Ebben a projektben 5 RGB (piros zöld kék) LED-et fogunk összekapcsolni az Arduino Uno-val. Ezek a LED-ek párhuzamosan vannak csatlakoztatva az Uno PIN-használatának csökkentése érdekében.
Az alábbi ábrán egy tipikus RGB LED látható:
Az RGB LED-nek négy csapja lesz, amint az az ábrán látható.
PIN1: 1. színű negatív vagy 1. színű pozitív kapocs
PIN2: Mind a három szín esetében közös pozitív, mind a három színnél közös negatív
PIN3: 2. színű negatív vagy 2. színű pozitív kapocs
PIN4: 3. színű negatív vagy 3. színű pozitív kapocs
Tehát kétféle RGB LED létezik, az egyik a közös katód típusú (közös negatív), a másik pedig a közös anód típusú (közös pozitív) típus. A CC-ben (közös katód vagy közös negatív) három pozitív terminál lesz, mindegyik terminál egy színt képvisel, és egy negatív terminál, amely mind a három színt képviseli. A CC RGB LED belső áramköre az alábbiak szerint ábrázolható.
Ha azt akarjuk, hogy a RED fent legyen, be kell táplálnunk a RED LED csapot és földelnünk kell a közös negatívot. Ugyanez vonatkozik az összes LED-re. A CA-ban (közös anód vagy közös pozitív) három negatív terminál lesz, mindegyik terminál egy színt képvisel, és egy pozitív terminál, amely mind a három színt képviseli. A CA RGB LED belső áramköre az ábrán látható módon ábrázolható.
Ha azt akarjuk, hogy a RED fent legyen, akkor le kell földelnünk a RED LED tüskét és be kell táplálnunk a közös pozitívot. Ugyanez vonatkozik az összes LED-re.
Az áramkörünkben CA (Common Anode or Common Positive) típust fogunk használni. 5 RGB LED Arduino-hoz történő csatlakoztatásához általában 5x4 = 20 PIN-re van szükségünk, mivel ezt a PIN-használatot 8-ra csökkentjük az RGB LED-ek párhuzamos összekapcsolásával és a multiplexelésnek nevezett technikával.
Alkatrészek
Hardver: UNO, tápegység (5v), 1KΩ ellenállás (3 db), RGB (piros, zöld, kék) LED (5 db)
Szoftver: Atmel studio 6.2 vagy Aurdino nightly.
Áramkör és működő magyarázat
Az RGB LED Arduino interfész áramköri csatlakozását az alábbi ábra mutatja.
Most mondjuk a trükkös részről, hogy a SET1-ben lévő RED LED-et és a SET2-ben lévő GREEN LED-et be akarjuk kapcsolni. Az UNO PIN8 és PIN9 tápellátását, valamint a PIN7, PIN6 földelését hajtjuk végre.
Ezzel az áramlással VÖRÖS leszünk az első SET-ben és ZÖLD a második SET ON-ban, de a GREEN-t a SET1-ben és RED-et a SET2 ON-ban együtt használjuk. Egyszerű analógia alapján láthatjuk, hogy mind a négy LED bezárja az áramkört a fenti konfigurációval, és így mindegyik világít.
Tehát a probléma kiküszöbölése érdekében egyszerre csak egy SET-et kapcsolunk be. Mondjuk, hogy t = 0m SEC, a SET1 BE van kapcsolva. T = 1m SEC értéknél a SET1 kikapcsol, és a SET2 bekapcsol. Ismét t = 6m SEC értéknél a SET5 kikapcsol és a SET1 bekapcsol. Ez megy tovább.
Itt az a trükk, hogy az emberi szem nem képes 30 HZ-nél nagyobb frekvenciát rögzíteni. Ez akkor van, ha egy LED folyamatosan be- és kikapcsol, 30 Hz vagy annál nagyobb sebességgel. A szem látja, hogy a LED folyamatosan BE van kapcsolva. Ez azonban nem így van. A LED folyamatosan be- és kikapcsol. Ezt a technikát multiplexelésnek nevezzük.
Egyszerűen szólva: 5 SET minden egyes katódját 1milli másodpercig működtetjük, tehát 5milli másodperc alatt befejezzük a ciklust, utána a ciklus ismét a SET1-ből indul, ez örökké tart. Mivel a LED-ek túl gyorsan be- és kikapcsolnak. Az ember azt jósolja, hogy az összes SET folyamatosan be van kapcsolva.
Tehát amikor a SET1 tápfeszültségét t = 0 milli másodperc alatt tápláljuk, földeljük a RED csapot. T = 1 milli másodpercnél tápláljuk a SET2-t és földeljük a ZÖLD csapot (ekkor a VÖRÖS és a KÉK magasra van húzva). A hurok gyorsan halad, és a szem látja a VÖRÖS fényt az ELSŐ SZETTben és a ZÖLD fényt a MÁSODIK SZETTben.
Így programozunk egy RGB LED-et, az összes színt lassan megvilágítjuk a programban, hogy lássuk, hogyan működik a multiplexelés.