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2.3 Farbiges Licht¶

In diesem Projekt werden wir in die faszinierende Welt der additiven Farbmischung mit einer RGB-LED eintauchen.

Eine RGB-LED kombiniert die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau in einem einzigen Gehäuse. Diese drei LEDs teilen sich eine gemeinsame Kathoden-Pin, während jeder Anoden-Pin die Intensität der entsprechenden Farbe steuert.

Durch Variieren der elektrischen Signalintensität, die an jede Anode angelegt wird, können wir eine breite Palette von Farben erzeugen. Zum Beispiel ergibt die Mischung von hochintensivem rotem und grünem Licht gelbes Licht, während die Kombination von blauem und grünem Licht Cyan erzeugt.

Durch dieses Projekt werden wir die Prinzipien der additiven Farbmischung erkunden und unsere Kreativität entfesseln, indem wir die RGB-LED manipulieren, um fesselnde und lebendige Farben anzuzeigen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Set zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
ESP32 Starter Kit	320+	ESP32 Starter Kit

Sie können sie auch separat über die unten stehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG	KAUF-LINK
ESP32-Platine	KAUFEN
ESP32-Kameraerweiterung	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN
Überbrückungsdrähte	KAUFEN
Widerstand	KAUFEN
RGB LED	KAUFEN

Verfügbare Pins

Hier ist eine Liste der verfügbaren Pins auf dem ESP32-Platine für dieses Projekt.

Verfügbare Pins

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

Schaltplan

Die PWM-Pins Pin27, Pin26 und Pin25 steuern die Rot-, Grün- und Blau-Pins der RGB-LED und verbinden den gemeinsamen Kathoden-Pin mit GND. Dies ermöglicht es der RGB-LED, eine bestimmte Farbe anzuzeigen, indem Licht auf diesen Pins mit unterschiedlichen PWM-Werten überlagert wird.

Verdrahtung

Die RGB-LED hat 4 Pins: der längste Pin ist der gemeinsame Kathoden-Pin, der normalerweise mit GND verbunden wird; der linke Pin neben dem längsten Pin ist Rot; und die beiden Pins auf der rechten Seite sind Grün und Blau.

Code

Bemerkung

Öffnen Sie die Datei 2.3_colorful_light.py, die sich im Pfad esp32-starter-kit-main\micropython\codes befindet, oder kopieren und fügen Sie den Code in Thonny ein. Klicken Sie dann auf „Aktuelles Skript ausführen“ oder drücken Sie F5, um es auszuführen.
Stellen Sie sicher, dass Sie den Interpreter „MicroPython (ESP32).COMxx“ in der unteren rechten Ecke ausgewählt haben.

from machine import Pin, PWM
import time

# Define the GPIO pins for the RGB LED
RED_PIN = 27
GREEN_PIN = 26
BLUE_PIN = 25


# Set up the PWM channels
red = PWM(Pin(RED_PIN))
green = PWM(Pin(GREEN_PIN))
blue = PWM(Pin(BLUE_PIN))

# Set the PWM frequency
red.freq(1000)
green.freq(1000)
blue.freq(1000)

def set_color(r, g, b):
    red.duty(r)
    green.duty(g)
    blue.duty(b)

while True:
    # Set different colors and wait for a while
    set_color(1023, 0, 0) # Red
    time.sleep(1)
    set_color(0, 1023, 0) # Green
    time.sleep(1)
    set_color(0, 0, 1023) # Blue
    time.sleep(1)
    set_color(1023, 0, 1023) # purple
    time.sleep(1)

Wenn das Skript ausgeführt wird, sehen Sie, wie die RGB-LEDs Rot, Grün, Blau und Lila sowie andere Farben anzeigen.

Mehr erfahren

Sie können auch die gewünschte Farbe mit dem folgenden Code und den bekannten Farbwerten von 0 bis 255 einstellen.

Bemerkung

Öffnen Sie die Datei 2.3_colorful_light_rgb.py, die sich im Pfad esp32-starter-kit-main\micropython\codes befindet, oder kopieren und fügen Sie den Code in Thonny ein. Klicken Sie dann auf „Aktuelles Skript ausführen“ oder drücken Sie F5, um es auszuführen.
Stellen Sie sicher, dass Sie den Interpreter „MicroPython (ESP32).COMxx“ in der unteren rechten Ecke ausgewählt haben.

from machine import Pin, PWM
import time

# Define the GPIO pins for the RGB LED
RED_PIN = 27
GREEN_PIN = 26
BLUE_PIN = 25

# Set up the PWM channels
red = PWM(Pin(RED_PIN))
green = PWM(Pin(GREEN_PIN))
blue = PWM(Pin(BLUE_PIN))

# Set the PWM frequency
red.freq(1000)
green.freq(1000)
blue.freq(1000)

# Map input values from one range to another
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Convert color values (0-255) to duty cycle values (0-1023)
def color_to_duty(rgb_value):
    rgb_value = int(interval_mapping(rgb_value,0,255,0,1023))
    return rgb_value

def set_color(red_value,green_value,blue_value):
    red.duty(color_to_duty(red_value))
    green.duty(color_to_duty(green_value))
    blue.duty(color_to_duty(blue_value))

while True:
    # Set different colors and wait for a while
    set_color(255, 0, 0) # Red
    time.sleep(1)
    set_color(0, 255, 0) # Green
    time.sleep(1)
    set_color(0, 0, 255) # Blue
    time.sleep(1)
    set_color(255, 0, 255) # purple
    time.sleep(1)

Dieser Code basiert auf dem vorherigen Beispiel, bildet jedoch Farbwerte von 0 bis 255 auf einen Tastgradbereich von 0 bis 1023 ab.

Die Funktion interval_mapping ist eine Hilfsfunktion, die einen Wert von einem Bereich in einen anderen abbildet. Sie nimmt fünf Argumente an: den Eingabewert, die minimalen und maximalen Werte des Eingabebereichs und die minimalen und maximalen Werte des Ausgabebereichs. Sie gibt den Eingabewert, abgebildet auf den Ausgabebereich, zurück.
def color_to_duty(rgb_value): rgb_value = int(interval_mapping(rgb_value,0,255,0,1023)) return rgb_value
Die Funktion color_to_duty nimmt einen ganzzahligen RGB-Wert (z.B. 255,0,255) entgegen und bildet ihn auf einen Tastgradwert, der für die PWM-Pins geeignet ist. Der Eingabe-RGB-Wert wird zunächst von 0-255 auf 0-1023 mit der Funktion interval_mapping abgebildet. Der Ausgabewert von interval_mapping wird dann als Tastgradwert zurückgegeben.
def farbe_zu_tastgrad(rgb_wert): rgb_wert = int(bereichsabbildung(rgb_wert,0,255,0,1023)) return rgb_wert
Die Funktion color_set nimmt drei ganzzahlige Argumente an: die Rot-, Grün- und Blauwerte für die LED. Diese Werte werden an color_to_duty übergeben, um die Tastgradwerte für die PWM-Pins zu erhalten. Die Tastgradwerte werden dann mit der Methode duty für die entsprechenden Pins eingestellt.
def set_color(red_value,green_value,blue_value): red.duty(color_to_duty(red_value)) green.duty(color_to_duty(green_value)) blue.duty(color_to_duty(blue_value))