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Arduino 驱动LED样式的 WS2811

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发表于 2017-6-20 21:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
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)

image001.png
常见的模块是下面这种直接焊接好的:
image002.jpg

或者是滴胶封装好的
image003.jpg

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 8mm (我特地测量了一下,的确如此)。
image004.jpg

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RedGreenBlueGND。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6PWM,如果你有n个这样的灯,在使用的时候就要有3n 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LEDDOUT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):

image005.png
下面就来使用 3 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)

image006.jpg
程序来自Adafruit_NeoPixel 【参考1】,这个库体积很小,使用也比较简单。

[kenrobot_code]#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[j] ) );
        }
        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[j] ) );
        }
        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[j] ) );
          }
          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[j] ) );
          }
          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);
}
[/kenrobot_code]

最终工作的视频在

https://v.qq.com/x/page/h0515l405il.html
参考:

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
O1CN01mu8r3C1dwRaQL1e1F_!!3044193800.jpg

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)





Adafruit_NeoPixel.zip

39.32 KB, 下载次数: 133

发表于 2017-8-1 14:20 | 显示全部楼层
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?
 楼主| 发表于 2017-8-1 15:20 | 显示全部楼层
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
发表于 2018-7-16 22:13 | 显示全部楼层
感谢分享,正在找这个资料。
发表于 2021-1-11 17:07 | 显示全部楼层
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?
 楼主| 发表于 2021-1-11 21:25 | 显示全部楼层
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
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