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[ App Inventor + Microbit ] RGB LED控制

本文要介紹如何使用App Inventor來控制 micro:bit的 I/O腳位,以 RGB LED作為輸出應用。(原始碼下載請按我)

請務必先讓您的手機與Micro:bit進行藍牙配對,否則無法正確執行本範例。

作者/攝影  曾吉弘
時間  2小時
成本
難度 * * *
材料表
  • 個人電腦
  • App Inventor開發環境
  • 支援BLE的Android手機
  • BBC Micro:bit開發板
  • RGB LED燈

 

 

硬體清單

本範例所使用的RGB LED實際上是把紅綠藍三色的LED整合到同一個元件中,並且有陰極共用與陽極共用兩種規格。本範例使用的是共陰 RGB LED。以下是本專題的硬體清單:

  • BBC micro:bit 微控制板, 1
  • 麵包板, 1
  • 跳線, 4
  • RGB LED (共陰), 1

 

注意:如果您使用共陽RGB LED的話,最長腳要接到 micro:bit 的 3.3V腳位,並且 App Inventor 端給 1 會讓腳位變成低電位,這與共陰的行為剛好相反

 

 

範例影片

 

請根據以下資訊來連接Micro:bit RGB LED:

Micro:bitRGB LED (共陰)
GNDGND (最長腳、灰線)
P0R (紅線)
P1G (綠線)
P2B (藍線)

完成如下圖。

您可使用鱷魚夾或把線彎成U形來勾住Micro:bit腳位上的圓孔,當然後者比較容易鬆脫囉。

App Inventor

本範例要示範使用 app 來控制接在 micro:bit 腳位上的 RGB LED 發出四種不同的顏色。首先請登入 MIT App Inventor 並建立一個空白專案。.

 

以下步驟是根據App Inventor IoT分站上的基本範例開始一步步加入本專題所需的元件,當然也可以直接下載完整的 .aia。

 

首先要加入本專案所需的擴充檔。

  • 左側Palette區中,找到最下方的Extension,點選”Import extension” → “URL
    • 貼上micro:bit extension的網址: http://iot.appinventor.mit.edu/assets/com.bbc.micro:bit.profile.aix
  • 新增一個Microbit_IOpin元件,設定其BluetoothDevice屬性為”BluetoothLE1” (別忘啦!)

接著加入本範例所需的元件:

  • 新增一個TableArrangement元件
    • 設定寬度為”Fill parent“、高度為”200 pixels“,row(列數)為2,最後設定column(行數)為3
    • 設定其Visible屬性為false,我們會在與micro:bit建立連線之後讓它顯示出來,才能點選按鈕來發送藍牙指令。
  • 新增五個按鈕到tablearrangement元件,將其文字分別改為”Red“, “Green“, “Blue“, “White“與”Off“對應不同的LED動作。

調整之後,您的畫面應該會類似下圖。有一點點不同沒關係,背景顏色、位置與顏色都可以修改,喜歡就好!

 

Blocks

 

STEP 1:連線後要求更新腳位狀態

BluetoothLE1.Connected事件中,我們顯示連線確認訊息,並設定micro:bit腳位為”digital output“,這是因為我們要控制RGB LED所以得這麼作。在此會用到三個Microbit_Io_Pin.ConfigurePin指令,分別設定pinNumber為0, 1, 2 (代表micro:bit的P0, P1與P2腳位),analog欄位設為false,input欄位設為false

仔細來看看Microbit_Io_Pin.ConfigurePin指令,它有三個參數:pinNumber (腳位編號), analog (true代表類比模式,false代表數位模式),input (true代表輸入,false為輸出)。

所以下圖是把micro:bit P0腳位設定為”數位輸出(digital output)“,可連接像是LED、繼電器這種數位輸出元件。更多micro:bit I/O腳位的詳細設定請參考:http://microbit.org/guide/hardware/pins/

下圖則是設定micro:bit P2腳位為”類比輸入(analog input)“。可連接旋鈕電位計、光敏電阻等元件。o this pin.

STEP2: 更新LED狀態的副程式

為了讓程式意讀易懂,我們使用副程式來管理控制micro:bit腳位狀態的多個指令。新增一個副程式(procedure),改名為”ledControl”。

 

接著點選藍色小齒輪來新增三個參數,分別改名為”r”, “g”, “b”。顯然這三個參數是用來代表micro:bit用來控制RGB LED的腳位狀態。

在副程式中加入三個Microbit_Io_Pin.WriteOutputPinData指令,每一個分別控制micro:bit一隻腳位的狀態。因此第一個指令請設定pinNumber為0,pinValue為 r 參數值。後兩者以此類推,完成如下圖:

STEP2: Button to light up red

按下Button_R按鈕會讓RGB LED亮起紅燈,作法是呼叫ledControl副程式並設定參數為(1, 0, 0),代表P0為高電位(1),P1 / P2 為低電位(0)。

STEP3: other buttons for different colors

另外四個按鈕的差別只在於參數差異,這樣您應該可以感受到使用副程式的號處了吧:

  • Button_G: (0, 1, 0) 亮起綠色
  • Button_B: (0, 0, 1) 亮起藍色
  • Button_W: (1, 1, 1) 亮起白色
  • Button_Off: (0, 0, 0) 熄滅.

STEP4: 中斷藍牙連線

點選ButtonDisconnect按鈕會中斷藍牙連線,會讓app回到初始狀態並等候下次連線。

操作

完成啦!請確認您的Android裝置與 micro:bit 已經藍牙配對好了。接著從App端去連線到 micro:bit,連線成功後會出現五個按鈕,點選不同按鈕就可以看到RGB LED亮起紅綠藍白四種顏色與熄滅,如果亮起的顏色不對或是無法亮起請再次檢查接線是否鬆脫與腳位順序是否正確。

 

小挑戰

  1. 試著讓RGB LED更繽紛,例如紅色與藍色腳位同時點亮,就是紫色的光芒喔。
  2. 加入SpeechRecognizer元件,用語音來控制RGB LED。

 

 

相關文章:

[LinkIt 7697開發板教學]MCS雲端RGB LED類比控制-Blocklyduino圖形化開發環境

作者/攝影  曾吉弘
時間  3小時
成本
  • LinkIt 7697開發板
  • RGB LED
  • 麵包板
  • 線材
難度  * * *
材料表
  • 個人電腦
  • LinkIt 7697開發板
  • RGB LED
  • 麵包板
  • 線材

本文要介紹如何使用Mediatek Cloud Sandbox (聯發科技實驗室推出的雲服務)來控制LinkIt 7697上的 RGB LED 的個別顏色亮度。程式使用Blocklyduino圖形化開發環境開發板製作的小型電路專題。您可由此比較與一般Arduino IDE的類C語法的異同。請參考我們上課的投影片(超過100頁喔)!:

 


 

MCS端設定

        請登入MCS雲服務,建立新的原型,其下有三個整數(integer)型態的控制器,channel id 分別是 red, green, blue,下限0上限255,這是對應於Arduino的 analogWrite語法的參數。詳細建立資料通道畫面如下:

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建立好三個資料通道之後,請為這個原型建立一個測試裝置,完成如下圖:

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硬體線路

請將Linkit 7697插上麵包板,並根據下圖將RGB LED負極(最長腳)接到GND腳位。左到右分別代表R G B三個顏色的腳位,請分別接到LinkIt 7697的P10、P8與P6腳位。

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Blocklyduino程式碼

初始化/setup():在此會先連上指定的Wi-Fi AP、MCS伺服器並新增所指定的通道id。請注意相關資訊不要打錯

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重複執行/loop()

在此會持續與MCS保持同步,如果任一通道有更新(使用者在MCS輸入新的數值)的話,就會根據新的數值來控決定對應的RGB LED顏色強度。最後則是把MCS的數值顯示於Serial Monitor

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7697程式碼

上述BlocklyDuino轉出來的Arduino程式碼如下,請直接上傳到7697之後就可以執行,重要的指令都以註解方式寫在程式碼中。

 

操作

請先檢查相關資料是否都正確,執行7697端程式。確認7697已連上MCS之後,請在各個控制器通道輸入0~255之間的數值,即可看到RGB LED顏色產生變化,也會把相關數值顯示於Serial Monitor

 

由於BlocklyDuino目前尚未提供MCS的PWM控制器資料通道的指令,但您可以自行在轉為Arduino code之後將 MCSControllerInteger red(“red”);     改為 MCSControllerPWM red(“red”);   這樣就能在MCS端使用PWM控制器資料通道的拉桿來控制LED亮度。

#include <LWiFi.h>
#include "MCS.h"

char _lwifi_ssid[] = "";     //Wi-Fi 帳號
char _lwifi_pass[] = "";   //Wi-Fi 密碼
MCSDevice mcs("", ""); //MCS測試裝置的 deviceId, deviceKey

MCSControllerInteger red("red");            //新增 channelId 為 red 的整數型控制資料通道
MCSControllerInteger green("green");  // green
MCSControllerInteger blue("blue");       // blue

void setup()
{
  mcs.addChannel(red);                             //將這三個channel 加入測試裝置
  mcs.addChannel(green);
  mcs.addChannel(blue);
  while (WiFi.begin(_lwifi_ssid, _lwifi_pass) != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);                                            //每隔1秒試著去連上指定的 Wi-Fi AP
  }
  while (!mcs.connected()) {                    //持續與MCS保持連線
    mcs.connect();
  }
  Serial.begin(9600);
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  while (!mcs.connected()) {                         //檢查與MCS的連線狀態,如果斷線會在此重連
    mcs.connect();
    if (mcs.connected()) {
      Serial.println("MCS Reconnected.");
    }
  }
  mcs.process(100);
  if (red.updated()) {                                       //如果各控制資料通道更新
    analogWrite(10, red.value());                 //根據該值來控制LED亮度
  } else if (green.updated()) {
    analogWrite(8, green.value());
  } else if (blue.updated()) {
    analogWrite(6, blue.value());
  }

  Serial.print(red.value());
  Serial.print(", ");
  Serial.print(green.value());
  Serial.print(", ");
  Serial.println(blue.value());                      //顯示各資料通道數值於Serial monitor
}

 

 

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