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）
Posted on 2020-04-29 15:08 CoreHouse 阅读(444) 评论(0) 收藏 举报- 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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25、分享在 esp32 SDK实现冷暖光色温平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。
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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