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假日季节来临之际,我觉得利用Arduino和全彩LED灯条制作装饰彩灯将会很有趣。这些LED不仅会亮,而且具有多种不同的颜色,能够为您带来多彩的节日气氛!

今天的电子设计技巧
估计完成时间:60分钟
所需部件

  • Arduino UNO R3
  • WS2811 5M LED 灯条 240 SMD 5050

目录

  • LED灯条简介
  • 如何连接LED灯条并接线
  • 让我们来点亮LED灯吧!

1. LED灯条简介
LED灯条(或者也称为LED灯带)与普通的LED有些不同。总体来讲,就是多个LED灯连在一起,组成一个灯条或灯带。市面上销售的LED灯条长约30 cm至5 m。
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图1  LED灯条

LED灯条有两种。第一种是灯条上的所有LED同步开/关。另一种则具有一个控制IC,可以根据输入信号逐一控制灯条上的LED灯。虽然前者拥有更多的LED灯,但是基本上跟普通LED一样只有正负极端子。而后一种LED灯条则通常具有4个和5个端子,其中包括信号线和正负极端子,如图3所示。
此外,LED灯条还有一个特点,我们可以通过切割图2中的黄色虚线来调整其长度。(但是,如果我们切断了其他部件,就无法连接正负端子了)
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图2  全彩LED灯条的规格


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图3  全彩LED灯条端子

除了图1所示的之外,市面上还有许多类型的LED灯带。如果您在网上搜索,您会搜到多种不同版本的LED灯条。
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图4   LED灯串

这一次,我们使用图4所示的LED灯串。


2. 如何连接LED灯串并接线

那么,我们现在该如何点亮全彩LED灯串呢?一个非常方便的库文件能够帮我们很容易地处理信号。您可以通过下面的链接打开页面,然后点击页面中的“Download Adafruit_NeoPixel for Arduino”按钮来下载该库。该页面还说明了库的添加方法。

Arduino库安装 – adafruit
https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/arduino-library-installation
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图5 下载Adafuit_Neopixel库

下载压缩文件之后,如果您用的是Arduino Create,请点击Libraries(库)→Import(导入)按钮,继续在Arduino Web Editor中安装。
如果您正在运行应用程序,则可以单击顶部菜单上的“Sketch”(草图),然后添加库。添加库之后,请将LED灯条连至Arduino。

这次使用的LED灯串所需电压是5V,且具有四个端子。检查文件时,除了正极和负极(GND)之外,开发板一侧还有一个信号端子和一个GND端子。由于LED的输入电压是5V,因此我想使用Arduino的5V电源。但是,LED灯条含有多个LED灯,所需电流较大,所以Arduino的5V不够用,否则Arduino将会损坏。所以,我们会准备一个外部5V电源。
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图6 全彩LED灯带原理图

3. 让我们来点亮LED灯吧!

现在,我们编写一个程序来点亮LED灯串。下面的示例代码基于
Adafruit_NeoPixel代码示例。

LED灯条的示例程序
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
  • #define PIN 6           //pin number of the signal terminal
  • #define LED_NUM 50  //number of LEDs
  • Adafruit_NeoPixel ledtape = Adafruit_NeoPixel(LED_NUM, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);  //if the control IC of the LED tape used is WS2812, the third parameter is NEO_KHZ800 and if WS2811 then NEO_KHZ400
  • void setup() {
  •   ledtape.begin();
  •   ledtape.show();   //reflects once in all OFF state
  • }
  • void loop() {
  • uint16_t i, j;
  • for(j=0; j <256; j++) {
  •    for(i=0; i < ledtape.numPixels(); i++) {
  •      ledtape.setPixelColor(i, rotateColor((((i) * 256 / ledtape.numPixels()) + j) & 255));
  •    }
  •    ledtape.show();
  •    delay(20);
  • }
  • }
  • //RGB color transition function
  • uint32_t rotateColor(byte WheelPos) {
  •   if(WheelPos < 85) {
  •    return ledtape.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
  •   } else if(WheelPos < 170) {
  •    WheelPos -= 85;
  •    return ledtape.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  •   } else {
  •    WheelPos -= 170;
  •    return ledtape.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
  •   }
  • }
  • 复制代码
    如果已经连接LED灯带并且程序运行正常,您将会看到LED灯点亮。
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    图7 LED灯串点亮

    而且,如果稍微改变一下程序,我们也可以一个接一个地点亮LED灯。

    一次点亮一个LED灯的示例程序
    #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  • #define PIN 6           //pin number of the signal terminal
  • #define LED_NUM 50  //number of LEDs
  • Adafruit_NeoPixel ledtape = Adafruit_NeoPixel(LED_NUM, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);  //if the control IC of the LED tape used is WS2812, the third parameter is NEO_KHZ800 and if WS2811 then NEO_KHZ400
  • void setup() {
  •   ledtape.begin();
  •   ledtape.show();   //reflects once in all OFF state
  • }
  • void loop() {
  •   uint16_t i, j;
  • //Set the state of all colors of the LED in minutes and light in show
  • for(i=0; i < ledtape.numPixels(); i++) {
  •    ledtape.setPixelColor(i, Wheel((((i) * 256 / ledtape.numPixels()) + j) & 255));
  •    ledtape.show();
  •    ledtape.setPixelColor(i, ledtape.Color(0,0,0));
  •    delay(20);
  •    ledtape.show();
  • }
  • }
  • //RGB color transition function
  • uint32_t rotateColor(byte WheelPos) {
  •   if(WheelPos < 85) {
  •    return ledtape.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
  •   } else if(WheelPos < 170) {
  •    WheelPos -= 85;
  •    return ledtape.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  •   } else {
  •    WheelPos -= 170;
  •    return ledtape.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
  •   }
  • }
  • 复制代码

    来源:techclass.rohm