RGB LED controlled By arduino part 1

RGB LED Digital control 

اليوم سنتكلم عن موضوع جديد و ممتع في عالم الإضاءة ألا و هو ال RGB و سنتكلم عن ماهيته , و أنواعه و كيف يعمل ؟

كما سنتطرق لكيفية توصيله مع الأردوينو و نتعلم عدة تقنيات لبرمجته .

أولاً : ما هو ال RGB ؟

هو نوع من أنواع الباعث الضوئي LED يحتوي على الألوان الرئيسية المكونة لكل الألوان في الطبيعة "الأخضر و الأحمر و الأزرق" و عندما يتم خلط هذه الألوان بنسب مختلفة , تظهر ألوان أخرى نتيجة هذا الخلط , كالأصفر و الأبيض و الزهري ..ألخ كلٌ حسب نسبة "شدة" إضاءة كل لون من الألوان الأساسية RGB 

تسمى هذه الطريقة بطريقة " الباعث متعدد الألوان " و هي بحاجة لدارة إلكترونية لعمل هذا الخلط بُغية الحصول على ألوان مختلفة .

يتكون ال  RGB من 4 أرجل , رجل مشترك "مصعد أو مهبط" و رجل لكل لون رئيسي " أحمر ,أخضر , أزرق " كما في الصورة .

ال RGB يمكن أن يكون ذا مصعد مشترك أو مهبط مشترك , و لكل نوع طريقة مختلفة قليلاً في التحكم "أي في كود البرمجة"

لنبدأ العمل J :

لنبدأ الآن العمل و لنحضر المكونات الرئيسية لبداية تعاملنا مع ال RGB :

1) RGB LED  5mm

أنا استخدمت الباعث ذو المهبط المشترك     

2)مقاومة 470 أوم .

3)أسلاك

4) لوحة تعليمية مثقوبة BreadBoard

5) أفوميتر

6) بطاقة أردوينو .

أولاً كيف نتحقق من نوعية ال RGB الذي بين يدينا ؟ هل هو مصعد مشترك أم مهبط مشترك ؟

1) أول طريقة للأختبار هو استخدام طريقة الأفوميتر , و التي تعتمد على خاصية فحص الديود في الجهاز , يجب عند وصل القطب الموجب للأفوميتر بالطرف الموجب للباعث الضوئي و الطرف السالب للأفوميتر بالطرف السالب للباعث الضوئي , يجب عندها أن يضيئ الLED أو أن تظهر قراءة على شاشة الجهاز .

و إذا لم يضيئ ال LED نقوم بعكس أقطاب الأفوميتر للتأكد .

إذا لم يضيئ ال LED  فأعلم أن هناك عطل بالديود أو خطأ بضبط الجهاز 

2) بإستخدام طريقة توصيل الدارة بمصدر تغذية :
فقط تقوم بإيصال التغذية للأقطاب بشكل صحيح " ولا تنسى المقاومة لكي لا يتلف الled .

ممتاز لقد أنتهينا من الجزء الأول من العمل .

السؤال التالي الآن ... ما هي النسبة التي يجب أن نخلط بها الألوان لنحصل على ألون المطلوب ؟ و كيف يتم ذلك بالبرمجة ؟

حسناً , يجب معرفة في البداية  الألوان الفرعية و نسبة تداخل كل لون اساسي فيها , يتم معرفة هذا بطرق عديدة , حيث أن أغلب برامج الرسوم و التعامل مع الصور تعطي هذه النسب بشكل دقيق .

فمثلاً برنامج الpaint المتوافر لدى الجميع تقريباً يوفر ما نحتاجه للبرمجة , و طريقة الحصول على القيم كالآتي

  

كيفية توصيله :

يتم توصيل الدارة مع بطاقة الأردوينو على الشكل التالي :

يمكن أيضاً توصيل فقط مقاومة واحدة على المدخل المشترك " 150- 220 أوم " .

معلومة مهمة ايضاً حول برمجة ال RGB , حيث يمكننا عمل جدول يسمى جدول الحقيقة Truth table يمكننا معرفة ما هو اللون الذي سينتج عند كل عملية إدخال و هذا ما سنراه بعد قليل :

الآن لندخل للبرمجة ..

برمجة ال RGB  باستخدام الأردوينو :

سنسنخدم طريقتين  للبرمجة :

1) البرمجة باستخدام أوامر الإخراج الرقمية digital Write .

2) البرمجة باستخدام أوامر الإخراج التناظرية analog Write

 و سنرى الفرق بين الطريقتين كما يلي :

1) البرمجة باستخدام أوامر الإخراج الرقمية digital Write:

يستحدم الأمر digital Write  لتفعيل أو عدم تفعيل الخرج , و محددات استخدام هذه الطريقة هي محدودية الألوان التي يمكن الحصول عليها " عددها 2³ و يساوي 8 ألوان فقط ! ."

سنقوم بعمل جدول حقيقة و استخدام طريقة برمجية الPaint  لمعرفة الألوان التي ستظهر :

هذا ما سنستخدمه في كتابة برنامج الأردوينو الآن

أولاً  جدول الحقيقة Truth Table هو جدول يتم  وضع جميع الأحتمالات التي ستظهر عند تطبيق الأمر و إخراجه لمداخل المتحكم , أي بمعنى أخر هو جدول يوضح العلاقة بين المدخلات و المخرجات .

لنرى الجدول التالي و الذي يوضح جدول الحقيقة لمشروعنا :

جدول الحقيقة للRGB 

 و للتوضيح أكثر , لو اردنا إظهار اللون الأحمر RED يجب أن تكون المداخل المربوطة مع مدخلي اللون الأزرق و الأخضر في وضع منخفضLOW و مدخل اللون الأحمر في وضع مرتفع HIGH و هكذا .

توصيلة الدارة كما في الصورة أدناه .

توضيح بسيط للبرنامج ... قمت هنا بكتابة الأوامر في جملة استدعاء لوحدها و وضعت كل تعليمات الخرج فيها ثم قمت باستدعائها داخل جملة التكرار , مثال

Void setup(){

…….

}

Void Red(){

Write your code for red color ….

}

Void loop(){

// need to blink red color….

Red();….. call statement , here the prog. Will return  to void Red and execute it then return to loop statement .

}

و كود البرنامج و ملف المحاكاة موجود هنا 

Download code and Simulation file

و هنا فيديو يبين تطبيق البرنامج على دارة عمليه :

التدوينة القادمة ستتحدث عن التحكم  باستخدام أوامر الإخراج التناظرية analog Write 

إلى ذلك الوقت , إلى اللقاء