如何实现换色呼吸灯对ESP8266的影响？

简介

呼吸灯最早由Apple发明，并应用于笔记本电脑的睡眠提醒器. 一旦展示，它立即吸引了许多技术制造商效仿. 它被广泛用于各种电子产品呼吸灯效果，尤其是智能手机. 因此对其进行了研究，然后DIY了变色RGB呼吸灯. 呼吸灯实际上是一种LED灯，它在芯片的控制下从暗逐渐变暗，然后从亮逐渐变暗.

效果如下:

变色呼吸灯

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什么是呼吸灯？

呼吸灯表示在微控制器的控制下，灯光从暗逐渐变为暗，然后从暗逐渐变为暗. 光明与黑暗的节奏让人仿佛在呼吸.

2. 呼吸灯实现原理

对于成年人，平均每分钟呼吸16到18次；对于儿童，平均每分钟呼吸20次. 可以获得每次呼吸大约需要3秒钟的时间. 吸气过程为1.5s，呼气过程为1.5s.

吸气: 指数曲线上升，此过程需要1.5s

呼吸: 指数曲线减小，此过程需要1.5s

因此，实现呼吸灯有两个过程:

从暗到亮的亮度（模拟吸气过程，需要1.5s）从暗到亮的亮度（模拟呼气过程，需要1.5s）

因此，使用微控制器制造呼吸灯时，将使用频率来控制呼吸灯的呼吸时间，并使用占空比来控制灯的亮度. 即，采用PWM方法，并且使用占空比方法以固定频率改变LED亮度. 占空比为0，LED熄灭，占空比为100％，LED最亮. 因此，通过将占空比从0更改为100％，然后从100％更改为0，LED灯可以实现呼吸的特殊效果. 但是，有一个问题. 如果PWM在低占空比下线性变化，则LED的亮度会很快变化. 可以说，可以用肉眼容易辨别的亮度变化区域在占空比的5％至30％之间. 即，如果PWM线性增加，则亮度在开始时急剧变化，但是在结束时变化不明显，这导致显示效果非常差. 因此，对数调光用于使LED亮度变化的效果“视觉线性”. 人眼可以感觉到光线从暗到亮的变暗过程.

假设设计分为10个亮度级别. PWM具有255个级别: 10 = x * lg255计算为x = 4.16，然后9、8、7，... 2，1依次应用公式来计算相应的PWM值，每个级别对应一个对应的PWM值，根据此PWM值，LED的亮度平稳变化.

1.5s更改10个级别，则每个级别更改的时间间隔为0.15s，即150ms.

了解上述原理，在实际编程中，亮度级别为80级，更改间隔为20ms，这是视频中的效果.

3. 有趣的小知识

1. [人眼的视觉特性]为了实现其动态亮度范围，人眼对亮度的响应具有对数线性特性. 由于人眼对亮度的这种非线性响应，因此人眼对平均亮度较大的区域中的灰度误差不敏感.

2. 不仅视觉，而且人耳与声音也呈非线性，因此调节音量的电位器也是对数的.

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