一、 RGB LED 模組運作原理
RGB LED 模組 將紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三個發光晶片封裝在同一個 LED 模組內。透過調整三原色的亮度比例,可以混合產生數百萬種不同的色彩。
模組核心運作機制
三原色混色原理(Additive Color Mixing):
紅光 + 綠光 = 黃光
紅光 + 藍光 = 紫光 / 品紅
綠光 + 藍光 = 青光
紅光 + 綠光 + 藍光(三色全亮)= 白光
PWM 脈衝寬度調變控制: 透過 Arduino 的 PWM 引腳(輸出
0 ~ 255的 analogWrite 數值),控制三個發光二極體各自的電流大小與亮度,進而調配出任意顏色。共陰極 (Common Cathode) vs 共陽極 (Common Anode):
共陰極(常見): 負極(GND)共用,三個顏色正極各自接 PWM 腳位;傳送 255 為最亮,0 為熄滅。
共陽極: 正極(VCC/5V)共用;傳送 0 為最亮,255 為熄滅。
二、 實驗所需材料與電路配線圖 (Hardware Setup)
請依照配線圖將 RGB LED 模組上的 4 根引腳(-、R、G、B)連接至 Arduino Uno 對應的 GND 與 PWM 腳位。
🛒 準備材料
Arduino Uno 開發板 x 1
USB 傳輸線 x 1
RGB LED 模組(共陰極) x 1
杜邦線 4 根
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⚡ 腳位對接說明 (Pin Mapping)
三、 完整程式碼實作:三原色 PWM 自動調色
此程式無需下載額外的第三方函式庫,透過自訂 color() 函式直接傳送 0~255 PWM 數值控制顏色輸出。
int RPin = 6; // R 接D6
int GPin = 5; // G 接D5
int BPin = 3; // B 接D3
void setup()
{
pinMode(RPin, OUTPUT);
pinMode(GPin, OUTPUT);
pinMode(BPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
// Basic colors:
color(255, 0, 0); // 红色亮
delay(1000); //延時一秒
color(0,255, 0); //綠色亮
delay(1000); //延時一秒
color(0, 0, 255); //藍色亮
delay(1000); //延時一秒
// Example blended colors:
color(255,255,0); // 黄色亮
delay(1000); //延時一秒
color(128,0,255); // 紫色亮
delay(1000); //延時一秒
color(255,255,255); // 白色亮
delay(1000); //延時一秒
color(0,0,0); // 關閉led
delay(1000); //延時一秒
}
//顏色控制函數
void color (unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue)
{
analogWrite(RPin, red);
analogWrite(GPin,green);
analogWrite(BPin, blue);
}
四、 常見問題與除錯 (FAQ)
Q1:調出來的顏色與預期相反(例如設定 255 反而熄滅,0 反而最亮)?
解答: 代表您使用的是 共陽極 (Common Anode) RGB 模組。請將
-腳改接至 5V,並在color()函式中將 PWM 數值翻轉(如改成analogWrite(RPin, 255 - red);)。
Q2:為什麼顏色無法進行微調亮暗,只能全亮或全滅?
解答:
analogWrite()PWM 調光必須使用支援 PWM 的引腳。Arduino Uno 支援 PWM 的腳位帶有~符號(即 Pin 3, 5, 6, 9, 10, 11),請確認腳位是否對應程式設定的 Pin 6, 5, 3。
Q3:混色看起來很不均勻或白色偏紅?
解答: 紅、綠、藍三色二極體所需的導通電壓與發光效率不同(紅光通常電壓較低)。若使用獨立 LED 顆粒實作,可在紅光腳位串接較大阻值的限流電阻以平衡亮度。
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