使用共阳极RGB LED来产生可见光谱的颜色

描述

介绍

该项目使用共阳极 RGB LED 来产生可见光谱的颜色。这将允许您探索数字（Arduino）和模拟（LED）之间的联系。

理论

一个 RGB LED 由单个封装上的 3 个独立 LED 组成；一个红色 LED、一个绿色 LED 和一个蓝色 LED。这三种原色可以以不同的组合添加在一起，以产生多种颜色。

脉冲宽度调制(PWM) 是一种降低电信号平均功率的方法。占空比是信号开启的时间比例。100% 的占空比描述了全功率信号。50% 的占空比描述了一半时间开启另一半时间关闭的信号，这对应于一半功率。因此，可以利用Arduino的PWM引脚来改变每种颜色的LED的亮度，从而实现各种颜色组合。analogWrite() 用于改变 PWM 引脚的占空比。对于 8 位 PWM 输出，这提供了 2^8 = 256 个可能的值来改变占空比。这就是产生不同颜色的方式。

由于该项目使用共阳极LED，因此 LED 的开启状态为低电平有效，这意味着 LED 要点亮，信号必须为低电平。这与共阴极LED正好相反。因此，要使共阳极LED 亮起，需要使用 analogWrite(0) 来实现 0% 的 PWM 周期，而要使 LED 处于关闭状态，则需要使用 analogWrite(255) 来实现 100% 的 PWM 周期。

方法

该项目使用 Arduino Leonardo 克隆 (ProMicro)，但可以使用其他微控制器重新创建。

脉冲宽度调制 (PWM) 用于控制 LED 的亮度。PWM 引脚如图 1 所示。引脚 3、5 和 6 分别用于红色、绿色和蓝色 LED。对于其他微控制器，请参阅相应的板引脚图。

图 1：Arduino ProMicro 引脚图（来源：Sparkfun）

 

共阳极 RGB LED 的引脚如图 2 所示。RGB LED 的正极引脚连接到 Arduino 的 VCC 引脚以提供电源。然后使用串联的 220Ω 电阻器将红色、绿色和蓝色 LED 连接到引脚 3、5 和 6，以限制电流，防止 LED 损坏。

图 2：共阳极 RGB LED 图（来源：CircuitBread）