[嵌入式]【昊泽爷爷】Arduino动手做（101）---12位智能RGB彩环

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

WS2812B
是一种将控制电路和rgb芯片集成在一起的智能控制led光源。5050组件的包装。内部包括智能数字端口数据锁存和信号整形放大驱动电路。还包括精密内部振荡器和12V电压可编程恒流控制部分，有效保证了像素点光色高度一致。数据传输协议采用单NZR通信方式。像素上电复位后，DIN端口接收数据来自控制器，第一个像素收集初始24位数据，然后发送到内部数据锁存器，其他数据由内部信号整形放大电路通过DO端口发送到下一个级联像素进行整形。后对于每个像素的传输，信号要减少24位。像素采用自动整形传输技术，使像素级联数不受信号传输的限制，只取决于信号传输的速度。复位时间>280μs，中断时不会造成误复位，支持较低频率，价格低廉单片机。刷新频率更新到2kHz，画面频率低，高清摄像机无闪烁，提高出色的展示效果。LED具有驱动电压低、环保节能、亮度高、散射角大、一致性好、功率低、寿命长等优点。集成在led上的控制芯片越来越多电路简单，体积小，安装方便。





主要特点
控制电路和LED共用唯一的电源。
控制电路和RGB芯片集成在5050个组件的封装中，形成完整的可寻址像素。内置信号整形电路，对下一个驱动器进行波形整形后，确保波形不失真累积。
内置电气复位电路和失电复位电路。
三基色各像素可实现256亮度显示，完成16777216色全彩色显示，扫描频率为2kHz。
单线路级联端口传输信号。
任意两点距离不超过3米的传输信号，无任何增加电路。
刷新率为30fps时，层叠数不小于1024像素。以800Kbps的速度发送数据。
灯光颜色一致性高，性价比高。

应用
全彩模块，全彩软灯带。
LED装饰照明，室内外LED视频不规则屏幕。

名称：12位WS2812智能全彩圆盘LED模块
整体尺寸：直径7cm
芯片：WS2812B（内置于LED）
LED：5050封装RGB全彩高亮
电压：5V
端口：数字
平台：单片机(Arduino 、51单片机等)
控制方式：内置控制芯片，只需一个IO口即可控制



（1）Arduino参考开源代码

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

1、安装库：IDE-工具-管理库-搜索Adafruit_NeoPixel-安装

2、项目：点亮环形LED模块，循环快闪绿色光

3、接脚：

VCC  → 5V

GND → GND

DI  接  D7

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define PIN 7

#define MAX_LED 12

#define ADD true

#define SUB false

int val = 0;

boolean stat = ADD;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );



void setup(){

  strip.begin();        

  strip.show();        

}



void loop(){

  uint8_t i,a=0;                          

  uint32_t color = strip.Color(255, 100, 0);    

    

  while(a<17) {

    for(i=0;i<16;i++)

    {

      if(i==a) strip.setPixelColor(i, color);    

      else strip.setPixelColor(i, 0);        

    }

    strip.show();                      

    delay(20);                        

    a++;                            

  }

}

实验场景图

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

1、安装库：IDE-工具-管理库-搜索Adafruit_NeoPixel-安装

2、项目：灯环显示彩色

3、接脚：

VCC  → 5V

GND → GND

DI  接  D7

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__

#include <avr/power.h>

#endif

#define PIN 7

// Parameter 1 = number of pixels in strip

// Parameter 2 = Arduino pin number (most are valid)

// Parameter 3 = pixel type flags, add together as needed:

//  NEO_KHZ800  800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs)

//  NEO_KHZ400  400 KHz (classic 'v1' (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers)

//  NEO_GRB    Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products)

//  NEO_RGB    Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2)

//  NEO_RGBW  Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products)

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(64, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

// IMPORTANT: To reduce NeoPixel burnout risk, add 1000 uF capacitor across

// pixel power leads, add 300 - 500 Ohm resistor on first pixel's data input

// and minimize distance between Arduino and first pixel.  Avoid connecting

// on a live circuit...if you must, connect GND first.



void setup() {

  // This is for Trinket 5V 16MHz, you can remove these three lines if you are not using a Trinket

  #if defined (__AVR_ATtiny85__)

  if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);

  #endif

  // End of trinket special code

  strip.begin();

  strip.show(); // Initialize all pixels to 'off'

}



void loop() {

  // Some example procedures showing how to display to the pixels:

  //colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 50); // Red

// colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 50); // Green

  //colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 50); // Blue

//colorWipe(strip.Color(0, 0, 0, 255), 50); // White RGBW

  // Send a theater pixel chase in...

// theaterChase(strip.Color(127, 127, 127), 50); // White

  //theaterChase(strip.Color(127, 0, 0), 50); // Red

  //theaterChase(strip.Color(0, 0, 127), 50); // Blue

  rainbow(20);

  //rainbowCycle(20);

  //theaterChaseRainbow(50);

}

// Fill the dots one after the other with a color

void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) {

  for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {

  strip.setPixelColor(i, c);

  strip.show();

  delay(wait);

  }

}

void rainbow(uint8_t wait) {

  uint16_t i, j;

  for(j=0; j<256; j++) {

  for(i=0; i<strip.numPixels(); i++) {

    strip.setPixelColor(i, Wheel((i+j) & 255));

  }

  strip.show();

  delay(wait);

  }

}

// Slightly different, this makes the rainbow equally distributed throughout

void rainbowCycle(uint8_t wait) {

  uint16_t i, j;

  for(j=0; j<256*5; j++) { // 5 cycles of all colors on wheel

  for(i=0; i< strip.numPixels(); i++) {

    strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));

  }

  strip.show();

  delay(wait);

  }

}

//Theatre-style crawling lights.

void theaterChase(uint32_t c, uint8_t wait) {

  for (int j=0; j<10; j++) {  //do 10 cycles of chasing

  for (int q=0; q < 3; q++) {

    for (uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i=i+3) {

      strip.setPixelColor(i+q, c);  //turn every third pixel on

    }

    strip.show();

    delay(wait);

    for (uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i=i+3) {

      strip.setPixelColor(i+q, 0);      //turn every third pixel off

    }

  }

  }

}

//Theatre-style crawling lights with rainbow effect

void theaterChaseRainbow(uint8_t wait) {

  for (int j=0; j < 256; j++) {    // cycle all 256 colors in the wheel

  for (int q=0; q < 3; q++) {

    for (uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i=i+3) {

      strip.setPixelColor(i+q, Wheel( (i+j) % 255));  //turn every third pixel on

    }

    strip.show();

    delay(wait);

    for (uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i=i+3) {

      strip.setPixelColor(i+q, 0);      //turn every third pixel off

    }

  }

  }

}

// Input a value 0 to 255 to get a color value.

// The colours are a transition r - g - b - back to r.

uint32_t Wheel(byte WheelPos) {

  WheelPos = 255 - WheelPos;

  if(WheelPos < 85) {

  return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);

  }

  if(WheelPos < 170) {

  WheelPos -= 85;

  return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);

  }

  WheelPos -= 170;

  return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);

} 

实验项目三

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

1、安装库：IDE-工具-管理库-搜索Adafruit_NeoPixel-安装

2、项目：逐个点亮环形彩色LED

3、接脚：

VCC  → 5V

GND → GND

DI  接  D7

*/

#include <FastLED.h>

#define LED_PIN    7

#define NUM_LEDS  12

CRGB leds[NUM_LEDS];

void setup() {

  FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);

}

void loop() {

  leds[0] = CRGB(255, 0, 0);

  FastLED.show();

  delay(500);  

  

  leds[1] = CRGB(0, 255, 0);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[2] = CRGB(0, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[3] = CRGB(150, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[4] = CRGB(255, 200, 20);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[5] = CRGB(85, 60, 180);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[6] = CRGB(150, 255, 20);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[7] = CRGB(0, 50, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[8] = CRGB(255, 255, 0);

  FastLED.show();

  delay(500);  

  

  leds[9] = CRGB(20, 25, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[10] = CRGB(255, 0, 20);

  FastLED.show();

  delay(500);

  

  leds[11] = CRGB(50, 0, 55);

  FastLED.show();

  delay(500);

}

实验项目四

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

1、安装库：IDE-工具-管理库-搜索FastLED-安装

2、项目：红蓝色快扫——这里第一个“for”循环点亮所有12个蓝色LED，

从第一个LED到最后一个LED，延迟40毫秒。 下一个“for”循环再

次点亮所有12个LED，但这次是红色，反之，从最后一个LED到第一个LED。

3、接脚：

VCC  → 5V

GND → GND

DI  接  D7

*/



#include <FastLED.h>

#define LED_PIN    7

#define NUM_LEDS  12

CRGB leds[NUM_LEDS];



void setup() {

  FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);

}



void loop() {

  for (int i = 0; i <= 11; i++) {

  leds = CRGB ( 0, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(60);

  }

  for (int i = 11; i >= 0; i--) {

  leds = CRGB ( 255, 0, 0);

  FastLED.show();

  delay(40);

  }

}

实验项目五

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环

1、安装库：IDE-工具-管理库-搜索FastLED-安装

2、项目：逐个点亮不同序列的LED(可设置为任何颜色)

3、接脚：

VCC  → 5V

GND → GND

DI  接  D7

*/



#include <FastLED.h>

#define LED_PIN    7

#define NUM_LEDS  12

CRGB leds[NUM_LEDS];



void setup() {

  FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);

}



void loop() {

  leds[0] = CRGB(255, 0, 0);

  FastLED.show();

  delay(500);  

  leds[1] = CRGB(0, 255, 0);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[2] = CRGB(0, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[5] = CRGB(150, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[9] = CRGB(255, 200, 20);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[3] = CRGB(85, 60, 180);

  FastLED.show();

  delay(500);

  leds[7] = CRGB(50, 255, 20);

  FastLED.show();

  delay(500);

}

实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）

实验开源仿真编程（Linkboy V4.63）

实验项目八
Arduino参考开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百零一：12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环
  项目之八：12位环形音乐反应灯
*/

#define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
//#define FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER

#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 12
CRGB leds[NUM_LEDS];

const int ledPin = 6;
int sensorPin = 7;
boolean val = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(sensorPin, INPUT);
  Serial.begin (9600);
  FastLED.addLeds<WS2812B, ledPin, RGB>(leds, NUM_LEDS);
}

void loop () {
  val = digitalRead(sensorPin);
  Serial.println (val);
  if (val == HIGH) {
    leds[0] = CRGB(180, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[1] = CRGB(0, 180, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[2] = CRGB(0, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[3] = CRGB(150, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[4] = CRGB(180, 200, 20);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[5] = CRGB(85, 60, 180);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[6] = CRGB(50, 220, 20);
    FastLED.show();
    delay(5);
    FastLED.show();
    leds[7] = CRGB(0, 0, 250);
    FastLED.show();
    delay(5);
    FastLED.show();
    leds[8] = CRGB(240, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[9] = CRGB(0, 250, 0);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[10] = CRGB(0, 0, 255);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[11] = CRGB(220, 200, 20);
    FastLED.show();
    delay(10);
  }
  else {
    leds[12] = CRGB(150, 0, 255);
    FastLED.show();
  }
  FastLED.clear();
}

实验场景图

实验场景图 动态图
https://www.arduino.cn/data/attachment/forum/202110/08/162957oq9ih9nzzrh979s9.gif

实验视频剪辑

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTczNDcwOA==.html?firsttime=0

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