Makeblcok電子模組手冊----彩色LED燈

彩色LED燈

1 、概述

彩色LED模組包含四個可調全色域RGB LED。每個LED的顏色可以紅(R)、綠(G)、藍(B)三個顏色的數值大小來決定。每個RGB LED 內部集成了控制芯片，只需一根信號線就可以實現獨立全彩功能。具備高亮和亮度可調的特點，從而可以實現流水、閃爍、彩虹燈等效果。本模組接口是黃色色標，說明是單數字口控制，需要連接到主板上帶有黃色標識接口。

2 、技術規格

l 工作電壓： 5V DC

l 燈數量： 4 x RGB LED

l 最大電流：每個60mA，共240mA

l 燈型號：WS2812-4

l 亮度範圍：0~255

l 控制方式：單數字口控制

l 工作溫度：-25～+80℃

l 可視角：>140 度

l 模組尺寸：52 x 24 x 18 mm (長x寬x高)

3 、功能特性

l 每個像素點的三基色顏色可實現256級亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示，掃描頻率不低於400Hz/s。

l 串行級聯接口，能通過一根信號線完成數據的接收與解碼；

l 模組的白色區域是與金屬梁接觸的參考區域；

l 具有反接保護，電源反接不會損壞IC；

l 支持Arduino IDE編程, 並且提供運行庫來簡化編程；

l 支持mBlock圖形化編程，適合全年齡用戶；

l 使用RJ25接口連線方便；

l 模組化安裝，兼容樂高系列；

l 配有接頭支持絕大多數Arduino系列主控板。

發光顏色	主波長（nm）	發光強度（mcd）	最大電流（mA）
紅光	620-630	550-700	20
綠光	515-530	1100-1400	20
藍光	465-475	200-400	20

4 、引腳定義

彩色LED模組有三個針腳的接頭,每個針腳的功能如下表

序號	引腳	功能
1	GND	接地
2	VCC	接電源
3	SIG	信號控制

表1 3-Pin 接口功能

5 、接線方式

l RJ25連接

由於彩色LED模組接口是黃色色標，當使用RJ25接口時，需要連接到主控板上帶有黃色色標的接口。以Makeblock Orion為例，可以連接到3，4，5，6，7，8 號接口，如圖

圖1 Me RGB LED 模組與Makeblock Orion連接

l 杜邦線連接

當使用杜邦線連接到Arduino Uno主板時，模組SIG引腳需要連接到DIGITAL（數字）口，如下圖所示：

圖2 彩色LED模組與Arduino UNO 連接圖

注：接杜邦線時，模組上需要焊接排針。

6 、編程指南

l Arduino編程

如果使用Arduino編程，需要調用庫Makeblock-Library-master 來控制彩色LED模組

本程序通過Arduino編程讓四個LED變幻色彩, 展現出美麗的顏色循環.

1. #include "MeOrion.h"
   
2. #include <Wire.h>
   
3. #include <SoftwareSerial.h>
   
4.   
   
5. MeRGBLed led(PORT_3);
   
6. float j, f, k;
   
7.   
   
8. void setup()
   
9. {
   
10. }
    
11.   
    
12. void loop()
    
13. {
    
14.     color_loop();
    
15. }
    
16.   
    
17. void color_loop()
    
18. {
    
19.     for(uint8_t t = 0; t < 15; t++)
    
20.     {
    
21.         uint8_t red = 64 * (1 + sin(t / 2.0 + j / 4.0) );
    
22.         uint8_t green = 64 * (1 + sin(t / 1.0 + f / 9.0 + 2.1) );
    
23.         uint8_t blue = 64 * (1 + sin(t / 3.0 + k / 14.0 + 4.2) );
    
24.         led.setColorAt(t, red, green, blue);
    
25.     }
    
26.     led.show();
    
27.     j    += random(1, 6) / 6.0;
    
28.     f    += random(1, 6) / 6.0;
    
29.     k    += random(1, 6) / 6.0;
    
30. }

複製代碼

彩色LED模組函數功能列表

函數	功能
MeRGBLed(uint8_t port)	選定接口
void show()	開始顯示
void setNumber(uint8_t num_leds)	設定LED總數
Bool setColorAt(uint8_t index, uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)	設定LED紅綠藍參數
uint8_t getNumber()	獲取LED總數
cRGB getColorAt(uint8_t index)	獲取LED紅綠藍參數
void reset(uint8_t port);	重置端口
void clear();	清除顯示

l mBlock編程

彩色LED模組支持mBlock編程環境，如下是該模組指令簡介

編程說明	介 紹
	參數一 :選擇接口 參數二 :設置需要控制的燈號 參數三 :設定紅色數值（0-255）    參數四 :設定綠色數值（0-255） 參數五 :設定藍色數值（0-255） 功能 :控制RGB模組

下面是控制RGB燈以紅色每隔一秒鐘不停閃爍的效果

7 、原理解析

    RGB 燈的數據協議採用單線歸零碼的通訊方式，像素點在上電複位以後，DIN端接受從控制器傳輸過來的數據，首先送過來的24bit數據被第一個像素點提取後，送到像素點內部的數據鎖存器，剩餘的數據經過內部整形處理電路整形放大後通過DO端口開始轉發輸出給下一個級聯的像素點，每經過一個像素點的傳輸，信號減少24bit。像素點採用自動整形轉發技術，使得該像素點的級聯個數不受信號傳送的限制，僅僅受限信號傳輸速度要求。