详解Arduino WS2812

一、WS2812简介

WS2812是一种数字RGB LED灯珠，它是一颗RGB三色LED和驱动芯片集成在一个封装中。WS2812的工作电压是5V，每个LED的电流为20mA，每一个LED都是可编程的。WS2812在控制方面具有很大的优势，内置了256级亮度控制和颜色控制电路，通过串口方式可以非常方便地控制各个LED灯珠的亮度和颜色，在应用领域非常广泛。

二、WS2812应用

WS2812在LED灯、照明、彩灯、数码管等方面的应用领域非常广泛，且在艺术装置、娱乐演艺等领域有很多广泛的应用。

三、WS2812硬件连接

WS2812需要三根线连接控制器：数据线、电源线、地线，其中数据线的连接最为关键，它是传输控制数据的重要通道。

/*
 *Arduino控制WS2812灯带简单例程
 *本例程使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED灯带
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用于设置NeoPixel时钟
#endif
//LED灯带的引脚定义
#define PIN 6 
//LED灯带的数量
#define NUMPIXELS 30 

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

void setup() {
  pixels.begin(); //初化WS2812
}

void loop() {

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(255, 0, 0)); //设置第一个LED为红色
  pixels.setPixelColor(1, pixels.Color(0, 255, 0)); //设置第二个LED为绿色
  pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(0, 0, 255)); //设置第三个LED为蓝色
  pixels.show(); //通过WS2812传输数据使LED灯珠发光
  delay(500); //等待500毫秒
}

四、WS2812控制

控制WS2812需要引用Adafruit_NeoPixel库，这是一个专门用于控制WS2812 LED灯带的库。在代码中，可以很方便地设置每一个LED灯的颜色和亮度。

/*
 *Arduino电脑界面控制WS2812 RGB LED灯带简单例程
 *本例程使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED灯带
 *使用Serial Monitor控制WS2812 LED灯珠的颜色
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用于设置NeoPixel时钟
#endif
//LED灯带的引脚定义
#define PIN 6 
//LED灯带的数量
#define NUMPIXELS 30 

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

void setup() {
  pixels.begin(); //初化WS2812
  Serial.begin(9600); //初始化串口
}

void loop() {
  if(Serial.available()){
    char red = Serial.read(); //读取串口数据中的红色值
    char green = Serial.read(); //读取串口数据中的绿色值
    char blue = Serial.read(); //读取串口数据中的蓝色值
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(red, green, blue)); //设置第一个LED颜色
    pixels.show(); //通过WS2812传输数据使LED灯珠发光
  }
}

五、WS2812拓展应用

通过控制WS2812 RGB LED灯珠的亮度和颜色，还可以制作一个动态的LED灯带。通过程序控制WS2812 LED灯珠，可以制作一个逐渐变化的颜色渐变灯带。

/*
 *Arduino控制WS2812 RGB LED灯带示例程序
 *本程序使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED灯带
 *通过WS2812实现颜色渐变灯带，红色→橙色→黄色→绿色→蓝色
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用于设置NeoPixel时钟
#endif
//LED灯带的引脚定义
#define PIN 6 
//LED灯带的数量
#define NUMPIXELS 30 

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

void setup() {
  pixels.begin(); //初化WS2812
}

void loop() {
  for(int i=0;i<NUMPIXELS;i++){
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(i*8, 255-i*8, 0)); //设置每一个LED颜色
    pixels.show(); //通过WS2812传输数据使LED灯珠发光
    delay(50); //等待50毫秒
  }
  for(int i=NUMPIXELS-1;i>=0;i--){
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(i*8, 255-i*8, 0)); //设置每一个LED颜色
    pixels.show(); //通过WS2812传输数据使LED灯珠发光
    delay(50); //等待50毫秒
  }
}