Trộn màu LED RGB với Arduino trong Tinkercad: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Dự án Tinkercad »

Hãy cùng tìm hiểu cách điều khiển đèn LED nhiều màu bằng cách sử dụng các đầu ra tương tự của Arduino. Chúng tôi sẽ kết nối đèn LED RGB với Arduino Uno và soạn một chương trình đơn giản để thay đổi màu của nó.

Bạn có thể theo dõi hầu như bằng cách sử dụng Mạch Tinkercad. Bạn thậm chí có thể xem bài học này từ bên trong Tinkercad (yêu cầu đăng nhập miễn phí)! Khám phá mạch mẫu (nhấp vào Bắt đầu mô phỏng để xem đèn LED thay đổi màu sắc) và xây dựng mạch của riêng bạn ngay bên cạnh nó. Tinkercad Circuits là một chương trình dựa trên trình duyệt miễn phí cho phép bạn xây dựng và mô phỏng mạch. Nó hoàn hảo cho việc học tập, giảng dạy và tạo mẫu.

Vì bạn có thể chưa quen với việc sử dụng breadboard, chúng tôi cũng đã bao gồm phiên bản có dây miễn phí của mạch này để so sánh. Bạn có thể xây dựng một trong hai cách trong trình chỉnh sửa Mạch Tinkercad, nhưng nếu bạn cũng đang xây dựng một mạch với các thành phần vật lý, thì breadboard sẽ giúp mạch ảo của bạn trông giống nhau.

Tìm mạch này trên Tinkercad

Tùy chọn lấy nguồn cung cấp thiết bị điện tử của bạn và xây dựng

cùng với Arduino Uno vật lý, cáp USB, bảng mạch, đèn LED RGB, điện trở (bất kỳ giá trị nào từ 100-1K ohms sẽ được) và một số dây trên bảng mạch. Bạn cũng sẽ cần một máy tính có phần mềm Arduino miễn phí (hoặc plugin cho trình chỉnh sửa web).

Màu phụ gia, hoặc màu dựa trên ánh sáng có ba màu cơ bản: đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Trộn ba màu này ở các mức cường độ khác nhau có thể tạo ra hầu hết mọi màu ánh sáng. Đèn LED thay đổi màu hoạt động theo cùng một cách, nhưng tất cả các đèn LED đều nằm chung trong một gói nhỏ mà chúng tôi gọi là LED RGB. Chúng có bốn chân, một chân cho mỗi màu và một chân nối đất hoặc nguồn, tùy thuộc vào cấu hình. Các loại tương ứng được gọi là "cực âm chung" và "cực dương chung".

Bước 1: Xây dựng mạch

Tìm mạch này trên Tinkercad

Trong bảng thành phần Tinkercad Circuits, kéo Arduino và breadboard mới dọc theo mẫu và chuẩn bị breadboard của bạn bằng cách kết nối Arduino 5V với thanh nguồn và Arduino GND với thanh nối đất.

Thêm một đèn LED RGB và đặt nó trên bốn hàng khác nhau của bảng mạch. Đèn LED RGB trong trình mô phỏng có một cực âm chung (cực âm, mặt đất) ở chân thứ hai của nó, vì vậy hãy đấu dây hàng / chân này xuống đất.

Thêm ba điện trở (kéo cả ba điện trở hoặc tạo một điện trở rồi sao chép / dán) và di chuyển chúng đến các hàng trên breadboard cho ba chân LED còn lại, bắc cầu qua khoảng trống trung tâm của breadboard thành ba hàng riêng biệt ở phía bên kia.

Kết nối dây từ các đầu điện trở tự do và ba chân Arduino hỗ trợ PWM của bạn, được đánh dấu bằng

dấu ngã (nhỏ ngoằn ngoèo).

Thu dọn dây của bạn bằng cách điều chỉnh màu sắc của chúng (phím thả xuống hoặc phím số) và tạo các chỗ uốn (nhấp đúp).

Mặc dù bạn có thể muốn hợp nhất và sử dụng một điện trở duy nhất trên chân cắm chung, nhưng đừng! Mỗi đèn LED cần có điện trở riêng vì chúng không hút chính xác cùng một lượng dòng điện với nhau.

Tín dụng bổ sung: bạn có thể tìm hiểu thêm về đèn LED trong lớp học Chiếu sáng và Đèn LED có thể giảng dạy miễn phí.

Bước 2: Mã trộn màu với các khối

Trong Mạch Tinkercad, bạn có thể dễ dàng mã hóa các dự án của mình bằng cách sử dụng các khối. Chúng tôi sẽ sử dụng trình chỉnh sửa mã để kiểm tra hệ thống dây điện và điều chỉnh màu sắc của đèn LED. Nhấp vào nút "Mã" để mở trình chỉnh sửa mã.

Bạn có thể chuyển đổi giữa mã mẫu và chương trình của riêng mình bằng cách chọn bảng Arduino tương ứng trong bảng làm việc (hoặc menu thả xuống phía trên trình chỉnh sửa mã).

Kéo khối đầu ra LED RGB vào một chương trình trống và điều chỉnh menu thả xuống để khớp với các chân bạn đã kết nối trước đó (11, 10 và 9).

Chọn một màu và nhấp vào "Bắt đầu mô phỏng" để xem đèn LED RGB của bạn sáng lên. Nếu màu có vẻ không phù hợp, bạn có thể cần hoán đổi hai chân màu của mình, trong hệ thống dây điện hoặc mã.

Tạo một màn trình diễn ánh sáng đầy màu sắc bằng cách sao chép khối đầu ra RGB của bạn (nhấp chuột phải-> sao chép) và thay đổi màu sắc, sau đó thêm một số khối chờ vào giữa. Bạn có thể mô phỏng đếm ngược đường đua hoặc thay đổi màu sắc để đi cùng bài hát yêu thích của mình. Ngoài ra, hãy kiểm tra khối lặp lại-- bất kỳ thứ gì bạn đưa vào bên trong sẽ lặp lại trong số lần được chỉ định.

Bước 3: Giải thích mã Arduino

Khi trình chỉnh sửa mã đang mở, bạn có thể nhấp vào menu thả xuống ở bên trái và chọn "Khối + Văn bản" để hiển thị mã Arduino được tạo bởi các khối mã.

void setup ()

{pinMode (11, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (9, OUTPUT); } void loop () {analogWrite (11, 255); analogWrite (10, 0); analogWrite (9, 0); chậm trễ (1000); // Chờ 1000 mili giây (s) analogWrite (11, 255); analogWrite (10, 255); analogWrite (9, 102); chậm trễ (1000); // Chờ 1000 mili giây}

Sau khi thiết lập các chân làm đầu ra trong thiết lập, bạn có thể thấy mã sử dụng

analogWrite ()

như trong bài học trước về làm mờ đèn LED. Nó ghi mỗi chân trong số ba chân với một giá trị độ sáng khác nhau, dẫn đến màu sắc được pha trộn.

Bước 4: Xây dựng mạch vật lý (Tùy chọn)

Để lập trình Arduino Uno vật lý của bạn, bạn cần cài đặt phần mềm miễn phí (hoặc plugin cho trình chỉnh sửa web), sau đó mở nó lên.

Nối dây mạch Arduino Uno bằng cách cắm các linh kiện và dây để khớp với các kết nối được hiển thị trong Mạch Tinkercad. Nếu đèn LED RGB vật lý của bạn là cực dương chung, chân thứ hai phải được nối với nguồn thay vì nối đất và các giá trị độ sáng 0-255 được đảo ngược. Để có hướng dẫn chuyên sâu hơn về cách làm việc với bảng Arduino Uno vật lý của bạn, hãy xem lớp Arduino có hướng dẫn miễn phí (một mạch tương tự được mô tả trong bài học thứ hai).

Sao chép mã từ cửa sổ mã Tinkercad Circuits và dán nó vào một bản phác thảo trống trong phần mềm Arduino của bạn hoặc nhấp vào nút tải xuống (mũi tên hướng xuống) và mở

tệp kết quả bằng Arduino.

Cắm cáp USB của bạn và chọn bo mạch và cổng của bạn trong menu Công cụ của phần mềm.

Tải lên mã và xem đèn LED của bạn thay đổi màu sắc!

Bước 5: Tiếp theo, hãy thử…

Bây giờ bạn đã biết cách điều khiển đèn LED RGB, đã đến lúc ăn mừng thành tựu đầu ra kỹ thuật số và tương tự của bạn! Sử dụng các kỹ năng bạn đã học các bài học trước về điều khiển nhiều đèn LED và sử dụng analogWrite () để làm mờ dần, bạn đã tạo ra một pixel giống như pixel (nhỏ hơn nhiều) bên trong màn hình của thiết bị di động, TV và máy tính.

Hãy thử phủ đèn LED của bạn bằng các vật liệu khuếch tán khác nhau để thay đổi chất lượng ánh sáng. Bạn có thể thử tạo bộ khuếch tán đèn LED từ bất cứ thứ gì cho phép ánh sáng xuyên qua, chẳng hạn như quả bóng bàn, chất làm đầy sợi polyester hoặc in 3D.

Tiếp theo trong hành trình Arduino của bạn, hãy thử học cách phát hiện đầu vào bằng các nút nhấn và

digitalRead ()

Bạn cũng có thể tìm hiểu thêm các kỹ năng về điện tử với các lớp học về Arduino, Điện tử cơ bản, Đèn LED & Ánh sáng, In 3D, v.v. miễn phí.