利用接近傳感器制作Arduino LED節(jié)日彩燈

這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

在 制作Arduino LED節(jié)日彩燈中，我們用Arduino和一條全彩LED燈串做了一種裝飾性照明彩燈。這次，我們采用ROHM接近傳感器讓彩燈更具互動(dòng)性：一旦有物體接近，LED燈就會(huì)發(fā)出奇特的色彩！

今天的電子設(shè)計(jì)技巧

估計(jì)完成時(shí)間：60分鐘

所需部件

Arduino UNO R3

WS2811 5M LED燈條 240 SMD 5050

ROHM傳感器評(píng)估套件

目錄

連接接近傳感器

定制程序

讓我們來(lái)點(diǎn)亮LED燈吧！

1.連接接近傳感器

我們會(huì)使用Arduino傳感器 – ROHM傳感器評(píng)估套件概覽介紹的ALS/接近傳感器(RPR-0521RS)。讓我們將傳感器開(kāi)發(fā)板和傳感器連至Arduino。

當(dāng)有物體（比如您的手）靠近接近傳感器時(shí)，呈放射狀排列的LED被觸發(fā)，并形成絢爛的獨(dú)特光效。

圖1 傳感器開(kāi)發(fā)板和Arduino上的RPR-0521RS接近傳感器

讓我們來(lái)看一下傳感器所需的位置和電壓。由于接近傳感器是I2C接口，因此應(yīng)位于藍(lán)色區(qū)域，而且其所需電壓為3V，因此我們需要將跳線引腳設(shè)置為中間的3V。

圖2 傳感器開(kāi)發(fā)板上的傳感器位置

LED燈串的供電需要另外的5 V電源，不能從Arduino取電。如果我們?cè)噲D用Arduino的VCC或5 V為L(zhǎng)ED供電，那么Arduino可能會(huì)由于LED燈串的大電流而燒壞。

圖3 單獨(dú)的外部電源適配器供電，與Arduino分開(kāi)

上次我們只使用了一個(gè)LED燈串，而這次我們并聯(lián)3個(gè)LED燈串。由于是并聯(lián)連接，因此電源和GND共用公共點(diǎn)。我們可以連接更多的LED，但有具體數(shù)量取決于LED燈串上發(fā)光的LED數(shù)量以及電源適配器的電流容量。

LED燈串上每個(gè)LED的工作電流約為20 mA。由于供電電流為1.3A，所以可同時(shí)點(diǎn)亮65個(gè)LED燈。

圖4 并聯(lián)連接的LED燈帶

圖5 從Arduino延伸出來(lái)的LED燈串

現(xiàn)在，硬件部分已經(jīng)完成，讓我們繼續(xù)為L(zhǎng)ED燈串編程吧

2.定制程序

為了控制全彩LED燈串或燈條，我們?cè)谏弦黄?文章中引入了“NeoPixel”庫(kù)。這次我們繼續(xù)使用NeoPixel。

以下是以接近傳感器為輸入的LED燈串控制程序：

#include 

#include 

#include 



#define PIN 6   //pin number of the signal terminal

#define LED_NUM 50  //number of LEDs


RPR0521RS rpr0521rs;

Adafruit_NeoPixel ledtape = Adafruit_NeoPixel(LED_NUM, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);  //如果所用LED燈帶的控制IC是WS2812，那么第三個(gè)參數(shù)是NEO_KHZ800，如果控制IC是WS2811則是NEO_KHZ400


int wait = 200;


void setup() {

ledtape.begin();

ledtape.show();   //reflects once in all OFF state


byte rc;

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

Wire.begin();

rc = rpr0521rs.init();

}


void loop() {

byte rc;

unsigned short ps_val;

float als_val;

byte near_far;

Serial.println("=============================");


rc = rpr0521rs.get_psalsval(&ps_val, &als_val);

//當(dāng)獲取傳感器值時(shí)

if (rc == 0) {

Serial.print("PS:");

Serial.print(ps_val);

Serial.println();


//接近時(shí)LED燈亮起

if(ps_val > 5){

ps_val  = 500 - ps_val;

if(ps_val < 0){

ps_val = 0;

}

simpleLED(ps_val/10);

}


if (als_val != RPR0521RS_ERROR) {

Serial.print("ALS:");

Serial.print(als_val);

Serial.println();

}

}

delay(5);

}


int LEDtale[10];  //arrangement for the trajectory of LED


//

//逐個(gè)點(diǎn)亮

//

void simpleLED(int delaytime){

uint16_t i, j;

j=0;

for(i=0; i < ledtape.numPixels(); i++) {

ledtape.setPixelColor(i, rotateColor(((i) * 256 / ledtape.numPixels()) & 255));

LEDtale[0]  = rotateColor(((i) * 256 * 9/10 / ledtape.numPixels()) & 255);


for(j=1; j < 10; j++){

LEDtale[j]  = rotateColor(((i) * 256 * (10-j)/10 / ledtape.numPixels()) & 255);

uint16_t m = i-j;

if(m < 0){

m += 50;

}

ledtape.setPixelColor(m, LEDtale[j]);

}


ledtape.show();

for(j=1; j < 10; j++){

uint16_t m = i-j;

if(m < 0){

m += 50;

}

delay(0);

ledtape.setPixelColor(m, ledtape.Color(0,0,0));

ledtape.show();

}

ledtape.setPixelColor(i, ledtape.Color(0,0,0));

ledtape.show();

}

ledtape.show();

delay(delaytime);

}



//RGB 顏色轉(zhuǎn)變函數(shù)

uint32_t rotateColor(byte WheelPos) {

if(WheelPos < 85) {

return ledtape.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);

} else if(WheelPos < 170) {

WheelPos -= 85;

return ledtape.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);

} else {

WheelPos -= 170;

return ledtape.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);

}

}

我們修改了最后一個(gè)程序中的一些東西。首先，我們添加了接近傳感器的輸入處理。其次，我們改變了LED的點(diǎn)亮方式。

接近傳感器的輸入應(yīng)檢查傳感器評(píng)估套件（Sensor Evaluation Kit）的示例程序。其目的是處理來(lái)自傳感器的數(shù)值。如果您只用if語(yǔ)句來(lái)響應(yīng)傳感器，那么只能實(shí)現(xiàn)LED的開(kāi)啟/關(guān)閉。如果將傳感器的值傳遞給點(diǎn)亮LED并改變LED點(diǎn)亮方式的函數(shù)，就可以創(chuàng)建更多的交互式照明效果。

//接近時(shí)LED燈亮起

if(ps_val > 5){

ps_val  = 500 - ps_val;

simpleLED(ps_val/10); //Use the sensor value to light the LEDs

}

simpleLED是點(diǎn)亮LED燈串的函數(shù)，但是我們現(xiàn)在對(duì)它進(jìn)行處理，以便從LED串的開(kāi)始到結(jié)束逐一點(diǎn)亮LED燈。這可能是不夠的，所以這次我們使用一個(gè)陣列讓LED燈帶在一定程度上線性發(fā)光。

在陣列中，我們運(yùn)行點(diǎn)亮方法10次，然后從當(dāng)前發(fā)光LED的位置開(kāi)始計(jì)數(shù)。

int LEDtale[10];  //安排LED的軌跡

修改程序的這個(gè)部分非常有趣。您可以根據(jù)自己的喜好定制程序。

3.讓我們來(lái)點(diǎn)亮LED燈吧！

讓我們看看運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)的炫彩光芒吧！

隨著接近距離的改變，LED燈串的光速也發(fā)生變化。

您可以在黑暗的房間嘗試一下，互動(dòng)照明效果會(huì)更棒！

今天，通過(guò)與傳感器評(píng)估套件的接近傳感器相結(jié)合，我們制作了交互式LED燈串。您可以制作更大規(guī)模的LED燈串或燈帶，添加更多的LED。這些燈光會(huì)把您的家變成一個(gè)假日仙境！

審核編輯：湯梓紅