Problem with RGB LED color fader sketch

CWashburn · December 24, 2014, 1:33am

I'm trying to design a multiplexed RGB LED string fades through colors. The circuit consists of an arduino uno, arduino nano, 3 ULN2003A drivers, 20 LEDs, and a few resistors. My idea was for the uno to fade through some color sequences using an array of variables, and translate them into PWM values while syncronizing with the nano. The nano would sequentially turn on each of the LEDs with the help of the ULN2003A drivers and send a syncronization signal over I2C, which would tell the uno to switch to the next color set for that LED. I"m using a quite large array for the color sequence (3 x 255 bytes!), so I put the array in the program memory because I think it's to large for the RAM.

It seems that the multiplexing sketch for the nano works correctly, but the sketch for the uno doesn't increment the color. I tried it without the I2C communication, and printed the real-time PWM values to the serial monitor, but they appeared random.

Grumpy_Mike · December 24, 2014, 3:36am

Not all pins are capable of producing PWM that might be your problem.

Otherwise post you schematic and code.

CWashburn · December 24, 2014, 7:36pm

Sorry for not including the code . It said my message was longer than 9000 characters.

Here's the global variables and the first part of the array for the uno:

#include <avr/pgmspace>

byte thisB = 0;
byte thisG = 0;
byte thisR = 0;
byte x = 0;

const byte red = 9;
const byte green = 11;
const byte blue = 10;
const byte numLEDs = 20;

const byte repeats = 3; //        <-------------------[ Change this line to the number of milliseconds you want between color updates ]--------------------<

const byte mag = 1;//               <-------------------[ Change this line to alter how fast the color changes ]----------------------------------------------<

byte colorValues[20][3] = { 
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0, 
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0,
                            0, 0, 0, 
};

const byte sequence[3][765] PROGMEM = {
 
 {
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0 ,  0, 
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,   10,  11,  12,  13,  14,  15,  16,  17,  18,  19,  20,  21,  22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  29,  30,  31,  32,  33,  34,  35,  36,  37,  38,  39, 
    40,  41,  42,  43,  44,  45,  46,  47,  48,  49,  50,  51,  52,  53,  54,  55,  56,  57,  58,  59,  60,  61,  62,  63,  64,  65,  66,  67,  68,  69,  70,  71,  72,  73,  74,  75,  76,  77,  78, 
    79,  80,  81,  82,  83,  84,  85,  86,  87,  88,  89,  90,  91,  92,  93,  94,  95,  96,  97,  98,  99,  100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117,
    118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 
    157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195,
    196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234,
    235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253, 254, 254, 253, 252, 251, 250, 249, 248, 247, 246, 245, 244, 243, 242, 241, 240, 239, 238, 237, 236, 
    235, 234, 233, 232, 231, 230, 229, 228, 227, 226, 225, 224, 223, 222, 221, 220, 219, 218, 217, 216, 215, 214, 213, 212, 211, 210, 209, 208, 207, 206, 205, 204, 203, 202, 201, 200, 199, 198, 197,
    196, 195, 194, 193, 192, 191, 190, 189, 188, 187, 186, 185, 184, 183, 182, 181, 180, 179, 178, 177, 176, 175, 174, 173, 172, 171, 170, 169, 168, 167, 166, 165, 164, 163, 162, 161, 160, 159, 158, 
    157, 156, 155, 154, 153, 152, 151, 150, 149, 148, 147, 146, 145, 144, 143, 142, 141, 140, 139, 138, 137, 136, 135, 134, 133, 132, 131, 130, 129, 128, 127, 126, 125, 124, 123, 122, 121, 120, 119,
    118, 117, 116, 115, 114, 113, 112, 111, 110, 109, 108, 107, 106, 105, 104, 103, 102, 101, 100, 99,  98,  97,  96,  95,  94,  93,  92,  91,  90,  89,  88,  87,  86,  85,  84,  83,  82,  81,  80, 
    79,  78,  77,  76,  75,  74,  73,  72,  71,  70,  69,  68,  67,  66,  65,  64,  63,  62,  61,  60,  59,  58,  57,  56,  55,  54,  53,  52,  51,  50,  49,  48,  47,  46,  45,  44,  43,  42,  41,
    40,  39,  38,  37,  36,  35,  34,  33,  32,  31,  30,  29,  28,  27,  26,  25,  24,  23,  22,  21,  20,  19,  18,  17,  16,  15,  14,  13,  12,  11,  10,  9,   8,   7,   6,   5,   4,   3,   2,  
    1,   0
  },

CWashburn · December 24, 2014, 7:38pm

And here's the rest of the array for the uno:

//--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
     
  {
    0,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,   10,  11,  12,  13,  14,  15,  16,  17,  18,  19,  20,  21,  22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  29,  30,  31,  32,  33,  34,  35,  36,  37,  38, 
    39,  40,  41,  42,  43,  44,  45,  46,  47,  48,  49,  50,  51,  52,  53,  54,  55,  56,  57,  58,  59,  60,  61,  62,  63,  64,  65,  66,  67,  68,  69,  70,  71,  72,  73,  74,  75,  76,  77, 
    78,  79,  80,  81,  82,  83,  84,  85,  86,  87,  88,  89,  90,  91,  92,  93,  94,  95,  96,  97,  98,  99,  100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 
    117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155,
    156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 
    195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233,
    234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253, 254, 254, 253, 252, 251, 250, 249, 248, 247, 246, 245, 244, 243, 242, 241, 240, 239, 238, 237,
    236, 235, 234, 233, 232, 231, 230, 229, 228, 227, 226, 225, 224, 223, 222, 221, 220, 219, 218, 217, 216, 215, 214, 213, 212, 211, 210, 209, 208, 207, 206, 205, 204, 203, 202, 201, 200, 199, 198,
    197, 196, 195, 194, 193, 192, 191, 190, 189, 188, 187, 186, 185, 184, 183, 182, 181, 180, 179, 178, 177, 176, 175, 174, 173, 172, 171, 170, 169, 168, 167, 166, 165, 164, 163, 162, 161, 160, 159,
    158, 157, 156, 155, 154, 153, 152, 151, 150, 149, 148, 147, 146, 145, 144, 143, 142, 141, 140, 139, 138, 137, 136, 135, 134, 133, 132, 131, 130, 129, 128, 127, 126, 125, 124, 123, 122, 121, 120, 
    119, 118, 117, 116, 115, 114, 113, 112, 111, 110, 109, 108, 107, 106, 105, 104, 103, 102, 101, 100, 99,  98,  97,  96,  95,  94,  93,  92,  91,  90,  89,  88,  87,  86,  85,  84,  83,  82,  81, 
    80,  79,  78,  77,  76,  75,  74,  73,  72,  71,  70,  69,  68,  67,  66,  65,  64,  63,  62,  61,  60,  59,  58,  57,  56,  55,  54,  53,  52,  51,  50,  49,  48,  47,  46,  45,  44,  43,  42, 
    41,  40,  39,  38,  37,  36,  35,  34,  33,  32,  31,  30,  29,  28,  27,  26,  25,  24,  23,  22,  21,  20,  19,  18,  17,  16,  15,  14,  13,  12,  11,  10,  9,   8,   7,   6,   5,   4,   3, 
    2,   1,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0 ,  0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    0,   0
  },

 //-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  {
    254, 253, 252, 251, 250, 249, 248, 247, 246, 245, 244, 243, 242, 241, 240, 239, 238, 237, 236, 235, 234, 233, 232, 231, 230, 229, 228, 227, 226, 225, 224, 223, 222, 221, 220, 219, 218, 217, 216,
    215, 214, 213, 212, 211, 210, 209, 208, 207, 206, 205, 204, 203, 202, 201, 200, 199, 198, 197, 196, 195, 194, 193, 192, 191, 190, 189, 188, 187, 186, 185, 184, 183, 182, 181, 180, 179, 178, 177,
    176, 175, 174, 173, 172, 171, 170, 169, 168, 167, 166, 165, 164, 163, 162, 161, 160, 159, 158, 157, 156, 155, 154, 153, 152, 151, 150, 149, 148, 147, 146, 145, 144, 143, 142, 141, 140, 139, 138,
    137, 136, 135, 134, 133, 132, 131, 130, 129, 128, 127, 126, 125, 124, 123, 122, 121, 120, 119, 118, 117, 116, 115, 114, 113, 112, 111, 110, 109, 108, 107, 106, 105, 104, 103, 102, 101, 100, 99, 
    98,  97,  96,  95,  94,  93,  92,  91,  90,  89,  88,  87,  86,  85,  84,  83,  82,  81,  80,  79,  78,  77,  76,  75,  74,  73,  72,  71,  70,  69,  68,  67,  66,  65,  64,  63,  62,  61,  60, 
    59,  58,  57,  56,  55,  54,  53,  52,  51,  50,  49,  48,  47,  46,  45,  44,  43,  42,  41,  40,  39,  38,  37,  36,  35,  34,  33,  32,  31,  30,  29,  28,  27,  26,  25,  24,  23,  22,  21,
    20,  19,  18,  17,  16,  15,  14,  13,  12,  11,  10,  9,   8,   7,   6,   5,   4,   3,   2,   1,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,    
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0 ,  0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,     
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,    
    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,   10,  11,  12,  13,  14,  15,  16,  17,  18, 
    19,  20,  21,  22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  29,  30,  31,  32,  33,  34,  35,  36,  37,  38,  39,  40,  41,  42,  43,  44,  45,  46,  47,  48,  49,  50,  51,  52,  53,  54,  55,  56,  57, 
    58,  59,  60,  61,  62,  63,  64,  65,  66,  67,  68,  69,  70,  71,  72,  73,  74,  75,  76,  77,  78,  79,  80,  81,  82,  83,  84,  85,  86,  87,  88,  89,  90,  91,  92,  93,  94,  95,  96, 
    97,  98,  99,  100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135,
    136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174,
    175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213,
    214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252,
    253, 254
  
  } 
   
};

[/code]

CWashburn · December 24, 2014, 7:42pm

Finally, here's the setup and the loop for the uno:

void setup(){
  
  TCCR1B = (TCCR1B & B11111000) | 0x01;  // changes the PWM frequency to ~ 31 kHz
  TCCR2B = (TCCR2B & B11111000) | 0x01;
  
}
  
  void loop(){
  
    for(byte indexLED = 0; indexLED < numLEDs; indexLED++){
      colorValues[indexLED][0] = sequence[0][thisR];
      colorValues[indexLED][1] = sequence[1][thisG];
      colorValues[indexLED][2] = sequence[2][thisB];
      thisR += mag;
      thisG += mag;
      thisB += mag;
      for(byte y = 0; y < repeats; y++){
        writeColors();
        
       }
     }
   for(byte indexLED = numLEDs - 1; indexLED >= 0; indexLED--){
       colorValues[indexLED][0] = sequence[0][thisR];
       colorValues[indexLED][1] = sequence[1][thisG];
       colorValues[indexLED][2] = sequence[2][thisB];
       thisR += mag;
       thisG += mag;
       thisB += mag; 
        
       for(byte y = 0; y < repeats; y++){
         writeColors();
      }
    }
  }      



void writeColors(){ 
  
for(byte x = 0; x < numLEDs; x++){
  
  while(!digitalRead(8)){
  }
  analogWrite(red, colorValues[x][0]);
  analogWrite(green, colorValues[x][1]);
  analogWrite(blue, colorValues[x][2]);
  
  }
}

And the code for the nano:

const byte syncpin = 13;
const byte numLEDs = 20;
const byte pin[20] = { 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, A7, A6, A5, A4, A3, A2, A1, A0};
byte j = 0;
byte i;

void setup(){
  
  for(int i = 0; i < 5; i++){
    pinMode(pin[i], OUTPUT);
    digitalWrite(pin[i], LOW);
  }
  pinMode(syncpin, OUTPUT);
  digitalWrite(syncpin, LOW);
}

void loop(){
   
   if(j == numLEDs){
     i = numLEDs - 1;
     j = 0;
     
   }
   
   else{
     i = j - 1;
   }
   
   digitalWrite(syncpin, HIGH);
   delayMicroseconds(10);
   digitalWrite(syncpin, LOW);
   delayMicroseconds(10);
   digitalWrite(pin[j], HIGH);
   digitalWrite(pin[i], LOW);
   delayMicroseconds(980);
     
   j++;
}

Thanks for understanding ;D

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