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今天特別分享基于Air780EPM的GPIO控制LED實現方案——通過硬件層精確控制電路參數,結合LuatOS高效API實現快速原型開發,適用于智能照明、狀態指示等物聯網場景。
一、GPIO直接驅動LED
1.1 適用場景
低功耗場景:LED電流 ≤ 5mA(普通GPIO的驅動能力限制)。
休眠需求:若需LED在休眠時保持亮滅狀態,需使用AGPIO。
注意:Air780EPM所有AGPIO的驅動電路總和上限是5mA。
公式:R=(VGPIO−VLED)/ILED
其中:
VGPIO=3.0V(Air780EPM的GPIO電平)。
VLED:不同顏色LED的正向壓降(典型值):
-- 紅色LED:2.0V∼2.2V
-- 綠色LED:2.8V∼3.3V
-- 藍色/白色LED:3.0V∼3.6V
ILED:目標電流(通常選5mA)
示例計算:
紅色LED(VLED=2.0V,I=5mA):
R1=(3.0V−2.0V)/5mA=200Ω(選220Ω標準電阻)
綠色LED(VLED=2.8V,I=5mA):
R2=(3.0V−2.8V)/5mA=40Ω(選51Ω標準電阻)
藍色LED(VLED=3.3V,I=5mA):
R3=(3.0V−3.3V)/5mA=−60Ω(無法直接驅動,需三極管或MOSFET)
電流需求:LED電流 > 5mA(如藍色/白色LED)。
高電壓支持:需外部電源(如5V)驅動高亮度LED。
基極電阻R4:R4=(VGPIO−VBE)/IB=(3.0V−0.7V)/1mA=2.3kΩ(選2.2kΩ或2.7kΩ)
LED限流電阻 R3(以5V電源驅動藍色LED為例):R3=(5V−3.3V)/20mA=85Ω(選82Ω或100Ω)
與GPIO直接驅動代碼相同,通過控制GPIO電平開關三極管。
調光需求:通過占空比調節LED亮度。
呼吸燈效果:結合PWM和延遲實現漸變效果。
- 直接驅動小功率LED:
- 驅動大功率LED:通過三極管/MOSFET連接PWM信號。
適用場景:LED電流 > 500mA(如高亮度LED燈帶)。
電路設計:
適用場景:控制220V交流LED燈。
電路設計:
- 共陰極RGB LED:
- 共陽極RGB LED:需通過三極管分別控制各通道。
紅色LED:可直接驅動(需合理電阻)。
綠色LED:若壓降≤3.0V,可直接驅動(如VLED=2.8V)。
藍色/白色LED:需通過三極管/MOSFET驅動。
RGB LED:藍色/白色需外接驅動電路。
總電流限制:所有AGPIO的總驅動電流不能超過5mA。
例如:同時驅動3個LED,每個LED電流2mA,總電流6mA,需降電流或改用普通GPIO。
休眠特性:AGPIO在休眠時保持電平,適合常亮指示燈。
普通GPIO:休眠時斷電,需加下拉電阻保持低電平,LED熄滅。
AGPIO:休眠時保持電平,適合需要常亮的指示燈。
Wakeup IO:僅支持輸入,不可作為輸出。
TVS防護:按鍵或機械開關需加TVS管(如5V TVS)。
過流保護:使用保險絲或自恢復保險器。
七、LuatOS開發關鍵函數
最新資料詳見資料中心:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/api/core/gpio/
gpio.setup(pin, mode, pull, irq_type):配置GPIO模式。
gpio.set(pin, level):設置電平(gpio.HIGH/gpio.LOW)。
gpio.get(pin):讀取輸出電平狀態。
最新資料詳見資料中心:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/api/core/pwm/
pwm.setup(pin, freq, duty):初始化PWM參數。
pwm.start(pin) / pwm.stop(pin):啟停PWM。
pwm.setDuty(pin, duty):調整占空比。
八、總結
直接驅動:適用于低功耗LED,需合理計算電阻。
三極管/MOSFET:擴展驅動能力,支持高電壓/大電流LED。
PWM調光:通過占空比調節亮度。
RGB LED:分通道設計,藍色/白色需外接驅動電路。
LuatOS開發:通過GPIO和PWM函數實現控制,注意AGPIO的電流限制和休眠特性。
通過以上方案,基于Air780EPM可靈活控制LED燈,滿足從簡單指示到復雜調光的需求。
今天的內容就分享到這里了~