Raspberry Pi Pico: Lichtsteuerung für Lichteffekte mit LEDs programmieren

Lichteffekte mit Leuchtdioden leben von unterschiedlichen Abstufungen der Helligkeit über einen zeitlichen Verlauf. Eine Lichtsteuerung erzeugt Übergänge, was man als Fading bezeichnet. Über die Steuerung mehrerer LEDs kann zusätzlich eine Bewegung simuliert werden.

Wir wollen hier eine Mikrocontroller-gesteuerte Lichtsteuerung für eine Leuchtdiode realisieren. Genauer gesagt wollen wir unterschiedliche Helligkeiten einer LED mit einer Lichtsequenz steuern und damit einen bestimmten Lichteffekt erzeugen.

Wenn Du hinter das Geheimnis flackernder Lampen oder Kerzen kommen willst, dann bist Du hier genau richtig.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico: Lichtsteuerung für Lichteffekte mit LEDs programmieren

Den Aufbau haben wir für die Lichtsteuerung stark vereinfacht, in dem wir einfach die Onboard-LED auf dem Raspberry Pi Pico verwenden. Die reicht zum Testen vollkommen aus. Natürlich könntest Du eine normale LED, zum Beispiel mit der Farbe Weiß oder Rot ebenso verwenden. Dazu müsstest Du Dich um die entsprechende Beschaltung kümmern.

Programmcode

Im Programmcode wird die Helligkeit der LED über ein PWM-Signal gesteuert bzw. eingestellt. Wir müssen uns nur noch überlegen, wie wir die Helligkeitswerte in einer Sequenz im Programm darstellen.

Es gibt sicherlich auch andere Lösungen. Wir haben uns hier für Kleinbuchstaben entschieden. Die Werte reichen von „a“ bis „z“. „a“ bedeutet soviel wie „aus“ und „z“ bedeutet soviel wie „an“. Bei den Kleinbuchstaben dazwischen variiert die Helligkeit der LED zwischen „aus“ und „an“.

Die Steuerung der Helligkeit über den zeitlichen Verlauf erfolgt durch die Kombination der Buchstaben.

  • Eine Zeichenfolge von „a“ wäre ein Daueraus.
  • Eine Zeichenfolge von „z“ wäre ein Dauerlicht bei voller Helligkeit.
  • Eine Zeichenfolge von „m“ wäre ein Dauerlicht bei etwa halber Helligkeit.
  • Eine Zeichenfolge von „mama“ oder nur „ma“ wäre ein Blinken.
  • Eine Zeichenfolge von „mmamma“ wäre ein Blinken mit einer kurzen Pause.
# Bibliotheken laden
from machine import Pin, PWM
from utime import sleep_ms

# Sequenz
seq = 'aazz'
wait = 100

# Initialisierung GPIO-Ausgang
led = PWM(Pin(25))
led.freq(1000)

# Funktion
def light(seq, wait):
    abc = ['a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z']
    step = int(65535 / len(abc))
    # Wiederholung einleiten (Schleife)
    while True:
        i = 0
        for i in range(0, len(seq)):
            for j in range(0, len(abc)):
                if seq[i] == abc[j]:
                    break
            led.duty_u16(j * step)
            sleep_ms(wait)

light(seq, wait)

Jetzt bist Du dran

Es geht jetzt darum, dass Du einige Sequenzen ausprobierst. Hierzu ein paar Beispiele, die aber nicht perfekt sind. Das heißt, Du darfst sie gerne nach Deinem Empfinden verbessern.

  • Dauerlicht: m
  • Pulsierendes Licht 1: mmnmmommommnonmmonqnmmo
  • Pulsierendes Licht 2: ahmvzvmha
  • Flackerndes Licht 1: nmonqnmomnmomomno
  • Flackerndes Licht 2: mmmaammmmaammmammammmmaammma
  • Flackerndes Licht 3: mmamammmmammamamaaamammma
  • Kerze 1: mmmmmaaaaammmmmaaaaaabcdefgabcdefg
  • Kerze 2: mmmaaaabcdefgmmmmaaaammmaamm
  • Kerze 3: mmmaaammmaaammmabcdefaaaammmmabcdefmmmaaaa
  • Kerze 4: mnyznmjknmfghrsyz
  • Schnelles Blinken: mamamamamama
  • Langsames Blinken: aaaaaaaazzzzzzzz
  • Langsames Pulsieren 1: jklmnopqrstuvwxyzyxwvutsrqponmlkj
  • Langsames Pulsieren 2: abcdefghijklmnopqrrqponmlkjihgfedcba
  • Langsames Pulsieren 3: abcdefghijklmnopqrstuvwxyzyxwvutsrqponmlkjihgfedcba

Lichtsteuerungen mit dem Raspberry Pi Pico programmieren

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