Betriebsarten des Boards

Zwei Betriebsarten stehen zur Verfügung: die erste ermöglicht eine Einstellung des Hue-Sättigungswertes plus Weiß (HSVW) über zwei Schieberegler, die zweite ist eine Chromatizitäts-Einstellung über die Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle. Das Board fährt nach dem Einschalten zunächst in der ersten Betriebsart hoch. Das Board verfügt über zwei kapazitive, berührungsempfindliche Schieberegler, wobei einer für die Farbeinstellung und der andere zur Steuerung der Helligkeitswerte genutzt wird. Bei Berührung des ersten Schiebereglers im Schieberegler-Modus erfolgt die Ausgabe der auf dem Regler gewählten Farbe an die LEDs. Der ausgewählte Farbton wird angezeigt, bis das Board ein anderes Eingangssignal empfängt. Die Helligkeit eines gewählten Farbtons lässt sich über den anderen Schieberegler steuern.

Bild 2: Die Farb- und Helligkeitswerte der roten, grünen und blauen LEDs bilden auf der xy-Farbtafel ein Dreieck, dass alle möglichen Farbschattierungen beinhaltet. Durch die bernsteinfarbige LED wird dieser Bereich noch erweitert.

Bild 2: Die Farb- und Helligkeitswerte der roten, grünen und blauen LEDs bilden auf der xy-Farbtafel ein Dreieck, dass alle möglichen Farbschattierungen beinhaltet. Durch die bernsteinfarbige LED wird dieser Bereich noch erweitert. Microchip

In der zweiten Betriebsart erfolgt die Auswahl der Farbwerte über eine Android-gestützte Mobil-Anwendung oder eine Desktop-Anwendung unter Windows. Die entsprechenden PWM-Werte werden dann über eine Bluetooth-Verbindung an das Board gesendet. Unter Nutzung der CIE-1931-xy-Farbtafel (Bild 2) berechnet die Anwendung die genauen PWM-Werte für die gewählten Farb- und Helligkeitswerte und sendet diese über die Bluetooth-Verbindung an das RGBA-Board.

Das Bluetooth-Modul auf dem Board empfängt die PWM-Werte, die die Firmware des RGBA-Boards zur Darstellung der gewählten Farbe nutzt. Die GUI der Anwendung zur Chromatizitäts-Auswahl besteht aus der CIE-1931-xy-Chromatizitäts-Tafel, die eine breite Palette an Farben in Bezug auf Chromatizität (x) und Luminanz (y) umfasst. Die Farb- und Helligkeitswerte der roten, grünen und blauen LEDs im CIE-Farbraum bilden ein Dreieck, das alle möglichen Farbschattierungen beinhaltet, die durch das Licht der drei LEDs erzeugbar sind, und als Gamut bezeichnet wird.

Bild 3: Die Pin-zu-Pin-Konfiguration zwischen Mikrocontroller und BLE-Modul. Das Modul ist in der Lage, über eine Bluetooth-Verbindung sowohl mit Mobiltelefonen als auch PCs zu kommunizieren.

Bild 3: Die Pin-zu-Pin-Konfiguration zwischen Mikrocontroller und BLE-Modul. Das Modul ist in der Lage, über eine Bluetooth-Verbindung sowohl mit Mobiltelefonen als auch PCs zu kommunizieren. Microhip

Um einen breiteren Bereich an Farben zu erzielen, wurde eine bernsteinfarbige LED hinzugefügt. Die xy-Daten für die bernsteinfarbige LED bilden im CIE-1931-Farbraum ein weiteres Dreieck zwischen den Koordinaten von Rot, Bernstein und Grün. Eine Mischung aus Rot, Bernstein und Grün in unterschiedlichen Proportionen erzeugt die Farben innerhalb des Farb-Gamuts in Bild 2.

Dieser Farbmischungs-Algorithmus zur Berechnung der PWM-Tastverhältniswerte und zur Bildung der gewünschten Farbe ist in den in dieser Betriebsart genutzten PC-GUIs und in den Android-Anwendungen implementiert. Die Anwendung zur Wahl der Chromatizität sendet die PWM-Werte über eine Bluetooth-Verbindung. Dieses Connectivity-Modul kann mit Mobiltelefonen und PCs kommunizieren, die Transceiver für Bluetooth v4.0 oder höher enthalten. Das Modul dient hauptsächlich zum Empfang von Tastverhältnis-Werten von Master-Geräten, auf denen die Chromatizitätswahl-Anwendung läuft. Die Pin-zu-Pin-Konfiguration zwischen Mikrocontroller und BLE-Modul ist in Abbildung 3 zu sehen.

Bluetooth-Datenübertragung

Es gibt zwei Arten von Bluetooth-Geräten – Bluetooth Classic und Bluetooth Low Energy, wobei ein BLE-Gerät nur mit einem anderen BLE-Gerät oder einem Bluetooth-Dual-Mode-Gerät kommunizieren kann, das beide Typen unterstützt. Um mit dem auf dem Board zur RGBA-Farbmischung genutzten RN4020-Modul kommunizieren zu können, muss das Master-Host-Gerät also entweder BLE- oder Dual-Mode-fähig sein. Das Modul entspricht der Bluetooth-Core-v4.1-Spezifikation und wird vom Benutzer über die Ein- und Ausgangsleitungen sowie ein UART-Interface gesteuert. Das UART unterstützt ASCII-Befehle für die Steuerung und Konfigurierung des Moduls für sämtliche anwendungsbezogenen Anforderungen.

 

Auf der nächsten Seite erfahren Sie Details zur Anwendungssoftware und wir stellen die Klassen zur Programmierung des Boards auf Basis von Visual Studio C#.NET vor. 

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