V tomto projektu budeme propojovat 5 RGB (červená zelená modrá) LED na Arduino Uno. Tyto LED diody jsou zapojeny paralelně, aby se snížilo využití PIN Uno.
Typická RGB LED je uvedena na následujícím obrázku:
RGB LED bude mít čtyři piny, jak je znázorněno na obrázku.
PIN1: Barva 1 záporná svorka nebo barva 1 kladná svorka
PIN2: Společný klad pro všechny tři barvy nebo společný zápor pro všechny tři barvy
PIN3: Barva 2 záporná svorka nebo barva 2 kladná svorka
PIN4: Barva 3 záporná svorka nebo barva 3 kladná svorka
Existují tedy dva typy RGB LED diod, jeden je běžný katodový (společný záporný) a druhý je běžný anodový (běžný kladný). V CC (společná katoda nebo společná záporná) budou tři kladné svorky, z nichž každý bude představovat barvu a jeden záporný bude představovat všechny tři barvy. Vnitřní obvod CC RGB LED lze znázornit níže.
Pokud chceme, aby ČERVENÉ svítilo výše, musíme napájet ČERVENÝ LED kolík a uzemnit společný zápor. Totéž platí pro všechny LED diody. V CA (společná anoda nebo společná kladná) budou tři záporné svorky, z nichž každý bude představovat barvu a jeden pozitivní bude představovat všechny tři barvy. Vnitřní obvod LED CA RGB lze znázornit, jak je znázorněno na obrázku.
Pokud chceme, aby ČERVENÉ svítilo výše, musíme uzemnit RED LED pin a napájet společný klad. Totéž platí pro všechny LED diody.
V našem obvodu použijeme typ CA (Common Anode nebo Common Positive). Pro připojení 5 RGB LED k Arduinu potřebujeme obvykle 5x4 = 20 PINů, snížíme tak využití PIN na 8 paralelním připojením RGB LED a technikou zvanou multiplexování.
Součásti
Hardware: UNO, napájecí zdroj (5 V), rezistor 1 KΩ (3 kusy), RGB (červená zelená modrá) LED (5 kusů)
Software: Atmel studio 6.2 nebo Aurdino každou noc.
Vysvětlení obvodu a práce
Zapojení obvodu pro rozhraní RGB LED Arduino je zobrazeno na následujícím obrázku.
Nyní pro složitou část řekněme, že chceme otočit ČERVENÉ LED v SET1 a ZELENÉ LED v SET2. Napájíme PIN8 a PIN9 UNO a uzemňujeme PIN7, PIN6.
S tímto tokem budeme mít ČERVENOU v první SADĚ a ZELENOU ve druhé SADĚ ZAPNUTO, ale budeme mít ZELENOU v SADĚ 1 a ČERVENOU v SADĚ 2 ZAPNUTOU. Jednoduchou analogií můžeme vidět, že všechny čtyři LED diody uzavírají obvod s výše uvedenou konfigurací, a tak všechny svítí.
Abychom tento problém odstranili, zapneme najednou pouze jeden SET. Řekněme, že při t = 0 m SEC je SET1 naladěn na ON. Při t = 1 m SEC je SET1 naladěn OFF a SET2 je ON. Znovu v čase t = 6 m SEC je SET5 vypnutý a SET1 zapnutý. To jde dál.
Tady je trik, že lidské oko nemůže zachytit frekvenci více než 30 HZ. To znamená, že LED svítí a zhasíná nepřetržitě rychlostí 30 Hz nebo více. Oko vidí, že LED trvale svítí. To však není tento případ. LED bude trvale svítit a zhasínat. Tato technika se nazývá multiplexování.
Jednoduše řečeno, budeme napájet každou společnou katodu o 5 SADÁCH po 1 mil. Vteřiny, takže za 5 mil. Vteřin budeme mít dokončený cyklus, poté začne znovu cyklus od SET1, bude to pokračovat navždy. Vzhledem k tomu, že LED SADY se rozsvěcují a zhasínají příliš rychle. Člověk předpovídá, že všechny SETY jsou neustále zapnuté.
Takže když napájíme SET1 v t = 0 milisekund, uzemnili jsme ČERVENÝ kolík. V t = 1 milisekundu napájíme SET2 a uzemníme ZELENÝ kolík (v tomto okamžiku jsou ČERVENÉ a MODRÉ vytaženy HIGH). Smyčka jde rychle a oko vidí ČERVENÉ záře v PRVNÍ SADĚ a ZELENÉ záře v DRUHÉ SADĚ.
Takto naprogramujeme RGB LED, v programu pomalu rozsvítíme všechny barvy, abychom viděli, jak funguje multiplexování.