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2.7 RGB-LED-Streifen

In diesem Projekt werden wir uns in die faszinierende Welt der Steuerung von WS2812-LED-Streifen vertiefen und eine lebendige Farbdisplay zum Leben erwecken. Mit der Möglichkeit, jede LED auf dem Streifen einzeln zu steuern, können wir fesselnde Beleuchtungseffekte erzeugen, die die Sinne verzaubern.

Darüber hinaus haben wir eine spannende Erweiterung zu diesem Projekt hinzugefügt, in der wir das Reich der Zufälligkeit erkunden werden. Indem wir zufällige Farben einführen und einen fließenden Lichteffekt implementieren, können wir ein faszinierendes visuelles Erlebnis schaffen, das fesselt und verzaubert.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Set zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

ESP32 Starter Kit

320+

ESP32 Starter Kit

Sie können sie auch separat über die unten stehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

ESP32-Platine

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ESP32-Kameraerweiterung

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Überbrückungsdrähte

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WS2812 RGB 8 LEDs Leiste

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Schaltplan

../../_images/circuit_2.7_ws2812.png

Verfügbare Pins

Hier ist eine Liste der verfügbaren Pins auf dem ESP32-Platine für dieses Projekt.

Verfügbare Pins

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

Bemerkung

IO33 ist für dieses Projekt nicht verfügbar.

Der WS2812-LED-Streifen ist eine Art LED-Streifen, der ein präzises Pulsbreitenmodulations-(PWM-)Signal benötigt. Das PWM-Signal hat genaue Anforderungen sowohl in der Zeit als auch in der Spannung. Zum Beispiel entspricht ein „0“-Bit für den WS2812 einem High-Level-Puls von etwa 0,4 Mikrosekunden, während ein „1“-Bit einem High-Level-Puls von etwa 0,8 Mikrosekunden entspricht. Das bedeutet, dass der Streifen Hochfrequenzspannungsänderungen empfangen muss.

Jedoch wird mit einem 4,7K-Pull-up-Widerstand und einem 100nf-Pull-down-Kondensator an IO33 ein einfacher Tiefpassfilter erstellt. Diese Art von Schaltung „glättet“ Hochfrequenzsignale, da der Kondensator einige Zeit benötigt, um sich aufzuladen und zu entladen, wenn er Spannungsänderungen erhält. Wenn das Signal also zu schnell wechselt (d.h. hochfrequent ist), kann der Kondensator nicht mithalten. Dies führt dazu, dass das Ausgangssignal verwischt und für den Streifen unerkennbar wird.

Verdrahtung

../../_images/2.7_rgb_strip_bb.png

Code

Bemerkung

  • Öffnen Sie die Datei 2.7_rgb_strip.py, die sich im Pfad esp32-starter-kit-main\micropython\codes befindet, oder kopieren und fügen Sie den Code in Thonny ein. Klicken Sie dann auf „Aktuelles Skript ausführen“ oder drücken Sie F5, um es auszuführen.

  • Stellen Sie sicher, dass Sie den Interpreter „MicroPython (ESP32).COMxx“ in der unteren rechten Ecke ausgewählt haben.

from machine import Pin
from neopixel import NeoPixel

pin = Pin(14, Pin.OUT)   # set a pin to output to drive NeoPixels
pixels = NeoPixel(pin, 8)   # create NeoPixel driver on pin for 8 pixels

pixels[0] = [64,154,227]    # set the pixel
pixels[1] = [128,0,128]
pixels[2] = [50,150,50]
pixels[3] = [255,30,30]
pixels[4] = [0,128,255]
pixels[5] = [99,199,0]
pixels[6] = [128,128,128]
pixels[7] = [255,100,0]

pixels.write()              # write data to all pixels

Lassen Sie uns einige Lieblingsfarben auswählen und sie auf dem RGB-LED-Streifen anzeigen!

Wie funktioniert das?

  1. Im Modul neopixel haben wir verwandte Funktionen in die Klasse NeoPixel integriert.

    from neopixel import NeoPixel

  2. Verwenden Sie die Klasse NeoPixel aus dem Modul neopixel, um das Objekt pixels zu initialisieren, wobei Sie den Datenpin und die Anzahl der LEDs angeben.

    pixels = NeoPixel(pin, 8)   # create NeoPixel driver on pin for 8 pixels

  3. Stellen Sie die Farbe jeder LED ein und verwenden Sie die Methode write(), um die Daten an den WS2812-LED zu senden und seine Anzeige zu aktualisieren.

    pixels[0] = [64,154,227]    # set the pixel
pixels[1] = [128,0,128]
pixels[2] = [50,150,50]
pixels[3] = [255,30,30]
pixels[4] = [0,128,255]
pixels[5] = [99,199,0]
pixels[6] = [128,128,128]
pixels[7] = [255,100,0]

pixels.write()              # write data to all pixels

Mehr erfahren

Wir können zufällig Farben generieren und ein buntes fließendes Licht machen.

Bemerkung

  • Öffnen Sie die Datei 2.7_rgb_strip_random.py, die sich im Pfad esp32-starter-kit-main\micropython\codes befindet, oder kopieren und fügen Sie den Code in Thonny ein. Klicken Sie dann auf „Aktuelles Skript ausführen“ oder drücken Sie F5, um es auszuführen. * Stellen Sie sicher, dass Sie den Interpreter „MicroPython (ESP32).COMxx“ in der unteren rechten Ecke ausgewählt haben.

from machine import Pin
import neopixel
import time
import random

# Set the number of pixels for the running light
num_pixels = 8

# Set the data pin for the RGB LED strip
data_pin = Pin(14, Pin.OUT)

# Initialize the RGB LED strip object
pixels = neopixel.NeoPixel(data_pin, num_pixels)

# Continuously loop the running light
while True:
    for i in range(num_pixels):
        # Generate a random color for the current pixel
        color = (random.randint(0, 255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

        # Turn on the current pixel with the random color
        pixels[i] = color

        # Update the RGB LED strip display
        pixels.write()

        # Turn off the current pixel
        pixels[i] = (0, 0, 0)

        # Wait for a period of time to control the speed of the running light
        time.sleep_ms(100)

  • In der while-Schleife verwenden wir eine for-Schleife, um jedes Pixel des RGB-LED-Streifens nacheinander einzuschalten.

  • Zuerst verwenden wir die Funktion random.randint(), um eine zufällige Farbe für das aktuelle Pixel zu generieren.

  • Dann schalten wir das aktuelle Pixel mit der zufälligen Farbe ein, verwenden die Methode write() des NeoPixel-Objekts, um die Farbdaten an den RGB-LED-Streifen zu senden und seine Anzeige zu aktualisieren.

  • Schließlich schalten wir das aktuelle Pixel aus, indem wir seine Farbe auf (0, 0, 0) einstellen, und warten eine Zeit lang, um die Geschwindigkeit des Lauflichts zu steuern.