用Arduino代碼庫做LED燈帶控制 太強了！

本文介紹了Arduino代碼庫的強大功能， 推薦使用Arduino Uno等開發(fā)板，并詳細說明了如何安裝和使用Adafruit NeoPixel庫來控制智能可尋址 LED燈帶。文章還解釋了如何組裝電路、編寫和修改函數(shù)以創(chuàng)建獨特的燈光效果，并強調了庫在簡化設備通信和程序構建中的重要性。此外，文章還介紹了如何安裝額外的開發(fā)板。Arduino社區(qū)最強大的點之一在于它的代碼庫 —— 這些專門的編程包能夠讓您用簡單的指令控制復雜的計算工具。Arduino會識別這些附加模塊，讓您可以在您的程序中使用這些指令。以下視頻將帶來走進Arduino代碼庫。趕快點開來看，實現(xiàn)您的創(chuàng)意吧！

Arduino的代碼庫涵蓋各種復雜任務，比如控制大量LED、讀取傳感器、生成聲音、處理數(shù)據(jù)、寫入顯示器等等。有些庫是 Arduino 軟件內置的，例如允許您控制伺服電機的庫。任何人都可以發(fā)布其代碼庫，而Arduino軟件也自帶了成千上萬個可供安裝的代碼庫。

在開始時，我建議首先使用的開發(fā)板是 Arduino Uno (1050-1024-ND) 或兼容產品，例如 Adafruit Metro (1528-1214-ND) 、 Sparkfun Redboard (1568-1977-ND) 或 Seeeduino (102010026-ND) 。

要構建本視頻中的電路，您需要：

• Arduino Uno 或兼容產品，以及 USB 線

• 無焊面包板

• 跳線 或 實心連接線

• WS2812 可尋址 LED 燈帶（又名 NeoPixel 燈帶）

讓我們從 智能可尋址 LED 開始，這是一系列可控制的 LED 燈，通常稱為 NeoPixels，這是 Adafruit 的品牌名稱。每個像素包含一個 WS2812 芯片，該芯片與 Arduino 主板和燈帶中的其他像素進行通信，以確定是否點亮以及點亮什么顏色——沒有控制器，它是無法亮起的。為了控 制這條燈帶，我們需要一些額外的Arduino函數(shù)，您可以通過安裝代碼庫來獲取它們。

安裝庫的步驟是，打開庫管理器，點擊“Sketch”(菜單) > “Include Library”(包含庫)>“ Manage Libraries” (管理庫) 。

然后搜索 “NeoPixel” ，找到 “Adafruit NeoPixel” 庫并點擊安裝?，F(xiàn)在，您已準備好在 Arduino 項目中使用 NeoPixel 庫！您可以在需要時使用庫管理器安裝新的庫。

NeoPixel 燈帶中的每個像素都包含一個非常小的 RGB LED，理論上可以形成任何顏色的光。但是，生成純白色對于RGBLED來說有難度，產生的光的色調不準或混合質量不佳等問題常常令用戶失望。

因此，還有一種 RGBW 類型的 LED，在其封裝內部還包括一個白色LED，編寫這些像素的代碼將包括四個亮度值來描述像素的顏色: 紅色、綠色、藍色和白色。這類似于 本系列前面一集 中的an alogWrite()函數(shù)示例，您需要提供0到255之間的數(shù)字來表示每個LED的亮度。Neo Pixel庫中的函數(shù)以像素編號和這些顏色值作為參數(shù)，然后將它們轉換為要發(fā)送給像素的命令。

要組裝電路，請將導線焊接到了像素的電源、地線和輸入引腳上，然后將Arduino板斷電，現(xiàn)在是時候連接電路了。

將紅色導線連接到5伏電源，黑色導線接地。白色數(shù)據(jù)線需要連接到Arduino 引腳 6，因為這是所包含的代碼示例使用的引腳。

請確保您將數(shù)據(jù)線連接到燈帶的輸入端，因為如果連接到輸出端，它將無法工作。電源和地線可以連接到燈帶的任何位置。

您可以在 “File”(文件) > “Examples”(示例)滾動到底部來找到代碼示例，在那里您可以根據(jù)庫的名稱查看子菜單。然后，打開名為 “strandtest” 的示例。

第一部分創(chuàng)建了NeoPixel燈帶的實例，并設置了程序的可配置部分，比如連接到NeoPixel燈帶的引腳，像素數(shù)量以及全局亮度級別。

# define語句類似于變量聲明，但用于在程序運行時不會更改的信息，比如引腳號或LED數(shù)量。它們占用的內存比常規(guī)變量聲明要少。

strip.show()可以用來使像素燈帶產生變化，設置像素顏色和顯示最新更改被分成兩個單獨的命令。

The main loop just calls other functions. The first is colorWipe(), which takes two arguments: a ? color, and a speed value in milliseconds.主循環(huán)只是調用一些外部函數(shù)，第一個是 colorWipe()，它接受兩個參數(shù)：一個顏色值和一個以毫秒為單位的速度值。

要了解 colorWipe() 的作用，請在主循環(huán)下方尋找定義該函數(shù)的位置。函數(shù)定義以指定函數(shù)將返回或發(fā)送回主程序的數(shù)據(jù)類型開始。這次，該函數(shù)不返回任何內容，它只是控制像素，因此，在函數(shù)定義的開頭使用了 'void'。接下來是函數(shù)的名稱，在本示例中為“colorWipe”。當您定義自己的函數(shù)時，您可以隨意命名。在函數(shù)名稱后的括號中，是該函數(shù)接受的參數(shù)。在本示例中，有一個名為“color”的 32 位無符號整數(shù)和一個名為“wait”的 8 位無符號整數(shù)。在函數(shù)內部，這些局部變量用于引用您從主循環(huán)或另一個函數(shù)傳遞給它的信息。

該函數(shù)本身使用 for 循環(huán)和 NeoPixel 庫函數(shù) strip.numPixels(); 逐個處理燈帶中的所有像素，讓每個像素發(fā)出有顏色的光，然后再繼續(xù)下一個。strandtest 程序中的其他函數(shù)以相同的方式工作，并通過計算實現(xiàn)一些特別的燈光效果。

您可以輕松修改 colorWipe() 函數(shù)以編寫自己獨特的動態(tài)效果。復制并粘貼整個函數(shù)定義，更改函數(shù)名稱，然后就可以嘗試代碼了。務必從主循環(huán)內部調用新函數(shù)。如果您找到喜歡的效果，則可以停止編輯該函數(shù)并創(chuàng)建一個新的函數(shù)。函數(shù)對于分離出您想要重復訪問的代碼塊很方便，并且可以使您的代碼更易于閱讀。

當您熟悉了安裝庫和通過包含的示例和庫的文檔，查找如何使用它們內置的函數(shù)，Arduino 世界就由您掌控。除了我們在 前幾集 中介紹的基本輸入和輸出之外，庫還讓您可以輕松地與使用 i2c 或 SPI 等數(shù)據(jù)協(xié)議進行通信的設備進行通信。這些設備使用更少的導線來發(fā)送和接收復雜信息。如果您對剛了解的所有新知識感到有些不知所措，請查看 我的指南 ，了解如何將您的 Arduino 項目從想法轉化為代碼?；旧希梢允褂脦焓纠a讓每個單獨的輸入和輸出都正常工作，然后可以提取其他示例代碼中的片段逐步構建一個新的程序。

在您學習使用 Arduino 的這個階段，還有一件很有用的事情就是如何安裝額外的電路板。就像 Sketch 菜單下的庫管理器一樣，工具菜單下也有一個開發(fā)板管理器。但與庫不同的是，開發(fā)板管理器需要知道在哪里查找新的開發(fā)板信息。

例如，如果您想安裝 ESP開發(fā)板 ，您需要先將該ESP開發(fā)板的URL粘貼到Arduino首選項的這個字段中。然后打開開發(fā)板管理器，您將在列表中看到它們。您可以通過在這個字段中用逗號分隔來添加多個開發(fā)板管理器的URL。有時兼容的開發(fā)板還需要安裝驅動程序，因此，請務必在準備使用新開發(fā)板時仔細閱讀文檔。

無論您是新手還是經(jīng)驗豐富的工程師，Arduino都為您提供豐富的資源和靈感。希望能通過這些代碼庫，可以讓您輕松實現(xiàn)創(chuàng)意，開啟無限的可能性。讓我們繼續(xù)一起探索Arduino的世界，創(chuàng)造出令人驚嘆的項目吧！

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電子設計博大精深，對于初學者來說，有一定的難度。本系列視頻旨在介紹一些入門級的技術和技巧，包括電路設計基礎知識、簡單編程等，讓初學者從基礎開始，再一步步向更進階出發(fā)，在電子設計的世界里，發(fā)掘更多樂趣，同時也可以讓電子設計愛好者溫故知新。關于Becky Stern

Becky Stern 是一名創(chuàng)客，擁有多年設計電子項目的經(jīng)驗，創(chuàng)作和分享是她兩大愛好。在獨立創(chuàng)業(yè)之前，她曾擔任 Instructables (Autodesk) 的產品經(jīng)理、Adafruit 的可穿戴電子產品總監(jiān)等。她的作品曾被 BBC、CNN、Business Insider、Forbes 和 Science Friday 等知名媒體報道過。她創(chuàng)建了數(shù)百個關于技術和手工制作的在線DIY教程和視頻，旨在分享她的知識，幫助同是電子設計愛好者的同路人學習，相互交流。