Сборка RGB-микшера цветов на Arduino — пошаговое руководство

Компоненты и материалы

Arduino UNO	×	1
Потенциометр (3 шт.)	×	3
Плата для макетирования (Breadboard)	×	1
RGB-светодиод (или RGB-модуль)	×	1
Резистор 330 Ом (3 шт.)	×	3
Перемыжки Male-Male (~15 шт.)	×	1

Программное обеспечение

Arduino IDE

О проекте

Arduino Color Mixer

Это руководство достаточно простое и требует базовых знаний Arduino и электроники. Если вы не знакомы с Arduino, я дам ссылки для помощи.

Мы создадим устройство, генерирующее все возможные цвета простым вращением ручек. Это поможет понять RGB-цветовую модель и принцип работы современных дисплеев.

Также мы освоим аналоговые входы/выходы Arduino (I/O) — чтение и запись аналоговых напряжений на пинах.

Компоненты (подробно)

Arduino (используется Uno)
Breadboard
Перемыжки Male-Male (~15 шт.)
3 потенциометра (используются 5 кОм)
3 резистора 330 Ом (оранжево-оранжево-коричневый)
RGB-светодиод (обычный или модуль)
ПК с установленной Arduino IDE

Поехали!

Идея микшера: Arduino выдаёт на пинах RGB-светодиода напряжение, пропорциональное входному напряжению от потенциометров на аналоговых входах.

Подключение потенциометров

Потенциометр работает как делитель напряжения, где Vout — пин Arduino.

Суть: он преобразует регулируемую часть напряжения (меняется вращением) в сигнал на аналоговый вход Arduino (Vout).

Подключите внешние контакты потенциометра к 5V и GND (порядок не важен), а средний — к аналоговому входу. Питание 5V и GND берутся с Arduino.

Я использую оранжевый провод для 5V (вместо красного), чтобы легче отличать линии питания и сигналы.

Повторите для 3-х потенциометров — по одному на каждый цвет. Для порядка подключу: Красный → A0, Зелёный → A1, Синий → A2.

Подключение RGB-светодиода

RGB-светодиод содержит 3 кристалла (R, G, B) в одном корпусе. Их свет смешивается на сетчатке, создавая восприятие единого цвета.

PWM на каждом пине даёт 256 значений. Итого: 256 × 256 × 256 = 16 777 216 цветов (почти 17 млн).

Подключение аналогично обычному светодиоду, но повторяется 3 раза. Каждый анод через резистор 330 Ом к PWM-пину, общий катод — к GND.

Не забудьте резисторы 330 Ом! Я сжёг красный кристалл, забыв резистор — току достаточно для сгорания за мгновения.

Теперь схема готова. Код очень прост и прямолинеен.

Программирование

Код выполняет простые действия последовательно.

В `setup()`:

Настроить 3 аналоговых входа как INPUT
Настроить 3 PWM-выхода как OUTPUT

В `loop()`:

Считать значение потенциометра через analogRead()
Преобразовать диапазон 0–1023 в 0–255 функцией map()
Вывести PWM-значение на пин через analogWrite()

Полный код приведён ниже.

Код (RGBLedPot.ino)

/* Controls RGB LED using potentiometers for each color
   Name: RGBLedPot.ino
   Created: 17/2/16 9:47:03 AM
   Author: Ahmed Hamdy
   GNUPL 3.0+ */

int inRGB[] = { A0, A1, A2 };      // Аналоговые входы для потенциометров
int outRGB[] = { 9, 10, 11 };      // PWM-выходы для RGB-светодиода
int tempValue = 0;
const int inMinVal = 0, inMaxVal = 1023;

void setup() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    pinMode(inRGB[i], INPUT);
    pinMode(outRGB[i], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    tempValue = analogRead(inRGB[i]);
    tempValue = map(tempValue, inMinVal, inMaxVal, 0, 255);
    analogWrite(outRGB[i], tempValue);
  }
}

Теперь у вас есть генератор 17 млн цветов! Поздравляю!