ترکیب رنگ RGB LED با آردوینو در Tinkercad: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

پروژه های Tinkercad »

بیایید یاد بگیریم که چگونه LED های چند رنگ را با استفاده از خروجی های آنالوگ آردوینو کنترل کنیم. ما یک LED RGB را به Arduino Uno متصل کرده و یک برنامه ساده برای تغییر رنگ آن ایجاد می کنیم.

می توانید بصورت مجازی با استفاده از مدارهای Tinkercad پیگیری کنید. حتی می توانید این درس را از داخل Tinkercad مشاهده کنید (ورود رایگان لازم است)! مدار نمونه را کاوش کنید (روی Start Simulation کلیک کنید تا تغییر رنگ LED را مشاهده کنید) و خود را درست در کنار آن بسازید. مدارهای Tinkercad یک برنامه رایگان مبتنی بر مرورگر است که به شما امکان می دهد مدارها را بسازید و شبیه سازی کنید. برای یادگیری ، آموزش و نمونه سازی اولیه مناسب است.

از آنجا که ممکن است در استفاده از تخته نان تازه کار شده باشید ، ما نسخه سیمی این مدار را نیز برای مقایسه قرار داده ایم. شما می توانید به هر صورت در ویرایشگر مدار Tinkercad بسازید ، اما اگر در حال ساختن یک مدار با اجزای فیزیکی هستید ، تخته نان به مدار مجازی شما کمک می کند تا یکسان به نظر برسد.

این مدار را در Tinkercad پیدا کنید

به صورت اختیاری لوازم الکترونیکی خود را تهیه کرده و بسازید

همراه با Arduino Uno فیزیکی ، کابل USB ، ورق نورد ، LED RGB ، مقاومت ها (هر مقدار از 100-1K اهم انجام می شود) ، و برخی از سیم های نان بردی. همچنین به رایانه ای با نرم افزار رایگان Arduino (یا افزونه ای برای ویرایشگر وب) نیاز دارید.

رنگ افزودنی یا بر اساس نور دارای سه رنگ اصلی است: قرمز ، سبز و آبی. ترکیب این سه رنگ در سطوح مختلف شدت می تواند تقریباً هر رنگی از نور را ایجاد کند. LED های تغییر رنگ به همان شیوه کار می کنند ، اما LED ها همه در یک بسته کوچک هستند که ما آن را RGB LED می نامیم. بسته به پیکربندی ، چهار پایه دارند ، یکی برای هر رنگ و دیگری برای زمین یا قدرت. انواع به ترتیب "کاتد مشترک" و "آند مشترک" نامیده می شوند.

مرحله 1: ایجاد مدار

این مدار را در Tinkercad پیدا کنید

در پنل اجزای مدارهای Tinkercad ، یک آردوینو و تخته نان جدید را در کنار نمونه بکشید و با اتصال آردوینو 5 ولت به ریل برق و آردوینو GND به ریل زمین ، تخته نان خود را آماده کنید.

یک LED RGB اضافه کنید و آن را در چهار ردیف مختلف تخته نان قرار دهید. LED RGB در شبیه ساز دارای یک کاتد مشترک (منفی ، زمین) در پای دوم خود است ، بنابراین این ردیف/پین را به زمین وصل کنید.

سه مقاومت اضافه کنید (هر سه را بکشید یا یکی را ایجاد کنید و سپس کپی/جایگذاری کنید) و آنها را برای ردیف های صفحه نان برای سه پایه LED دیگر حرکت دهید ، و از وسط شکاف وسط ورق ورق به سه ردیف جداگانه در طرف دیگر بروید.

سیمها را از انتهای مقاومت آزاد و سه پین Arduino با قابلیت PWM خود ، که با علامت مشخص شده اند ، وصل کنید.

tilde (کش و قوس کوچک).

سیم های خود را با تنظیم رنگ آنها (کلیدهای کشویی یا شماره ای) و ایجاد خم (دوبار کلیک) مرتب کنید.

اگرچه ممکن است وسوسه شوید که از یک مقاومت واحد روی پین معمولی استفاده کنید ، اما این کار را نکنید! هر LED به مقاومت مخصوص خود نیاز دارد زیرا آنها دقیقاً همان مقدار جریان را از یکدیگر نمی کشند.

اعتبار اضافی: می توانید در مورد LED های رایگان در کلاس LED و Lighting بیشتر در مورد LED ها بیاموزید.

مرحله 2: کد ترکیب رنگ با بلوک ها

در مدارهای Tinkercad ، به راحتی می توانید پروژه های خود را با استفاده از بلوک کدگذاری کنید. ما از ویرایشگر کد برای آزمایش سیم کشی و تنظیم رنگ LED استفاده خواهیم کرد. روی دکمه "کد" کلیک کنید تا ویرایشگر کد باز شود.

با انتخاب برد مربوطه Arduino در صفحه کار (یا منوی کشویی بالای ویرایشگر کد) می توانید بین نمونه کد و برنامه خود جابجا شوید.

یک بلوک خروجی LED RGB را به یک برنامه خالی بکشید و بازشوها را مطابق با پین هایی که قبلاً وصل کرده اید (11 ، 10 و 9) تنظیم کنید.

رنگی را انتخاب کرده و روی "شروع شبیه سازی" کلیک کنید تا LED RGB شما روشن شود. اگر رنگ مناسب به نظر نمی رسد ، احتمالاً باید دو پین رنگ خود را در سیم کشی یا کد عوض کنید.

با کپی کردن بلوک خروجی RGB خود (کلیک راست-> تکراری) و تغییر رنگ و سپس افزودن بلوک های انتظار در بین آنها ، یک نمایش نور رنگی ایجاد کنید. می توانید شمارش معکوس مسابقه یا تغییر رنگ را با آهنگ مورد علاقه خود شبیه سازی کنید. همچنین بلوک تکرار را بررسی کنید- هر چیزی که داخل آن قرار دهید در دفعات مشخص شده در تکرار اتفاق می افتد.

مرحله 3: کد آردوینو توضیح داده شده است

هنگامی که ویرایشگر کد باز است ، می توانید روی منوی کشویی در سمت چپ کلیک کرده و "Blocks + Text" را انتخاب کنید تا کد آردوینو ایجاد شده توسط بلوک های کد نشان داده شود.

void setup ()

{pinMode (11 ، OUTPUT) ؛ pinMode (10 ، OUTPUT) ؛ pinMode (9 ، OUTPUT) ؛ } void loop () {analogWrite (11 ، 255) ؛ analogWrite (10 ، 0) ؛ analogWrite (9 ، 0) ؛ تاخیر (1000) ؛ // منتظر 1000 میلی ثانیه analogWrite (11 ، 255) باشید ؛ analogWrite (10 ، 255) ؛ analogWrite (9 ، 102) ؛ تاخیر (1000) ؛ // منتظر 1000 میلی ثانیه باشید

پس از تنظیم پین ها به عنوان خروجی در تنظیمات ، می توانید موارد استفاده از کد را مشاهده کنید

analogWrite ()

مانند آخرین درس کم رنگ شدن LED. هر سه پایه را با مقدار روشنایی متفاوتی می نویسد و در نتیجه یک رنگ ترکیبی ایجاد می شود.

مرحله 4: ایجاد مدار فیزیکی (اختیاری)

برای برنامه ریزی Arduino Uno فیزیکی خود ، باید نرم افزار رایگان (یا افزونه ای برای ویرایشگر وب) را نصب کرده ، سپس آن را باز کنید.

با اتصال قطعات و سیم به اتصالات نشان داده شده در مدارات Tinkercad ، مدار Arduino Uno را وصل کنید. اگر به نظر می رسد LED فیزیکی RGB شما آند معمولی باشد ، پین دوم باید به جای اتصال به سیم وصل شود و مقدار روشنایی 0-255 معکوس می شود. برای آشنایی بیشتر با کار با برد فیزیکی Arduino Uno ، کلاس آموزشی رایگان Arduino را مشاهده کنید (مدار مشابهی در درس دوم توضیح داده شده است).

کد را از پنجره کد مدارهای Tinkercad کپی کرده و در نرم افزار Arduino خود در یک طرح خالی بچسبانید ، یا روی دکمه بارگیری (پیکان رو به پایین) کلیک کنید و باز کنید

فایل به دست آمده با استفاده از آردوینو

کابل USB خود را وصل کرده و برد و پورت خود را در منوی Tools نرم افزار انتخاب کنید.

کد را بارگذاری کنید و ببینید رنگ LED شما چگونه تغییر می کند!

مرحله 5: بعد ، سعی کنید…

اکنون که می دانید چگونه LED های RGB را کنترل کنید ، وقت آن است که دستاوردهای خروجی دیجیتال و آنالوگ خود را جشن بگیرید! با استفاده از مهارت هایی که در مورد کنترل LED های متعدد و استفاده از analogWrite () برای محو شدن آموخته اید ، یک پیکسل درست مانند پیکسل های (بسیار کوچکتر) در صفحه نمایش دستگاه تلفن همراه ، تلویزیون و رایانه خود ایجاد کرده اید.

سعی کنید LED خود را با مواد پخش کننده مختلف بپوشانید تا کیفیت نور را تغییر دهید. می توانید از هر چیزی که نور را از طریق آن پخش می کند ، مانند توپ های پینگ پنگ ، پر کردن الیاف پلی استر یا چاپ سه بعدی ، دیفیوزرهای LED بسازید.

در مرحله بعد در سفر خود با آردوینو ، سعی کنید نحوه تشخیص ورودی را با دکمه های فشار و

digitalRead ()

همچنین می توانید مهارت های الکترونیکی بیشتری را با کلاس های رایگان Instructables در Arduino ، Basic Electronics ، LED ها و Lighting ، چاپ سه بعدی و موارد دیگر بیاموزید.