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【DFRobot Beetle ESP32-C3開發板試用體驗】Arduino編程控制WS2812B炫彩LED

開發板試用精選 ? 來源:開發板試用 ? 作者:電子發燒友論壇 ? 2022-11-28 13:56 ? 次閱讀

本文來源電子發燒友社區,作者:HonestQiao, 帖子地址:https://bbs.elecfans.com/jishu_2287670_1_1.html


演示視頻(開發板體驗視頻,詳見作者原文鏈接內容)

我最近分享的一篇文章中Debian-StarFive下的SPI驅動WS2812B炫彩燈珠中,在Linux下,通過SPI來驅動WS2812B炫彩LED燈珠,感興趣的同學可以前往了解,其中講了給WS2812B發送數據的具體情況。
而在DFRobot Beetle ESP32-C3的Arduino編程中,得益于Arduino IDE強大的擴展功能,我們可以用第三方的擴展庫,來很方便的控制WS2812B。
在這個分享中,使用的是Adafruit_NeoPixel,關于其詳細資料,可以查看官方頁面:Adafruit NeoPixel Library

WS2812B炫彩LED可以很靈活的組成各種實際所需要的形狀,如條帶狀、環形、點陣,單顆也可以使用。
我這次所使用的,是一塊8*8點陣的WS2812B炫彩LED點陣板:
pYYBAGKvOzCAYjsoAAGHZHxuhJ8484.jpg


背面結構如下:
poYBAGKvOzGAYobAAAC2W2vty5c595.jpg


WS2812B炫彩LED很神奇,不管是1顆LED的控制,還是上千顆LED的控制,都只需要1根數據線即可,也就是上面板子背面的DIN。
多塊這樣的單體,還能夠連接起來,前者的DOUT,連接到后者的DIN。實際上,相鄰的兩顆之間,也是這么連接的。


這款8*8的點陣板,每一顆燈珠都是可以單獨控制的,所以有先后順序,按照下面的順序進行控制。
poYBAGKvOzKAAfekAAHLPWhiNSQ025.jpg


通過1根線,發送控制數據給WS2812B,需要較高的數據發送速度,所以通常使用SPI接口發送。
查看DFRobot Beetle ESP32-C3的官方資料,了解引腳的具體定義情況:
pYYBAGJnriyAXpBwAATcwBU8gTc781.png


通過上圖,可以了解到,D6可復用為SPI的MOSI,用于發送數據,因此,可以將該引腳與WS2812B點陣板的DIN連接。

另外,WS2812B的工作電壓為5V,而每個紅色、綠色和藍色LED需要大約20mA,或者在全亮度下每個LED總共60mA,如果8*8共64顆燈珠都點到最亮,那將需要60*64=3840A的電流,這樣嚴重超過DFRobot Beetle ESP32-C3的輸出電流,產生不可預料的結果。因為 DFRobot Beetle ESP32-C3 的最大輸出電流為500 mA。
所以,使用WS2812B的時候,如果是單顆的,使用開發板自身供電,沒有問題。如果使用多顆,則一定要使用專門的外接電源
在我的這個實例中,我使用了一個USB2TTL的電源引腳,來為WS2812B點陣供電。

最終,具體的連線如下:
poYBAGKvRIyAZz87AAsCWRH7pi8878.png


做好以上連線后,就可以使用Arduino IDE進行編程了。
在具體編程之前,需要現在Arduino IDE中安裝Adafruit NeoPixel。
在Arduino IDE的庫管理界面中,搜索Adafruit NeoPixel并安裝如圖所示的擴展庫即可:
pYYBAGKvRWqAeJaIAAJnc69wlCE453.png


在了解了 Adafruit NeoPixel 的具體使用后,編寫如下的程序:
代碼文件:(源碼下載文件,見作者原文)

代碼展示:

poYBAGKvRhGASobyAAjBWCX7tmw928.png


編寫好代碼,按照以下參數設置,編譯下載,就能看到效果:
poYBAGKvR36AFAhwAAHRfMDAJeg016.png


在上述代碼中,包含了如下三個部分的內容:
  • 串口調試信息輸出:使用較為簡單,不詳細說明,可以自己查看Arduino資料了解
  • 控制板載LED:端口為D10,根據idx奇偶點亮或者熄滅
  • Adafruit NeoPixel 控制WS2812B

Adafruit NeoPixel 部分的重點如下:
1. 初始化控制實例:


  1. Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN_NEOPIXEL, NEO_GRB + NEO_KHZ800)
復制代碼

傳入的參數為LED燈珠數,控制引腳,以及信息傳輸的頻率(不用修改)。
8*8的點陣,燈珠數為64各。
根據前面了解DFRobot Beetle ESP32-C3的資料和連線,控制引腳為D6

2. 開始控制:


  1. pixels.begin();
復制代碼



3. 設置亮度:


  1. pixels.setBrightness(20);
復制代碼

最大值為255,也就是0xff,表示最亮。

4. 設置全部燈珠的顏色:


  1. pixels.fill(0x000000);
復制代碼

直接使用6位16進制數,每兩位控制一個顏色,分別為RGB。
當使用0x000000時,表示沒有顏色,也就是熄滅;
當使用0xFF0000是,表示紅色R最亮。
此處的fill,表示控制所有的燈珠,而不是控制單個。

5. 清除當前燈珠顏色設置:


  1. pixels.clear();
復制代碼



6. 設置單顆燈珠的顏色:


  1. pixels.setPixelColor(idx, pixels.Color(0, 0, 0));
復制代碼

idx表示第幾顆燈珠,從0開始;因為是8*8的點陣,所以最大值為63
而pixels.Color,分別則設置RGB三種顏色,最大為255,也就是0xff。

7. 讓燈珠真正顯示生效:


  1. pixels.show();
復制代碼




代碼的整體邏輯結構,也相對比較簡單,就是每次循環,先熄滅上一顆燈珠,然后點亮當前指向的燈珠,顏色使用了一定的隨機。
顯示完成后,指向下一顆燈珠;如果達到了最大值,則從0重新開始。

下載完成后,打開串口,也可以看到輸出的調試信息:
poYBAGKvS0OAZRMQAAxqP6I6UpM599.png


具體的呈現效果,如視頻所示。

如果你還會一些數學函數的話,那么可以用數學函數,生成心形圖案的坐標,對照到8*8點陣上,那么就能在情人節,給你最心愛的Ta,表達心意了。當然,如果不會沒關系,可以提前用紙對著8*8點陣,描繪心形圖案,記錄下對應的LED燈珠的位置,在點亮對應的燈珠也是可以的。

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