【雕爷学编程】Arduino动手做（200）---WS2812B幻彩LED灯带4

news2024/11/25 6:34:48

37款传感器与模块的提法，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，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，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）
实验二百：WS2812B幻彩LED灯带 5V全彩灯条5050灯珠内置IC炫彩单点单控软灯条模块

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知识点：WS2812B
是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据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，有效保证了像素点光的颜色高度一致。数据协议采用单线归零码的通讯方式，像素点在上电复位以后，DIN端接受从控制器传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术，使得该像素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。

主要特点
1、智能反接保护，电源反接不会损坏IC。
2、IC控制电路与LED点光源公用一个电源。
3、控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点。
4、内置信号整形电路，任何一个像素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。
5、内置上电复位和掉电复位电路。
6、每个像素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。
7、串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
8、任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
9、当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点。
10、数据发送速度可达800Kbps。
11、光的颜色高度一致，性价比高。

应用领域
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。主要应用领域，LED全彩发光字灯串，LED全彩模组， LED全彩软灯条硬灯条，LED护栏管。LED点光源，LED像素屏，LED异形屏，各种电子产品，电器设备跑马灯等。
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Arduino实验接线示意图

测试环境中可以直接使用Arduino的5V引脚直接供电，如果灯带长度过长，则需要外接电源。下为实验接线示意图。
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实验提示
1、可以在电源到地之间连接一个电容在 100uF 到 1000uF 之间的电容器，以平滑电源。
2、在 Arduino 数字输出引脚和条形数据输入引脚之间添加一个 220 或 470 Ohm 电阻器，以减少该线路上的噪声。
3、使arduino，电源和条带之间的电线尽可能短，以最大程度地减少电压损失。
4、如果您的灯条损坏且无法正常工作，请检查第一个 LED 是否损坏。如果是这样，剪掉它，重新焊接头针，它应该会再次工作。
5、WS2812 需要 5v 电源，每个 LED 在其全亮度下需要大约 60mA 电流。如果您的 LED 灯条有 30 个 LED，您需要 60mA x 30 = 1800 mA 或 1.8 Amp 电流。因此，您必须使用额定电流为 1.8 安培或更高的 5v 电源。

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百一十六：WS2812B幻彩LED灯带 5V全彩灯条5050灯珠内置IC炫彩单点单控软灯条模块
实验程序九：循环三色流水彩灯

*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）
  实验二百一十六：WS2812B幻彩LED灯带 5V全彩灯条5050灯珠内置IC炫彩单点单控软灯条模块
  实验程序九：循环三色流水彩灯
*/

#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 24
#define DATA_PIN 6
#define COLOR_ORDER GRB
#define LED_TYPE    WS2812B
#define POT A0
CRGB leds[NUM_LEDS];

int onePos = 2;
int twoPos = 2;
int shePos = 2;
byte oneDir = 0;
byte twoDir = 0;
byte sheDir = 0;

void setup() {
  FastLED.addLeds<LED_TYPE, DATA_PIN, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS);
}

void loop() {
  if (analogRead(POT) > NUM_LEDS) {
    onePos = map(analogRead(POT), 0, 524, 0, NUM_LEDS);
  }

  leds[shePos] = CRGB(255, 0, 0);
  leds[max(shePos - 1, 0)] = CRGB(255, 0, 0);
  leds[min(shePos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(255, 0, 0);

  leds[onePos] = CRGB(0, 255, 0);
  leds[max(onePos - 1, 0)] = CRGB(0, 255, 0);
  leds[min(onePos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(0, 255, 0);

  leds[twoPos] = CRGB(0, 0, 255);
  leds[max(twoPos - 1, 0)] = CRGB(0, 0, 255);
  leds[min(twoPos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(0, 0, 255);

  FastLED.show();
  delay(150);

  leds[shePos] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[max(shePos - 1, 0)] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[min(shePos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(0, 0, 0);

  leds[onePos] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[max(onePos - 1, 0)] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[min(onePos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(0, 0, 0);

  leds[twoPos] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[max(twoPos - 1, 0)] = CRGB(0, 0, 0);
  leds[min(twoPos + 1, NUM_LEDS - 1)] = CRGB(0, 0, 0);

  FastLED.show();

  if (oneDir == 0) {
    onePos += 3;
    if (onePos >= NUM_LEDS) {
      onePos = NUM_LEDS;
      oneDir = 1;
    }
  }
  else {
    if (oneDir == 1) {
      onePos -= 2;
      if (onePos <= 0) {
        onePos = 0;
        oneDir = 0;
      }
    }
  }

  if (sheDir == 0) {
    shePos += 3;
    if (shePos >= NUM_LEDS) {
      shePos = NUM_LEDS;
      sheDir = 1;
    }
  }
  else {
    if (sheDir == 1) {
      shePos -= 2;
      if (shePos <= 0) {
        shePos = 0;
        sheDir = 0;
      }
    }
  }

  if (twoDir == 0) {
    twoPos += 2;
    if (twoPos >= NUM_LEDS) {
      twoPos = NUM_LEDS;
      twoDir = 1;
    }
  }
  else {
    if (twoDir == 1) {
      twoPos -= 2;
      if (twoPos <= 0) {
        twoPos = 0;
        twoDir = 0;
      }
    }
  }
}