Como controlar LED RGB WS2812 (NeoPixel) com Arduino [Tutorial]: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

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Visão geral

Os LEDs NeoPixel são amplamente utilizados atualmente em projetos eletrônicos, devido aos seus atraentes efeitos visuais. Esses LEDs estão disponíveis em vários tamanhos e formas e em forma de faixa. Neste tutorial, você aprenderá sobre LEDs NeoPixel e como controlá-los com o Arduino.

O que você aprenderá

• O que é NeoPixel
• Por que NeoPixel
• interface do NeoPixel com o Arduino

Suprimentos

Componentes de hardware

Módulo de anel LED WS2812 RGB * 1

Arduino Uno R3 * 1

Aplicativos de software

IDE Arduino

Etapa 1: O que é NeoPixel?

Depois de 1962, quando o primeiro LED foi feito e testado, esta peça valiosa se tornou uma parte inseparável de nossas vidas. Na maioria dos projetos eletrônicos, você pode encontrar pelo menos um único LED. Usar os LEDs em cores diferentes era tão atraente que gerava a produção de LEDs multicoloridos ou LEDs RGB.

O LED RGB cria todas as cores com base nas três cores: vermelho, verde e azul. por exemplo, uma combinação de vermelho e azul produz uma cor magenta. Neste modelo, cada cor tem um valor entre 0 e 255 para cada cor vermelha, verde e azul. Por exemplo, esses valores são 255 0 255 (valor máximo de vermelho, máximo de azul e mínimo de verde) para Magenta. Este valor numérico é expresso pelo código hexadecimal (2550255 = # FF00FF). Os LEDs RGB produzem uma variedade de cores com base neste modelo.

Para controlar cada LED RGB, você precisa de três pinos digitais de um microcontrolador (ou placas de desenvolvimento como o Arduino). Por exemplo, se você deseja controlar uma sequência de LEDs RGB contendo 60 LEDs, para controlar a cor de cada LED separadamente, você precisa de 180 pinos digitais! Portanto, você deve se esquecer de controlar cada LED individualmente ou usar LEDs endereçáveis. Os LEDs endereçáveis são uma nova geração de LEDs, incluindo um IC controlador, além dos LEDs RGB. Este controlador IC, geralmente WS2812, permite que você acesse vários LEDs com um único pino digital atribuindo um endereço a cada LED e fornecendo uma comunicação de fio. Mas, ao contrário dos LEDs simples, esses tipos de LEDs não acendem apenas pela aplicação de tensão, eles também exigem um microcontrolador. NeoPixel é a marca Adafruit para LEDs endereçáveis.

Etapa 2: Por que NeoPixel?

A capacidade de controlar cada LED em uma faixa de LED criará excelentes efeitos visuais em seus projetos. Mas deve-se notar que em processos muito rápidos como POVs, o uso de NeoPixels não é recomendado. A outra vantagem importante dos NeoPixels é seu preço mais baixo em comparação com outros LEDs endereçáveis. Os NeoPixels também estão disponíveis nos modelos anel, faixa, quadrado e circular e você pode selecionar o modelo adequado de acordo com o seu projeto.

Neopoxes também podem ser encadeados, então você pode controlar vários NeoPixels com apenas uma linha de comando e uma linha de energia.

Observação Aumentar o número de LEDs NeoPixel exigirá mais RAM, mais energia e mais tempo de processamento, portanto, escolha o NeoPixel mais adequado de acordo com o tipo de microcontrolador.

Etapa 3: Materiais Necessários

Etapa 4: interface NeoPixel e Arduino

Observação O resistor deve ser usado para evitar danos ao NeoPixel e para transmitir os dados corretamente.

Nota Se você usar uma faixa de LED que contém um grande número de LEDs, recomendamos que você coloque um capacitor grande (por exemplo, 1000uf) em paralelo com + e - da tensão de alimentação.

Observação A melhor distância para conectar o primeiro módulo NeoPixel é cerca de 1 a 2 metros da placa controladora.

Etapa 5: Ex.1: Configurando o NeoPixel com Arduino

Neste exemplo, você vai ligar os NeoPixels e controlar a cor e a intensidade de cada LED separadamente usando o Arduino UNO. Use a biblioteca NeoPixel Adafruit para configurar o NeoPixel com o Arduino.

Explicação do código

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

A função acima determina o número de LEDs e pinos do Arduino.

pixels.begin ();

Esta função faz as inicializações.

pixel.setBrightness (b);

A função acima define a intensidade da luz. (O número mínimo é 1 e o máximo é 255.)

pixels.setPixelColor (Qual LED, Qual cor (Vermelho, Verde, Azul));

Define a cor dos LEDs com o sistema RGB, após especificar o número do LED (de 0 a NUMPIXELS-1).

pixels.show ();

Exibe os valores aplicados.

Etapa 6: Ex.2: Modo NeoPixel Piscando com Arduino

Neste exemplo, configuramos NeoPixels no modo piscando. Para acender o pisca, todos os LEDs devem estar acesos e apagados ao mesmo tempo, podendo ter cores diferentes quando acesos.

Etapa 7: Ex.3: Modo de atenuação NeoPixel com Arduino

O desbotamento é um dos efeitos fascinantes dos NeoPixels. Quanto mais lento for o desvanecimento, melhor será o efeito.

Etapa 8: Ex.4: Modo Aleatório NeoPixel com Arduino

Neste exemplo, usamos a função aleatória (num1, num2) para gerar e exibir um número aleatório entre num1 e num2 para escolher uma cor e um LED.

Etapa 9: Ex.4: Modo NeoPixel Rainbow com Arduino

Uma das ferramentas mais interessantes da web para criar efeitos em NeoPixels é o NeoPixel Effects Generator, que permite especificar o número de LEDs e pinos do Arduino, e depois de criar os efeitos e as configurações necessárias, você pode clicar em gerar o código do Arduino e copie o código gerado para o IDE. Para fazer isso, execute as seguintes etapas:

1. Clique em Adicionar Led Strip após entrar no site.
2. Clique na faixa NeoPixel adicionada e especifique o número de LEDs e pinos do Arduino.
3. Clique em Adicionar efeito na parte do loop e escolha um efeito.
4. Aplique suas preferências nas seções Animação e Cor.
5. Clique em gerar código do Arduino e copie o código gerado para o IDE do Arduino.

Etapa 10: o que vem a seguir?

• Teste os outros efeitos em seu NeoPixel.
• Tente controlar seu NeoPixel sem fio. (WiFi, Bluetooth, …)

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