Este contenido es un complemento práctico para los contenidos teóricos de los temas 4. Fundamentos de Computación Física, 5. Internet de las Cosas y 6. Robótica, de la asignatura Computación y Robótica de 2º y 3º de ESO.
🛠️ Materiales:
- 1 x Placa Arduino.
- 1 x Protoboard.
- 1 x LED RGB.
- 3 x Resistencia de 220 ohmios.
- 4 x Cable Dupont macho-macho.
Un LED RGB es un tipo de diodo emisor de luz (LED) que puede emitir luz en múltiples colores. Este dispositivo combina tres LEDs en un solo paquete: uno rojo (Red), uno verde (Green) y uno azul (Blue). A través de la mezcla de estos tres colores básicos, un LED RGB es capaz de producir una amplia gama de colores.
Funcionamiento del LED RGB
Para entender cómo funciona un LED RGB, es imprescindible conocer algunos conceptos sobre la mezcla de colores y el control de intensidad de cada LED individual.
Mezcla de colores: cada uno de los tres LEDs (rojo, verde, azul) puede encenderse en diferentes intensidades. Al combinar estas intensidades, se pueden crear diferentes colores. Por ejemplo, si solo el LED rojo está encendido, veremos luz roja. Si encendemos el rojo y el verde con la misma intensidad, veremos luz amarilla.
En la configuración de un color RGB, como hemos visto, se utilizan tres canales de color: el rojo R, el verde G y el azul B. Básicamente, el color resultante aparece de la mezcla de esos tres. Ahora bien, cada uno de esos canales tienen valores que varían de 0 a 255, de manera que (0,0,0) significa nada de rojo, nada de verde y nada de azul; es decir, ausencia de color: negro. Si, por ejemplo, escribimos (0,0,255), estamos aportando a la mezcla: nada de rojo, nada de verde y todo de azul; es decir, azul intenso.
Para que puedas ir entendiendo qué valores se obtienen al mezclar esos tres canales, puedes recurrir a herramientas online como Gradients.
Control de intensidad: la intensidad de cada LED se controla a través de una técnica llamada modulación por ancho de pulso (PWM). Este método permite variar la cantidad de tiempo que el LED está encendido y apagado en un periodo muy corto, lo que a nuestra vista parece un cambio en la intensidad de la luz. Como ya sabes, en la placa Arduino aquellos pines PWM son los marcados con el símbolo ~.
Aplicaciones en la programación con Arduino
En el contexto de la programación con Arduino, un LED RGB se utiliza como un componente para proyectos que requieren la visualización de diferentes colores. Por ejemplo, podrías usar un LED RGB para:
- Indicadores de estado: donde diferentes colores indican diferentes condiciones del sistema.
- Efectos de iluminación: como en proyectos de arte electrónico o decoraciones.
Para programar un LED RGB con Arduino, necesitarás:
- Definir los pines: identificar y configurar los pines de Arduino a los que se conectan los LEDs rojo, verde y azul.
- Usar PWM: aplicar la modulación por ancho de pulso para controlar la intensidad de cada color.
- Programar la mezcla de colores: escribir código que permita mezclar los colores rojo, verde y azul en las proporciones deseadas para obtener el color final.
Ejemplo práctico
Supongamos que queremos hacer que un LED RGB muestre color naranja. Necesitaríamos encender el LED rojo y el verde con intensidades específicas para crear el naranja. Para ello, podrías mostrar cómo pequeñas variaciones en la intensidad de cada color pueden cambiar significativamente el color percibido, lo que sería una excelente demostración de cómo funciona la mezcla de colores en la práctica.
En nuestra primera versión del proyecto con este componente, vamos simplemente a crear un circuito que muestre un color aleatorio, mezcla de los tres canales.
Este sería el esquema de nuestro circuito:
A la hora de realizar el código, necesitamos generar un número aleatorio para que el propio programa seleccione la intensidad del canal rojo (entre 0 y 255), del canal verde (entre 0 y 255) y del canal azul (entre 0 y 255), mezcle los tres canales y obtenga un color RGB que será el que mostrará el LED. Esto debe hacerlo cada medio segundo:
Ya sabes cómo funciona un LED RGB, y también sabes cómo funciona un potenciómetro, así que vamos a hacer algo más interesante. El objetivo es modificar tanto el circuito como el programa para que seas tú, por medio de 3 potenciómetros, quien vaya variando manualmente la intensidad del rojo, del verde y del azul, para observar cómo se mezclan los canales y qué color resultante muestra el LED.
Como siempre, ya sabes:
- Descarga en tu ordenador el archivo .ino
- Conecta la placa al ordenador.
- Abre Arduino IDE.
- Carga el programa y revisa que el código sea correcto.
- Desde Arduino IDE, guarda el programa en la placa.
- Desconecta la placa.
- Monta tu circuito sobre la mesa.
- Avisa al profesor para que lo revise.
- Solo si te da el visto bueno, puedes conectar la placa y comprobar que todo funciona correctamente.