Come accendere una striscia LED con Arduino

Come accendere una striscia LED con Arduino

Introduzione

In questo articolo tratteremo la realizzazione di un dispositivo Arduino in grado di comandare una striscia led. Sebbene sia possibile utilizzare una striscia led da 5V, qui verrà approfondito il caso più complesso di un modello da 12V in modo tale che l’utente, una volta completato questo esercizio, sia in grado di realizzare autonomamente il circuito più semplice con un alimentazione da 5V. Oltre a ciò verrà eseguito l’esercizio utilizzando una cosiddetta striscia led RGB, che si distinguono da quelle monocromatiche per la possibilità di generare tre diverse lunghezze d’onda, ovvero:

  • R (Red)
  • G (Green)
  • B (Blue)

Inoltre, modulati opportunamente, danno vita ad ulteriori colori dipendenti dall’intensità di ciascuno dei colori principali.

Al contrario delle normali strisce led monocromatiche che hanno semplicemente 2 fili, i led RGB sono caratterizzati da 4 cavi di collegamento (o terminali) sotto forma di due configurazioni differenti:

  • RGB ad anodo comune: 1 anodo – 3 catodi
  • RGB a catodo comune: 1 catodo – 3 anodi.

In questo articolo si farà riferimento alla configurazione ad anodo comune.

Come Accendere Una Striscia LED Con Arduino - RGB LED - ProjectEMS

Componentistica

Per la realizzazione di questo esercizio per accendere una striscia LED con Arduino si richiede l’utilizzo dei seguenti componenti:

Cenni di elettrotecnica

I transistor sono dei dispositivi in grado di “amplificare” la corrente, nella fattispecie la corrente necessaria ad accendere i singoli led (circa 360 mA) in quanto, si ricorda, che la corrente massima in uscita dai pin digitali di Arduino è circa 40 mA. Esso infatti fa corrispondere ad una piccola variazione di tensione in ingresso una grande variazione di corrente in uscita.
Come è fatto un transistor?
Sono dispositivi semiconduttori caratterizzati da tre terminali: Base, Collettore ed Emettitore. Nel caso in esame di tipologia NPN, il loro schema è il seguente:

Come Accendere Una Striscia LED Con Arduino- Transistor Npn E Bc635 transistor - ProjectEMS

Il circuito è progettato in modo tale da far fluire la corrente dal collettore all’emettitore (gli elettroni al contrario sono emessi dall’emettitore e si muovono verso il collettore), mentre la base funge da “regolatore” di flusso di energia.

Schema del circuito

In figura è mostrato lo schema elettrico del sistema per accendere una striscia LED con Arduino.

Come Accendere Una Striscia LED Con Arduino - Circuito Strip Led - ProjectEMS

Procedimento per accendere una striscia LED con Arduino

Alimentiamo innanzitutto il circuito a 12V – 2A collegando i cavi rosso (+) e nero (-) dell’alimentatore alla breadbord.
Procediamo inserendo le 3 resistenze sulla breadboard, collegando, per ognuna, un’estremità alla base del transistor e l’altra ad uno dei pin digitali di Arduino.
Colleghiamo quindi il collettore di ogni transistor al rispettivo catodo RGB della striscia led, mentre ciascun emettitore va inserito nella breadboard in corrispondenza della riga del negativo (cavetto nero dell’alimentatore). Su questa riga va anche collegato tramite un cavetto il pin GND di Arduino.
L’ultimo passo è quello di connettere l’anodo della striscia led al ramo positivo della breadboard (dove arrivano i 12 V dell’alimentatore).

Codice

Colleghiamo Arduino al Pc tramite il cavo USB e avviamo il software.
Il primo passo consiste nel definire le variabili associati ai pin utilizzati

int ledR = 12;
int ledG = 11;
int ledB = 10;

ed inizializzarli come pin di output.

pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);

A questo punto possiamo generare un loop infinito con una sequenza di accensione/spegnimento personalizzata. Possiamo ad esempio programmare un accensione in sequenza dei led tramite il seguente codice:
digitalWrite(12, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(12, LOW);
delay(500);
digitalWrite(11, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(11, LOW);
delay(500);
digitalWrite(10, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(10, LOW);
delay(500);

All’utente è lasciato come esercizio la creazione di differenti giochi di luci modificando opportunamente i parametri delle funzioni.

Il riassunto del codice per accendere una striscia LED con Arduino è quindi mostrato nella figura seguente.

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