Arduino Nano ESP32 - RGB-LED

Dieses Tutorial beschreibt, wie man eine RGB-LED mit dem Arduino Nano ESP32 steuert, um jede Farbe zu erzeugen.

Erforderliche Hardware

1	×	Arduino Nano ESP32
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	RGB LED
1	×	(Alternativ) RGB-LED-Modul
1	×	Breadboard
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Optional) DC-Stromanschluss
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Breakout-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für Arduino Nano ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über RGB-LED

Die RGB-LED kann durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau alle Farben erzeugen. Eine einzelne RGB-LED besteht aus drei LEDs: Rot, Grün und Blau. Diese drei LEDs sind in einem einzigen Gehäuse zusammengefasst, sodass sie wie eine einzelne LED aussehen.

RGB-LED-Pinbelegung

RGB-LED verfügt über vier Pins:

R (rot) Pin: dient zur Steuerung des roten Farbelements
G (grün) Pin: dient zur Steuerung des grünen Farbelements
B (blau) Pin: dient zur Steuerung des blauen Farbelements
Gemeinsamer (Kathoden-) Pin: Verbinden Sie diesen Pin mit GND (0 V)

Um eine RGB-LED an den ESP32 anzuschließen, müssen wir Vorwiderstände zur Strombegrenzung hinzufügen. Das kann die Verkabelung verkomplizieren. Glücklicherweise können wir ein RGB-LED-Modul verwenden, das bereits mit vorgefertigten Strombegrenzungswiderständen ausgestattet ist.

RGB-LED-Modul enthält außerdem vier Pins:

Gemeinsamer (Kathoden-)Pin: muss mit GND (0 V) verbunden werden
R (rot): Pin wird verwendet, um Rot zu steuern
G (grün): Pin wird verwendet, um Grün zu steuern
B (blau): Pin wird verwendet, um Blau zu steuern

※ Notiz:

Laut dem gemeinsamen Pin gibt es zwei Arten von LEDs: gemeinsame Anode und gemeinsame Kathode. Dieses Tutorial verwendet eine LED mit gemeinsamer Kathode.

Wie RGB-LED funktioniert

Im Bereich der Physik ist eine Farbe eine Kombination aus drei Farbelementen: Rot (R), Grün (G) und Blau (B). Der Wertebereich jedes Farbelements reicht von 0 bis 255. Die Kombination der Werte der drei Farbelemente ergibt insgesamt 256 × 256 × 256 Farben.

Wenn wir PWM-Signale an die Pins R, G und B senden, zeigt die RGB-LED eine Farbe an, die dem PWM-Tastverhältnis entspricht. Durch Ändern des Tastverhältnisses der PWM-Signale (von 0 bis 255) kann die RGB-LED jede Farbe darstellen. Die Farbwerte Rot (R), Grün (G) und Blau (B) entsprechen dem PWM-Tastverhältnis an den Pins R, G und B, jeweils.

Verdrahtungsdiagramm zwischen RGB-LED und Arduino Nano ESP32

Schaltplan zwischen Arduino Nano ESP32 und RGB-LED

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Verdrahtungsdiagramm zwischen Arduino Nano ESP32 und RGB-LED-Modul

Arduino Nano ESP32 RGB-LED-Modul Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wie man eine RGB-LED steuert

Nehmen wir an, dass wir die Farbe #00979D auf einer RGB-LED anzeigen möchten, können wir den folgenden Schritt durchführen:

Finden Sie den Farbcode. Tipps:

Sie können den gewünschten Farbcode aus dem color picker auswählen
Wenn Sie Farbe in einem Bild verwenden möchten, verwenden Sie das Online-Tool Colors From Image

Konvertieren Sie den Farbcode in R-, G- und B-Werte mithilfe des Tools von W3Schools. Beachten Sie diese Werte. In diesem Fall: R = 0, G = 151, B = 157

Definieren Sie Arduino Nano ESP32-Pins, die mit R-, G- und B-Pins verbunden sind. Zum Beispiel:

#define PIN_RED D11 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem R-Pin verbunden ist #define PIN_GREEN D10 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem G-Pin verbunden ist #define PIN_BLUE D9 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem B-Pin verbunden ist

Konfigurieren Sie diese Arduino Nano ESP32-Pins auf den Ausgangsmodus

pinMode(PIN_RED, OUTPUT); pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT);

Steuere die LED so, dass sie diese Farbe ausstrahlt (#00979D → R = 0, G = 151, B = 157)

analogWrite(PIN_RED, 0); analogWrite(PIN_GREEN, 151); analogWrite(PIN_BLUE, 157);

Arduino Nano ESP32 - RGB-LED-Beispielcode

Der folgende Code ändert die Farbe der LED in der folgenden Farbreihenfolge.

#00C9CC (R = 0, G = 201, B = 204)
#F7788A (R = 247, G = 120, B = 138)
#34A853 (R = 52, G = 168, B = 83)

/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-rgb */ #define PIN_RED D11 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem R-Pin verbunden ist #define PIN_GREEN D10 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem G-Pin verbunden ist #define PIN_BLUE D9 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem B-Pin verbunden ist void setup() { pinMode(PIN_RED, OUTPUT); pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT); } void loop() { // Farbcode #00C9CC (R = 0, G = 201, B = 204) analogWrite(PIN_RED, 0); analogWrite(PIN_GREEN, 201); analogWrite(PIN_BLUE, 204); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten // Farbcode #F7788A (R = 247, G = 120, B = 138) analogWrite(PIN_RED, 247); analogWrite(PIN_GREEN, 120); analogWrite(PIN_BLUE, 138); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten // Farbcode #34A853 (R = 52, G = 168, B = 83) analogWrite(PIN_RED, 52); analogWrite(PIN_GREEN, 168); analogWrite(PIN_BLUE, 83); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten }

Wenn wir viele Farben verwenden, könnten wir den Code verkürzen, indem wir eine Funktion erstellen:

/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-rgb */ #define PIN_RED D11 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem R-Pin verbunden ist #define PIN_GREEN D10 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem G-Pin verbunden ist #define PIN_BLUE D9 // Der Arduino Nano ESP32-Pin, der mit dem B-Pin verbunden ist void setup() { pinMode(PIN_RED, OUTPUT); pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT); } void loop() { // Farbcode #00C9CC (R = 0, G = 201, B = 204) setColor(0, 201, 204); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten // Farbcode #F7788A (R = 247, G = 120, B = 138) setColor(247, 120, 138); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten // Farbcode #34A853 (R = 52, G = 168, B = 83) setColor(52, 168, 83); delay(1000); // Die Farbe 1 Sekunde lang beibehalten } void setColor(int R, int G, int B) { analogWrite(PIN_RED, R); analogWrite(PIN_GREEN, G); analogWrite(PIN_BLUE, B); }