5%, dostavit ćemo 5% maksimalne dostupne snage navedenom Arduino izlazu i činit će se da LED nema maksimalnu svjetlinu.
Ostavite svoje komentare, pitanja i podijelite osobno iskustvo ispod. Nove ideje i projekti često se rađaju u raspravama!
