【ESP-12K模组专题④】智能照明真的有那么神奇吗？带你用安信可ESP-12K实现PWM平滑调光!（附Demo）

安信可科技

2020-10-16

导读：我们在选购智能灯具时，除了外观，最主要的是关注它支持哪种调节方式，比如单色，冷暖色，还是RGB彩色控制。家庭

我们在选购智能灯具时，除了外观，最主要的是关注它支持哪种调节方式，比如单色，冷暖色，还是RGB彩色控制。

家庭应用中普遍选择单色和冷暖光就可以满足日常生活的需要，而 RGB彩色控制多应用于舞台灯光场景。

因此智能家居的灯具普及，以单色和冷暖光居多，但是这些灯具的色温是怎么定义的呢？PWM 又是如何输出这样的效果呢？

今天就带大家了解下色温是如何定义的，以及如何通过安信可科技的新品模组ESP-12K实现PWM平滑调光。

1、冷暖光的PWM关系

1.1、色温的定义

色温表示光源光色的尺度。

色温的单位是卡尔文，简称K。

色温的标准图可参考下面这张图，很容易得出结论：

色温数值越大，看到的效果越冷白；
误解：色温越大，就越暖光；

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，利用冷白灯珠和暖光灯珠产生的亮度不一样的原理，实现了以上的效果！

1.2、PWM与指定的色温亮度计算

2个灯珠各自的亮度不同，通过不断的调节形成最终的色温亮度，你是否也好奇它们是怎样通过PWM技术实现的呢？

很多人也许会这样理解，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，这样的说法其实并不正确！

对于 PWM 和色温亮度的计算公式，我们接触过很多，这里我们以乐鑫提供的开源为基准，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暖灯珠的占空比：

uint8_t warm_tmp = color_temperature * brightness / 100;uint8_t cold_tmp = (100 - color_temperature) * brightness / 100;

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看了上面的计算步骤，是否觉得很简单？

我们可以通过计算得出我们想要的的亮度效果：

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 ；

以上步骤，为啥结论是相反的？

因为在上边的色温标准图中可以看出，色温数值越大越趋近于冷光，意味着色温越大，其暖灯珠的PWM高电平占空比越小！

那么我们又该如何纠正这个错误呢？

这里只需要把入参的color_temperature 修改为即可：

color_temperature = 100 - color_temperature；

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二、 RGB/HSV

这个概念相对比较好理解！学电子专业的小伙伴，应该经常接触这样的模型转换，下面给大家贴下转换代码。

2.1 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;}

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2.2 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);}

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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