Как управлять светодиодом WS2812 RGB (NeoPixel) с Arduino [Учебное пособие]: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Официальный сайт ElectropeakElectroPeak Читать дальше автора:

О программе: ElectroPeak - это универсальное место, где можно изучить электронику и воплотить свои идеи в жизнь. Мы предлагаем первоклассные руководства, которые покажут вам, как вы можете реализовывать свои проекты. Мы также предлагаем высококачественную продукцию, так что у вас будет… Подробнее об Electropeak »

Обзор

Светодиоды NeoPixel широко используются в наши дни в электронных проектах из-за их привлекательных визуальных эффектов. Эти светодиоды доступны в различных размерах и формах, а также в виде полос. В этом руководстве вы узнаете о светодиодах NeoPixel и о том, как управлять ими с помощью Arduino.

Что вы узнаете

• Что такое NeoPixel
• Почему NeoPixel
• взаимодействие NeoPixel с Arduino

Запасы

Компоненты оборудования

Светодиодный кольцевой модуль WS2812 RGB * 1

Ардуино Уно R3 * 1

Программные приложения

IDE Arduino

Шаг 1. Что такое NeoPixel?

После 1962 года, когда был изготовлен и испытан первый светодиод, это ценное изделие стало неотъемлемой частью нашей жизни. В большинстве электронных проектов вы можете найти хотя бы один одиночный светодиод. Использование светодиодов разных цветов было настолько привлекательным, что привело к производству многоцветных светодиодов или светодиодов RGB.

Светодиод RGB создает все цвета на основе трех цветов: красного, зеленого и синего. например, сочетание красного и синего дает пурпурный цвет. В этой модели каждый цвет имеет значение от 0 до 255 для каждого красного, зеленого и синего цветов. Например, это значения 255 0 255 (максимальное значение красного, максимального синего и минимального зеленого) для пурпурного. Это числовое значение выражается шестнадцатеричным кодом (2550255 = # FF00FF). На основе этой модели светодиоды RGB делают различные цвета.

Для управления каждым светодиодом RGB вам понадобятся три цифровых контакта микроконтроллера (или платы разработки, такой как Arduino). Например, если вы хотите управлять цепочкой светодиодов RGB, содержащей 60 светодиодов, для управления цветом каждого светодиода по отдельности вам потребуется 180 цифровых контактов! Поэтому вам нужно забыть об управлении каждым светодиодом по отдельности или использовать светодиоды с адресацией. Адресные светодиоды - это новое поколение светодиодов, включающее в себя микросхему контроллера в дополнение к светодиодам RGB. Эта микросхема контроллера, обычно WS2812, позволяет получить доступ к нескольким светодиодам с помощью одного цифрового вывода, назначая адрес каждому светодиоду и обеспечивая однопроводную связь. Но в отличие от простых светодиодов, эти типы светодиодов не включаются только при подаче напряжения, для них также требуется микроконтроллер. NeoPixel - это бренд адресных светодиодов Adafruit.

Шаг 2: Почему NeoPixel?

Возможность управлять каждым светодиодом в светодиодной ленте создаст отличные визуальные эффекты в ваших проектах. Но следует отметить, что в очень быстрых процессах, таких как POV, использование NeoPixels не рекомендуется. Другим важным преимуществом NeoPixels является их более низкая цена по сравнению с другими адресуемыми светодиодами. NeoPixels также доступны в кольцевой, полосовой, квадратной и круглой моделях, и вы можете выбрать подходящую модель в соответствии с вашим проектом.

Neopoxes также объединяются в цепочки, поэтому вы можете управлять несколькими NeoPixels с помощью только одной командной строки и одной линии питания.

Примечание. Для увеличения количества светодиодов NeoPixel потребуется больше ОЗУ, больше энергии и больше времени обработки, поэтому выберите наиболее оптимальный NeoPixel в соответствии с типом вашего микроконтроллера.

Шаг 3: Необходимые материалы

Шаг 4: взаимодействие NeoPixel и Arduino

Примечание. Необходимо использовать резистор для предотвращения повреждения NeoPixel и для правильной передачи данных.

Примечание. Если вы используете ленточный светодиод, содержащий большое количество светодиодов, мы рекомендуем вам установить большой конденсатор (например, 1000 мкФ) параллельно с + и - напряжения питания.

Примечание. Лучшее расстояние для подключения первого модуля NeoPixel составляет примерно 1-2 метра от платы контроллера.

Шаг 5: Пример 1: Настройка NeoPixel с помощью Arduino

В этом примере вы собираетесь включить NeoPixels и управлять цветом и интенсивностью каждого светодиода отдельно с помощью Arduino UNO. Используйте библиотеку NeoPixel Adafruit, чтобы настроить NeoPixel с Arduino.

Код Пояснение

Adafruit_NeoPixel пикселей (NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Вышеупомянутая функция определяет количество светодиодов и контактов Arduino.

pixel.begin ();

Эта функция выполняет инициализацию.

pixel.setBrightness (б);

Вышеупомянутая функция устанавливает интенсивность света. (Минимальное число - 1, максимальное - 255.)

pixel.setPixelColor (какой светодиод, какой цвет (красный, зеленый, синий));

Определяет цвет светодиодов в системе RGB после указания номера светодиода (от 0 до NUMPIXELS-1).

pixel.show ();

Отображает примененные значения.

Шаг 6: Пример 2: режим мигания NeoPixel с Arduino

В этом примере мы настроили NeoPixels в мигающем режиме. Чтобы сделать мигалку, все светодиоды должны быть включены и выключены одновременно, и они могут иметь разные цвета при включении.

Шаг 7: Пример 3: режим затухания NeoPixel с Arduino

Выцветание - один из захватывающих эффектов NeoPixels. Чем медленнее затухание, тем лучше будет эффект.

Шаг 8: Пример 4: Случайный режим NeoPixel с Arduino

В этом примере мы используем функцию random (num1, num2) для генерации и отображения случайного числа от num1 до num2 для выбора цвета и светодиода.

Шаг 9: Пример 4: режим NeoPixel Rainbow с Arduino

Одним из самых интересных инструментов в Интернете для создания эффектов на NeoPixels является NeoPixel Effects Generator, который позволяет вам указать количество светодиодов и контактов Arduino, а после создания эффектов и необходимых настроек вы можете щелкнуть по генерации кода Arduino. и скопируйте сгенерированный код в IDE. Для этого выполните следующие действия:

1. После входа на сайт нажмите «Добавить светодиодную полосу».
2. Щелкните добавленную полосу NeoPixel и укажите количество светодиодов и контактов Arduino.
3. Щелкните Добавить эффект в части цикла и выберите эффект.
4. Примените свои предпочтения в разделах «Анимация» и «Цвет».
5. Нажмите «Сгенерировать код Arduino» и скопируйте сгенерированный код в Arduino IDE.

Шаг 10: что дальше?

• Проверьте другие эффекты на своем NeoPixel.
• Попробуйте управлять NeoPixel по беспроводной сети. (Wi-Fi, Bluetooth,…)

Подобные учебники

Играйте с Fire Over WIFI! ESP8266 и NeoPixels (включая приложение для Android)