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用Arduino 控制全彩LED(紅,綠,藍) 三原色調配顏色

我們先準備一些材料 , arduino nano , 紅綠藍LED各一, 一粒全彩LED, 3個按鈕,3粒10KΩ電阻(按鈕用) , 6粒150Ω(保護LED用) . 注意我的圖片是用了470Ω , 因為我找不到150Ω

先看看以下是我的材料圖片

我用了模擬器製作了一個接線圖給大家參考

首先我們先了解一下, 脈波寬度調變（英語：Pulse-width modulation，縮寫：PWM）參考網址 : https://zh.wikipedia.org/wiki/脈衝寬度調變 , https://a091234765.pixnet.net/blog/post/399625162-%5B筆記%5Darduino實驗五%3Apwm調控

我嚐試去表達一下自己的理解 , 如果不正確請不要駡我, 只是我個人的理解能力有限 !

首先我們假設10秒是一個周期 , 我們有個水桶 , 有一個水龍頭 . 例子1: 打開水龍頭, 水桶開始注水 , 10 秒周期水龍頭都是開著的,水桶就滿了 . 例子2 : 打開水龍頭, 10 秒周期裏水龍頭只開了9秒, 那水桶就只有90%滿 , 例子3 : 打開水龍頭, 10 秒周期裏水龍頭只開了8秒, 那水桶就只有80%滿 以此類推 .

PWM 用上述例子解釋 , 占空比= 水龍頭開 , 水龍頭開=5V , 水龍頭關=0V , 如果周期內占空比滿戴 , 結果就是 5V , 如果占空比只有75% , 那麼結果是3.75V , 如果占空比只20%, 那麼結果是1V 了 ! 說白了就是控制占空比 , 控制輸出的電壓來控制LED亮度 , 這就是我們今次的目的 , 得出三原色不同亮度的組合來合成各種顏色

講完構思, 現在實作吧 ! 開始 …… LED 燈加上限流電阻來保護

按鈕部分 , 一端接 GND , 一端接5V+10K電阻作為 Arduino 輸入訊號端. 平時不按下去 Arduino 輸入訊號端 會是高電壓 , 按下去的時候接地道通, Arduino 輸入訊號端 會是低壓 ! 高低電壓的輸入就會控制 Arduino 程序的流向

以下是 Arduino 的程序代碼 , 如有興趣的朋友可以下載來玩玩 下載

以下是本人寫的代碼 , 不是寫得好好 ! 請見諒 :

int redled = 15; // 紅色LED接腳
int greenled = 16; // 綠色LED接腳
int blueled = 17; // 藍色LED接腳
int rled = 3; // 全彩LED紅色接腳 PWM
int gled = 5; // 全彩LED綠色接腳 PWM
int bled = 6; // 全彩LED藍色接腳 PWM
int ranum =0; // 全彩LED紅色亮度參數 0 – 255
int ganum =0; // 全彩LED綠色亮度參數 0 – 255
int banum=0; // 全彩LED藍色亮度參數 0 – 255
int rgbbutt=14; // 轉換”紅綠藍”燈按鈕接腳
int upbutt=7; // 增加亮度按鈕接腳
int downbutt=8; // 減少亮度按鈕接腳
int val=0; // 儲存紅綠藍按鈕狀態
int valup=0; // 儲存增加亮度按鈕狀態
int valdown=0; // 儲存減少亮度按鈕狀態
int ledstat=0; // 儲存 “紅綠藍” 當前參數,全滅=0, 紅色=1 , 綠色=2, 藍色=3

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);

pinMode (redled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (greenled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (blueled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (rled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (gled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (bled, OUTPUT); // 設定為輸出狀態
pinMode (rgbbutt, INPUT); // 設定為輸入狀態
pinMode (upbutt, INPUT); // 設定為輸入狀態
pinMode (downbutt, INPUT); // 設定為輸入狀態
}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
val = digitalRead(rgbbutt);
delay(50);
// Serial.println (val);

if (val == LOW) {
val = digitalRead(rgbbutt);
if (val == HIGH){
ledstat=ledstat+1;

        if (ledstat == 1) {
          digitalWrite(redled,1);
          digitalWrite(greenled,0);
          digitalWrite(blueled,0);
        }
        else if (ledstat == 2) {
          digitalWrite(redled,0);
          digitalWrite(greenled,1);
          digitalWrite(blueled,0);  
        }
        else if (ledstat == 3) {
          digitalWrite(redled,0);
          digitalWrite(greenled,0);
          digitalWrite(blueled,1);  
        }
        else {
          digitalWrite(redled,0);
          digitalWrite(greenled,0);
          digitalWrite(blueled,0);
          ledstat=0;
        }
}

}

Serial.println (ledstat);
if (ledstat == 1 ) {
valup = digitalRead(upbutt);
valdown = digitalRead(downbutt);
delay(20);
if (valup == LOW) {
if (ranum < 255 ){ ranum = ranum+1; Serial.println (“紅色”+String(ranum)); } } if (valdown == LOW) { if (ranum > 0 ){
ranum = ranum-1;
}
}
analogWrite(rled,ranum);
}

else if (ledstat == 2) {
valup = digitalRead(upbutt);
valdown = digitalRead(downbutt);
delay(20);
if (valup == LOW) {
if (ganum < 255 ){ ganum = ganum+1; } } if (valdown == LOW) { if (ganum > 0 ){
ganum = ganum-1;
}
}
analogWrite(gled,ganum);
}
else if (ledstat == 3) {
valup = digitalRead(upbutt);
valdown = digitalRead(downbutt);
delay(20);
if (valup == LOW) {
if (banum < 255 ){ banum = banum+1; } } if (valdown == LOW) { if (banum > 0 ){
banum = banum-1;
}
}
analogWrite(bled,banum);
}

Serial.println (String(ranum)+”:”+String(ganum)+”:”+String(banum));
}

以下是我自己完成後做的 DEMO 視頻

理論上可以實現全彩 , 但因為 LED 各色的參數是不一樣 红2.1v，绿2.8v，蓝2.8v，白3.1v ! 我的 DEMO 不能完全的全彩