esp8266灯上电闪一下_如何在ESP8266上实现变色呼吸灯效果？

引言

呼吸灯最早是由苹果公司发明并应用于笔记本睡眠提示上，一经展出，立刻吸引众多科技厂商争相效仿。将其广泛用于各种电子产品中，尤其是智能手机。于是研究了一下，一起来DIY一个变色RGB呼吸灯吧。呼吸灯其实是在芯片控制下，由暗渐亮，然后再由亮渐暗，模仿人呼吸方式的LED灯。

实现效果如下：变色呼吸灯https://www.zhihu.com/video/1079077606984507392

关键词：RGB变色，对数调光，呼吸灯什么是呼吸灯？

呼吸灯是指灯在微控器控制之下完成由暗到亮的逐渐变化，再由亮到暗的逐渐变化，亮暗的节奏感觉像是人在呼吸。

2. 呼吸灯实现原理

对成人而言，平均每分钟呼吸16~18次；对儿童而言，平均每分钟呼吸20次。由此可得，每次呼吸用时约3秒。吸气过程1.5s, 呼气过程1.5s。

吸气：指数曲线上升，该过程需要1.5s

呼气：指数曲线下降，该过程需要1.5s

所以要实现呼吸灯分为两个过程：亮度由暗到亮(模拟吸气过程，该过程需要1.5s )

由亮到暗(模拟呼气过程，该过程需要1.5s)

所以用微控器做呼吸灯是利用频率来控制呼吸灯的呼吸时间，用占空比来控制灯的亮度。也就是采用PWM的方式，在固定的频率下，采用占空比的方式来实现LED亮度的变化。占空比为0，LED灯不亮，占空比为100%，则LED灯最亮。所以将占空比从0到100%，再从100%到0不断变化，就可以实现LED灯实现特效呼吸。但是有一个问题，如果PWM按线性变化在低占空比时，LED的亮度变化非常快，可以说肉眼能非常容易分辨的亮度变化区域在占空比5％～30％之间就完成了，也就是如果PWM是线性增加，亮度一开始是急剧变化，到最后变化就不明显了，这样造成显示效果非常不好。所以采用对数调光，使得LED的亮度变化效果“在视觉上是线性的”。让人眼能够感受到灯由暗到亮的调光过程。

假设设计中分成10级亮度。PWM有255级： 10＝x*lg255 计算得x=4.16，然后9，8，7.....2，1反过来应用公式算出对应的PWM值，每一级对应一个相应的PWM值，按照这个PWM值变出来的LED亮度才是平顺变化的。

1.5s变化10级，则每级变化的时间间隔为0.15s也就是150ms。

理解了上述原理，在实际编程时亮度级数为80级，变化间隔20ms，也就是视频中的效果。

3. 趣味小知识

1. 【人眼视觉特性】人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。

2. 不仅是视觉，包括人耳朵对声音也是非线性的，所以调节音量的电位器也是对数的。

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