Kurz Lekcia 5 z 10: Ovládanie RGB LED WS2812B pomocou Raspberry Pi Pico

Kurz Lekcia 5 z 10: Ovládanie RGB LED WS2812B pomocou Raspberry Pi Pico

Táto lekcia, ktorá je súčasťou kurzu Robojax Raspberry Pi Pico Smart Car, sa zameriava na ovládanie RGB LED pásika (WS2812B) na súprave auta SunFounder s pohonom 4 kolies. Posuniete sa za jednoduché zapínanie a vypínanie a naučíte sa miešať hodnoty červenej, zelenej a modrej, aby ste vytvorili akúkoľvek farbu, ovládali jednotlivé LED diódy a vytvárali dynamické svetelné sekvencie, ako je efekt „kráčajúceho" svetla. Táto zručnosť je základom pre pridanie vizuálnej spätnej väzby a osobnosti do vašich robotických projektov.

Ovládanie RGB LED diód je základnou zručnosťou pre každý robotický alebo elektronický projekt. Tu je niekoľko praktických vecí, ktoré môžete s týmito znalosťami vytvoriť:

• Vlastné indikátory stavu: Použite rôzne farby na zobrazenie stavu robota, napríklad zelenú pre „pripravený", modrú pre „pracuje" a červenú pre „chyba".
• Interaktívne svetelné efekty: Vytvorte svetelné vzory typu „prenasledovanie" alebo „jazdec noci" pre dynamickejšieho a pútavejšieho robota.
• Vizuálna spätná väzba pre senzory: Naprogramujte LED diódy tak, aby menili farbu na základe údajov zo senzorov, napríklad aby sa zmenili na červenú, keď je prekážka blízko, alebo na modrú, keď sledujú čiaru.
• Ambientné osvetlenie: Nastavte LED diódy na náhodnú farbu alebo konkrétny odtieň, aby ste vytvorili vlastnú atmosféru pre vaše auto alebo iné projekty.

Hardvér/komponenty

Tento projekt používa komponenty, ktoré sú súčasťou súpravy SunFounder Raspberry Pi Pico auta s pohonom 4 kolies. Kľúčovým komponentom je samotný RGB LED pásik, ktorý je ovládaný Raspberry Pi Pico.

• Raspberry Pi Pico
• Súprava SunFounder auta s pohonom 4 kolies (ktorá obsahuje WS2812B RGB LED pásik)
• Batériový blok pre auto (na napájanie LED diód, ako je uvedené vo videu)

Sprievodca zapojením

Video lekcia nepodrobne opisuje proces zapojenia, pretože je súčasťou predmontovaného dizajnu súpravy auta. LED diódy sú už pripojené k Raspberry Pi Pico. Pre vlastné nastavenie by ste zvyčajne pripojili dátový pin pásika WS2812B k GPIO pinu na Pico, spolu s napájaním (5V) a zemou (GND). Keďže táto lekcia používa súpravu auta, žiadne ďalšie zapojenie nie je potrebné.

Ak to staviate na breadboarde, pripojili by ste dátový vodič vášho LED pásika k GPIO pinu (napr. GP0) a napájali by ste ho externým 5V zdrojom.

Vysvetlenie kódu

Lekcia sa zameriava na používanie vopred napísaných funkcií z knižnice súpravy auta. Základnou funkciou na ovládanie svetiel je set_light_color(). Táto metóda sa volá na objekte auta a prijíma dva hlavné argumenty: ID číslo svetla a zoznam troch hodnôt predstavujúcich intenzitu červenej, zelenej a modrej (RGB).

Tu je rozpis, ako používať kľúčové funkcie demonštrované vo videu:

• car.set_light_color(LED_ID, [R, G, B]): Toto je najpriamejší spôsob ovládania jednotlivej LED diódy. LED_ID je celé číslo od 0 do 23 a farba je zoznam ako [255, 0, 0] pre červenú.
• Pomocné funkcie knižnice: Knižnica súpravy poskytuje funkcie vyššej úrovne, ako sú set_all_light_color(), set_bottom_left_color() a set_bottom_right_color(), na jednoduchšie ovládanie skupín LED diód.

Na vytvorenie vlastnej farby môžete upraviť tri hodnoty v zozname. Napríklad [255, 255, 0] vytvorí žltú, [0, 255, 255] vytvorí tyrkysovú a [255, 0, 255] vytvorí ružovú alebo purpurovú. Video demonštruje vytváranie týchto farieb miešaním základných RGB hodnôt.

Pre náhodné farby môžete použiť funkciu random.randint(0, 255) na generovanie náhodných hodnôt pre R, G a B, ako je znázornené v príklade „random". Toto priradí jedinečnú, náhodnú farbu každej z 24 LED diód.

Živý projekt/demonštrácia

Vo videu inštruktor demonštruje koncepty naživo. Najprv ukáže, ako zapnúť všetky spodné svetlá na pevnú zelenú nastavením RGB hodnôt na [0, 255, 0]. Potom zmení farbu na červenú nastavením [255, 0, 0]. Demonštrácia pokračuje ukážkou, ako ovládať jednotlivé LED diódy podľa ich ID čísla (0-23) a nastavovať ich farby nezávisle.

Významná časť videa je venovaná vytvoreniu efektu „kráčajúceho svetla". Toto sa robí pomocou cyklu for, ktorý iteruje od 1 do 24. V každej iterácii zapne aktuálnu LED diódu na nastavený čas (napr. 300 milisekúnd) a potom ju vypne na veľmi krátky čas (napr. 10 milisekúnd), kým prejde na ďalšiu. To vytvára ilúziu svetla pohybujúceho sa po pásiku. Inštruktor tiež ukazuje, ako upraviť rýchlosť tohto efektu zmenou hodnôt oneskorenia.

Nakoniec demonštruje program „náhodná farba", ktorý používa knižnicu random na generovanie jedinečnej farby pre každú z 24 LED diód pri každom spustení kódu, čím vytvára živý, viacfarebný displej.

Kapitoly

• [00:00] Úvod do RGB LED diód a kurzu Smart Car
• [02:36] Pochopenie RGB farebného modelu
• [05:00] Ovládanie svetiel pomocou funkcií knižnice
• [09:01] Ako ovládať jednotlivé LED diódy (0-23)
• [13:08] Vytvorenie efektu kráčajúceho svetla
• [15:32] Generovanie náhodných farieb pre každú LED diódu