KY-009 — Модуль RGB светодиода (SMD). Подключение к Arduino.
Для световой индикации в Arduino проектах часто используют светодиоды, а для экономии места можно поставить RGB светодиод. Сегодня в уроке рассмотрим KY-009 модуль, который оснащён SMD RGB светодиодом. Но, к сожалению, у данного модуля нет обвязки, как у других модулей из набора «37 in 1 Sensors Kit for Arduino». На мой взгляд это не логично. На модуль достаточно просто установить 3 резистора. И в принципе KY-009 это не модуль, а просто RGB светодиод.
Описание модуля KY-009
Полноцветный светодиодный модуль RGB KY-009 для Arduino излучает различные цвета, смешивая красный, зеленый и синий свет. Количество каждого цвета регулируется с помощью ШИМ. Что позволяет вывести до 255 оттенков для каждого канала.
Технические характеристики KY-009
Cветодиодный SMD-модуль KY-009 RGB состоит из светодиода SMD 5050, который используется с ограничивающими резисторами для предотвращения перегорания. Совместим с популярными платформами, такими как Arduino, Raspberry Pi и ESP8266.
При сборке схемы, рассчитанной на напряжение питания 5 В, следует установить в линиях R, G и B резисторы сопротивлением:
Для красного канала (R) не менее 180 Ом.
Для зеленого (G) и синего канала (B) не менее чем по 110 Ом.
Контакты:
- I – общий провод, подключается к GND.
На эти контакты подается питание положительной полярности:
- R – красный ,
- G – зеленый ,
- B – синий .
Схема подключения KY-009 к Arduino UNO.
Схема подключения KY-009 к Arduino NANO.
Для того чтобы модуль KY-009 не вышел из строя, необходимо использовать резисторы, с номиналом который рассмотрели выше. Дополнительную информацию можно найти в техническом описании SMD 5050 LED внизу статьи, в разделе «файлы для скачивания».
KY-009 Пример кода Arduino.
Следующий пример кода для Arduino будет циклически переключаться между различными цветами, изменяя значение ШИМ для каждого из трех основных цветов.
Второй вариант кода позволяет плавно изменять цвет из одного оттенка к другому и так по кругу.
Код не оптимальный, но для понимания этого достаточно. Кроме этого, для облегчения работы с RGB светодиодами также есть библиотеки, например: RGBLed Arduino library.
Использование библиотеки RGBLed Arduino library для работы с модулем KY-009.
Скачать библиотеку RGBLed можно на github или внизу статьи, в разделе «файлы для скачивания»
Заходим в Arduino IDE и выбираем в меню: «Скетч –> Подключить библиотеку –> Добавить .ZIP библиотеку…»
Выбираем скаченный архив RGBLed-master .zip и нажимаем кнопку «Открыть». После установки вы увидите надпись, что библиотека успешно добавлена.
Для начала работы с библиотекой RGBLed ее нужно подключить.
Затем создать объект для подключения, указав пины подключения светодиода к Arduino.
В дальнейшем мы можем, в основном цикле loop(), оперировать цветом светодиода, для этого в библиотеке есть функции:
Для того чтобы загорелся красный светодиод на 100 мс, достаточно в коде добавить строчку:
Также в библиотеки есть палитра цветов.
С библиотекой идут примеры использования. Например Вспышка:
Как видим из кода, у нас будем мигать светодиод красным и синим цветами, на подобии полицейской мигалки, про которую есть у меня на сайт отдельный урок: Полицейская мигалка своими руками из светодиодов на Arduino
Вывод.
Как видим, работать с RGB светодиодом достаточно просто, и для этого есть готовые инструменты. Сейчас мы можем смело использовать данный модуль в своих проектах на Arduino.
Описание всех датчиков из набора «37 in 1 Sensors Kit for Arduino» вы можете посмотреть на странице описания данного набора модулей для Arduino .
Понравился Урок KY-009 — Модуль RGB светодиода (SMD). Подключение к Arduino ? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.
А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.
Спасибо за внимание!
Технологии начинаются с простого!
Как подключить RGB светодиод к Arduino
RGB светодиод – это три светодиода разных цветов (Red – красный, Green – зелёный, Blue – синий), заключённые в одном корпусе. Давайте посмотрим, как подключить RGB светодиод к Arduino.
Инструкция по подключению RGB светодиода к Arduino
- Arduino UNO или иная совместимая плата;
- RGB светодиод;
- 3 резистора по 220 Ом (вот отличный набор резисторов самых распространённых номиналов);
- соединительные провода (рекомендую вот такой набор);
- макетная плата (breadboard);
- персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.
1 Отличие RGB светодиодов с общим анодом и с общим катодом
RGB светодиоды бывают двух типов: с общим анодом («плюсом») и общим катодом («минусом») . На рисунке приведены принципиальные схемы эти двух типов светодиодов. Длинная ножка светодиода – это всегда общий вывод питания. Отдельно расположен вывод красного светодиода ( R ), зелёный ( G ) и синий ( B ) располагаются по другую сторону от общего вывода, как показано на рисунке. В данной статье мы рассмотрим подключение RGB светодиода как с общим анодом, так и с общим катодом.
RGB светодиоды с общим анодом и с общим катодом
2 Подключение RGB светодиода с общим анодомк Arduino
Схема подключения RGB светодиода с общим анодом показана на рисунке. Анод подключаем к «+5 В» на плате Arduino, три другие вывода – к произвольным цифровым пинам.
Схема подключения RGB светодиода с общим анодом к Arduino
Обратите внимание, что мы подключаем каждый из светодиодов через свой резистор, а не используем один общий. Желательно делать именно так, потому что каждый из светодиодов имеет свой КПД . И если подключить их все через один резистор, светодиоды будут светиться с разной яркостью.
Для быстрого расчёта номинала резистора, подходящего к выбранному вами светодиоду, можно воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта светодиодов.
3 Управление RGB светодиодами с помощью Arduino
Перепишем классический скетч blink. Будем включать и отключать по очереди каждый из трёх цветов. Обратите внимание, что светодиод загорается, когда мы подаём низкий уровень (LOW) на соответствующий вывод Arduino.
4 Собрать схемуна макетной плате
Посмотрим в действии на мигание RGB светодиодом. Светодиод по очереди зажигается красным, зелёным и синим цветами. Каждый цвет горит 0,1 секунду, а затем гаснет на 0,2 секунды, и включается следующий. Можно зажигать каждый канал отдельно, можно все одновременно, тогда цвет свечения будет меняться.
RGB светодиод подключён к Arduino. Схема собрана на макетной плате
5 Подключение RGB светодиода с общим катодомк Arduino
Если вы используете RGB светодиод с общим катодом, то подключите длинный вывод светодиода к GND платы Arduino, а каналы R, G и B – к цифровым портам Arduino. При этом нужно помнить, что светодиоды загораются при подаче на каналы R, G, B высокого уровня (HIGH), в отличие от светодиода с общим анодом.
Схема подключения RGB светодиода с общим катодом к Arduino
Если не менять вышеприведённый скетч, то каждый цвет светодиода в этом случае будет гореть 0,2 секунды, а пауза между ними составит 0,1 секунду.
Полезный совет
Если вы хотите управлять яркостью светодиода, то подключайте RGB светодиод к цифровым выводам Arduino, которые имеют функцию ШИМ (PWM ). Такие выводы на плате Arduino обычно помечены знаком тильда (волнистая линия), звёздочкой или обведены кружочками.
Arduino и RGB светодиод
Описание
RGB светодиод – три светодиода с цветами Red (красный), Green (зелёный) и Blue (синий), размещённые в общем корпусе. Более подробную теорию можно найти в уроке про RGB светодиоды.
Подключение
“Голый” RGB светодиод подключается к источнику 5V точно так же, как обычный светодиод: с ограничением тока при помощи резисторов, иначе довольно быстро сгорит. Но в наборе GyverKIT идёт удобный RGB модуль, на котором резисторы уже распаяны, а сам светодиод имеет общий катод:
Соответственно достаточно подключить GND к пину “-“, а пины RGB – к любым цифровым пинам микроконтроллера.
- При подключении к обычным цифровым пинам мы получим всего 8 цветов – чёрный (все выключены), белый (все включены) и 6 сочетаний между тремя цветами
- При подключении к ШИМ пниам у нас появится возможность контролировать яркость каждого канала цвета, что при стандартных настройках даёт 256 градаций яркости и 256*256*256 = 16.7 миллионов оттенков для RGB светодиода!
- Подключение к Wemos будет точно такое же, но там ШИМ сигнал можно включить на любом пине, причём с глубиной 10 бит (1024 значения), что даёт 1 миллиард оттенков! Это так много, что глазами различить не получится =)
- У Wemos логический уровень 3.3V, поэтому светодиод будет гореть менее ярко, т.к. будет потреблять меньший ток. В то же время допустимый ток с пина Wemos ниже, чем у Arduino, поэтому всё работает “как нужно”!
Библиотеки
По сути библиотеки не нужны, так как светодиодом можно управлять при помощи базовых функций вывода. Но для удобства работы с разными цветовыми моделями удобнее использовать уже готовые алгоритмы, например мою библиотеку GRGB. Библиотека идёт в архиве к набору GyverKIT, а свежую версию всегда можно установить/обновить из встроенного менеджера библиотек Arduino по названию GRBG. Краткая документация находится по ссылке выше, базовые примеры есть в самой библиотеке.
Примеры ручного управления
Для удобства управления обозначим пины, подключение например как по схеме выше:
В блоке setup() сделаем пины выходами:
Готово! Теперь можно включить любой нужный цвет. Объединим всё в одну программу и будем включать цвета на полную яркость поочерёдно:
Примеры с GRGB
Для удобства задания цветов попробуем поработать с библиотекой:
Пример простого переключения основных цветов
В этом примере плавно меняются все цвета при помощи функции “цветового колеса”
RGB светодиод и Arduino
RGB светодиоды — это светодиоды способные излучать свет разных цветов. С английского RGB (Red Green Blue) переводится как красный, зеленый и синий. То есть такой светодиод может светиться этими цветами как по отдельности, так и одновременно с разной интенсивностью. Фактически это три разных светодиода под одной линзой и с 1 общим контактом. Это дает возможность излучать свет практически любого цвета. Я уже рассказывал подробнее о том как работает обычный светодиод и как его подключить к Ардуино.
Расчет резисторов для RGB светодиода
Для того что бы светодиод работал и прослужил как можно дольше необходимо правильно подключить его. Для этого нам придется подавать на него «правильный» ток. А что бы понять какой ток нужно подавать нужно знать параметры именно вашего RGB светодиода. Я использую самые популярные 5 мм светодиоды, купленные на алиэкспрессе. По словам продавца эти светодиоды имеют падение напряжения 1.8-2 В на красном светодиоде и по 3-3.2 В на зеленом и синем, а так же требуют силу тока до 20 мА. Еще мы знаем, что подключать светодиод мы будем к Arduino Uno, на пинах которой напряжение составляет 5 В.
Я немного поэкспериментировал и заметил, что при силе тока 20 мА и 15 мА разницы в свечении светодиода не видно, а вот нагрев уже меньше. При таком режиме работы светодиод прослужит гораздо дольше и будет деградировать гораздо медленнее. Поэтому я буду ограничивать силу тока до 15 мА, а падение напряжения округлю до целых. Исходя из этих данных и будем рассчитывать наши токоограничивающие резисторы. О том что такое резисторы я уже рассказывал.
- Vps — напряжение источника питания (5 Вольт)
- Vdf — падение напряжения на светодиоде (2 Вольта для красного и 3 В для зеленого и синего)
- If — номинальный ток светодиода (15 миллиампер или 0.015 Ампера)
Теперь подставим наши данные в формулу закона Ома для расчета сопротивления. Если кто забыл то напомню: R = U / I (сопротивление равно напряжению деленному на силу тока). Подставляем наши данные:
R = (Vps — Vdf) / If = (5В — 2В) / 0.015А = 200 Ом (для красного цвета)
R = (Vps — Vdf) / If = (5В — 3В) / 0.015А = 133 Ом (для зеленого и синего цветов)
Надо сказать, что данные цифры достаточно примерные и можно использовать резисторы близкие по номиналу. Например у меня есть резисторы на 220 Ом и на 147 Ом. Их я и буду использовать. Подключение будет выглядеть примерно так:
Резисторы для RGB светодиода
Подключение RGB светодиода к Arduino
С резисторами определились, теперь подключим это все к нашей Arduino Uno. Мы можем регулировать яркость каждого светодиода для получения широкой палитры цвета при смешении красного, зеленого и синего в разных пропорциях. У меня светодиод с общим катодом, значит я могу подключить аноды к разным пинам ардуинки с поддержкой ШИМ. Для этого я использую пины 3 (синий), 5 (зеленый) и 6 (красный), а также пин GND для катода. Вот схема:
Arduino Uno RGB LED
Управление RGB светодиодом на ардуино
Теперь перейдем к написанию прошивки для управления нашим RGB светодиодом. Отдельно расписывать что происходит в коде я не буду, так как код достаточно простой. Постараюсь добавить объясняющие код комментарии, но если вам что то будет не понятно вы можете воспользоваться справочником по языку программирования Ардуино.
Для того что бы лучше различать оттенки цветов нужно использовать какой-то рассеиватель. Это может быть полупрозрачный пластик или просто лист бумаги. Еще лучше использовать матовые светодиоды. Также вы можете аккуратно наждачной бумагой или напильником сделать прозрачный светодиод матовым. О рассеивании света можете почитать на википедии (англ).
Надеюсь у вас все получилось и вы разобрались как работает RGB светодиод и как управлять им с помощью ардуино. В качестве самостоятельной работы можете попробовать написать функцию так что бы цвет менялся плано.
Железо
Это расширенный стартовый набор. В комплект входит Arduino Mega R3, макетные платы, множество датчиков, управляемые механизмы и необходимые радиоэлектронные компоненты. Полный список.
Arduino Uno — плата на базе микроконтроллера ATmega328P с частотой 16 МГц. На плате есть все необходимое для удобной и быстрой работы.
Макетная плата на 830 точек и ничего лишнего.