【雕爷学编程】Arduino动手做（138）---64位WS2812点阵屏模块- Makelog(造物记)

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百三十八：64位 WS2812B8*8 xRGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏

知识点：WS2812B

是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部振荡器和12V高压可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。

数据协议采用单线归零码的通讯方式，像素点在上电复位以后，DIN端接受从控制器传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术，使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制，仅仅受限信号传输速度要求。

LED具有低电压驱动，环保节能，亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超长寿命等优点。将控制电路集成于LED上面，电路变得更加简单，体积小，安装更加简便。

WS2812B主要特点

智能反接保护，电源反接不会损坏IC。

IC控制电路与LED点光源公用一个电源。

控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点。

内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加。

内置上电复位和掉电复位电路。

每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。

串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码。

任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。

当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点。

数据发送速度可达800Kbps。

光的颜色高度一致，性价比高。

主要应用领域

LED全彩发光字灯串,LED全彩模组， LED全彩软灯条硬灯条,LED护栏管。

LED点光源,LED像素屏,LED异形屏，各种电子产品，电器设备跑马灯。

WS2812全彩矩阵LED模块（64位灯珠）
尺寸：6.5*6.5cm
芯片：WS2812B（内置于LED）
LED：5050封装RGB全彩高亮
电压：5V
端口：数字
平台：Arduino 单片机
控制方式：内置控制芯片，只需一个IO口即可控制

模块参考电原理图

实验涉及到的几个WS2812B相关库

安装FastLED库，工具—管理库—搜索FastLED—安装

安装NeoPixel库，工具—管理库—搜索NeoPixel—安装

安装Adafruit_NeoPixel库，

下载https://learn.adafruit.com/adafr ... ibrary-installation

Arduino实验开源代码

代码

/*

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实验一百三十八：64位 WS2812B8*8 xRGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏

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 程序之一：简单蓝色流水灯

 实验接线

 Module  UNO

 VCC —— 3.3V

 GND —— GND

 DI —— D6

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__

#include <avr/power.h> //16兆赫Adafruit饰品所需

#endif

// Arduino上的哪个插脚与NeoPixels相连？

#define PIN    6

// Arduino上有多少个LED？

#define NUMPIXELS 64

Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

#define DELAYVAL 30 //像素之间暂停的时间（毫秒）

void setup() {

#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)

 clock_prescale_set(clock_div_1);

#endif

 // 特定代码结束

 pixels.begin(); // 初始化neopxel strip对象（必需）

}

void loop() {

 pixels.clear(); //将所有像素颜色设置为“关闭”

 //一串中的第一个新混合物是0，第二个是1，一直往上

 //像素数减1

 for (int i = 0; i < NUMPIXELS; i++) { // 对于每个像素......

  //Color（）接受RGB值，从0，0，0到255，255，255

  //这里我们使用的是中等明亮的蓝色：

  pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0, 0, 150));

  pixels.show();  // 将更新的像素颜色发送到硬件

  delay(DELAYVAL); // 在下一个通过循环之前暂停

 }

}

Arduino实验场景图

Arduino实验开源代码

粉色单灯流水灯

代码

/*

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 程序之二：粉色单灯流水灯

 实验接线

 Module  UNO

 VCC —— 3.3V

 GND —— GND

 DI —— D6

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define PIN 6

#define MAX_LED 64

#define ADD true

#define SUB false

int val = 0;

boolean stat = ADD;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );

void setup()

{

 strip.begin();      //初始化Adafruit_NeoPixel；

 strip.show();      //显示所有LED为关状态;

}

void loop()

{

 uint8_t i,a=0;                     

 uint32_t color = strip.Color(0, 150, 150);     //选择所显示的颜色

 while(a<65)

 {

   for(i=0;i<64;i++)

   {

    if(i==a) strip.setPixelColor(i, color);   //第几个LED点亮;

    else strip.setPixelColor(i, 0);       //使其他LED全灭;

   }

    strip.show();                //是LED显示所选的颜色;

    delay(50);                  //延时50ms；

    a++;                     

 }

}

Arduino实验开源代码

四色交替流水灯

代码

/*

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 程序之三：四色交替流水灯

 实验接线

 Module  UNO

 VCC —— 3.3V

 GND —— GND

 DI —— D6

*/



#include <FastLED.h>

#define LED_PIN   6

#define NUM_LEDS  64

CRGB leds[NUM_LEDS];

void setup() {

 FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);

}

void loop() {

 for (int i = 0; i <= 63; i++) {

  leds = CRGB ( 0, 0, 200);

  FastLED.show();

  delay(33);

 }

 for (int i = 63; i >= 0; i--) {

  leds = CRGB ( 89, 0, 0);

  FastLED.show();

  delay(33);

 }

 for (int i = 0; i <= 63; i++) {

  leds = CRGB ( 0, 89, 0);

  FastLED.show();

  delay(33);

 }

  for (int i = 63; i >= 0; i--) {

  leds = CRGB ( 89, 0, 200);

  FastLED.show();

  delay(33);

 }

}

Arduino实验场景图

Arduino实验开源代码

RGB传输测试满屏变幻彩灯

代码

/*

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实验一百三十八：64位 WS2812B8*8 xRGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏

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 程序之五：RGB传输测试满屏变幻彩灯

 实验接线

 Module  UNO

 VCC —— 3.3V

 GND —— GND

 DI —— D6

*/

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__

#include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket

#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?

// On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1:

#define LED_PIN   6

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?

#define LED_COUNT 60

// NeoPixel brightness, 0 (min) to 255 (max)

#define BRIGHTNESS 50

// Declare our NeoPixel strip object:

Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRBW + NEO_KHZ800);

// Argument 1 = Number of pixels in NeoPixel strip

// Argument 2 = Arduino pin number (most are valid)

// Argument 3 = Pixel type flags, add together as needed:

//  NEO_KHZ800 800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs)

//  NEO_KHZ400 400 KHz (classic 'v1' (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers)

//  NEO_GRB   Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products)

//  NEO_RGB   Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2)

//  NEO_RGBW  Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products)

void setup() {

 // These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz.

 // Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it):

#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)

 clock_prescale_set(clock_div_1);

#endif

 // END of Trinket-specific code.

 strip.begin();      // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)

 strip.show();      // Turn OFF all pixels ASAP

 strip.setBrightness(50); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)

}

void loop() {

 // Fill along the length of the strip in various colors...

 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); // True white (not RGB white)

 whiteOverRainbow(75, 5);

 pulseWhite(5);

 rainbowFade2White(3, 3, 1);

}

// Fill strip pixels one after another with a color. Strip is NOT cleared

// first; anything there will be covered pixel by pixel. Pass in color

// (as a single 'packed' 32-bit value, which you can get by calling

// strip.Color(red, green, blue) as shown in the loop() function above),

// and a delay time (in milliseconds) between pixels.

void colorWipe(uint32_t color, int wait) {

 for(int i=0; i<strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...

  strip.setPixelColor(i, color);     // Set pixel's color (in RAM)

  strip.show();             // Update strip to match

  delay(wait);              // Pause for a moment

 }

}

void whiteOverRainbow(int whiteSpeed, int whiteLength) {

 if(whiteLength >= strip.numPixels()) whiteLength = strip.numPixels() - 1;

 int   head     = whiteLength - 1;

 int   tail     = 0;

 int   loops     = 3;

 int   loopNum    = 0;

 uint32_t lastTime   = millis();

 uint32_t firstPixelHue = 0;

 for(;;) { // Repeat forever (or until a 'break' or 'return')

  for(int i=0; i<strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...

   if(((i >= tail) && (i <= head)) ||   // If between head & tail...

     ((tail > head) && ((i >= tail) || (i <= head)))) {

    strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 0, 0, 255)); // Set white

   } else {                       // else set rainbow

    int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels());

    strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue)));

   }

  }

  strip.show(); // Update strip with new contents

  // There's no delay here, it just runs full-tilt until the timer and

  // counter combination below runs out.

  firstPixelHue += 40; // Advance just a little along the color wheel

  if((millis() - lastTime) > whiteSpeed) { // Time to update head/tail?

   if(++head >= strip.numPixels()) {   // Advance head, wrap around

    head = 0;

    if(++loopNum >= loops) return;

   }

   if(++tail >= strip.numPixels()) {   // Advance tail, wrap around

    tail = 0;

   }

   lastTime = millis();          // Save time of last movement

  }

 }

}

void pulseWhite(uint8_t wait) {

 for(int j=0; j<256; j++) { // Ramp up from 0 to 255

  // Fill entire strip with white at gamma-corrected brightness level 'j':

  strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j)));

  strip.show();

  delay(wait);

 }

 for(int j=255; j>=0; j--) { // Ramp down from 255 to 0

  strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j)));

  strip.show();

  delay(wait);

 }

}

void rainbowFade2White(int wait, int rainbowLoops, int whiteLoops) {

 int fadeVal=0, fadeMax=100;

 // Hue of first pixel runs 'rainbowLoops' complete loops through the color

 // wheel. Color wheel has a range of 65536 but it's OK if we roll over, so

 // just count from 0 to rainbowLoops*65536, using steps of 256 so we

 // advance around the wheel at a decent clip.

 for(uint32_t firstPixelHue = 0; firstPixelHue < rainbowLoops*65536;

  firstPixelHue += 256) {

  for(int i=0; i<strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...

   // Offset pixel hue by an amount to make one full revolution of the

   // color wheel (range of 65536) along the length of the strip

   // (strip.numPixels() steps):

   uint32_t pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels());

   // strip.ColorHSV() can take 1 or 3 arguments: a hue (0 to 65535) or

   // optionally add saturation and value (brightness) (each 0 to 255).

   // Here we're using just the three-argument variant, though the

   // second value (saturation) is a constant 255.

   strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue, 255,

    255 * fadeVal / fadeMax)));

  }

  strip.show();

  delay(wait);

  if(firstPixelHue < 65536) {               // First loop,

   if(fadeVal < fadeMax) fadeVal++;            // fade in

  } else if(firstPixelHue >= ((rainbowLoops-1) * 65536)) { // Last loop,

   if(fadeVal > 0) fadeVal--;               // fade out

  } else {

   fadeVal = fadeMax; // Interim loop, make sure fade is at max

  }

 }

 for(int k=0; k<whiteLoops; k++) {

  for(int j=0; j<256; j++) { // Ramp up 0 to 255

   // Fill entire strip with white at gamma-corrected brightness level 'j':

   strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j)));

   strip.show();

  }

  delay(1000); // Pause 1 second

  for(int j=255; j>=0; j--) { // Ramp down 255 to 0

   strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j)));

   strip.show();

  }

 }

 delay(500); // Pause 1/2 second

}

程序之五：RGB传输测试满屏变幻彩灯视频（52秒）

链接：https://v.youku.com/v_show/id_XNDU2ODQ2MDI0NA==.html

实验开源仿真编程（Linkboy V4.62）

Arduino实验开源代码

黑客帝国绿色流水灯

代码

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百三十八：64位 WS2812B8*8 xRGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏

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 安装Adafruit_NeoPixel库，

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 程序之四：黑客帝国绿色流水灯

 实验接线

 Module  UNO

 VCC —— 3.3V

 GND —— GND

 DI —— D6

*/



#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define PIN 6

#define MAX_LED 64

#define ADD true

#define SUB false

int val = 0;

boolean stat = ADD;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );

void setup()

{

 strip.begin();

 strip.show();

}

void loop()

{

 uint8_t i, a = 0;

 uint32_t color = strip.Color(190, 50, 0);

 while (a < 65)

 {

  for (i = 0; i < 64; i++)

  {

   if (i == a) strip.setPixelColor(i, color);

   else strip.setPixelColor(i, 0);

  }

  strip.show();

  delay(25);

  a++;

}

}

Arduino实验场景图

黑客帝国绿色流水灯

【雕爷学编程】Arduino动手做（138）---64位WS2812点阵屏模块 中等

【雕爷学编程】Arduino动手做（138）---64位WS2812点阵屏模块中等