【雕爷学编程】Arduino动手做（124）---24位WS2812环形灯板

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）
实验一百二十四：24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯圆形开发板

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WS2812

是在寻求一种简单，可扩展和经济实惠的全彩LED的最新进展。红色，绿色和蓝色LED与驱动器芯片一起集成到通过单线控制的微小表面贴装封装中。它们可以单独使用，链接成更长的字符串或组装成更有趣的形状因数。基于WS2812的 LED 驱动器，使用单线控制协议，可分别寻址RGB彩色像素和色带。专用LED驱动器芯片的到来带来了可喜的缓解，减轻了微控制器的繁琐工作，使人们可以专注于应用与创造。

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该24位WS2812环形灯板包含24个可单独寻址的RGB LED，这些LED以紧密间隔排列，所有这些均可通过微控制器的单个数字输出进行控制。该环的外径为2.6英寸（66毫米），可以将多个环链接在一起，使其非常适合为小型机器人或可穿戴电子项目增加光泽。

功能和规格

24个可单独寻址的RGB LED（基于SK6812-或WS2812B的NeoPixels）

圆形外径2.6英寸（66毫米），内径2.05英寸（52.5毫米）

24位色彩控制（每通道8位PWM）；每像素1680万种颜色

单线数字控制接口

工作电压：5 V

每个RGB LED在5 V时消耗大约50 mA的电流，红色，绿色和蓝色在全亮度下（环最大为1.2 A）

多个24位WS2812环形灯板可链接在一起

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24位WS2812 5050 RGB LED智能全彩RGB灯环开发板

直径：86mm ,

重量：6g ,

电压：DC4-7V范围供电,

通信接口：单线通讯

LED驱动芯片WS2812(集成在LED里面）

智能反接保护，电源反接不会损坏IC。

IC控制电路与LED点光源公用一个电源。

控制电路与RGB晶片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控图元点。

内置信号整形电路，任何一个图元点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加。

内置上电重定和掉电重定电路。

每个图元点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。

串列级联介面，能通过一根信号线完成资料的接收与解码。

任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。

当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点。

资料发送速度可达800Kbps。

光的颜色高度一致，性价比高。

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5050高亮LED，内置控制芯片，仅需1个IO口即可控制多个LED

芯片内置整形电路，信号畸变不会累计，稳定显示

三基色256级亮度调剂，16万色真彩显示效果，扫描频率不低于400Hz/S

串行连级接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码

高亮LED，光色亮度一致性高

两端有连级接口(DIN DOUT)，可以串接

WS2813B是一个集控制电路与发光电路于一体的智慧外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个图元点。图元点内部包含了智慧数位介面资料锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部振荡器和12V高压可编程定电流控制部分，有效保证了图元点光的颜色高度一致。

资料协定采用单线归零码的通讯方式，图元点在上电重定以后，DIN端接受从控制器传输过来的资料，首先送过来的24bit资料被第一个图元点提取后，送到图元点内部的资料锁存器，剩余的资料经过内部整形处理电路整形放大后通过DO埠开始转发输出给下一个级联的图元点，每经过一个图元点的传输，信号减少24bit。图元点采用自动整形转发技术，使得该图元点的级联个数不受信号传送的限制，仅仅受限信号传输速度要求。

LED具有低电压驱动，环保节能，亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超长寿命等优点。将控制电路集成于LED上面，电路变得更加简单，体积小，安装更加简便。
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连接：LED环具有四个连接点。

标为GND的引脚为接地引脚，应连接至控制LED的微控制器的接地引脚，也应连接至电源的负极。

标有PWR + 5V的引脚是电源输入引脚，应连接到合适的电源。5 V的输入电压用于为环供电，当以全亮度输出白色时，环上的每个LED在5 V时可消耗高达50 mA的电流。这意味着该环最多可吸收约1.2 A电流。

标为“ 数据输入 ”的引脚是一个输入，用于接收控制LED的信号。该引脚应连接至基于SK6812 / WS281x的LED产品的微控制器输出引脚或信号输出引脚。

标有“ 数据输出 ”的引脚是可选的。它可以连接到另一个基于SK6812 / WS281x的LED产品的数据输入引脚，以形成一条链。

我们的0.1英寸排针可以用来连接环的四个针，也可以将导线直接焊接到板上。环并不与任何标头销或连接器发货。

如果在使用NeoPixels时未采取适当的预防措施，则很容易损坏它们。通常，对于基于SK6812 / WS2812B的产品，建议在接地线和电源线之间添加至少10 F的电容器，并在微控制器和信号输入引脚之间添加100Ω至1000Ω的电阻。

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模块参考电原理图

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Arduino实验接线示意图

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Arduino实验开源代码

/*

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

实验一百二十四：24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯 圆形开发板

项目一：循环点亮24位绿色LED

Module   UNO

VCC  ——  5V

GND ——  GND

DI  ——  D6

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__

#include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket

#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?

#define PIN    6 // On Trinket or Gemma, suggest changing this to 1

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?

#define NUMPIXELS 24 // Popular NeoPixel ring size

// When setting up the NeoPixel library, we tell it how many pixels,

// and which pin to use to send signals. Note that for older NeoPixel

// strips you might need to change the third parameter -- see the

// strandtest example for more information on possible values.

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

#define DELAYVAL 300 // Time (in milliseconds) to pause between pixels



void setup() {

 // These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz.

 // Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it):

#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)

 clock_prescale_set(clock_div_1);

#endif

 // END of Trinket-specific code.

 pixels.begin(); // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)

}



void loop() {

 pixels.clear(); // Set all pixel colors to 'off'

 // The first NeoPixel in a strand is #0, second is 1, all the way up

 // to the count of pixels minus one.

 for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { // For each pixel...

  // pixels.Color() takes RGB values, from 0,0,0 up to 255,255,255

  // Here we're using a moderately bright green color:

  pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0, 150, 0));

  pixels.show();  // Send the updated pixel colors to the hardware.

  delay(DELAYVAL); // Pause before next pass through loop

 }

}

Arduino实验场景图

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Arduino实验开源代码之二

/*

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

实验一百二十四：24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯 圆形开发板

 项目二：循环快扫24位红绿蓝色LED流水灯

 Module   UNO

 VCC  ——  5V

 GND ——  GND

 DI  ——  D6

*/



#include <FastLED.h>

#define LED_PIN   6

#define NUM_LEDS  24

CRGB leds[NUM_LEDS];



void setup() {

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

}



void loop() {

 for (int i = 0; i <= 23; i++) {

  leds = CRGB ( 0, 0, 255);

  FastLED.show();

  delay(40);

 }

 for (int i = 0; i <= 23; i++) {

  leds = CRGB ( 255, 0, 0);

  FastLED.show();

  delay(40);

 }

 for (int i = 0; i <= 23; i++) {

  leds = CRGB ( 0, 255, 0);

  FastLED.show();

  delay(40);

 }

}

Arduino实验场景图

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实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）

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实验开源仿真编程（Linkboy V4.62）

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Arduino实验开源代码

/*

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

实验一百二十四：24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯 圆形开发板

 项目之十七：WS2812FX库最简单的点亮形式

*/



#include <WS2812FX.h> //导入库

#define LED_COUNT 24 //WS2812B LED数量

#define LED_PIN  6 //WS2812B LED接脚

WS2812FX ws2812fx = WS2812FX(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);



void setup() {

 ws2812fx.init(); //初始化

 ws2812fx.setBrightness(35); //设置亮度（0-255）,可以控制总电流（重要！）

 ws2812fx.setSpeed(100); // 设置速度

 ws2812fx.setMode(FX_MODE_FIREWORKS_RANDOM);// 设置模式(内置63种模式)

 ws2812fx.start(); //启动

}



void loop() {

 ws2812fx.service(); //循环运行

}