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Zoologist 发表于 2017-6-20 21:56

Arduino 驱动LED样式的 WS2811

本帖最后由 Zoologist 于 2021-1-1 21:12 编辑

最近入手了两种特别的 WS2811，特别之处在于这次买的是LED封装的。就是说，表面上看起来是一个LED（实际上就是LED）。之前的WS281X都是下面这种5050封装的（4脚或者6脚）
常见的模块是下面这种直接焊接好的：
或者是滴胶封装好的
具体来说，一种是 WS2811 F5 。一种是 WS2811 F8。这两个型号的差别在于直径分别是5mm 和8mm （我特地测量了一下，的确如此）。
这种LED和普通的LED的差别在于它的级联方式。比如普通的RGB LED，有4个引脚，分别是Red、Green、Blue和GND。如果你想出现彩色，需要给特定的引脚电源进行混色（一般都是PWM方式）。如果你有2个这样的灯，那么需要6组PWM，如果你有n个这样的灯，在使用的时候就要有3n组 PWM来控制颜色。对于WS2811 这样的LED，级联很简单。它有一个DIN 用来接收数据，然后有一个DOUT 会将数据继续传出去。上一个LED的DOUT接到下一个的DIN即可。主控发出的数据是串行的，每个LED在接收数据的过程中它会取得最前面数据作为自己的控制，DOUT传出去其余部分。举个例子，譬如美国总统川普要求 “严禁各级党政机关公款大吃大喝”，这个精神传达给了美国省领导；认真学习重要指示之后，继续传达下去的就是“严禁公款大吃大喝”的精神；市级领导认真贯彻彻底领会之后，继续传达下去就是“严禁大吃大喝”；等到了学校级别，学校领导市级领导认真贯彻彻底领会之后要求老师就是“严禁吃喝”………引脚定义如下(特别注意：在正式安装之前，强烈建议你使用一个来进行单独实验):

下面就来使用 3个 WS2811 （需要注意供电问题，如果灯珠足够多Arduino可能会出现带不动的情况，因为Arduino输出只有200ma。使用多个灯珠的时候一定要额外供电）
程序来自Adafruit_NeoPixel 【参考1】，这个库体积很小，使用也比较简单。
#include "Adafruit_NeoPixel.h"
#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h>
#endif

#define PIN 6

#define NUM_LEDS 3

#define BRIGHTNESS 50

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_LEDS, PIN, NEO_GRBW + NEO_KHZ400);

byte neopix_gamma[] = {
    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,
    1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,2,2,
    2,3,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,5,5,5,
    5,6,6,6,6,7,7,7,7,8,8,8,9,9,9, 10,
   10, 10, 11, 11, 11, 12, 12, 13, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 16,
   17, 17, 18, 18, 19, 19, 20, 20, 21, 21, 22, 22, 23, 24, 24, 25,
   25, 26, 27, 27, 28, 29, 29, 30, 31, 32, 32, 33, 34, 35, 35, 36,
   37, 38, 39, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 50,
   51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 66, 67, 68,
   69, 70, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 79, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 89,
   90, 92, 93, 95, 96, 98, 99,101,102,104,105,107,109,110,112,114,
115,117,119,120,122,124,126,127,129,131,133,135,137,138,140,142,
144,146,148,150,152,154,156,158,160,162,164,167,169,171,173,175,
177,180,182,184,186,189,191,193,196,198,200,203,205,208,210,213,
215,218,220,223,225,228,231,233,236,239,241,244,247,249,252,255 };


void setup() {
// End of trinket special code
strip.setBrightness(BRIGHTNESS);
strip.begin();
strip.show(); // Initialize all pixels to 'off'
}

void loop() {
// Some example procedures showing how to display to the pixels:
colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 50); // Red
colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 50); // Green
colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 50); // Blue
colorWipe(strip.Color(0, 0, 0, 255), 50); // White

whiteOverRainbow(20,75,5);

pulseWhite(5);

// fullWhite();
// delay(2000);

rainbowFade2White(3,3,1);


}

// Fill the dots one after the other with a color
void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) {
for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
    strip.setPixelColor(i, c);
    strip.show();
    delay(wait);
}
}

void pulseWhite(uint8_t wait) {
for(int j = 0; j < 256 ; j++){
      for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
          strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, neopix_gamma ) );
      }
      delay(wait);
      strip.show();
      }

for(int j = 255; j >= 0 ; j--){
      for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
          strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, neopix_gamma ) );
      }
      delay(wait);
      strip.show();
      }
}


void rainbowFade2White(uint8_t wait, int rainbowLoops, int whiteLoops) {
float fadeMax = 100.0;
int fadeVal = 0;
uint32_t wheelVal;
int redVal, greenVal, blueVal;

for(int k = 0 ; k < rainbowLoops ; k ++){
   
    for(int j=0; j<256; j++) { // 5 cycles of all colors on wheel

      for(int i=0; i< strip.numPixels(); i++) {

      wheelVal = Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255);

      redVal = red(wheelVal) * float(fadeVal/fadeMax);
      greenVal = green(wheelVal) * float(fadeVal/fadeMax);
      blueVal = blue(wheelVal) * float(fadeVal/fadeMax);

      strip.setPixelColor( i, strip.Color( redVal, greenVal, blueVal ) );

      }

      //First loop, fade in!
      if(k == 0 && fadeVal < fadeMax-1) {
          fadeVal++;
      }

      //Last loop, fade out!
      else if(k == rainbowLoops - 1 && j > 255 - fadeMax ){
          fadeVal--;
      }

      strip.show();
      delay(wait);
    }

}



delay(500);


for(int k = 0 ; k < whiteLoops ; k ++){

    for(int j = 0; j < 256 ; j++){

      for(uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i++) {
            strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, neopix_gamma ) );
          }
          strip.show();
      }

      delay(2000);
    for(int j = 255; j >= 0 ; j--){

      for(uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i++) {
            strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, neopix_gamma ) );
          }
          strip.show();
      }
}

delay(500);


}

void whiteOverRainbow(uint8_t wait, uint8_t whiteSpeed, uint8_t whiteLength ) {

if(whiteLength >= strip.numPixels()) whiteLength = strip.numPixels() - 1;

int head = whiteLength - 1;
int tail = 0;

int loops = 3;
int loopNum = 0;

static unsigned long lastTime = 0;


while(true){
    for(int j=0; j<256; j++) {
      for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
      if((i >= tail && i <= head) || (tail > head && i >= tail) || (tail > head && i <= head) ){
          strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, 255 ) );
      }
      else{
          strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));
      }
      
      }

      if(millis() - lastTime > whiteSpeed) {
      head++;
      tail++;
      if(head == strip.numPixels()){
          loopNum++;
      }
      lastTime = millis();
      }

      if(loopNum == loops) return;
   
      head%=strip.numPixels();
      tail%=strip.numPixels();
      strip.show();
      delay(wait);
    }
}

}
void fullWhite() {

    for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
      strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0, 255 ) );
    }
      strip.show();
}


// Slightly different, this makes the rainbow equally distributed throughout
void rainbowCycle(uint8_t wait) {
uint16_t i, j;

for(j=0; j<256 * 5; j++) { // 5 cycles of all colors on wheel
    for(i=0; i< strip.numPixels(); i++) {
      strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));
    }
    strip.show();
    delay(wait);
}
}

void rainbow(uint8_t wait) {
uint16_t i, j;

for(j=0; j<256; j++) {
    for(i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
      strip.setPixelColor(i, Wheel((i+j) & 255));
    }
    strip.show();
    delay(wait);
}
}

// Input a value 0 to 255 to get a color value.
// The colours are a transition r - g - b - back to r.
uint32_t Wheel(byte WheelPos) {
WheelPos = 255 - WheelPos;
if(WheelPos < 85) {
    return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3,0);
}
if(WheelPos < 170) {
    WheelPos -= 85;
    return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3,0);
}
WheelPos -= 170;
return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0,0);
}

uint8_t red(uint32_t c) {
return (c >> 16);
}
uint8_t green(uint32_t c) {
return (c >> 8);
}
uint8_t blue(uint32_t c) {
return (c);
}

最终工作的视频在
https://v.qq.com/x/page/h0515l405il.html
参考：1. https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
特别注意： 5V 供电上需要一个限流电阻，例子是 75欧，这样限制电流为 5/75=66ma


如果没有的话， 单独在 Arduino 使用 F5 这种灯珠可能爆炸（嗯，就是我遇到的），F8 的话就会直接损坏（不亮了）

vegetablebird 发表于 2017-8-1 14:20

请问这句代码以及后面wheel函数的作用是什么
strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));
让灯渐变颜色？

Zoologist 发表于 2017-8-1 15:20

vegetablebird 发表于 2017-8-1 14:20
请问这句代码以及后面wheel函数的作用是什么
strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels() ...

是的 你可以直接用串口输出值看一下

loading818 发表于 2018-7-16 22:13

感谢分享，正在找这个资料。:)

花开千树 发表于 2021-1-11 17:07

想请问一下图2的灯条中，黑色8脚的是什么？这灯条具体线路跟你最后一张图有什么区别吗？

Zoologist 发表于 2021-1-11 21:25

花开千树 发表于 2021-1-11 17:07
想请问一下图2的灯条中，黑色8脚的是什么？这灯条具体线路跟你最后一张图有什么区别吗？ ...

图2 那个黑色的可能是 TM1814 芯片

https://wenku.baidu.com/view/b98521e810661ed9ac51f38f.html

他和 RGB LED 在一起 ==WS2812 这种

他们组成的模块接口和 WS2812 一样

查看完整版本: Arduino 驱动LED样式的 WS2811