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+ |
Sie können sie auch separat über die unten stehenden Links kaufen.
KOMPONENTENBESCHREIBUNG |
KAUF-LINK |
|---|---|
- |
|
Verfügbare Pins
Hier ist eine Liste der verfügbaren Pins auf dem ESP32-Board 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 Pfadesp32-starter-kit-main\micropython\codesbefindet, 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 Pfadesp32-starter-kit-main\micropython\codesbefindet, 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_mappingist 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_dutynimmt 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 Funktioninterval_mappingabgebildet. Der Ausgabewert voninterval_mappingwird 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_setnimmt drei ganzzahlige Argumente an: die Rot-, Grün- und Blauwerte für die LED. Diese Werte werden ancolor_to_dutyübergeben, um die Tastgradwerte für die PWM-Pins zu erhalten. Die Tastgradwerte werden dann mit der Methodedutyfür 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))