Урок 9: RGB Светодиод

1. Цель эксперимента

Познакомиться с принципами работы RGB-светодиода и цветовой моделью RGB, а также научиться смешивать три базовых канала (Red, Green, Blue) с помощью ШИМ-сигнала (PWM), получая любые оттенки — от чистого красного до белого.

2. Компоненты

Кол-во	Деталь
1	Плата Arduino UNO
1	RGB-светодиод (общий катод)
3	Резисторы 220 Ω–330 Ω
1	Макетная плата (breadboard)
5	Перемычки «папа–папа»
1	USB-кабель A-B

3. Немного знаний

RGB-светодиод

• RGB — аддитивная модель. При 100 % яркости всех трёх каналов получаем белый цвет.

• Светодиоды бывают общий катод (общий «-») и общий анод (общий «+»). В примере ниже используется общий катод: общий вывод подключён к GND. Для общего анода логика PWM инвертируется (0 = максимум яркости).

• Управляют каналами через PWM-пины Arduino (помечены «~»).

4. Схема подключения

• Общий катод → GND

• R-канал (длинный вывод, обычно крайний) → через резистор → 11 (PWM)

• G-канал → через резистор → 9 (PWM)

• B-канал → через резистор → 10 (PWM)

5. Пример кода

Ниже приведён скетч, который плавно переливается всеми цветами спектра. Практически каждая строка снабжена пояснением, так что даже новичок легко поймёт, что происходит.

rgb_led_original.ino

// ---------- Константы с номерами пинов ----------
int redpin   = 11; // PWM-пин для красного канала (R)
int bluepin  = 10; // PWM-пин для синего  канала (B)
int greenpin =  9; // PWM-пин для зелёного канала (G)

int val;           // переменная яркости (0–255)

// ------------------- setup() --------------------
void setup() {
  pinMode(redpin,   OUTPUT); // объявляем все три пина выходами
  pinMode(bluepin,  OUTPUT);
  pinMode(greenpin, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);       // открываем Serial-монитор на 9600 бод
}

// -------------------- loop() --------------------
void loop() {
  // ----- Переход от красного к синему -----
  for (val = 255; val > 0; val--) {       // идём от 255 к 0
    analogWrite(11, val);                 // красный постепенно гаснет
    analogWrite(10, 255 - val);           // синий загорается
    analogWrite(9,  128 - val);           // зелёный корректирует оттенок
    delay(1);                             // пауза 1 мс для плавности
  }

  // ----- Обратный переход (синий → красный) -----
  for (val = 0; val < 255; val++) {       // идём от 0 к 255
    analogWrite(11, val);                 // красный усиливается
    analogWrite(10, 255 - val);           // синий гаснет
    analogWrite(9,  128 - val);           // зелёный зеркально меняется
    delay(1);
  }

  Serial.println(val, DEC); // выводим значение val (255) в монитор
}

6. Как работает код

• analogWrite() генерирует на пине PWM сигнал с заполнением 0–255. При общем катоде 0 — «выключено», 255 — «максимум яркости».

• В первом цикле яркость красного канала линейно падает, синего — растёт, а зелёный изменяется так, чтобы получался плавный «градиент».

• Во втором цикле процесс идёт в обратную сторону. Получается бесконечный «цветовой переход».

7. Пошаговый запуск

1. Соберите схему согласно рисунку выше.

2. Подключите Arduino и выберите плату UNO в меню IDE.

3. Скопируйте скетч, загрузите его. Светодиод начнёт плавно переливаться.

4. Откройте Serial Monitor (9600 baud) — увидите вывод текущего значения переменной val.

8. Что может пойти не так

Симптом	Причина	Решение
Светодиод не светит	Общий вывод не на GND / забыты резисторы	Проверьте схему, подключите резисторы 220 Ω
Цвета «перепутаны»	Подключены не те ноги RGB-светодиода	Найдите datasheet или определите выводы мультиметром
Очень тускло	Слишком большие резисторы	Используйте 220 Ω или 330 Ω, не больше 1 kΩ

9. Эксперименты

• Измените алгоритм, чтобы получался мигающий «светофор»: красный → жёлтый → зелёный.

• Добавьте потенциометр и меняйте яркость каналов в реальном времени.