NeoPixel alkeet

Tervetuloa Arduino-ohjelmointikurssin Valoisaan osaan! Tässä osiossa opimme ohjelmoimaan NeoPixel ledinauhoja.

Tämän kurssin esitietoina oletetaan Arduino vasta-alkajille peruskurssin suorittaminen.

Kurssi toteutetaan Wokwi-ohjelmointialustalla. Wokwi alustan käytöstä löydät ohjeet Arduino vasta-alkajille osiosta.

Tavoitteena on oppia ohjaamaan NeoPixel ledinauhoja, asettamaan värejä ja luomaan erilaisia efektejä.

Mikä on NeoPixel?

NeoPixel ledinauhat ovat värillisiä ledinauhoja, joissa jokaisen ledin väriä ja kirkkautta voi hallita erikseen. Tämän mahdollistavat ledivaloihin integroitu prosessori, joka vastaanottaa ja lähettää väritietoja nauhassa lediltä toiselle, Näin nauhalle voidaan antaa käsky hallita tietyn ledin väriä ja kirkkautta.

NeoPixel-ledinauhoja voi käyttää erityisesti älyvalaistuksessa, koristevalaistuksessa ja valotaiteessa.

NeoPixel ohjelmoinnin alkeet

Ensimmäinen askel NeoPixel-nauhojen ohjelmoinnissa on lisätä Adafruit_NeoPixel-kirjasto, joka tarjoaa kaikki tarvittavat työkalut nauhojen hallintaan. Lisää kirjastojen käytöstä voi lukea kurssin osiosta Kirjastojen käyttäminen.

#include <Adafruit_NeoPixel.h> // Lisää NeoPixel kirjasto käyttöön

Seuraavaksi luodaan uusi Adafruit_NeoPixeltyyppinen muuttuja ja annetaan sille nimeksi nauha.

Adafruit_NeoPixel nauha(16, 6, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // Luo uusi Adafruit_NeoPixel tyyppinen muuttuja

Tässä uuden muuttujan luominen tapahtuu funktiolla, joka ottaa parametrikseen NeoPixel-ledien määrän (16 kappaletta), pinnin, johon nauha on kytketty (pinni 6) ja nauhakohtaiset parametrit. Nauhakohtaisista parametreista ei tarvitse nyt välittää, mutta eri valmistajilta ostetuissa ledinauhoissa voidaan tarvita eri arvoja. Tässä esimerkissä on käytetty yleisimmin toimivaa variaatiota.

Setup() funktiossa alustetaan NeoPixel ledinauha käyttöön.

void setup() {
  nauha.begin(); // Aloita NeoPixelin käyttö
  nauha.setBrightness(255); // Aseta NeoPixelin kirkkaus maksimiin
  uint32_t color = nauha.Color(255,   0,   0); // Luo uusi väri arvoilla (punainen, vihreä, sininen)
  nauha.setPixelColor(0, color); // Aseta väri ensimmäiseen NeoPixeliin
  nauha.show(); // Lähetä värit nauhalle
}

• .begin() funktio käynnistää nauhan.
• .setBrightness(255) asettaa NeoPixel ledinauhan kirkkauden. Kirkkauden arvon voi asettaa välille 0-255. Tässä ledinauha asetetaan maksimikirkkaudelle.
• uint32_t vari = nauha.Color(255, 0, 0); Luo uint32_t tyyppisin muuttujan, joka kuvaa NeoPixel nauhaan asetettavaa väriä
  • uint32_t tyyppi, kuten int, on tyyppi johon voidaan tallentaa suuria positiivisia kokonaislukuja. Tässä sitä käytetään tallentamaan väriarvoja RGB-muodossa.
  • vari on väri-muuttujan nimi.
  • nauha.Color(punainen, vihreä, sininen) on funktio, joka yhdistää RGB, eli punaisen, vihreän, ja sinisen värin NeoPixelille sopivaksi arvoksi. Funktion parametrit ovat siis punainen, vihreä ja sininen. Näitä yhdistelemällä voidaan luoda myös muita värejä, esimerkiksi violetti luotaisiin komennolla nauha.Color(255, 0, 255).
• nauha.setPixelColor(0, vari); asettaa aiemmin luodun värin nauhaan.
  • ensimmäinen parametri kertoo, monettako NeoPixel-lediä ohjataan. Ohjelmoinnissa usein erilaisten listojen laskenta aloitetaan nollasta ykkösen sijaan.
  • Toinen parametri on väri, joka NeoPixel lediin halutaan asettaa.
• .show() lähettää nauhan arvon Arduinosta ledeille.

Harjoitus 1

Tässä harjoituksessa Arduinoon on kytketty kahdeksan NeoPixel ledin nauha. Koodi asettaa nauhan ensimmäisen ledin punaiseksi

Harjoitus 1

Tehtävä 1.1

Kuinka saisit myös nauhan muut ledit syttymään? Entä miten saisit joka toisen ledin syttymään? Vinkki: Tässä voidaan käyttää For-rakennetta.

Tehtävä 1.2

Kuinka saisit ledit syttymään punaisen sijasta vihreiksi tai sinisiksi? Entä miten saisit aikaan keltaisen värin?