آموزش راه اندازی ال ای دی نئوپیکسل LED Neopixel 8×1 با ESP8266 و آردوینو

ال ای دی های نئوپیکسل led neopixel در طرح و ظاهر های متفاوت در بازار عرضه شده و با توجه به نیاز پروژه انتخاب می‌شوند. مانند ال ای دی حلقه ای یا ال ای دی های نواری که پیکسل هایی با تعداد مشخص دارند. ال ای دی نئوپیکسل WS2812B که در ادامه به آن معرفی آن خواهیم پرداخت، امکانات ویژه ای را در اختیار شما قرار می‌دهد. در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

---

ال ای دی led neopixel

---

ال ای دی نئوپیکسل نوعی ال ای دی RGB هستند که در ساختار آن ها از آی سی آدرس پذیر و برنامه پذیر استفاده شده است. ال ای دی های نئوپیکسل به دلیل پشتیبانی از کتابخانه های تعریف شده، نمونه برنامه های آماده و آسان در بین سازندگان طرفداران زیادی را جذب کرده است. چرا که بدون نیاز به دانش برنامه نویسی میتوانید توسط یک میکروکنترلر به ال ای دی فرمان دهید. ال ای دی نئوپیکسل با انواع بردهای آردوینو و ESP8266 و رزبری پای سازگاری شده و کتابخانه آن در دسترس عموم قرار گرفته است. ال ای دی نئوپیکسل بر اساس چهار پایه ساخته شده است. پایه VCC, GND, DIN , Dout که یکی از ویژگی های منحصر به فرد ال ای دی نئوپیسکل را به نمایش می‌گذارد. ال ای دی های نئوپیکسل قابلیت سری شدن دارند. بی نهایت ال ای دی را میتوانید توسط پایه های DIN, Dout به یکدیگر متصل کرده و تعداد ال ای دی های متصل شده به هم را در کد برنامه آردوینو تعریف کنید تا همزمان تغییرات اعمالی را نمایش دهند. پایه ی دیتا به هر پایه از میکروکنترلر متصل شده و از قابلیت دیگر این ال ای دی میتوان به فرمان به تمامی ال ای دی ها فقط توسط یک پایه از میکرو اشاره کرد. فوق العاده است!

 

---

نصب کتابخانه Adafruit Neopixel

---

کتابخانه Adafruit Neopixel جهت راه اندازی ال ای دی های نئوپیکسل توسعه یافته است. پس از نصب کتابخانه نمونه برنامه های مناسبی جهت شروع و یادگیری کار با ال ای دی ها در کتابخانه قرار گرفته شده است. جهت نصب کتابخانه ابتدا از مسیر زیر کتابخانه را سرچ کنید.

Arduino/Tools/Manage Libraries

سپس در صفحه باز شده عبارت Neopixel را سرچ و بر روی install کلیک کنید.

کتابخانه نصب و آماده تست برنامه است.

 

---

اتصالات نوار ال ای دی

---

ال ای دی نئوپیکسل دارای ۴ پایه از دو طرف است:

سمت راست:

• پایه GND
• پایه Dout
• پایه ۴ – ۷ DC
• پایه GND

سمت چپ:

• پایه GND
• پایه DIN
• پایه ۴ – ۷ DC
• پایه GND

پایه DIN, DOUT جهت اتصال سری ال ای دی ها استفاده می‌شود. به عنوان مثال اگر بخواهید ۴ عدد ال ای دی نئوپیکسل ۸X1 را به یکدیگر متصل کنید، پایه DIN ال ای دی اول را به پایه DOUT ال ای دی دوم متصل می‌کنیم. به همین ترتیب روند اتصالات ادامه پیدا می‌کند.

 

---

کد آردوینو LED Neopixel

---

پس از نصب کتابخانه از مسیر Arduino/ File / Examples میتوانید نمونه برنامه های LED را تست و اجرا کنید. جهت سهولت از کد زیر استفاده کنید.

#include <Adafruit_NeoPixel.h>


#define PIN        6 
#define NUMPIXELS 24 


Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

#define DELAYVAL 500 

void setup() {
 
 pixels.begin(); 
}


void loop() {
  pixels.clear();

  
  for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { 

    
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(227, 38, 54));

    pixels.show();  

    delay(DELAYVAL); 
  }
}

در این برنامه یک رنگ ثابت به ال ای دی نسبت میدهیم و سپس تعداد پیکسل های مورد استفاده را در برنامه تعریف کرده و اجرا می‌کنیم.

انتخاب پایه دیجیتال:

#define PIN        6

انتخاب تعداد ال ای دی نئوپیکسل:

#define NUMPIXELS 24 

فراخوانی کتابخانه:

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

فعال شدن پیکسل ها:

void setup() {
 
 pixels.begin(); 
}

شرط نویسی برای پیکسل ها:

void loop() {
  pixels.clear();

  
  for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { 

    
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(227, 38, 54));

    pixels.show();  

    delay(DELAYVAL); 
  }
}

 

 

---

راه اندازی نئوپکسل با ESP8266

---

با نصب پکیج ESP8266 دسترسی به تمامی بردهای زیر شاخه پکیج ESP8266 فراهم شده و میتوانید ال دی نئوپیکسل را به برد های Nodemcu, Wemos D1 mini و سایر بردهای مشابه متصل کنید. بردهای ESP8266 از پایه های GPIO از D1 تا D8 استفاده می‌کند و بایستی در کدنویسی برنامه یکی از این پایه را با D فراخوان کنید. همچنین تنها با یک پایه GPIO میتوانید بی نهایت ال ای دی نئوپیکسل را راه اندازی و کد رنگ دهید.

 

---

کد آردوینو LED Neopixel با برد Wemos

---

کد زیر را کپی و به نرم افزار آردوینو انتقال دهید. سپس با توجه به نوع برد مورد استفاده Nodemcu یا Wemos D1 mini برد را انتخاب و پورت را مشخص کنید. سپس کد را کامپایل کنید:

#include <Adafruit_NeoPixel.h>


#define PIN       D1 
#define NUMPIXELS 24 


Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

#define DELAYVAL 500 

void setup() {
 
 pixels.begin(); 
}


void loop() {
  pixels.clear();

  
  for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { 

    
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(227, 38, 54));

    pixels.show();  

    delay(DELAYVAL); 
  }
}

تمامی ۲۴ ال ای دی به ترتیب با رنگ بنفش روشن شده و قابلیت تغییر رنگ دارد. جهت تعریف پایه دیتا سنسور از پایه های GPIO استفاده می‌کنیم:

#define PIN       D1 

 

 

 

---

تغییر رنگ Nepixel با کلید

---

روش دیگر تغییر دادن رنگ ال ای دی نئوپیکسل استفاده از کلید است. به این صورت که با فشردن کلید هر بار ال ای دی ها تغییر رنگ می‌دهند. در این کد سه حالت مختلف با سوییچ نوشته شده است. با هر بار فشردن کلید ال ای دی های نئوپیکسل تغییر رنگ داده و به ترتیب روشن می‌شود. برای اینکار از میکروسوسییچ استفاده خواهیم کرد. میکروسوییپچ در انواع مختلفی وجود دارد که من از مدل ماژول ۳ پایه آن استفاده می‌کنم.

 

---

کد آردوینو ButtonCycler

---

کد زیر با پایه های GPIO برد Wemos d1 mini نوشته شده است. در صورت استفاده از بردهای آردوینو کافیست به جای D1, D2 پایه های دیجیتال مورد استفاده را جایگزین کنید.

#include <Adafruit_NeoPixel.h>


#define BUTTON_PIN   D2


#define PIXEL_PIN    D1 


#define PIXEL_COUNT 24 



Adafruit_NeoPixel strip(PIXEL_COUNT, PIXEL_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);


boolean oldState = HIGH;
int     mode     = 0;   

void setup() {
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  strip.begin(); 
  strip.show();  
}


void loop() {

  boolean newState = digitalRead(BUTTON_PIN);


  if((newState == LOW) && (oldState == HIGH)) {
   
    delay(20);
 
    newState = digitalRead(BUTTON_PIN);
    if(newState == LOW) {     
      if(++mode > 8) mode = 0; 
      switch(mode) {          
        case 0:
          colorWipe(strip.Color(  0,   0,   0), 50);   
          break;
        case 1:
          colorWipe(strip.Color(175,   0,   42), 50);   
          break;
        case 2:
          colorWipe(strip.Color(  255, 191,   0), 50);    
          break;
        case 3:
          colorWipe(strip.Color(  59,   122, 87), 50);   
          break;
        
          break;
      }
    }
  }
 oldState = newState;
}

void colorWipe(uint32_t color, int wait) {
  for(int i=0; i<strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...
    strip.setPixelColor(i, color);         //  Set pixel's color (in RAM)
    strip.show();                          //  Update strip to match
    delay(wait);                           //  Pause for a moment
  }
}

 

تعریف پایه های کلید و ال ای دی :

#define BUTTON_PIN   D2


#define PIXEL_PIN    D1 


#define PIXEL_COUNT 24

 

فعال سازی ورودی و شروع کار ال ای دی ها:

void setup() {
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  strip.begin(); 
  strip.show();  
}

 

 

---

تغییر رنگ LED با دستور Switch case

---

ساختار تصمیم Switch جهت تصمیم گیری های چندگانه بر اساس مقادیر مختلف یک عبارت استفاده می‌شود. به طور کلی برای تصمیم گیری هایی که بیش از سه انتخاب وجود داشته باشد، از ساختار Switch استفاده میکنیم.

Switch ( ( عبارت  {
Case  < مقدار ۱   > :
< دستورات ۱  >
Break;
Case  < مقدار ۲   > :
< دستورات ۲  >
Break;
.
.
.

 

سپس بر اساس دستور بالا، از دستور سوییچ کیس Switch case برای شرط گذاری استفاده می‌کنیم. به این صورت که با اجرای هر Case دستورات آن اجرا شده و سپس دستور بعدی اجرا می‌شود:

case0:

 case 0:
          colorWipe(strip.Color(  0,   0,   0), 50);   
          break;

 

case1:

  case 1:
          colorWipe(strip.Color(175,   0,   42), 50);   
          break;

 

case2:

 case 2:
          colorWipe(strip.Color(  255, 191,   0), 50);    
          break;

 

case3:

 case 3:
          colorWipe(strip.Color(  59,   122, 87), 50);   
          break;

به همین ترتیب سه وضعیت مختلف برای ال ای دی نئوپیکسل تعریف شده است. پس از کامپایل برنامه تمامی ال ای دی های نئوپیکسل خاموش است. با فشردن کلید در بار اول، ال ای دی ها به رنگ صورتی تغییر رنگ میدهد و به همین رنگ باقی می‌ماند. با فشردن کلید برای بار دوم، ال ای دی ها به رنگ زرد – نارنجی تغییر رنگ میدهد و در نهایت با فشردن مجدد کلید ال ای دی ها به رنگ ارغوانی تغییر رنگ میدهد. حلقه بعدی مجدد تمامی پیکسل ها خاموش می‌شود. این چرخه به همین ترتیب ادامه دارد و میتوانید رنگ ها و سوییچ کیس های بیشتری در برنامه اضافه کرده و آن را تعمیم دهید.

 

 

---

وسایل مورد نیاز

---

نوار ال ای دی ۸X1 تراشه WS2812B RGB

برد آردوینو Arduino Uno R3 با تراشه R3 اورجینال

برد wemos D1 mini بر پایه ESP8266 با ۴ مگابایت حافظه فلش

هویه ۴۰ وات سومو مدل SM121

۶۰رشته کابل مخصوص برد بورد جامپر breadboard

 

  

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

---

پروژه و دریافت بن ارسال رایگان

---

برای دریافت بن خرید از دانشجو کیت، کاربران بایستی با استفاده از وسایل این آموزش، پروژه را اجرا کرده و یا حتی مدار جدیدی تعریف کنید. سپس از اجرای کار فیلم گرفته و در شبکه‌های اجتماعی از جمله آپارات و اینستگرام، با هشتگ‌های دیجی_اسپارک   دانشجوکیت    digispark    daneshjookit منتشر کنند. سپس از طریق بخش نظرات در ادامه همین آموزش، جهت دریافت بن خرید ارسال رایگان به ارزش ۱۲۰۰۰ تومان از دانشجو کیت، لینک را زیر همین پست ارسال کنید.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.