利用接近传感器制作Arduino LED节日彩灯

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

 

在 制作Arduino LED节日彩灯中，我们用Arduino和一条全彩LED灯串做了一种装饰性照明彩灯。这次，我们采用ROHM接近传感器让彩灯更具互动性：一旦有物体接近，LED灯就会发出奇特的色彩！

今天的电子设计技巧

估计完成时间：60分钟

所需部件

Arduino UNO R3

WS2811 5M LED灯条 240 SMD 5050

ROHM传感器评估套件

目录

连接接近传感器

定制程序

让我们来点亮LED灯吧！

1.连接接近传感器

我们会使用Arduino传感器 – ROHM传感器评估套件概览介绍的ALS/接近传感器(RPR-0521RS)。让我们将传感器开发板和传感器连至Arduino。

当有物体（比如您的手）靠近接近传感器时，呈放射状排列的LED被触发，并形成绚烂的独特光效。

图1 传感器开发板和Arduino上的RPR-0521RS接近传感器

让我们来看一下传感器所需的位置和电压。由于接近传感器是I2C接口，因此应位于蓝色区域，而且其所需电压为3V，因此我们需要将跳线引脚设置为中间的3V。

图2 传感器开发板上的传感器位置

LED灯串的供电需要另外的5 V电源，不能从Arduino取电。如果我们试图用Arduino的VCC或5 V为LED供电，那么Arduino可能会由于LED灯串的大电流而烧坏。

图3 单独的外部电源适配器供电，与Arduino分开

上次我们只使用了一个LED灯串，而这次我们并联3个LED灯串。由于是并联连接，因此电源和GND共用公共点。我们可以连接更多的LED，但有具体数量取决于LED灯串上发光的LED数量以及电源适配器的电流容量。

LED灯串上每个LED的工作电流约为20 mA。由于供电电流为1.3A，所以可同时点亮65个LED灯。

图4 并联连接的LED灯带

图5 从Arduino延伸出来的LED灯串

现在，硬件部分已经完成，让我们继续为LED灯串编程吧

2.定制程序

为了控制全彩LED灯串或灯条，我们在上一篇 文章中引入了“NeoPixel”库。这次我们继续使用NeoPixel。

以下是以接近传感器为输入的LED灯串控制程序：

 

#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灯带的控制IC是WS2812，那么第三个参数是NEO_KHZ800，如果控制IC是WS2811则是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);

//当获取传感器值时

if (rc == 0) {

Serial.print("PS:");

Serial.print(ps_val);

Serial.println();


//接近时LED灯亮起

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


//

//逐个点亮

//

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 颜色转变函数

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);

}

}

 

我们修改了最后一个程序中的一些东西。首先，我们添加了接近传感器的输入处理。其次，我们改变了LED的点亮方式。

接近传感器的输入应检查传感器评估套件（Sensor Evaluation Kit）的示例程序。其目的是处理来自传感器的数值。如果您只用if语句来响应传感器，那么只能实现LED的开启/关闭。如果将传感器的值传递给点亮LED并改变LED点亮方式的函数，就可以创建更多的交互式照明效果。

 

//接近时LED灯亮起

if(ps_val > 5){

ps_val  = 500 - ps_val;

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

}

 

simpleLED是点亮LED灯串的函数，但是我们现在对它进行处理，以便从LED串的开始到结束逐一点亮LED灯。这可能是不够的，所以这次我们使用一个阵列让LED灯带在一定程度上线性发光。

在阵列中，我们运行点亮方法10次，然后从当前发光LED的位置开始计数。

 

int LEDtale[10];  //安排LED的轨迹

 

修改程序的这个部分非常有趣。您可以根据自己的喜好定制程序。

3.让我们来点亮LED灯吧！

让我们看看运转起来的炫彩光芒吧！

随着接近距离的改变，LED灯串的光速也发生变化。

您可以在黑暗的房间尝试一下，互动照明效果会更棒！

今天，通过与传感器评估套件的接近传感器相结合，我们制作了交互式LED灯串。您可以制作更大规模的LED灯串或灯带，添加更多的LED。这些灯光会把您的家变成一个假日仙境！

　　审核编辑：汤梓红