如何使用Arduino控制WS2812B单独可寻址led

Arduino教程

29日评论

在本教程中，我们将学习如何使用Arduino控制可单独寻址的RGB LED或WS2812B LED条。您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程了解更多详细信息。

概述

首先我们将通过一些基本的例子来解释工作原理，然后看看真正酷的Arduino项目使用这些LED，一个DIY的互动LED咖啡桌。咖啡桌配备了WS2812B led、用于探测物体的红外近距离传感器和HC-05蓝牙模块，通过定制的Android应用程序控制颜色。这个项目实际上是我和创意英雄YouTube频道的Marija[/列]。

创意英雄LED桌

WS2812B LED的工作原理

让我们先仔细看一下LED灯带。它由5050型RGB LED组成，其中集成了非常紧凑的WS2812B LED驱动IC。

WS2812B LED驱动器IC 5050 RGB LED

根据红、绿、蓝三种led的亮度，我们可以模拟任何我们想要的颜色。

WS2812B RGB LED工作正常

这些LED的优点在于，我们只需Arduino板上的一个引脚就可以控制整个LED条带。每个LED的两端都有三个连接器，两个用于供电，一个用于数据。箭头指示数据流方向。前一个LED的数据输出板连接到下一个LED的数据输入板.我们可以将条带切割成我们想要的任何尺寸，也可以使用一些电线将LED隔开。

至于供电，他们工作在5V，每个红，绿，蓝LED绘制约20mA，或合计60mA的每个LED在全亮度。请注意，当Arduino通过USB供电时，5V引脚只能处理大约400 mA，而当使用桶电源连接器供电时，5V引脚可以处理大约900 mA。

如果您正在使用更多的LED，并且它们将消耗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相互连接。此外，建议在Arduino和LED条数据引脚之间使用约330欧姆的电阻器，以降低该线路上的噪声，并在5V和接地之间使用约100uF的电容器，以平滑电源。

Arduino和WS2812B led

示例1

现在作为一个例子，我将使用20个led长条，通过一个330欧姆电阻连接到Arduino，并使用一个独立的5V电源供电，如上所述。为Arduino编程，我们将使用FastLED图书馆. 这是一个很好的文档库，可以轻松控制WS2812B LED。

你可以从下面的链接中获得这个例子所需的组件:

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以下是第一个示例的Arduino源代码：

#包括#定义LED引脚7#定义数量LED 20个CRGB LED[数量LED]；void setup（）{FastLED.addLeds（LED，NUM_LED）；}void loop（）{LED[0]=CRGB（255，0，0）；FastLED.show（）；delay（500）；LED[1]=CRGB（0，255，0）；FastLED.show（）；delay（500）；LED[5]=CRGB（150，0，255）；fastld.show（）；delay（500）；LED[9]=CRGB（255，200，20）；FastLED.show（）；延迟（500）；发光二极管[14]=CRGB（85,60,180）；FastLED.show（）；延迟（500）；发光二极管[19]=CRGB（50255,20）；FastLED.show（）；延迟（500）；}

描述：因此，首先我们需要包含FastLED库，定义LED条数据连接到的引脚，定义LED的数量，以及定义类型为CRGB的数组。这种类型包含led，每个红色、绿色和蓝色通道都有三个一个字节的数据成员。

在设置部分中，我们只需要使用上面定义的参数初始化FastLED。现在它是主回路，我们可以随意控制LED。使用CRGB函数，我们可以使用红色、绿色和蓝色三个参数将任何LED设置为任何颜色。为了使LED发生变化，我们需要调用函数Fas.show（）。

示例2

使用一些“for”循环，我们可以很容易地制作一些动画。

Arduino和WS2812B示例2

下面是第二个示例的Arduino源代码：

#包括#定义LED_引脚7#定义NUM_LED 20个CRGB LED[NUM_LED]；无效设置（）{FastLED.addLED（LED，NUM_LED）；}void loop（）{for（int i=0；i<=19；i++）{LED[i]=CRGB（0,0255）；FastLED.show（）；delay（40 CRGB=19；i>=0；i--{LED[i]=0，delay}

在这里，第一个“for”循环点亮所有20个LED的蓝色，从第一个LED到最后一个LED有40毫秒的延迟。下一个“for”循环再次点亮所有20个LED，但这次是红色的，并且从最后一个到第一个LED的顺序相反。

FastLED库提供了许多其他功能，这些功能可以用来制作有趣的动画和灯光秀，所以只有依靠你的想象力才能让你的下一个LED项目发光。

使用WS2812B LED的交互式LED咖啡桌

现在让我们来看看我在开始提到的DIY互动LED咖啡桌项目。这是我和创意英雄的Marija的一个合作项目。

创造力英雄Interactive-LED-coffe-table

你可以查看她的网站文章，她在文章中解释了制作桌子的整个过程，从切割和组装木制结构，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，如何构建定制的Android应用程序和编程Arduino板。必威lol

这是这个项目的完整电路示意图。

创意英雄互动LED咖啡桌电路原理图

因此，该表由45个可寻址LED、45个红外接近传感器和一个HC-05蓝牙模块组成，所有这些模块都连接到Arduino超级主板。该电路由5V 6A电源供电。

你可以从下面的链接中获得这个例子所需的组件:

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相关的：如何使用RGB LED Arduino |教程

源代码

这是这个项目的Arduino代码，如果我们排除蓝牙颜色控制功能，我们可以注意到代码实际上非常简单。

#包括“FastLED.h”#定义LED数量45#定义LED引脚2#定义颜色顺序GRB CRGB LED[数量LED]；void setup（）{FastLED.addLeds（LED，NUM_LED）；FastLED.setBrightness（亮度）；//将45个接近传感器管脚设置为输入，从数字管脚3设置为（int pinNo=0+3；pinNo<=45+3；pinNo++）{pinMode（pinNo，INPUT）}}}void loop（）{for（int pinNo=0；pinNo<=NUM LED-1；pinNo++{LED[pinNo]=CRGB（0，255，0）；//将所有45个led设置为绿色//如果在特定传感器顶部检测到物体，则在以下情况下打开特定led（digitalRead（pinNo+3）=低）{led[pinNo]=CRGB（0，0，255）；//将反应led设置为蓝色}}FastLED.show（）；//更新led延迟（20）；}

Desctiopion:首先，我们需要定义基本参数，如前所述，并设置45接近传感器引脚作为输入。

在主循环中使用一个“for”循环，我们将所有led设置为特定的颜色，并检查接近传感器是否检测到一个对象。如果这是真的，或者在这种情况下是低逻辑状态，特定的活性颜色将被设置为特定的LED。最后，我们使用FastLED.show()函数更新led的颜色。

为了包括蓝牙颜色控制功能，我们需要添加更多的代码行，以及使Android应用程序。我已经有单独的教程如何使用HC-05蓝牙模块与Arduino和如何使用MIT App Inventor在线应用程序制作自己的Android应用程序，所以你可以随时查看更多细节。

以下是Android应用程序的工作原理。它包括一个调色板图像，从那里我们可以挑选颜色，两个检查按钮，从那里我们可以选择所选的颜色将应用到反应或背景led和一个调节亮度的滑块。

交互式LED表自定义构建Android应用程序

如果我们看一下应用程序的块，我们可以看到当我们触碰放置调色板图像的画布时发生了什么。使用。getpixelcolor块，我们得到所拾取颜色的红色、绿色和蓝色值，并使用蓝牙SendText块，我们以文本形式将这些信息发送到Arduino。

LED表Android应用块

根据选定的复选框，我们发送不同的第一个字符或标记，这有助于在Arduino接收文本。当我们改变滑块的位置时也会发生同样的情况，一个从10到100的值以文本的形式发送到Arduino，前面有标记“3”。

你可以下载下面的Android应用程序，以及麻省理工应用程序发明家项目文件:

偶像

DIY_反应式_LED_工作台_控制

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偶像

DIY_反应式_LED_表格_控制MIT App Inventor项目文件

1文件(年代)208.06 KB
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下面是Arduino的代码:

#include  #include "FastLED.h" #define NUM_LEDS 45 #define LED_PIN 2 #define COLOR_ORDER GRB CRGB led [NUM_LEDS];SoftwareSerial蓝牙(53个,52岁);// Arduino(RX, TX) -蓝牙(TX, RX) //初始背景颜色int backR = 100;int backG = 50;int backB = 10;//初始反应颜色int reactiveR = 10;int reactiveG = 50;int reactiveB = 100;Int亮度= 50;//初始亮度字符串dataIn = ""; void setup() { FastLED.addLeds(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); }

说明：首先我们需要定义Arduino和HC-05蓝牙模块之间的串行通信，或者模块所连接的引脚。在设置部分，我们需要设置这个模块工作的波特率。然后在主循环中使用Bluetooth.available()函数检查是否有来自智能手机的传入数据。如果这是真的，使用Bluetooth.readString()函数我们接收字符串数据。然后使用. startswith()函数检查第一个字符或标记，以这种方式知道我们是否想要改变活性颜色、背景或亮度。

使用.substring（）函数，我们从接收到的文本中提取红色、绿色和蓝色值，并将它们转换为整数。这些值随后在下面的“for”循环中使用，该循环设置颜色并点亮LED，如前所述。我们用同样的方法调整LED的亮度。

这就是本教程的全部内容。欢迎在下面的评论部分提出任何问题。

DIY自动售货机–基于Arduino的机电一体化项目

555定时器IC -工作原理，框图，电路原理图

29关于“如何使用Arduino控制WS2812B可单独寻址LED”的思考

  1. 非常好的项目，但你能告诉我哪些引脚用于红外传感器，哪些引脚用于数字我与图片混淆（灰色引脚连接和绿色引脚连接），所以你能告诉我灰色和绿色导线的正确连接…谢谢

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      • 谢谢，先生，但是你能告诉我arduino mega里哪个针是红外传感器，哪个r是数字传感器吗，我搞混了…
        示例：在arduino mega board中，我们在ir连接中连接了哪些引脚，在数字（绿线）连接中连接了哪些引脚，请在图中告诉我，因为我对这些ir和数字连接感到困惑……谢谢

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      • 因为在视频中，她连接了许多灰色和绿色的电线到arduino mega，所以你可以告诉我哪些是灰色连接，哪些是绿色连接…谢谢

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  3. 很抱歉反应太晚。问题是我们没有足够的灰色电线来安装所有的红外传感器，而对于其中一些传感器，我们使用了绿色，这可能会让你感到困惑。
    无论如何，IR输出从0到45到Arduino 3到48的数字引脚。至于led，我们只有一个引脚在使用，那就是引脚2。

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  4. 非常感谢你，先生，你们太棒了，你能通过arduino....做一个可以被我们控制的音乐播放器吗(例如:好的jarvis播放轨道我喜欢你)我将非常感谢如果你能使这种类型的项目....再次感谢先生

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  5. 您好dejan先生，您能像amazon echo那样制作谷歌辅助回音设备吗？谁能像amazon echo那样控制我们家的电器、音乐和回复？我会感谢您的……谢谢先生

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  6. 你好

    您能解释一下如何安装和使用快速发光二极管库吗？我不能让它工作，所以我不能让程序工作。

    非常感谢
    抢劫

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    • 就像我在上面的教程中解释的那样，只需要在Arduino代码中更改你正在使用的LED的数量。还要确保你有足够的电源，你需要大约4A 5V电源(60led x 60mA = 3600mA = 3.6A)。

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  8. 嗨,德扬,

    谢谢你张贴此(:
    我正在使用您的项目示例来构建一个不同的个人项目。

    我卡住了)也许你能帮我

    我试图用应用程序点亮ws2812B LED条，我使用了你的Arduino代码。
    由于我没有使用任何红外传感器，因此我从代码中删除了以下行：

    对于（int-pinNo=0+1；pinNo<=2+1；pinNo++）{
    pinMode (pinNo,输入);

    和

    for (int pinNo = 0;pinNo < = 2;pinNo + +) {
    LED[pinNo]=CRGB（backR、backG、backB）；
    如果（数字读取（pinNo+1）=低）{
    LED[pinNo]=CRGB（反应器、反应器G、反应器B）；

    但是我不能让它改变颜色。

    我想要的是:

    使用app控制WS2812B led带，无需任何输入。如果你能帮我弄清楚我迷路后Arduino代码和MIT App有哪些需要更改的地方，我将非常感激(;

    谢谢

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    • 嘿，在这种情况下，使用相同的应用程序，您只能同时将所有LED的颜色更改为相同的颜色。
      所以你仍然可以使用“reactiveR/G/B”变量来设置颜色，所以正确的，而不是你在注释中提到的代码，你可以使用一个简单的for循环来激活所有led与那些“reactiveR/G/B”变量值。喜欢的东西:
      for (int pinNo = 0;pinNo < = 45;pinNo++) {led [pinNo] = CRGB(reactivever, reactiveG, reactiveB);这应该可以工作，尽管我现在不能测试它。

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  9. 在此for循环中（第66-69行）：
    for (int pinNo = 0;pinNo < = 45;pinNo + +) {
    LED[pinNo]=CRGB（backR、backG、backB）；
    如果（数字读取（pinNo+3）=低）{
    LED[pinNo]=CRGB（反应器、反应器G、反应器B）；

    当pinNo是45时，它将尝试写入像素数据到led[45]，这是不存在的，因为NUM_LEDS是45(即。你只有[0]到[44]的led)。将数据写入不存在的像素通常会导致内存中发生不好的事情，随机像素闪烁，甚至代码执行锁定。

    为了使代码在复制和NUM_LEDS的值更改时不太可能中断，您可以考虑将for循环行更新为如下代码:
    for (int pinNo = 0;pinNo < = NUM_LEDS-1;pinNo + +) {

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  10. 你好，Dejan，关于电容类型/尺寸，我需要在WS2812b上使用5V20A的电源，5m 60leds/m:
    我向您报价”，以及一个跨5V和接地约100uF的电容器，以平滑电源”–您能否根据我的电源和led带更具体地说明电容器和wich类型应放置在何处？
    我想这是一个愚蠢的问题，但我不知道，只是开始学习，并希望完成我已经开始的。
    先谢谢你。

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    • 你好，这个电容被称为“旁路”或“去耦”电容。它用于万一有突然下降的电压，然后电路使用存储的电荷从电容器保持电压稳定。
      实际上，对于这些LED来说，这并不是很关键，但使用一个也可以。如果是5m，建议使用100-500uF左右的电压，courese的电压高于5V，所以是16V、25V、35V左右。电容器尽可能靠近LED带，其正极引脚连接到带引脚的正极引脚，负极连接到LED带引脚负极带或接地。

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  11. 你好
    首先，伟大的计划！
    你能给我解释一下子串函数是如何工作的吗？
    尤其是我不理解+1的部分。
    +1是什么意思?

    好心人

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    • 嘿,谢谢!subString函数只提取我们想要的字符串的一部分。下面是你提到的“+1”例子的意思:
      例如，我们从电话中获得的值是R255G220B123。所以用indexOf()函数我们首先定位R字符，在这里是索引1，但是我们想让字符串从下一个索引开始，或者+1，那就是索引2。另一方面，我们希望我们的字符串以G字符结尾(它不包括G字符)。因此，提取的字符串将只有255，然后可以转换成整数值。

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  12. 你好
    我喜欢你的程序和想法，但你在Banggood上链接的RGBW strip不支持FastLed。它只支持RGB条带。Adafruit Neopixel库支持RGBW和RGB条带，但是如果要使用的话，你的程序必须重写。
    我花了一些时间才弄明白。我认为RGBW带有一个错误，但与正确的库它工作良好。
    问候,SveinM

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  13. * * * *的问题
    大家好，很好的教程，我发现它真的很有趣！我对Arduino完全不熟悉，并且做了一些类似的项目。但是我有一个想法，我想尝试使用相同的LED条。bet188me

    我的问题是关于Arduino本身以及有多少不同的模块，但是对于我想要控制45个LED的类似项目，我需要Arduino MEGA吗？或者可以使用更便宜的模块（如UNO），如果需要，哪一个？

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    • 嘿,谢谢!如果你想控制45个这种类型的led, WS2812B，那么你甚至可以使用最小的Arduino, NANO或PRO MINI。为了控制这些led，你只需要Arduino上的一个数字引脚，当然还有一个专用的电源。

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  14. 嘿
    伟大的解释!但我有一个问题:

    将5V 4A电源直接连接到Arduino板的5V引脚是否有问题？我想用一个电源为LED条和板供电，但我不确定它是否会烧坏我的板…？

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  15. 你好
    非常好的项目!
    我看到了许多无限项目，并将问你，如何修改代码，以bet188me便它是可能的地址超过1个LED每个传感器。
    当做
    圭多

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