Mit einem Raspberry Pi Mikrocontroller eine RGB LED ansteuern
Was ist überhaupt eine RGB LED?
Eine RGB-LED ist die Vereinigung von drei LEDs verschiedener Farben in einem Gehäuse. Hinter der Bezeichnung RGB verbergen sich die Farben „Rot“, „Grün“ und „Blau“. Die jeweiligen LEDs können mit Pulsweitenmodulation (PWM) angesteuert werden. So ist eine Vielzahl von Farbkombinationen möglich.
Eine RGB-LED hat vier Beinchen, eins für jede Farbe und ein gemeinsames für alle drei Farben. Das längste der vier Beinchen ist je nach Version die gemeinsame Anode (+) bzw. Kathode (-). Das einzelne Beinchen neben diesem längsten ist der Anschluss für den Rot-Anteil. Über die Beinchen auf der anderen Seite werden die Grün- und Blau-Anteile angesteuert.
Welchen Typ RGB-LED man hat, gemeinsame Anode (common anode) oder gemeinsame Kathode (common cathode), ist äußerlich nicht erkennbar. Zum Glück kann man mit Ausprobieren nichts beschädigen. In Sperrrichtung leuchtet die RGB-LED eben nicht. Wichtig: Auch die drei implementierten LEDs benötigen Vorwiderstände. Wer es akademisch betreiben möchte, kann unterschiedliche Vorwiderstände aus den jeweiligen Flussspannungen berechnen. Der Einfachheit halber kann man auch gleiche Widerstände zwischen 100 und 330 Ω (Ohm) nehmen.
Version a: „Common cathode“ – Das längste Beinchen der LED ist „-“ und die drei kürzeren Beinchen werden an den GPIOs mit „+“ (Spannung) angesteuert.
Version b) „Common anode“ – Das längste Beinchen der LED ist „+“ und die drei kürzeren Beinchen werden an den GPIOs mit „-“ (GND) angesteuert.
Durch eine Mischung der Farben können noch sehr viele weitere Farben erzeugt werden. Zum Beispiel entsteht durch die Ansteuerung der Farben „Blau“ und „Grün“ die Farbe „Türkis“, Rot und Grün ergibt Gelb, Rot und Blau Magenta, und alle drei Farben mit gleichem Anteil ergeben Weiß.
Der Schaltplan: RGB LED am Raspberry Pi
Der Programmcode: RGB LED am Raspberry Pi
Beispielprogramm für eine RGB-LED mit gemeinsamer Kathode:
from gpiozero import RGBLED
from time import sleep
led = RGBLED(red=14, green=15, blue=18)
duration = 2
# slowly increase intensity of all colours (5sec)
for n in range(100):
led.blue = n/100
led.red = n/100
led.green = n/100
sleep(0.05)
led.color = (0, 0, 0) # off
sleep(duration)
led.red = 1 # full red
sleep(duration)
led.red = 0.5 # half red
sleep(duration)
led.color = (1, 1, 0) # yellow
sleep(duration)
led.color = (0, 1, 0) # full green
sleep(duration)
led.color = (0, 1, 1) # cyan
sleep(duration)
led.color = (0, 0, 1) # full blue
sleep(duration)
led.color = (1, 0, 1) # magenta
sleep(duration)
led.color = (1, 1, 1) # white
sleep(duration)
led.color = (0, 0, 0) # off
sleep(duration)
Später werden wir sehen, wie man mit Hilfe von drei Potentiometern die Farbanteile festlegen kann. Dafür benötigen wir allerdings einen externen Analog-Digital-Wandler, denn der Raspberry Pi kennt nur digitale Signale – HIGH oder LOW.
