使用RGB LED和Netduino顯示彩虹色

描述

該項(xiàng)目使用Netduino.Foundation庫中包含的RgbPwmLed類。本指南由三部分組成：

• 第 1 部分：循環(huán)檢查 RGB LED 上的紅色、綠色和藍(lán)色引腳，以確保它們正確接線。

• 第 2 部分：只需幾行代碼，即可使 LED 發(fā)出所有可能的顏色。

• 第 3 部分：探索Netduino.Foundation庫提供的更有用的 LED API 方法。

RGB（紅、綠、藍(lán)）LED燈是具有四個(gè)腿的二極管 - 一個(gè)用于提到的每種顏色，一個(gè)用于共陰極（接地）或共陽極 (vcc)，這也是最長的一個(gè)。

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共陰極和共陽極 RGB LED

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在這個(gè)項(xiàng)目中，您可以使用共陽極或共陰極 RGB LED。只需確保構(gòu)建與您使用的 LED 對應(yīng)的電路即可。

Netduino.Foundation是一個(gè)使用 Netduino 上的 .NET MicroFramework 快速構(gòu)建連接事物的平臺。由Wilderness Labs創(chuàng)建，它是開源的，由 Netduino 社區(qū)維護(hù)。

如果您是 Netduino 開發(fā)新手，我建議您轉(zhuǎn)到Netduino 入門項(xiàng)目以正確設(shè)置您的開發(fā)環(huán)境。

組裝電路

共陰極RGB LED

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共陰極RGB LED電路

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共陽極 RGB LED

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共陽極RGB LED電路

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注意：請注意，兩個(gè)電路中都沒有使用電阻器。通常，通過全電壓會燒毀 LED。但是，Netduino.Foundation可以使用 PWM 信號自動控制正向電壓。

創(chuàng)建一個(gè) Netduino 項(xiàng)目

在 Visual Studio 2015 for Windows 或最新的 Visual Studio for Mac 中創(chuàng)建 Netduino 項(xiàng)目；將項(xiàng)目命名為RgbPwmLed 。

添加 Netduino.Foundation NuGet 包

視窗

右鍵單擊您的RgbPwmLed項(xiàng)目，然后單擊Manage NuGet Packages 。在瀏覽選項(xiàng)卡中，搜索Netduino.Foundation；它應(yīng)該是第一個(gè)搜索結(jié)果。單擊安裝按鈕。

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蘋果系統(tǒng)

在解決方案資源管理器中按住 Alt 鍵單擊您的RgbPwmLed項(xiàng)目，然后單擊添加 => 添加 Nuget 包以打開 NuGet 包窗口。搜索Netduino.Foundation包并單擊Add Package將其添加到您的項(xiàng)目中。

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第 1 部分：使 RGB LED 發(fā)出紅色、綠色和藍(lán)色光

在Program.cs文件中，粘貼以下代碼：

using Microsoft.SPOT;
using Netduino.Foundation;
using System.Threading;
using N = SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino;
namespace RgbPwmLed
{
   public class Program
   {
       public static void Main()
       {
           // create a new pwm controlled RGB LED on pins 
           // Red = 11, Green = 10, and Blue = 9.
           var rgbPwmLed = new Netduino.Foundation.LEDs.RgbPwmLed(
             N.PWMChannels.PWM_PIN_D11,
             N.PWMChannels.PWM_PIN_D10,
             N.PWMChannels.PWM_PIN_D9,
             2.1f,
             3.0f,
             3.0f, 
             false);
           // run forever
           while (true)
           {
               rgbPwmLed.SetColor(Color.FromHex("#FF0000"));
               Debug.Print("=========== RED! ===========");
               Thread.Sleep(1000);
               rgbPwmLed.SetColor(Color.FromHex("#00FF00"));
               Debug.Print("=========== GREEN! ===========");
               Thread.Sleep(1000);
               rgbPwmLed.SetColor(Color.FromHex("#0000FF"));
               Debug.Print("=========== BLUE! ===========");
               Thread.Sleep(1000);
           }
       }
   }
}

在Main方法中，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為 rgbPwmLed 的新RgbPwmLed對象。在構(gòu)造函數(shù)中，我們指定用于控制 LED 的引腳。由于我們沒有使用電阻，我們分別包含每個(gè)引腳的正向電壓（紅色為 2.1V，綠色和藍(lán)色為 3.0V ）。構(gòu)造函數(shù)中的最后一個(gè)參數(shù)是可選的，它的布爾值isCommonCathode標(biāo)志（默認(rèn)為 true）。根據(jù)您正在處理的電路相應(yīng)地設(shè)置此值。

現(xiàn)在使用rgbPwmLed對象，在一個(gè) while 無限循環(huán)中，我們正在調(diào)用SetColor(Color color)方法，以十六進(jìn)制代碼傳遞紅色、綠色和藍(lán)色，并使線程休眠一秒鐘。您還可以聲明以 RGB 或 HSA 值指定的顏色，甚至是預(yù)定義的命名顏色。

此外，要跟蹤 LED 上當(dāng)前顯示的顏色，您可以使用Debug.Print 指示程序始終顯示的顏色，以確保正確連接所有 LED 支腳。

運(yùn)行項(xiàng)目

單擊 Visual Studio 中的運(yùn)行按鈕以查看 RGB LED 的運(yùn)行情況！您應(yīng)該會看到 LED 每秒循環(huán)顯示紅色、綠色和藍(lán)色，如下圖所示：

第 2 部分：使 RGB LED 通過所有色調(diào)發(fā)光

在這一部分中，讓我們?yōu)轫?xiàng)目增添一些趣味。讓我們編寫一個(gè)小算法來遍歷色相光譜中所有 360 種可能的顏色。為什么是360？使用色相、飽和度、亮度和 Alpha 顏色模型，它具有圓柱形幾何形狀，并且在完全飽和度和 Alpha 值下經(jīng)過每個(gè)度數(shù)，它將顯示 RGB 光譜內(nèi)的所有顏色。

刪除While(true)循環(huán)內(nèi)的代碼，然后粘貼For循環(huán)。它應(yīng)該如下所示：

...
while (true)
{
    // loop through the entire hue spectrum (360 degrees)
    for (int i = 0; i < 360; i++)
    {
        var hue = ((double)i / 360F);
        Debug.Print(hue.ToString());
        // set the color of the RGB
        rgbPwmLed.SetColor(Color.FromHsba(((double)i/360F), 1, 1));
        // for a fun, fast rotation through the hue spectrum:
        //Thread.Sleep (1);
        // for a moderate walk through the forest of colors;
        Thread.Sleep(10);
    }
}
...

在這個(gè)For中，我們聲明了一個(gè)局部雙色調(diào)并分配 i/360 的除法結(jié)果。之后，我們在rgbPwmLed對象上調(diào)用 SetColor (Color.FromHsba(hue, 1, 1))方法，最后做一個(gè)Thread.Sleep(10)以適中的速度查看所有顏色。

運(yùn)行項(xiàng)目

現(xiàn)在運(yùn)行項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)該會看到如下內(nèi)容：

第 3 部分：使用 StartRunningColors 方法

您應(yīng)該檢查的另一個(gè)有用的 API 方法是StartRunningColors ，它包括傳遞一個(gè)顏色列表以及每個(gè)顏色的持續(xù)時(shí)間。以下代碼片段使 LED 發(fā)光Color.White 1000ms (1s)，然后Color.Aqua 500ms (0.5s)，然后Color.ForrestGreen 1000ms (1s)，最后Color.OrangeRed 500ms (0.5s)。

...
while (true)
{
    // run through various colors for 10 seconds
    rgbPwmLed.StartRunningColors(
        new System.Collections.ArrayList
        {
            Color.White,
            Color.Aqua,
            Color.ForestGreen,
            Color.OrangeRed
        }, 
        new int[] { 1000, 500, 1000, 500 });
    Thread.Sleep(10000);
}
...

運(yùn)行項(xiàng)目

現(xiàn)在運(yùn)行項(xiàng)目時(shí)，您會看到如下內(nèi)容：

我建議您查看RgbPwmLed 官方文檔，這樣您就可以看到還有哪些有趣的 API 方法可以讓您在使用 RGB LED 時(shí)更輕松地工作。

查看 Netduino.Foundation！

就您可以使用 Netduino.Foundation 做的大量令人興奮的事情而言，這個(gè)項(xiàng)目只是冰山一角。

• 它帶有一個(gè)龐大的外圍驅(qū)動程序庫，其中包含最常見的傳感器和外圍設(shè)備的驅(qū)動程序。

• 外圍驅(qū)動程序封裝了核心邏輯并公開了一個(gè)簡單、干凈、現(xiàn)代的 API。

• 這個(gè)項(xiàng)目得到了一個(gè)不斷發(fā)展的社區(qū)的支持，該社區(qū)不斷致力于構(gòu)建很酷的互聯(lián)事物，并且總是很高興能幫助新人并討論新項(xiàng)目。

參考

• Netduino.Foundation

• RGBPwmLed API

• 電子基礎(chǔ)知識 - RGB LED 如何工作？