詳解Arduino WS2812

一、WS2812簡介

WS2812是一種數字RGB LED燈珠，它是一顆RGB三色LED和驅動晶元集成在一個封裝中。WS2812的工作電壓是5V，每個LED的電流為20mA，每一個LED都是可編程的。WS2812在控制方面具有很大的優勢，內置了256級亮度控制和顏色控制電路，通過串口方式可以非常方便地控制各個LED燈珠的亮度和顏色，在應用領域非常廣泛。

二、WS2812應用

WS2812在LED燈、照明、彩燈、數碼管等方面的應用領域非常廣泛，且在藝術裝置、娛樂演藝等領域有很多廣泛的應用。

三、WS2812硬體連接

WS2812需要三根線連接控制器：數據線、電源線、地線，其中數據線的連接最為關鍵，它是傳輸控制數據的重要通道。

/*
 *Arduino控制WS2812燈帶簡單常式
 *本常式使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED燈帶
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用於設置NeoPixel時鐘
#endif
//LED燈帶的引腳定義
#define PIN 6 
//LED燈帶的數量
#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)); //設置第一個LED為紅色
  pixels.setPixelColor(1, pixels.Color(0, 255, 0)); //設置第二個LED為綠色
  pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(0, 0, 255)); //設置第三個LED為藍色
  pixels.show(); //通過WS2812傳輸數據使LED燈珠發光
  delay(500); //等待500毫秒
}

四、WS2812控制

控制WS2812需要引用Adafruit_NeoPixel庫，這是一個專門用於控制WS2812 LED燈帶的庫。在代碼中，可以很方便地設置每一個LED燈的顏色和亮度。

/*
 *Arduino電腦界面控制WS2812 RGB LED燈帶簡單常式
 *本常式使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED燈帶
 *使用Serial Monitor控制WS2812 LED燈珠的顏色
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用於設置NeoPixel時鐘
#endif
//LED燈帶的引腳定義
#define PIN 6 
//LED燈帶的數量
#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(); //讀取串口數據中的紅色值
    char green = Serial.read(); //讀取串口數據中的綠色值
    char blue = Serial.read(); //讀取串口數據中的藍色值
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(red, green, blue)); //設置第一個LED顏色
    pixels.show(); //通過WS2812傳輸數據使LED燈珠發光
  }
}

五、WS2812拓展應用

通過控制WS2812 RGB LED燈珠的亮度和顏色，還可以製作一個動態的LED燈帶。通過程序控制WS2812 LED燈珠，可以製作一個逐漸變化的顏色漸變燈帶。

/*
 *Arduino控制WS2812 RGB LED燈帶示常式序
 *本程序使用Arduino Uno控制WS2812 RGB LED燈帶
 *通過WS2812實現顏色漸變燈帶，紅色→橙色→黃色→綠色→藍色
*/
#include 
#ifdef __AVR__
  #include  //用於設置NeoPixel時鐘
#endif
//LED燈帶的引腳定義
#define PIN 6 
//LED燈帶的數量
#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)); //設置每一個LED顏色
    pixels.show(); //通過WS2812傳輸數據使LED燈珠發光
    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)); //設置每一個LED顏色
    pixels.show(); //通過WS2812傳輸數據使LED燈珠發光
    delay(50); //等待50毫秒
  }
}