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

開發(fā)板試用精選 ? 來源:開發(fā)板試用 ? 作者:電子發(fā)燒友論壇 ? 2022-11-28 13:56 ? 次閱讀
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本文來源電子發(fā)燒友社區(qū),作者:HonestQiao, 帖子地址:https://bbs.elecfans.com/jishu_2287670_1_1.html


演示視頻(開發(fā)板體驗視頻,詳見作者原文鏈接內(nèi)容)

我最近分享的一篇文章中Debian-StarFive下的SPI驅(qū)動WS2812B炫彩燈珠中,在Linux下,通過SPI來驅(qū)動WS2812B炫彩LED燈珠,感興趣的同學(xué)可以前往了解,其中講了給WS2812B發(fā)送數(shù)據(jù)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(kuò)展功能,我們可以用第三方的擴(kuò)展庫,來很方便的控制WS2812B。
在這個分享中,使用的是Adafruit_NeoPixel,關(guān)于其詳細(xì)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(huán)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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)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(jìn)行控制。
poYBAGKvOzKAAfekAAHLPWhiNSQ025.jpg


通過1根線,發(fā)送控制數(shù)據(jù)給WS2812B,需要較高的數(shù)據(jù)發(fā)送速度,所以通常使用SPI接口發(fā)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(fù)用為SPI的MOSI,用于發(fā)送數(shù)據(jù),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(lán)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(yán)重超過DFRobot Beetle ESP32-C3的輸出電流,產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)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(fā)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(jìn)行編程了。
在具體編程之前,需要現(xiàn)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(kuò)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(shù)設(shè)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(nèi)容:
  • 串口調(diào)試信息輸出:使用較為簡單,不詳細(xì)說明,可以自己查看Arduino資料了解
  • 控制板載LED:端口為D10,根據(jù)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(fù)制代碼

傳入的參數(shù)為LED燈珠數(shù),控制引腳,以及信息傳輸?shù)念l率(不用修改)。
8*8的點陣,燈珠數(shù)為64各。
根據(jù)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(fù)制代碼



3. 設(shè)置亮度:


  1. pixels.setBrightness(20);
復(fù)制代碼

最大值為255,也就是0xff,表示最亮。

4. 設(shè)置全部燈珠的顏色:


  1. pixels.fill(0x000000);
復(fù)制代碼

直接使用6位16進(jìn)制數(shù),每兩位控制一個顏色,分別為RGB。
當(dāng)使用0x000000時,表示沒有顏色,也就是熄滅;
當(dāng)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(dāng)前燈珠顏色設(shè)置:


  1. pixels.clear();
復(fù)制代碼



6. 設(shè)置單顆燈珠的顏色:


  1. pixels.setPixelColor(idx, pixels.Color(0, 0, 0));
復(fù)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(shè)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(fù)制代碼




代碼的整體邏輯結(jié)構(gòu),也相對比較簡單,就是每次循環(huán),先熄滅上一顆燈珠,然后點亮當(dāng)前指向的燈珠,顏色使用了一定的隨機(jī)。
顯示完成后,指向下一顆燈珠;如果達(dá)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(diào)試信息:
poYBAGKvS0OAZRMQAAxqP6I6UpM599.png


具體的呈現(xiàn)效果,如視頻所示。

如果你還會一些數(shù)學(xué)函數(shù)的話,那么可以用數(shù)學(xué)函數(shù),生成心形圖案的坐標(biāo),對照到8*8點陣上,那么就能在情人節(jié),給你最心愛的Ta,表達(dá)心意了。當(dāng)然,如果不會沒關(guān)系,可以提前用紙對著8*8點陣,描繪心形圖案,記錄下對應(yīng)的LED燈珠的位置,在點亮對應(yīng)的燈珠也是可以的。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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