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发表于: 2018-11-6 21:19:15 | 显示全部楼层

在本篇文章中，我们将学习如何使用Arduino开发板控制可独立寻址的RGB LED灯或基于WS2812B的LED灯条。首先，我们通过一些基本示例阐释其工作原理，然后看一个非常酷的使用这些LED灯的Arduino项目 - DIY交互式LED咖啡桌。咖啡桌带有一颗WS2812B LED灯、用于检测物体的红外接近传感器和用于通过定制的Android应用程序控制颜色的HC-05蓝牙模块。

WS2812B LED灯是如何工作的

让我们首先仔细看看LED灯条。它由5050型RGB LED灯组成，其中集成了非常紧凑的WS2812B LED驱动器IC。

根据三个红色、绿色和蓝色LED的强度，我们可以模拟出我们想要的任何颜色。

使用这些LED灯的优点在于我们只需使用Arduino开发板上的一个引脚即可控制整个LED灯条。每个LED在每端有三个连接器接口，两个用于供电，一个用于数据。箭头表示数据流方向。前一个LED的数据输出焊盘连接到下一个LED的数据输入焊盘。我们可以将灯带切割成我们想要的任何尺寸，也可以使用电线增加LED灯距离。

How-to-Connect-WS2812B-LEDs-and-Arduino-Circuit-Schematic.png

至于供电，它们工作在5V，每个红色、绿色和蓝色LED需要大约20mA，或者在全亮度下每个LED总共60mA。请注意，当Arduino通过USB供电时，5V引脚只能处理大约400 mA的电流，当使用桶式电源连接器供电时，5V引脚可以处理大约900 mA的电流。因此，如果您使用更多LED并且它们将绘制的电流量超过上述限制，则必须使用单独的5V电源。在这种情况下，您还需要将两条地线彼此连接起来。此外，建议在Arduino和LED灯条数据引脚之间使用大约330欧姆的电阻，以降低该线路上的噪声，以及5V和地线上大约100uF的电容，以平滑电源。

示例1 - Arduino控制WS2812B LED示例

现在作为一个例子，我将使用20个LED长条，通过330欧姆电阻连接到Arduino，并使用单独的5V电源供电，如上所述。对于Arduino的编程，我们将使用FastLED库。这是一个优秀且文档齐全的库，可以轻松控制WS2812B LED。

此示例所需的组件：

● WS2812B LED灯带

● Arduino开发板

● 5V 6A直流电源

以下是第一个例子的Arduino源代码：

#include <FastLED.h>
#define LED_PIN 7
#define NUM_LEDS 20
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[14] = CRGB(85, 60, 180);
FastLED.show();
delay(500);
leds[19] = CRGB(50, 255, 20);
FastLED.show();
delay(500);
}

复制代码

代码解释：首先我们需要包括FastLED库，定义LED灯带的数据所连接的引脚，定义LED的数量，以及定义CRGB类型的数组。此类型包含LED，三个红色、绿色和蓝色通道中的每一个都有三个单字节数据成员。

在setup函数部分，我们只需要使用上面定义的参数初始化FastLED。现在在主循环中，我们可以随时控制我们的LED。使用CRGB函数，我们可以使用红色、绿色和蓝色三种参数将任何LED设置为任何颜色。为了在LED上进行更改，我们需要调用函数FastLED.show()。

示例2 - Arduino控制WS2812B LED制作动画

使用一些“for”循环，我们可以轻松制作一些动画。

以下是第二个例子的Arduino源代码：

#include <FastLED.h>
#define LED_PIN 7
#define NUM_LEDS 20
CRGB leds[NUM_LEDS];
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}
void loop() {
for (int i = 0; i <= 19; i++) {
leds[i] = CRGB ( 0, 0, 255);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 19; i >= 0; i--) {
leds[i] = CRGB ( 255, 0, 0);
FastLED.show();
delay(40);
}
}

复制代码

这里第一个“for”循环点亮所有20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20个LED，但这次是红色，反之，从最后一个LED到第一个LED。

FastLED库具有许多其他功能，可用于制作非常有趣的动画和灯光秀，因此只有您的想象力才能让您的下一个LED项目大放异彩。

电梯直达

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风筝

发表于: 2018-11-7 20:40:48 | 显示全部楼层

沙发

使用WS2812B LED的交互式LED咖啡桌

现在让我们来看看在开始时提到的DIY交互式LED咖啡桌项目。这是我与Creativity Hero的Marija之间的合作项目。

您可以查看她的网站文章，在那里她解释制作桌子的整个过程，从切割和组装木结构，到焊接和连接所有电子部件。在这里，我将解释电子部件如何工作，如何构建自定义Android应用程序和编程Arduino开发板。

以下是该项目的完整电路原理图。

Creativity-Hero-Interactive-LED-Coffee-Table-Circuit-Schematic.png

因此，该原理图由45个可寻址LED灯、45个红外接近传感器和一个HC-05蓝牙模块组成，所有这些都连接到Arduino Mega开发板。该电路由5V/6A电源供电。

该示例所需的组件：

● WS2812B LED灯带

● 红外接近传感器

● HC-05蓝牙模块

● Arduino开发板

● 5V 6A直流电源.

以下是该项目的Arduino代码，如果我们排除蓝牙颜色控制功能，可以注意到代码实际上非常简单。

#include "FastLED.h"
#define NUM_LEDS 45
#define LED_PIN 2
#define COLOR_ORDER GRB
CRGB leds[NUM_LEDS];
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS);
FastLED.setBrightness(brightness);
// Set the 45 proximity sensors pins as inputs, from digital pin 3 to pin 48
for (int pinNo = 0 + 3; pinNo <= 45 + 3; pinNo++) {
pinMode(pinNo, INPUT);
}
}
void loop() {
for (int pinNo = 0; pinNo <= NUM_LEDS-1; pinNo++) {
leds[pinNo] = CRGB( 0, 255, 0); // Set all 45 LEDs to green color
// If an object is detected on top of the particular sensor, turn on the particular led
if ( digitalRead(pinNo + 3) == LOW ) {
leds[pinNo] = CRGB( 0, 0, 255); // Set the reactive LED to bluee
}
}
FastLED.show(); // Update the LEDs
delay(20);
}

复制代码

代码描述：如前所述，首先我们需要定义基本参数，然后将45个接近传感器引脚设置为输入。

在使用单个“for”循环的主循环中，我们将所有LED设置为特定颜色，并检查接近传感器是否检测到对象。如果检测到，或者本例中为低逻辑状态，则特定的反应颜色将被设置为特定的LED。最后，使用FastLED.show()函数更新LED颜色。

要包含蓝牙色彩控制功能，我们需要添加更多代码行以及。

制作Android应用程序

以下是Android应用程序的工作原理。它由我们可以拾取颜色的调色板图像、两个检查按钮组成，我们可以从中选择是将所选颜色应用于反应LED还是背景LED，以及用于调整亮度的滑块。

Interactive-LED-Table-Custom-Build-Android-Application.jpg

如果我们看看应用程序的块，我们可以看到当我们触摸放置调色板图像的画布时会发生什么。使用.GetPixelColor块我们获取拾取颜色的红色、绿色和蓝色值，并使用蓝牙SendText块我们以文本形式将此信息发送到Arduino。

根据所选复选框，我们会发送不同的第一个字符或标记，这有助于在Arduino上接收文本时。当我们改变滑块的位置时会发生同样的情况，一个从10到100的值以文本形式发送到Arduino，前面带有标记“3”。

以下是Arduino代码：

#include <SoftwareSerial.h>
#include "FastLED.h"
#define NUM_LEDS 45
#define LED_PIN 2
#define COLOR_ORDER GRB
CRGB leds[NUM_LEDS];
SoftwareSerial Bluetooth(53, 52); // Arduino(RX, TX) - Bluetooth (TX, RX)
// Initial background color
int backR = 100;
int backG = 50;
int backB = 10;
// Initial reactive color
int reactiveR = 10;
int reactiveG = 50;
int reactiveB = 100;
int brightness = 50; // Initial brightness
String dataIn = "";
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS);
FastLED.setBrightness(brightness);
Serial.begin(38400);
Bluetooth.begin(38400); // Default baud rate of the Bluetooth module
for (int pinNo = 0 + 3; pinNo <= 45 + 3; pinNo++) {
pinMode(pinNo, INPUT);
}
}
void loop() {
if (Bluetooth.available() > 0) {
dataIn = Bluetooth.readString();
delay(20);
if (dataIn.startsWith("1")) {
delay(10);
String stringR = dataIn.substring(dataIn.indexOf("R") + 1, dataIn.indexOf("G"));
reactiveR = stringR.toInt();
String stringG = dataIn.substring(dataIn.indexOf("G") + 1, dataIn.indexOf("B"));
reactiveG = stringG.toInt();
String stringB = dataIn.substring(dataIn.indexOf("B") + 1, dataIn.indexOf("E"));
reactiveB = stringB.toInt();
}
else if (dataIn.startsWith("2")) {
String stringR = dataIn.substring(dataIn.indexOf("R") + 1, dataIn.indexOf("G"));
backR = stringR.toInt();
String stringG = dataIn.substring(dataIn.indexOf("G") + 1, dataIn.indexOf("B"));
backG = stringG.toInt();
String stringB = dataIn.substring(dataIn.indexOf("B") + 1, dataIn.indexOf("E"));
backB = stringB.toInt();
}
else if (dataIn.startsWith("3")) {
String stringBrightness = dataIn.substring(dataIn.indexOf("3") + 1, dataIn.length());
brightness = stringBrightness.toInt();
FastLED.setBrightness(brightness);
}
}
for (int pinNo = 0; pinNo <= NUM_LEDS-1; pinNo++) {
leds[pinNo] = CRGB( backR, backG, backB);
if ( digitalRead(pinNo + 3) == LOW ) {
leds[pinNo] = CRGB( reactiveR, reactiveG, reactiveB);
}
}
FastLED.show();
delay(20);
}

复制代码

代码描述：首先，我们需要定义Arduino开发板和HC-05蓝牙模块之间的串行通信，或模块所连接的引脚。在setup函数部分，我们需要设置此模块工作的波特率。然后在主循环中，使用Bluetooth.available()函数，我们检查是否有来自智能手机的传入数据。如果有，使用Bluetooth.readString()函数我们将数据作为字符串接收。然后使用.startsWith()函数检查第一个字符或标记，以此方式知道我们是否要更改反应颜色、背景或亮度。

使用.substring()函数，我们从接收的文本中提取红色、绿色和蓝色值，并将它们转换为整数。然后在下面的“for”循环中使用这些值，如前所述，它设置颜色并点亮LED。我们以同样的方式调整LED的亮度。

以上就是本教程的全部内容。如果遇到任何问题，请随时在本帖下面进行回复。

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