乐鑫Esp32学习之旅 24 分享在 esp32 SDK实现冷暖光色温RGB/HSV平滑调节的封装,轻松集成到您的项目去。(附带Demo)
- 本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写,仅仅做个人技术交流分享,不做任何商业用途。如有不对之处,请留言,本人及时更改。
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前言
技术需要沉淀,很久没更新esp32的博文了,下个月的 esp32-s2
就要量产了,据说这是一个全新的芯片。已经在乐鑫 tao宝店铺预售了,我也预了一块,先玩玩吧。后面再给大家写些评论;
最近一个月在忙 TB02 模块的开发,包括使用文档手册,都已经差不多了,感觉泰凌的代码 就是 很烂,一堆宏,学起来吃力,没有C语言基础是入门不了的;(纯个人观点)
做了很多灯具接入各大云平台开发,接触的绝对多大数都是色温调光什么的。于是乎,这种外设是最常用的,所以,有必要给大家或自己以后的项目总结这样的模块,提高开发效率;
一、冷暖光的PWM关系;
我们在买灯具时候,一般看我们的灯支持怎么样的调节,比如只是单色,冷暖色,还是RGB七彩控制的。
一般地,家庭也就单色和冷暖光为多,而 RGB 是那些舞台音乐场景为多。所以,智能家居的灯具涉及,以单色和冷暖光为多,以 冷暖光为例,那些灯具的色温是怎么定义的? PWM 又是如何输出这样的效果呢? 这里,我一一为大家阐述:
2.1、色温的定义
任何一种属性都有单位,比如温度有摄氏度,而色温的单位是 卡尔文 ,简称 K,下面一图说明了:
色温数值越大,看到的效果越冷白;
误解:色温越大,就越暖光;
而我们常买的灯具又是如何产生这样的效果呢? 聪明的开发者,采用冷白灯珠和暖光灯具各自产生的亮度不一样,就有了以上的效果!下面是我平时开发中常用的2钟灯珠类型,3.3v即可点亮;
2.2、PWM与指定的色温亮度的计算
既然有2个灯珠同时在亮,各自的亮度不同来调节色温亮度,那么我们好奇的是如何通过 pwm 产生这样的关系呢?
很多人也许会这样说:色温大小就是暖色灯珠的亮度明暗,而亮度大小就是冷白灯珠的亮度明暗,这样的说话是错误的!
对于 PWM 和 色温亮度的计算的公式,博主接触到很多公式,这里以乐鑫开源的为例,如下:
- color_temperature :用户预想的灯具的色温数值,范围[0,100]
- brightness :用户预想的灯具的亮度数值,范围[0,100]
- 计算过程如下,得到的
cold_tmp
是PWM
冷灯珠的占空比,warm_tmp
是PWM
冷灯珠的占空比:
uint8_t warm_tmp = color_temperature * brightness / 100;uint8_t cold_tmp = (100 - color_temperature) * brightness / 100;
看了上面的计算步骤,是否很简单?我们可以假想一下:
效果1 中性光 :
入参color_temperature
= 50 ,brightness
= 100 ;
代入公式后得到:warm_tmp
:50 ,cold_tmp
:50 ;效果2 最冷光 :
入参color_temperature
= 100 ,brightness
= 100 ;
代入公式后得到:warm_tmp
:100 ,cold_tmp
:0;效果3 最暖光 :
入参color_temperature
= 0,brightness
= 100 ;
代入公式后得到:warm_tmp
:0,cold_tmp
:100 ;
效果 | 预想的各路PWM输出 | 以上公式算出来的PWM输出 | 对比结果 |
---|---|---|---|
中性光 | 2路一样亮度的输出 |
warm_tmp :50 ,cold_tmp :50
|
符合 |
最冷光效果 | 冷灯珠100亮度,暖灯珠0亮度 |
warm_tmp :100 ,cold_tmp :0
|
反了 |
最暖光效果 | 冷灯珠 0亮度,暖灯珠100亮度 |
warm_tmp :0,cold_tmp :100
|
反了 |
以上步骤,为啥结论是反了?因为上上图可以看到:色温数值越大表示越冷效果,意味着色温越大,其暖灯珠的PWM高电平占空比越小! 那么我们如何纠正这个错误呢?
这不用我来说吧?把入参的 color_temperature
修改为即可:
color_temperature = 100 - color_temperature;
二、 RGB/HSV
这个应该是最简单的啦!博主读书的时候,经常接触这样的模型转换,下面给大家贴贴转换代码把?
HSV模型转RGB
static esp_err_t light_driver_hsv2rgb(uint16_t hue, uint8_t saturation, uint8_t value,uint8_t *red, uint8_t *green, uint8_t *blue)
{uint16_t hi = (hue / 60) % 6;uint16_t F = 100 * hue / 60 - 100 * hi;uint16_t P = value * (100 - saturation) / 100;uint16_t Q = value * (10000 - F * saturation) / 10000;uint16_t T = value * (10000 - saturation * (100 - F)) / 10000;switch (hi){case 0:*red = value;*green = T;*blue = P;break;case 1:*red = Q;*green = value;*blue = P;break;case 2:*red = P;*green = value;*blue = T;break;case 3:*red = P;*green = Q;*blue = value;break;case 4:*red = T;*green = P;*blue = value;break;case 5:*red = value;*green = P;*blue = Q;break;default:return ESP_FAIL;}*red = *red * 255 / 100;*green = *green * 255 / 100;*blue = *blue * 255 / 100;return ESP_OK;
}
RGB模型转 HSV
static void light_driver_rgb2hsv(uint16_t red, uint16_t green, uint16_t blue,uint16_t *h, uint8_t *s, uint8_t *v)
{double hue, saturation, value;double m_max = MAX(red, MAX(green, blue));double m_min = MIN(red, MIN(green, blue));double m_delta = m_max - m_min;value = m_max / 255.0;if (m_delta == 0){hue = 0;saturation = 0;}else{saturation = m_delta / m_max;if (red == m_max){hue = (green - blue) / m_delta;}else if (green == m_max){hue = 2 + (blue - red) / m_delta;}else{hue = 4 + (red - green) / m_delta;}hue = hue * 60;if (hue < 0){hue = hue + 360;}}*h = (int)(hue + 0.5);*s = (int)(saturation * 100 + 0.5);*v = (int)(value * 100 + 0.5);
}
三、函数说明
light_driver_set_hue(uint16_t hue); //设置HSV模型的H
light_driver_set_saturation(uint8_t saturation); //设置HSV模型的S
light_driver_set_value(uint8_t value); //设置HSV模型的V
light_driver_set_color_temperature(uint8_t color_temperature); //设置色温
light_driver_set_brightness(uint8_t brightness); //设置俩亮度
light_driver_set_hsv(uint16_t hue, uint8_t saturation, uint8_t value); //设置HSV模型
light_driver_set_ctb(uint8_t color_temperature, uint8_t brightness); //设置色温亮度
light_driver_set_switch(bool status); //设置 开关
四、其他
- 一般地,不能同时调节 RGB 和 冷暖灯珠的;
- 具体的使用参考我的demo吧,也欢迎大家留言:
https://github.com/xuhongv/StudyInEsp32/tree/master/17_light_utils_pwm
另外,不要把我的博客作为学习标准,我的只是笔记,难有疏忽之处,如果有,请指出来,也欢迎留言哈!
- 玩转
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群,不喜的朋友勿喷勿加:434878850 - esp8266源代码学习汇总(持续更新,欢迎star):https://github.com/xuhongv/StudyInEsp8266
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