使用Raspberry Pi和Arduino实现Web控制的LED动画

描述

项目概况

Arduino Light Animation (ALA) 是一个 Arduino 库，用于以最少的工作量控制 LED 和运行彩色动画。

该项目所需的组件很少。

• Arduino GND 引脚到 WS2812 GND

• Arduino 5V 引脚到 WS2812 5V

• Arduino 引脚 6 到 WS2812 Ctrl/Din 引脚

 

简化的连接方案

 

如果要驱动更多像素，则必须提供更多功率。计算很容易。每个 RGB LED 在全亮白色时消耗 60mA。例如，要驱动 2 m 长的带 60 LED/米，您需要一个 5V 电源，提供 2m * 60pixel/m * 60mA = 7,2 A。

像这样连接您的电源、Arduino 板和 WS8212 条。

• 电源 GND 到 Arduino GND 和 WS2812 GND

• 为 Arduino 5V 引脚和 WS2812 5V 供电 5V

• Arduino 引脚 6 到 WS2812 CTRL 引脚

 

用于驱动长条的高级布线

 

请注意，为 Arduino 5V 引脚供电是为 Arduino 供电，因此您无需将其连接到桶形连接器上的第二个电源。使用这种连接方案时要非常小心，因为 5V 引脚会绕过稳压器和保护。有关更多详细信息，您可以阅读本指南。

有关 WS8212 LED 灯条接线方案的更多详细信息，请阅读本指南。

Arduino 设置

将 Arduino 板连接到 PC 的 USB 端口。打开 Arduino IDE 并启动库管理器（Sketch > Include Library > Manage Libraries）以安装最新的ALA 库。

打开RgbStripSerial示例（文件 > 示例 > ALA > RgbStripSerial）并验证NUM_PIXELS常量定义是否与 RGB 条中的 LED 数量匹配。请记住，如果您想驱动超过 10 个像素，则必须使用改进的连接方案。

您现在可以通过在 Arduino IDE 中按Ctrl+U或在“草图”菜单中选择“上传”操作将草图上传到您的开发板。如果您在上传草图时遇到问题，请检查工具菜单中的板类型和端口。

打开 Arduino 串行监视器（工具 > 串行监视器），您将看到这样的欢迎消息。

 

Arduino 串行监视器中的 ALA 命令

 

设置以右下角结尾的“换行”行，并确保波特率设置为 9600。

现在尝试以下不带空格的命令（粗体）：

• A=101 - 打开 LED

• A=251 - 运行“拉森扫描仪”动画

• P=2 - 设置彩虹调色板

• A=242 - 另一个动画

这很酷吧？

您可以按照这个简短的参考来试验不同的命令和组合：

• A=[动画代码] - 设置动画。AlaLed.h头文件中列出了可用的动画代码。

• B=[亮度] - 设置亮度。它必须在 [0-100] 范围内。

• D=[duration] - 以毫秒为单位设置动画周期的持续时间。标准值在 500 到 5000 之间。

• C=[颜色] - 设置颜色。它必须是像 E8A240 这样的十六进制 RGB 表示。

• P=[调色板] - 设置调色板。它必须在 [0-5] 范围内。

现在让我们从您的智能手机控制动画。

树莓派设置

在项目的这一部分中，我们将设置 Rapberry Pi 板以运行小型 Web 服务器，以通过 Web 浏览器控制 LED 灯条。请注意，相同的应用程序可以在任何安装了 Python 3 的 PC 上运行。

先决条件是您的 Raspberry PI 已经配置并运行最新的 Raspbian 操作系统（我已经使用 Stretch 对其进行了测试）并连接到互联网。

我们首先需要使用以下命令为 Python 3 安装一些库：

sudo pip3 install pyserial flask

为您的项目创建一个主目录：

mkdir /home/pi/AlaWeb
cd /home/pi/AlaWeb

将 AlaWeb git 存储库下载到 LightStrip 目录并解压缩。

wget https://github.com/bportaluri/AlaWeb/archive/master.zip
unzip master.zip

现在所有软件都准备就绪并设置好了。将 Arduino USB 端口连接到 Raspberry PI。您刚刚下载的 AlaWeb 应用程序将通过 USB 串行连接与 Arduino 板通信。

cd AlaWeb-master
sudo python3 AlaWeb.py

AlaWeb 应用程序将列出所有 USB 串行端口并尝试自动检测 Arduino。如果它一直在循环，请中断执行并尝试按如下方式传递端口名称（根据需要替换端口 ID）：

 sudo python3 AlaWeb.py /dev/ttyACM0

如果一切正常，您应该会看到类似这样的内容。

 

 

打开 Web 浏览器并连接到显示的 URL。您将获得一个充满按钮的网页，允许从网络浏览器控制 LED 灯条。

享受！

 

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