Pilotare una striscia LED con Arduino

💻 Premessa

Dietro al televisore da circa un anno uso una striscia a LED per migliorare la piacevolezza della visione anche con le luci spente. La retroilluminazione del televisore stanca meno la vista e dà anche un bel aspetto all’ambiente.

Peccato che dopo circa 6 mesi di ottimo lavoro la mia striscia da 15 euro ha smesso di funzionare lampeggiando stile effetto discoteca.

Ecco che dopo aver imparato ad utilizzare i LED con Arduino, dopo aver imparato a saldare e a pilotare Arduino con un telecomando ad infrarossi non potevo esimermi dal cimentarmi nel programmare Arduino per gestire la striscia LED pilotandolo con un telecomando. Qui di seguito la mia esperienza.

Ripasso: PWM ovvero la modulazione di larghezza d’impulso

Uno dei primi esercizi di Arduino riguardano l’accensione e spegnimento di LED attraverso porte analogiche. Una porta analogica si comporta come un interruttore a sue stati: spento o acceso, 0 o 1. Questo segnale viene rappresentato idelamente con un gradino e il microcontrollore durante un ciclo di clock mantiene questo stato. Esiste però una tecnica per simulare un segnale analogico su una porta digitale che si chiama Pulse-with modulation PWM. Questa tecnica permette di ottenere una tensione media variabile e quindi il carico per esempio su un LED facendo variare la luminosità del LED stesso.

Arduino possiede alcune uscite PIN predisposte per il PWM e sono riconoscibili dal simbolo tilde ~.

Un esempio di utilizzo è quello riportato in uno dei miei primi esercizi: https://github.com/capitanfuturo/arduinoSalad/tree/master/002_analogWrite_pin11

Partendo da questo esempio e andando a collegare i PIN della striscia ad alcuni PIN di Arduino proverò ad accedendere e spegnere un colore alla volta. Fortunatamente la striscia va alimentata con 5V e quindi non necessito in questo caso di andare a separare le alimentazioni con qualcos di esterno e posso permettermi di utilizzare direttamente l’alimentazione di Arduino. Inoltre per proteggere i LED come imparato nei primi esperimenti ho messo delle resistenze da 220 Ohm in modo delimitare la corrente che attraversa la striscia. Il cablaggio sulla breadboard è molto semplice come si vede qui sotto. Per comodità ho usato dei cavi dello stesso colore del LED e il giallo per alimentare il tutto. Lato Arduino invece ho collegato il rosso sul PIN 5, il verde sul PIN 6 e il blu sul PIN 3.

const unsigned int RED_PIN = 5;
const unsigned int GREEN_PIN = 6;
const unsigned int BLUE_PIN = 3;

void setup(){}

void loop(){

  // RED
  for (int i = 0; i < 255; i++){
    analogWrite(RED_PIN, i);
    delay(5);
  }

  for (int i = 255; i >= 0; i--){
    analogWrite(RED_PIN, i);
    delay(5);
  }

    // GREEN
  for (int i = 0; i < 255; i++){
    analogWrite(GREEN_PIN, i);
    delay(5);
  }


  for (int i = 255; i >= 0; i--){
    analogWrite(GREEN_PIN, i);
    delay(5);
  }

    // BLUE
  for (int i = 0; i < 255; i++){
    analogWrite(BLUE_PIN, i);
    delay(5);
  }


  for (int i = 255; i >= 0; i--){
    analogWrite(BLUE_PIN, i);
    delay(5);
  }
}

Ora che ho capito come abilitare e disabilitare i colori della striscia proverò ad aggiungere il ricevitore IR per pilotare la striscia LED con un telecomando. Per mescolare i tre colori possiamo rifarci alle tabelle RGB e grazie al PWM modulare l’intensità dei tre colori. Un link utile è questo: https://www.materialui.co/colors.

const unsigned int RED_PIN = 5;
const unsigned int GREEN_PIN = 6;
const unsigned int BLUE_PIN = 3;
const unsigned int DELAY = 1000;

void setup() {}

void loop() {
  rgb(0, 150, 136); //Teal
  rgb(63, 81, 181); // Indigo
  rgb(139, 195, 74); // Light Green
  rgb(233,30,99); // Pink
}

void rgb(int red, int green, int blue) {
  analogWrite(RED_PIN, red);
  analogWrite(GREEN_PIN, green);
  analogWrite(BLUE_PIN, blue);
  delay(DELAY);
}

Mettiamo adesso insieme tutto con il software per il supporto al telecomando IR. Ecco il codice sorgente:

#include <IRremote.h>
#include <IRremoteInt.h>

const unsigned int RED_PIN = 5;
const unsigned int GREEN_PIN = 6;
const unsigned int BLUE_PIN = 3;
const unsigned int DELAY = 1000;
const unsigned int RECV_PIN = 7;

IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;


void setup() {
  irrecv.enableIRIn();
  irrecv.blink13(true);
}

void loop() {

  if (irrecv.decode(&results)) {
    irrecv.resume();
  }

  if(results.value == 0xFF30CF){
    rgb(255, 0, 0);
  }else if(results.value == 0xFF18E7){
    rgb(0,255,0);
  }else if(results.value == 0xFF7A85){
    rgb(0,0,255);
  }
}

void rgb(int red, int green, int blue) {
  analogWrite(RED_PIN, red);
  analogWrite(GREEN_PIN, green);
  analogWrite(BLUE_PIN, blue);
  delay(DELAY);
}

Conclusioni

Devo ammettere che dopo una decina di esperimenti con Arduino provando ad utilizzare i diversi sensori e componenti a mia disposizione si inizia a capire come mettere insieme i fari attrezzi dalla cassetta di esperienze per dare sfogo all propria creatività. Mi sono proprio divertito a recuperare questa striscia LED rotta.

Nessuno in fatto d’ingegno sa precisamente quanto ne ha: il bello è che ognuno si crede più ricco di quello che è, e che spesso i più poveri sono proprio quelli che sono più soddisfatti. (Stanislas de Boufflers)