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3.3 Steuerung eines RGB-LED-Streifens

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen RGB-LED-Streifen (speziell den Typ WS2812) mit dem Raspberry Pi Pico 2 und MicroPython steuert.

Der WS2812 ist eine intelligente LED, die einen Steuerkreis und einen RGB-Chip in einem 5050-LED-Gehäuse integriert. Jede LED verfügt über einen eigenen integrierten Controller, der es uns ermöglicht, jede LED individuell über eine einzige Datenleitung zu steuern. Das bedeutet, dass wir die Farbe und Helligkeit jeder LED auf dem Streifen unabhängig ändern können.

Was Sie benötigen

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

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

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	WS2812 RGB 8-LED-Streifen	1	KAUFEN

Schaltplan

sch_ws2812

Verdrahtungsdiagramm

Seien Sie vorsichtig mit dem Stromverbrauch. Während der VBUS-Pin des Pico Strom für eine kleine Anzahl von LEDs (wie 8) liefern kann, kann die Verwendung mehrerer LEDs eine externe Stromversorgung erfordern, um eine Überlastung des Pico zu vermeiden.

Code schreiben

Bemerkung

Öffnen Sie die Datei 3.3_rgb_led_strip.py aus newton-lab-kit/micropython oder kopieren Sie den Code in Thonny, dann klicken Sie auf „Run“ oder drücken Sie F5.
Stellen Sie sicher, dass der richtige Interpreter ausgewählt ist: MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx.
Hier benötigen Sie die Bibliothek namens ws2812.py, bitte überprüfen Sie, ob sie auf den Pico hochgeladen wurde, für ein detailliertes Tutorial siehe Bibliotheken auf den Pico hochladen.

import machine
from ws2812 import WS2812

# Initialisieren des LED-Streifens
led_strip = WS2812(machine.Pin(0), 8)  # Verwendung von GP0, 8 LEDs

# Farben für jede LED einstellen
led_strip[0] = [255, 0, 0]     # Rot
led_strip[1] = [0, 255, 0]     # Grün
led_strip[2] = [0, 0, 255]     # Blau
led_strip[3] = [255, 255, 0]   # Gelb
led_strip[4] = [0, 255, 255]   # Cyan
led_strip[5] = [255, 0, 255]   # Magenta
led_strip[6] = [255, 255, 255] # Weiß
led_strip[7] = [128, 128, 128] # Grau

# Den LED-Streifen aktualisieren, um die Farben anzuzeigen
led_strip.write()

Wenn dieser Code ausgeführt wird, zeigt der mit dem Pin GP0 verbundene WS2812 LED-Streifen mit 8 LEDs folgende Farben:

LED 0: Rot (255, 0, 0)
LED 1: Grün (0, 255, 0)
LED 2: Blau (0, 0, 255)
LED 3: Gelb (255, 255, 0)
LED 4: Cyan (0, 255, 255)
LED 5: Magenta (255, 0, 255)
LED 6: Weiß (255, 255, 255)
LED 7: Grau (128, 128, 128)

Code verstehen

Bibliotheken importieren:
- machine: Bietet Zugang zu hardwarebezogenen Funktionen.
- WS2812: Die Bibliothek zur Steuerung des WS2812 LED-Streifens.
LED-Streifen initialisieren:
- led_strip = WS2812(machine.Pin(0), 8): Initialisiert den LED-Streifen, der mit Pin GP0 verbunden ist und 8 LEDs hat.
Farben einstellen:
- led_strip[0] = [255, 0, 0]: Weist jeder LED eine Farbe zu, die RGB-Werte verwendet (Rot, Grün, Blau), die von 0 bis 255 reichen.
LED-Streifen aktualisieren:
- led_strip.write(): Sendet die Farbdaten an den LED-Streifen, um die Farben anzuzeigen.

Lassen Sie uns einen fließenden Regenbogeneffekt erstellen!

Jetzt erstellen wir einen farbenfrohen fließenden Lichteffekt, indem wir zufällig Farben generieren und sie entlang des Streifens verschieben.

import machine
from ws2812 import WS2812
import utime
import urandom

# Anzahl der LEDs im Streifen
NUM_LEDS = 8

# LED-Streifen mit 8 LEDs initialisieren
led_strip = WS2812(machine.Pin(0), NUM_LEDS)

def flowing_light():
    # Farben entlang des Streifens verschieben
    for i in range(NUM_LEDS - 1, 0, -1):
        led_strip[i] = led_strip[i - 1]
    # Eine zufällige Farbe für die erste LED generieren
    led_strip[0] = [urandom.getrandbits(8), urandom.getrandbits(8), urandom.getrandbits(8)]
    # Den Streifen aktualisieren
    led_strip.write()
    # Kleine Verzögerung für eine fließende Animation
    utime.sleep_ms(100)

# Hauptzyklus
while True:
    flowing_light()

Wenn der Code ausgeführt wird, zeigt der LED-Streifen einen dynamischen fließenden Effekt mit zufälligen Farben, bei dem eine neue zufällige Farbe am Anfang eingeführt und mit jedem Zyklus zum Ende verschoben wird.

Code verstehen

Zufällige Farbgenerierung: Erzeugt eine zufällige RGB-Farbe, bei der jede Komponente von 0 bis 255 reicht.
```
[urandom.getrandbits(8), urandom.getrandbits(8), urandom.getrandbits(8)]
```
Farben verschieben: Bewegt jede LED-Farbe auf die nächste Position und erzeugt einen fließenden Effekt.
```
for i in range(NUM_LEDS - 1, 0, -1):
    led_strip[i] = led_strip[i - 1]
```
Endlosschleife: Aktualisiert kontinuierlich den LED-Streifen, um die Animation am Laufen zu halten.
```
while True:
    flowing_light()
```

Weiter experimentieren

Geschwindigkeit anpassen: Ändern Sie utime.sleep_ms(100), um den fließenden Effekt schneller oder langsamer zu machen.
Mehr LEDs: Wenn Sie einen längeren Streifen haben, ändern Sie die Zahl in WS2812(machine.Pin(0), number_of_leds) entsprechend.
Eigene Animationen: Experimentieren Sie mit verschiedenen Mustern und Farbkombinationen, um Ihre eigenen Animationen zu erstellen.

Schlussfolgerung

Sie haben erfolgreich gelernt, wie man einen RGB-LED-Streifen mit dem Raspberry Pi Pico 2 und MicroPython steuert! Dies eröffnet eine Welt von Möglichkeiten für die Erstellung atemberaubender Lichtdisplays, Stimmungsbeleuchtung oder sogar interaktiver Kunstprojekte.