Подключение WS2811 к Arduino

Тема нашей сегодняшней информационной статьи – подключение WS2811 к Ардуино. О чем конкретно мы будем говорить? – О достаточно популярном сегменте на рынке современных электронных технологий – адресных светодиодных лентах (в нашем случае - на базе микрочипа WS2811).

Эта модель представляет собой интегральную микросхему в корпусе. Используют подобные устройства для различных задач конструирования и проектирования (создание светомузыки, бегущей строки, декоративных подсветок и светильников с управлением «soft lights», декорирование LED-видео экранов уличных «бордов» и рекламных табло и т.д.). Ну а в целом ардуинщики и радиолюбители ценят этот модуль за возможность создания подсветки с изменением тональности и яркости согласно заданных алгоритмов.

По традиции разберем технические параметры RGB SMART-ленты:

• рабочее напряжение: до 12В;
• максимальный ток: 1.6 А/м;
• потребляемая мощность: 18 Вт/м;
• плотность светодиодов: 60 шт/м;
• ширина ленты: 10мм;
• рабочая температура: -20 до +80 ℃;
• встроенный регулятор напряжения питания VDD.

Передача сигнала от одной микросхемы к другой происходит через сигнальный провод. Управление «умными» светодиодами - по цифровому протоколу (т.е. без контроллера не обойтись). А потому рассмотрим схему подключения WS2811 к Ардуино:

В ней мы использовали плату расширения Arduino Nano, адресную LED-ленту, зарядное устройство, соединительные провода.
Прежде чем работать с кодами, проверим наличие необходимой библиотеки. «Продвинутые» пользователи рекомендуют использовать FastLED, хотя она достаточно требовательна к ресурсам, особенно объемам памяти (но есть еще варианты: AdafruitNeoPixel и LightWS2812, правда, с меньшими возможностями и более низкой скоростью).
Скачать их можно ТУТ:
https://github.com/FastLED/FastLED
https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
https://github.com/cpldcpu/light_ws2812

Теперь напишем такой программный скетч:

#define PIN 13        // пин DI
#define NUM_LEDS 16   // число диодов
#include "Adafruit_NeoPixel.h"
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_LEDS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
void setup() {
  strip.begin();
  strip.setBrightness(50);    // яркость, от 0 до 255
  strip.clear();                          // очистить
  strip.show();                           // отправить на ленту
}
void loop() {
  // заливаем трёмя цветами плавно
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS / 3; i++ ) {   // от 0 до первой трети
    strip.setPixelColor(i, 0xff0000);     // залить красным
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(100);
  }
  for (int i = NUM_LEDS / 3; i < NUM_LEDS * 2 / 3; i++ ) {   // от 1/3 до 2/3
    strip.setPixelColor(i, 0x00ff00);     // залить зелёным
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(100);
  }
  for (int i = NUM_LEDS * 2 / 3; i < NUM_LEDS; i++ ) {   // от 2/3 до конца
    strip.setPixelColor(i, 0x0000ff);     // залить синим
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(100);
  }
  delay(1000);
  // заливаем белым
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) {   // всю ленту
    strip.setPixelColor(i, 0xffffff);     // залить белым
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(10);
  }
  delay(1000);
  // заливаем чёрным
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) {   // всю ленту
    strip.setPixelColor(i, 0x000000);     // залить чёрным
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(10);
  }
  delay(1000);
  // включаем случайные диоды жёлтым
  for (int i = 0; i < 50; i++ ) {         // 50 раз
    strip.setPixelColor(random(0, NUM_LEDS), 0xffff00);     // залить жёлтым
    strip.show();                         // отправить на ленту
    delay(500);
  }
}

Важно! Во время загрузки прошивки должно быть подключено внешнее питание!

И помните, чтобы скетч скомпилировался и сразу заработал, следует в заголовке указать верное количество светодиодов и конечно же номер порта!
На этом все! Удачных вам проектов!