Trộn màu RGB
ba con đèn tí hon và một cái mắt dễ bị lừa

Hỏi cả lớp: đỏ trộn với lục ra màu gì? Gần như chắc chắn sẽ có em trả lời "nâu" — vì trong hộp màu vẽ đúng là như vậy. Bài này cho các em thấy ánh sáng chơi theo luật khác hẳn.

Sau bài này học sinh làm được

• Nối đúng LED RGB cathode chung, phân biệt được chân chung với ba chân màu.
• Dùng PWM ba kênh độc lập để đặt tỉ lệ ba màu cơ bản.
• Pha ra được vàng, cam, tím và trắng từ ba kênh.
• Phân biệt trộn màu cộng của ánh sáng với trộn màu trừ của thuốc nhuộm.
• Giải thích vì sao ba con đèn riêng lẻ lại cho ra cảm giác một màu duy nhất.

Bên trong là BA con LED

LED RGB không phải một con đèn đổi màu được. Bên trong là ba con LED riêng biệt — đỏ, lục, lam — đặt sát nhau trong cùng vỏ, mỗi con một chân điều khiển và một chân chung về GND.

Ba con cách nhau chưa tới một mi-li-mét, mắt người không phân giải nổi ở khoảng cách nhìn thường, nên ta thấy một đốm duy nhất mang màu tổng hợp.

Cộng chứ không phải trừ

Ý cốt lõi của bài. Ánh sáng thì cộng: thêm nguồn sáng là thêm ánh sáng, nên đỏ cộng lục ra vàng, cả ba cộng lại ra trắng. Màu vẽ thì trừ: mỗi lớp thuốc nhuộm hấp thụ bớt ánh sáng, càng trộn càng tối, nhiều màu ra nâu xám.

Ba con số ấy chính là mã màu

Mọi phần mềm đồ hoạ mô tả màu bằng đúng ba con số này, chỉ khác thang: 0–255 thay vì 0–100. Học sinh chọn màu trong phần mềm vẽ là đang làm y hệt việc vừa làm trên breadboard.

Bốn bước lắp

1. Tìm chân dài nhất của LED RGB — đó là chân chung. Nối thẳng xuống GND bằng dây đen.
2. Ba chân còn lại lần lượt qua ba điện trở 220 Ω riêng.
3. Ba dây trắng từ ba điện trở về GPIO25, GPIO26, GPIO27.
4. Chạy Bước 0 để biết chân nào ra màu nào, rồi mới ghi nhãn.

Toàn bộ mã trong bài chạy trên MicroPython 1.28 cho ESP32. Chép vào bo rồi đổi tên thành main.py là chạy mỗi lần cấp nguồn.

Bước 0 — kênh nào ra màu nào

# ------------------------------------------------------------
#  Bai 9 - Buoc 0: bat lan luot tung kenh de biet chan nao ra mau nao
# ------------------------------------------------------------
from machine import Pin
import time

R = Pin(25, Pin.OUT)
G = Pin(26, Pin.OUT)
B = Pin(27, Pin.OUT)

for chan, ten in ((R, "DO"), (G, "LUC"), (B, "LAM")):
    print("Dang bat kenh", ten)
    chan.on()
    time.sleep(1)
    chan.off()

Ba kênh sáng lần lượt kèm tên in ra màn hình. Nếu thứ tự màu không khớp, chỉ cần đổi ba con số chân trong chương trình cho khớp thực tế, không cần rút dây.

Chương trình chính — pha một màu và giữ nguyên

# ------------------------------------------------------------
#  Bai 9 - Tron mau RGB
#  Phan cung: GPIO25 -> R, GPIO26 -> G, GPIO27 -> B
#             moi chan qua mot dien tro 220 ohm
#             chan chung cua LED RGB -> GND  (loai cathode chung)
# ------------------------------------------------------------
from machine import Pin, PWM
import time

# ===== CẤU HÌNH =====
CHAN_R = 25
CHAN_G = 26
CHAN_B = 27
DO_SANG_R = 100           # % - kenh do
DO_SANG_G = 40            # % - kenh luc
DO_SANG_B = 0             # % - kenh lam
# ====================

R = PWM(Pin(CHAN_R), freq=1000)
G = PWM(Pin(CHAN_G), freq=1000)
B = PWM(Pin(CHAN_B), freq=1000)

def dat_mau(r, g, b):
    R.duty(r * 1023 // 100)
    G.duty(g * 1023 // 100)
    B.duty(b * 1023 // 100)

dat_mau(DO_SANG_R, DO_SANG_G, DO_SANG_B)

while True:
    time.sleep_ms(500)

Hàm dat_mau gói gọn cả ba phép quy đổi phần trăm sang thang phần cứng. Từ đây trở đi, học sinh chỉ cần nghĩ bằng ba con số phần trăm — đúng cách người ta nghĩ về màu.

Biến thể — chạy qua bảy màu cầu vồng

# Bien the: chay qua bay mau cau vong
from machine import Pin, PWM
import time

R = PWM(Pin(25), freq=1000)
G = PWM(Pin(26), freq=1000)
B = PWM(Pin(27), freq=1000)

def dat_mau(r, g, b):
    R.duty(r * 1023 // 100)
    G.duty(g * 1023 // 100)
    B.duty(b * 1023 // 100)

CAU_VONG = (
    (100,   0,   0),   # do
    (100,  40,   0),   # cam
    (100, 100,   0),   # vang
    (  0, 100,   0),   # luc
    (  0,  60, 100),   # lam
    (  0,   0, 100),   # cham
    ( 60,   0, 100),   # tim
)

while True:
    for r, g, b in CAU_VONG:
        dat_mau(r, g, b)
        time.sleep_ms(600)

Bảng CAU_VONG là một danh sách các bộ ba. Vòng lặp duyệt qua từng bộ và giữ mỗi màu một khoảng. Đây là lần đầu trong lộ trình học sinh gặp cấu trúc dữ liệu dạng bảng, và nó xuất hiện một cách rất tự nhiên.

Thử thay đổi bài này với AI

Em mô tả bằng tiếng Việt, hệ thống dựng thuật toán và chương trình, rồi nạp thẳng xuống ESP32 qua Wi-Fi.

Săn màu theo yêu cầu

Đây là phần thực hành thú vị nhất. Đưa cho mỗi nhóm một vật mẫu — một quả cam, một chiếc lá, một mẩu giấy màu — và yêu cầu pha cho ra đúng màu đó. Các nhóm sẽ mò từng con số, và đó chính là quá trình hiệu chuẩn bằng mắt.

Sau đó cho các em mở phần mềm vẽ trên máy tính, chọn đúng màu vật mẫu, đọc ba con số RGB trong khoảng 0–255 rồi quy đổi sang phần trăm. So hai bộ số: bộ mò bằng mắt và bộ máy tính đưa ra. Thường lệch, và bàn về vì sao lệch là một cuộc thảo luận rất đáng giá.

Danh sách kiểm trước khi coi là xong

• Bước 0 cho ba kênh sáng đúng ba màu đỏ, lục, lam.
• Đặt 100–100–0 ra màu vàng rõ ràng, không phải nâu.
• Đặt 100–100–100 ra màu trắng hoặc gần trắng.
• Đặt 0–0–0 thì đèn tắt hẳn.
• Học sinh giải thích được vì sao ánh sáng cộng còn màu vẽ trừ.

Vật lí — tổng hợp ánh sáng nhìn thấy được

Sách giáo khoa nói ánh sáng trắng là tổng hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc. Ở đây học sinh tự tay tổng hợp ra nó từ ba màu, và tự tay tách ra lại bằng cách tắt bớt kênh. Cặp thí nghiệm ngược nhau ấy làm khái niệm chắc hơn hẳn một hình vẽ.

Tin học — mã màu không còn là con số bí ẩn

Sau bài này, dãy số trong ô chọn màu của phần mềm vẽ không còn vô nghĩa. Cho học sinh viết mã màu của lá cờ Tổ quốc, của logo trường, rồi pha thử trên LED.