ESP32 教學 12/55 - WS2812 RGB 燈帶 4 項目，配合 SunFounder 嘅 ESP32 IoT 學習套件

ESP32 教學 12/55 - WS2812 RGB 燈帶 4 項目，配合 SunFounder 嘅 ESP32 IoT 學習套件

喺呢個教學入面，我哋會探討點樣用ESP32微控制器嚟控制WS2812 LED燈帶。呢個項目可以俾你創造各種顏色，並且可以獨立控制每一粒LED，提供一個有趣同埋視覺上吸引嘅方式嚟學習編程同電子。完成呢個教學之後，你就會有一個可以動態改變顏色同圖案嘅完整設置。

用SunFounder嘅ESP32微控制器，佢內置Wi-Fi同藍牙功能，我哋可以輕鬆連接同控制WS2812 RGB LED燈帶。呢條燈帶嘅靈活性容許各種創意應用，無論係裝飾照明定係教育項目都得。為咗更清楚了解涉及嘅步驟，你可以參考影片（喺影片00:00位置）。

硬件講解

呢個項目嘅主要組件包括ESP32微控制器同WS2812 LED燈帶。ESP32係一個功能強大嘅微控制器，可以執行同Arduino類似嘅任務，但多咗連接選項。佢有豐富嘅功能，可以連接到雲端，容許遙距控制同數據記錄。

WS2812 LED燈帶由獨立可尋址嘅RGB LED組成，即係話每一粒LED都可以控制嚟顯示唔同顏色。呢條燈帶用單線協議運作，容許多粒LED串聯而唔會損失信號質量。每粒LED都內置驅動器，會接收輸入信號並放大俾鏈入面嘅下一粒LED。

數據表詳情

• 確保提供正確嘅電源（5 V），以免損壞LED。
• 喺電源端子之間加一個電容（100 µF）嚟平滑電壓尖峰。
• 保持數據線短啲，以減少信號衰減。
• 注意LED溫度；確保有適當嘅散熱。
• 連接電源同地線時要注意正確極性。
• 如果使用長燈帶，喺數據線上加一個上拉電阻。

接線說明

要將WS2812 LED燈帶連接到ESP32，首先連接電源。LED燈帶嘅+5V線應該連接到ESP32嘅5V引腳，而地線（GND）就應該連接到ESP32嘅其中一個GND引腳。

跟住，將LED燈帶嘅數據輸入線連接到ESP32嘅引腳14。確保連接穩固，以保證數據傳輸正常。如果你用多條燈帶或者距離較長，可以考慮用電平轉換器嚟確保信號完整性。呢個設置可以令你直接從ESP32控制LED燈帶。

代碼示例同講解

呢段代碼用Adafruit NeoPixel庫嚟控制WS2812 LED燈帶。佢首先初始化LED燈帶，並將初始顏色設為黑色。代碼入面嘅主要識別符包括LED_PIN，用嚟定義連接LED燈帶數據線嘅引腳，同埋NUM_LEDS，用嚟指定燈帶入面LED嘅數量。

#include  // 引入Adafruit NeoPixel庫

#define LED_PIN 14 // NeoPixel LED燈帶
#define NUM_LEDS 8 // LED數量

喺setup函數入面，用strip.begin()初始化燈帶，並用strip.show()將初始顏色設為黑色。咁樣就準備好燈帶，等程式運行時可以改變顏色。

void setup() {
  strip.begin(); // 初始化NeoPixel燈帶
  strip.show(); // 將初始顏色設為黑色
}

程式嘅主循環由兩個for循環組成。第一個循環逐粒打開LED，設定佢嘅顏色並更新燈帶。第二個循環就用同樣方式逐粒關閉LED。咁樣就創造咗一個簡單但有效嘅燈光動畫。

void loop() {
  // 逐粒打開LED
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, 100, 45, 0); // 將第i粒LED嘅顏色設為紅色
    strip.show(); // 用新顏色更新LED燈帶
    delay(100); // 等100毫秒
  }
  
  // 逐粒關閉LED
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0); // 將第i粒LED嘅顏色設為黑色（關閉佢）
    strip.show(); // 用新顏色更新LED燈帶
    delay(100); // 等100毫秒
  }
}

睇吓文章下面嘅完整代碼載入，了解更多點樣實現唔同顏色效果同動畫。

示範 / 預期效果

當你完成接線並上載程式碼之後，你應該會見到燈帶上面嘅LED一粒一粒咁以指定顏色亮起，然後跟住同一順序熄滅。咁樣就會造成一個「走馬燈」效果。如果LED冇好似預期咁樣亮起，就要再檢查吓你嘅接線連接，同埋確保電源供應足夠。另外，都要確認程式碼入面定義咗正確嘅引腳（喺影片12:30度）。

影片時間標記

• 00:00 開始
• 1:40 WS2812 LED介紹
• 7:25 項目文檔頁面
• 9:16 RGB顏色解釋
• 13:16 接線解釋
• 13:48 Arduino程式碼-1解釋
• 19:03 喺Arduino IDE度選擇ESP32開發板同端口
• 20:45 程式碼-1示範
• 22:00 控制個別LED
• 24:16 走馬燈LED
• 25:41 來回燈光

圖片

ESP32-12-WS2812-wiring

ESP32-12-WS2812-schematic

SunFounder-ESP32-Lesson-12-LED-Strip.mp4_snapshot_00.02.422

ESP32-12-WS2812-wiring

ESP32-12-WS2812-schematic

SunFounder-ESP32-Lesson-12-LED-Strip.mp4_snapshot_00.02.422

#include <Adafruit_NeoPixel.h> // Include the Adafruit NeoPixel library

#define LED_PIN 14 // NeoPixel LED strip
#define NUM_LEDS 8 // Number of LEDs

// Create an instance of the Adafruit_NeoPixel class
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_LEDS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 

void setup() {
  strip.begin(); // Initialize the NeoPixel strip
  strip.show(); // Set initial color to black
}

void loop() {
  // Turn on LEDs one by one
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, 100, 45, 0); // Set the color of the i-th LED to red
    strip.show(); // Update the LED strip with the new colors
    delay(100); // Wait for 100 milliseconds
  }
  
  // Turn off LEDs one by one
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0); // Set the color of the i-th LED to black (turn it off)
    strip.show(); // Update the LED strip with the new colors
    delay(100); // Wait for 100 milliseconds
  }
}