物联网AI MicroPython传感器学习 之 WS2812 RGB点阵灯环

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一、产品简介

ws2812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。

引脚定义

• DI： 控制信号输入引脚
• VCC：电源5V
• GND：电源地
• DO： 信号输出引脚，串联下一个灯珠

二、技术参数

• 工作电压：5V
• 发送速率：800Kbps
• 亮度显示：支持256级亮度显示，rgb三色支持16777216种颜色的显示
• 通信方式：单线通信
• 工作特性：刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024
• 工作温度：-20°C~85°C

三、软件接口

WS2812 - 创建WS2812驱动对象

• 函数原型

relayObj = WS2812(gpioObj, ledPixel)

• 参数说明

• 返回值

若WS2812对象创建成功，返回WS2812对象；否则抛出Exception

• 示例代码

from machine import Pin
import ws2812

gpioObj=Pin(2, Pin.OUT, Pin.PULLDOWN)
ws2812Obj = ws2812.WS2812(gpioObj)
print("ws2812 inited!")
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• 输出

ws2812 inited!
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set(r,g,b,index) - 点亮对应index的RGB点阵灯环

• 函数功能：

点亮对应index的RGB点阵灯环

• 函数原型：

WS2812.set(r,g,b,index)

• 参数说明：

• 返回值：

无

dot(r,g,b,time) - 将RGB点阵灯环逐个点亮，每次只有一个灯珠被点亮

• 函数功能：

将RGB点阵灯环逐个点亮，每次只有一个灯珠被点亮

• 函数原型：

WS2812.dot(r,g,b,time)

• 参数说明：

• 返回值：

无

wipe(r,g,b,time) - 将RGB点阵灯环一一点亮

• 函数功能：

将RGB点阵灯环一一点亮

• 函数原型：

WS2812.wipe(r,g,b,time)

• 参数说明：

• 返回值：

无

rainbow(time) - RGB点阵灯环实现彩虹变换

• 函数功能：

RGB点阵灯环实现彩虹变换

• 函数原型：

WS2812.rainbow(time)

• 参数说明：

• 返回值：

无

clear(index) - 熄灭对应index的RGB点阵灯环

• 函数功能：

熄灭对应index的RGB点阵灯环

• 函数原型：

WS2812.clear(index)

• 参数说明：

• 返回值：

无

四、接口案例

• 示例代码

from machine import Pin
import ws2812

gpioObj=Pin(2, Pin.OUT, Pin.PULLDOWN)
ws2812Obj = ws2812.WS2812(gpioObj)
print("ws2812 inited!")
while True:
  ws2812Obj.dot(128,0,0,100)
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五、工作原理

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影响。
 
ws2812时序波形图：

参考文献及购买链接

[1] WS2812原理介绍
[2] WS2812购买链接