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2.4 Farbenfrohes Licht

In dieser Lektion werden wir untersuchen, wie man verschiedene Farben mit einer RGB-LED und dem Raspberry Pi Pico 2 W erzeugt. Durch die Anpassung der Intensität der Rot-, Grün- und Blaukomponenten können wir Licht mischen, um eine breite Palette von Farben zu erzeugen. Dieses Konzept basiert auf der additiven Methode der Farbmischung.

Was ist additive Farbmischung?

Die additive Farbmischung besteht darin, verschiedene Lichtfarben zu kombinieren, um neue Farben zu erzeugen. Wenn Rot, Grün und Blau in verschiedenen Intensitäten kombiniert werden, können sie jede Farbe im sichtbaren Spektrum erzeugen. Zum Beispiel:

Rot + Grün = Gelb
Rot + Blau = Magenta
Grün + Blau = Cyan
Rot + Grün + Blau = Weiß

RGB-LED

Erforderliche Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

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

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	KAUF-LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTENVORSTELLUNG	MENGE	KAUF-LINK
1	Einführung in den Pico 2 W	1
2	Micro USB Kabel	1
3	Breadboard	1	KAUFEN
4	Jumper-Kabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	3(1-330Ω, 2-220Ω)	KAUFEN
6	RGB-LED	1	KAUFEN

Schaltplan

sch_rgb

Die PWM-Pins GP13, GP14 und GP15 steuern die Rot-, Grün- und Blaupins der RGB-LED und verbinden den gemeinsamen Kathodenpin mit GND. Dadurch kann die RGB-LED eine spezifische Farbe anzeigen, indem Licht auf diesen Pins mit unterschiedlichen PWM-Werten überlagert wird.

Verdrahtung

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

Wir verwenden einen höheren Widerstand für die rote LED, da sie typischerweise heller als die grünen und blauen LEDs bei gleichem Strom ist.

wiring_rgb

Schreiben des Codes

Hier können wir unsere Lieblingsfarbe in Zeichensoftware (wie Paint) wählen und sie mit der RGB-LED anzeigen.

Bemerkung

Sie können die Datei 2.4_colorful_light.ino unter dem Pfad pico-2w-kit-main/arduino/2.4_colorful_light öffnen.
Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.
Vergessen Sie nicht, das Board (Raspberry Pi Pico) und den richtigen Port vor dem Klicken auf den Hochladen-Knopf auszuwählen.

// Definieren der GPIO-Pins, die mit der RGB-LED verbunden sind
const int redPin = 13;   // Roter Pin
const int greenPin = 14; // Grüner Pin
const int bluePin = 15;  // Blauer Pin

void setup() {
  // Initialisieren jedes RGB-LED-Pins als Ausgang
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

// Funktion zum Einstellen der Farbe
void setColor(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue) {
  analogWrite(redPin, red);
  analogWrite(greenPin, green);
  analogWrite(bluePin, blue);
}

void loop() {
  // Rote Farbe
  setColor(255, 0, 0);
  delay(1000);

  // Grüne Farbe
  setColor(0, 255, 0);
  delay(1000);

  // Blaue Farbe
  setColor(0, 0, 255);
  delay(1000);

  // Gelbe Farbe (Rot + Grün)
  setColor(255, 255, 0);
  delay(1000);

  // Cyan color (Green + Blue)
  setColor(0, 255, 255);
  delay(1000);

  // Magenta color (Red + Blue)
  setColor(255, 0, 255);
  delay(1000);

  // White color (Red + Green + Blue)
  setColor(255, 255, 255);
  delay(1000);

  // Turn off
  setColor(0, 0, 0);
  delay(1000);
}

Nach dem Hochladen des Codes sollte die RGB-LED nacheinander rot, grün, blau, gelb, cyan, magenta, weiß durchlaufen und dann ausschalten, wobei jede Farbe eine Sekunde lang angezeigt wird.

Verständnis des Codes

Definition der Pins:

Weisen Sie die GPIO-Pins zu, die mit den RGB-LED-Komponenten verbunden sind.
```
const int redPin = 13;
const int greenPin = 14;
const int bluePin = 15;
```

Initialisierung der Pins:

Stellen Sie die RGB-LED-Pins als Ausgänge ein.

void setup() {
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

Einstellen der Farbe:

Die Funktion setColor verwendet PWM (Pulsweitenmodulation), um die Helligkeit jeder Farbkomponente anzupassen.

void setColor(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue) {
  analogWrite(redPin, red);
  analogWrite(greenPin, green);
  analogWrite(bluePin, blue);
}

Durchlaufen der Farben:

In der Funktion loop() rufen wir setColor() mit verschiedenen Werten auf, um verschiedene Farben anzuzeigen, jede gefolgt von einer Verzögerung von 1 Sekunde.
```
void loop() {
  // Rote Farbe
  setColor(255, 0, 0);
  delay(1000);
  ...

  // Turn off
  setColor(0, 0, 0);
  delay(1000);
}
```

Experimentieren mit Farben

Sie können Ihre eigenen Farben erstellen, indem Sie die Werte, die an setColor() übergeben werden, anpassen. Die Werte reichen von 0 (aus) bis 255 (volle Helligkeit). Zum Beispiel:

Orange: setColor(255, 165, 0);
Purple: setColor(128, 0, 128);

Um RGB-Werte für spezifische Farben zu finden, können Sie ein Farbauswahltool oder Software wie Paint verwenden.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man eine RGB-LED mit dem Raspberry Pi Pico steuert und wie man verschiedene Farben durch Mischen von Rot, Grün und Blau erzeugt. Dieses Wissen ist grundlegend für Projekte, die LED-Anzeigen, Stimmungslichter oder jede Anwendung, die Farbsteuerung erfordert, involvieren.