第 26 課：使用按鈕控制 RGB LED 顏色

本課程介紹如何使用 Arduino 以三個按鈕來控制 RGB LED 的顏色切換功能。每個按鈕分別控制 RGB LED 的紅色、綠色和藍色通道，使學生了解如何進行多個開關的連接與程式邏輯。最終實現的功能包含將多色混合產生黃、青、洋紅等不同顏色，並對電路佈局進行管理和優化，讓電路整潔、易於除錯。

課程大綱

1. 課程設置與背景介紹：
   • 使用 Arduino Uno R4 WiFi 入門學習套件，連接 Arduino Uno R4 WiFi、RGB LED 和三個按鈕開關。
   • 重溫上節課的單顆按鈕 LED 控制邏輯，並介紹此次多按鈕控制的擴展應用。
2. 硬體電路設置：
   • 按鈕開關的接線：
     • 每個按鈕的左腳連接到 GND（地線），右腳經過 10k 歐姆的上拉電阻連接到 5V 電源。
     • 每個按鈕的輸出端（右腳和上拉電阻之間）依次接到數位輸入腳位 2、3 和 4，對應紅、綠和藍色按鈕。
   • RGB LED 的接線：
     • RGB LED 的公共引腳（第二腳）接 GND，紅、綠和藍色引腳經過 1k 歐姆限流電阻分別連接到數位輸出腳位 9、10 和 11。
3. 程式邏輯設計與變數宣告：
   • 定義變數以記錄各按鈕和 RGB LED 的狀態，並設立按鈕按下狀態（butVal）、前一狀態（butValOld）及 LED 狀態（ledState）。
   • 設置每個按鈕和 LED 對應的腳位，並進行輸入輸出模式設置。
   • 透過條件判斷語句實現按鈕切換控制：每次按下並鬆開按鈕時，LED 開關狀態在開與關之間切換，達到按下紅色按鈕時亮紅燈、按綠色按鈕亮綠燈等效果。
4. 程式碼除錯與測試：
   • 驗證程式功能，逐個按下並釋放 RGB 按鈕，檢查 LED 是否能根據按鈕的切換狀態進行顏色變化。
   • 嘗試開啟多色混合（如紅與藍形成洋紅、紅與綠形成黃色、綠與藍形成青色），並展示混合顏色的效果。
5. 進階課堂作業：
   • 在現有程式基礎上進行優化，嘗試使用 analogWrite 來微調 RGB 通道亮度，以獲得更豐富的混合顏色效果（如更純的黃色、青色、白色等）。
   • 清理程式中的冗餘代碼，並優化變數命名，提高程式的可讀性與可維護性。