Come usare un LED RGB: mescolare i colori con Arduino, anodo o catodo comune

Un LED RGB è formato da tre LED distinti in un unico involucro: rosso (Red), verde (Green) e blu (Blue). Regolando la luminosità di ciascuno separatamente puoi ottenere quasi qualsiasi colore, dal giallo al turchese e dal viola all'arancione. Ogni pixel di uno schermo funziona allo stesso modo. È uno dei componenti Arduino più divertenti per luci di stato, lampade d'atmosfera e indicatori di notifica colorati.

Come funziona un LED RGB?

I colori della luce si mescolano sommandosi: rosso e verde insieme appaiono gialli, verde e blu danno il turchese (ciano), rosso e blu il viola (magenta), e tutti e tre insieme il bianco. Arduino regola la luminosità di ogni canale da 0 a 255 con il PWM. In teoria si ottengono così 256 × 256 × 256 ≈ 16,7 milioni di combinazioni. Il PWM accende e spegne il LED centinaia di volte al secondo; l'occhio non vede lo sfarfallio e percepisce solo la luminosità media.

Catodo comune o anodo comune?

Il più lungo dei quattro piedini è il terminale comune condiviso dai tre LED. Se collega i loro catodi, il LED è a catodo comune; se collega i loro anodi, è ad anodo comune. Dall'esterno sono identici, ma collegamento e codice sono opposti:

Ordine dei piedini e collegamento ad Arduino

Nei comuni LED RGB da 5 mm l'ordine è rosso, comune (il più lungo), verde, blu, ma può cambiare a seconda del produttore, quindi la cosa più sicura è provare ogni piedino. Ogni colore si collega con la propria resistenza a un pin PWM. Su Arduino Uno sono i pin contrassegnati con ~: 3, 5, 6, 9, 10 e 11.

Calcolo delle resistenze: una per ogni colore

Ogni colore ha bisogno di una tensione diversa per accendersi (tensione diretta): circa 2,0 V il rosso e 3,0–3,2 V il verde e il blu. Puntando a 20 mA a 5 V, il rosso richiede (5 − 2,0) / 0,020 = 150 Ω, il verde e il blu (5 − 3,2) / 0,020 ≈ 100 Ω. In pratica mettere 220 Ω su tutti e tre è sicuro e abbastanza luminoso; il bilanciamento dei colori si regola nel codice. Per calcolare i tuoi valori usa il calcolatore Resistenza per LED, e per la tensione diretta di ogni colore la tabella Tensioni dei LED.

Mescolare i colori con Arduino

Il codice qui sotto raccoglie i tre canali in un'unica funzione setColor() e mostra sette colori uno dopo l'altro. Se il tuo LED è ad anodo comune, basta impostare COMMON_ANODE a true; la funzione inverte i valori da sola.

1const int R_PIN = 9;
2const int G_PIN = 10;
3const int B_PIN = 11;
4const bool COMMON_ANODE = false;   // ortak anotsa true yap / set true for common anode
5
6void setColor(int r, int g, int b) {
7  if (COMMON_ANODE) { r = 255 - r; g = 255 - g; b = 255 - b; }
8  analogWrite(R_PIN, r);
9  analogWrite(G_PIN, g);
10  analogWrite(B_PIN, b);
11}
12
13void setup() {
14  pinMode(R_PIN, OUTPUT);
15  pinMode(G_PIN, OUTPUT);
16  pinMode(B_PIN, OUTPUT);
17}
18
19void loop() {
20  setColor(255, 0, 0);     delay(1000);  // kırmızı / red
21  setColor(0, 255, 0);     delay(1000);  // yeşil / green
22  setColor(0, 0, 255);     delay(1000);  // mavi / blue
23  setColor(255, 255, 0);   delay(1000);  // sarı / yellow
24  setColor(0, 255, 255);   delay(1000);  // turkuaz / cyan
25  setColor(255, 0, 255);   delay(1000);  // mor / magenta
26  setColor(255, 255, 255); delay(1000);  // beyaz / white
27}

Transizione morbida dei colori: effetto arcobaleno

Invece di saltare da un colore all'altro, se abbassi un canale mentre ne alzi un altro, la luce scorre dolcemente dal rosso al verde, dal verde al blu e di nuovo al rosso. Il ciclo qui sotto usa la stessa funzione setColor(); cambia il valore di delay per regolare la velocità.

1// setColor() ve pin tanımları yukarıdaki gibi / setColor() and pins as above
2void loop() {
3  for (int i = 0; i < 256; i++) { setColor(255 - i, i, 0); delay(8); }  // kırmızı → yeşil / red → green
4  for (int i = 0; i < 256; i++) { setColor(0, 255 - i, i); delay(8); }  // yeşil → mavi / green → blue
5  for (int i = 0; i < 256; i++) { setColor(i, 0, 255 - i); delay(8); }  // mavi → kırmızı / blue → red
6}

Scegliere il colore con i potenziometri

Se colleghi tre potenziometri ad A0, A1 e A2, ognuno diventa la manopola di un canale di colore. analogRead() restituisce un valore da 0 a 1023; dividendolo per 4 ottieni l'intervallo 0–255 che il PWM si aspetta. Il collegamento di un potenziometro è spiegato in Cos'è un potenziometro?

1// A0, A1, A2'de üç potansiyometre; setColor() yukarıdaki gibi
2// three pots on A0, A1, A2; setColor() as above
3void loop() {
4  int r = analogRead(A0) / 4;   // 0–1023 → 0–255
5  int g = analogRead(A1) / 4;
6  int b = analogRead(A2) / 4;
7  setColor(r, g, b);
8}

LED RGB con ESP32 e Raspberry Pi Pico

Sull'ESP32, con il core Arduino attuale (3.x), analogWrite() funziona su qualsiasi pin di uscita, quindi il codice sopra funziona così com'è cambiando i numeri dei pin. L'unica cosa a cui fare attenzione è la tensione: i pin danno 3,3 V, perciò il verde e il blu, con una tensione diretta vicina ai 3 V, sono più deboli. A 3,3 V usa resistenze piccole, da 47–100 Ω, oppure pilota il LED a 5 V tramite un transistor se vuoi molta luce. Sul Pico la classe PWM di MicroPython accetta valori da 0 a 65535:

1from machine import Pin, PWM
2import time
3
4pins = [PWM(Pin(n)) for n in (11, 12, 13)]   # GP11 R, GP12 G, GP13 B
5for p in pins:
6    p.freq(1000)
7
8def set_color(r, g, b):                       # 0–255
9    for p, v in zip(pins, (r, g, b)):
10        p.duty_u16(v * 257)                   # 0–65535 (ortak anotta 65535 - v * 257)
11
12while True:
13    set_color(255, 0, 0); time.sleep(1)       # kırmızı / red
14    set_color(0, 255, 0); time.sleep(1)       # yeşil / green
15    set_color(0, 0, 255); time.sleep(1)       # mavi / blue

LED RGB normale o LED indirizzabile (WS2812B)?

Per una o due luci colorate, il LED RGB normale è la soluzione più semplice ed economica. Se vuoi colorare decine di LED singolarmente, i 6 pin PWM dell'Uno non bastano; a quel punto conviene passare alle strisce WS2812B, che controllano centinaia di LED con un solo filo.

Idee di progetti con il LED RGB

• Lampada d'atmosfera: metti l'effetto arcobaleno dentro un barattolo smerigliato per una luce notturna morbida.
• Indicatore di temperatura: abbinalo a un DHT11 per una lampada blu quando fa freddo, verde quando è mite e rossa quando fa caldo.
• Miscelatore di colori: crea qualsiasi colore a mano con tre potenziometri.
• Scegliere il colore dal telefono: cambia il colore della lampada da un selettore su una pagina web servita da un ESP32.
• Luce di notifica: fai lampeggiare il LED di un certo colore quando arriva una nuova email o un messaggio.
• Colori da tastierino: mostra un colore diverso in base al numero digitato su un tastierino.

Errori comuni e come risolverli

• I colori funzionano al contrario: stai pilotando un LED ad anodo comune come se fosse a catodo comune; imposta COMMON_ANODE a true.
• Un colore non si accende mai: l'ordine dei piedini potrebbe essere diverso da quello previsto; prova ogni piedino con una resistenza.
• Le transizioni vanno a scatti, senza sfumature: il LED è su un pin senza PWM; sull'Uno quei pin possono solo essere accesi o spenti.
• I colori impazziscono mentre suona un buzzer: sull'Uno tone() usa il Timer2 e disturba il PWM dei pin 3 e 11; sposta il LED RGB su pin come 5, 6, 9 e 10.
• Non usare resistenze: troppa corrente col tempo danneggia sia il LED sia il pin di Arduino.
• Molto debole sull'ESP32: a 3,3 V il verde e il blu sono al limite; usa resistenze più piccole o un transistor.

Se vuoi capire le basi dei LED e perché servono le resistenze, dai un'occhiata a Cos'è un LED? e Cos'è una resistenza? Nell'app BlueGrays trovi progetti di sfumatura colori con LED RGB, lampada comandata da tastierino e miscelatore di colori, con schemi e codice.