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아두이노 우노 R4 - RGB LED

이 튜토리얼은 Arduino를 사용하여 RGB LED를 제어하는 방법을 안내합니다. 자세히 배우게 될 내용은 다음과 같습니다:

RGB LED 작동 원리
RGB LED를 Arduino UNO R4에 연결하는 방법
RGB LED 모듈을 Arduino UNO R4에 연결하는 방법
RGB LED의 색상을 제어하기 위해 Arduino UNO R4를 프로그래밍하는 방법

Hardware Preparation

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RGB LED에 대하여

RGB LED는 적색, 녹색 및 청색이라는 세 가지 기본 색상을 혼합하여 모든 색상을 만들 수 있습니다. 그것은 하나의 적색, 하나의 녹색 및 하나의 청색의 세 개의 개별 LED를 포함합니다. 모든 LED는 하나의 장치 안에 함께 있습니다.

핀아웃

RGB LED는 네 개의 핀이 있습니다.

공통 (캐소드-) 핀을 GND (0V)에 연결하십시오.
R (빨간색) 핀은 빨간색을 제어합니다.
G (녹색) 핀은 녹색을 제어합니다.
B (파란색) 핀은 파란색을 제어합니다.

RGB LED를 Arduino UNO R4에 연결하려면, 전류를 제한하는 저항을 사용해야 하며 이는 설정을 다소 복잡하게 만듭니다. 그러나 이미 이러한 저항이 내장되어 있는 RGB LED 모듈을 사용할 수 있습니다.

RGB LED 모듈에도 핀이 네 개 있습니다.

공통 (음극-) 핀은 GND(0V)에 연결해야 합니다.
R (빨간색) 핀은 빨간색을 제어합니다.
G (녹색) 핀은 녹색을 제어합니다.
B (파란색) 핀은 파란색을 제어합니다.

※ NOTE THAT:

이 튜토리얼에서는 공통 음극이 있는 RGB LED를 사용합니다. 이는 공통 핀이 음극임을 의미합니다. 공통 핀이 양극인 다른 RGB LED도 있을 수 있습니다.

작동 방식

물리학에서 색상은 세 가지 값으로 구성됩니다: 빨강 (R), 초록 (G), 파랑 (B). 각 값은 0에서 255 사이가 될 수 있습니다.

세 가지 다른 값을 결합하여 총 256 x 256 x 256 가지 색상이 만들어집니다.

PWM 신호(듀티 사이클이 0에서 255 사이)를 R, G, B 핀에 보내면, RGB LED가 원하는 색상을 표시할 수 있습니다. R, G, B 핀에 대한 PWM 신호의 듀티 사이클은 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B)의 색상 값에 일치합니다.

Wiring Diagram

Arduino UNO R4와 RGB LED 간의 배선도.

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

RGB LED의 공통 핀에 하나의 저항을 사용하지 마십시오. 대신 위의 다이어그램과 같이 다른 핀에 세 개의 개별 저항을 사용하십시오. RGB 패키지의 서로 다른 LED는 정확히 같은 특성을 공유하지 않으므로 전류를 균등하게 분배하지 않습니다. 이는 불균일한 밝기를 유발할 수 있으며, 공통 핀에 단일 저항을 사용할 경우 LED가 손상될 수 있습니다.

Arduino UNO R4와 RGB LED 모듈 간의 배선도

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

RGB LED 제어 방법

RGB LED를 원하는 색상으로 변경하는 방법을 단계별로 배워봅시다. 예를 들어, 색상 #00979D.

사용하고 싶은 색상을 선택하고 해당 색상의 코드 값을 찾으세요.

이 color picker에서 색상 코드를 선택할 수 있습니다.
사진에서 색상이 필요하면 이 Colors From Image 도구를 사용하세요.

이 도구를 사용하여 색상 코드를 RGB 값으로 변환하세요. 이 값을 기억하세요: R = 0, G = 151, B = 157.

아두이노 UNO R4 핀이 R, G, B 핀에 연결되는 것을 정의합니다. 예를 들어:

#define PIN_RED 9 // Arduino UNO R4 핀은 LED의 빨간 핀에 연결 #define PIN_GREEN 6 // Arduino UNO R4 핀은 LED의 초록 핀에 연결 #define PIN_BLUE 3 // Arduino UNO R4 핀은 LED의 파란 핀에 연결

이 Arduino UNO R4 핀들을 출력으로 설정하세요.

pinMode(PIN_RED, OUTPUT); pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT);

아두이노 핀을 프로그래밍하여 PWM 신호를 생성해 색상(#00979D; R = 0, G = 151, B = 157)을 표시합니다.

analogWrite(PIN_RED, 0); analogWrite(PIN_GREEN, 151); analogWrite(PIN_BLUE, 157);

아두이노 UNO R4 - RGB LED 예제 코드

아래 코드는 이 순서대로 LED 색상을 변경합니다:

#00C9CC (R = 0, G = 201, B = 204)
#F7788A (R = 247, G = 120, B = 138)
#34A853 (R = 52, G = 168, B = 83)

/* * 이 Arduino UNO R4 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino UNO R4 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-rgb-led */ #define PIN_RED 9 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's red pin #define PIN_GREEN 6 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's green pin #define PIN_BLUE 3 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's blue pin void setup() { pinMode(PIN_RED, OUTPUT); // 빨간색 LED 핀을 출력으로 설정 pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); // 초록색 LED 핀을 출력으로 설정 pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT); // 파란색 LED 핀을 출력으로 설정 } void loop() { // RGB LED를 청록색으로 설정 #00C9CC (R = 0, G = 201, B = 204) analogWrite(PIN_RED, 0); analogWrite(PIN_GREEN, 201); analogWrite(PIN_BLUE, 204); delay(1000); // 색상을 1초 동안 유지 // RGB LED를 연어 핑크색으로 설정 #F7788A (R = 247, G = 120, B = 138) analogWrite(PIN_RED, 247); analogWrite(PIN_GREEN, 120); analogWrite(PIN_BLUE, 138); delay(1000); // 색상을 1초 동안 유지 // RGB LED를 구글 초록색으로 설정 #34A853 (R = 52, G = 168, B = 83) analogWrite(PIN_RED, 52); analogWrite(PIN_GREEN, 168); analogWrite(PIN_BLUE, 83); delay(1000); // 색상을 1초 동안 유지 }

많은 색상을 사용할 때, 함수를 만들어 코드를 줄일 수 있습니다:

/* * 이 Arduino UNO R4 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino UNO R4 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-rgb-led */ #define PIN_RED 9 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's red pin #define PIN_GREEN 6 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's green pin #define PIN_BLUE 3 // Arduino UNO R4 pin connected to the LED's blue pin void setup() { pinMode(PIN_RED, OUTPUT); // RED LED 핀을 출력으로 설정 pinMode(PIN_GREEN, OUTPUT); // GREEN LED 핀을 출력으로 설정 pinMode(PIN_BLUE, OUTPUT); // BLUE LED 핀을 출력으로 설정 } void loop() { // RGB 색상을 청록색으로 설정 setColor(0, 201, 204); delay(1000); // 1초 동안 대기 // RGB 색상을 연한 빨간색으로 설정 setColor(247, 120, 138); delay(1000); // 1초 동안 대기 // RGB 색상을 녹색으로 설정 setColor(52, 168, 83); delay(1000); // 1초 동안 대기 } void setColor(int R, int G, int B) { analogWrite(PIN_RED, R); // RED 값을 RED LED에 쓰기 analogWrite(PIN_GREEN, G); // GREEN 값을 GREEN LED에 쓰기 analogWrite(PIN_BLUE, B); // BLUE 값을 BLUE LED에 쓰기 }

추가 지식

공통 애노드로 RGB LED를 설정하려면:

공통 핀을 Arduino UNO R4의 3.3V 핀에 연결합니다.
analogWrite() 함수에서 R, G, B 값을 각각 255 - R, 255 - G, 255 - B로 조정합니다.

RGB LED들이 함께 연결된 시리즈는 RGB LED 스트립을 형성합니다. LED 스트립에는 주소 지정 가능과 비주소 지정 가능의 두 가지 유형이 있습니다. 우리는 각 유형에 대한 튜토리얼을 제공할 것입니다.