WS2812 – Der einfachste Weg, viele LEDs mit Arduino steuern

Bei den WS2812 LEDs handelt es sich um adressierbare RGB-LEDs. Sie verfügen über einen integrierten Chip und belegen daher nur einen einzigen digitalen Output des Arduino-Boards.

Wenn man LEDs mit Arduino steuern möchte, dann stößt man schnell an die Grenzen der verfügbaren Kanäle. Gerade RGB-LEDs benötigen jeweils gleich drei wertvolle analoge Kanäle (rot, grün, blau).

Die WS2812-LEDs bieten dafür eine elegante Lösung. Sie verfügen über einen integrierten Controller. Ein Datensignal vom Arduino-Board bestimmt dann, in welcher Farbe der Controller die LED leuchten lassen soll. Darüber hinaus lassen sich viele WS2812-LEDs hintereinander schalten.

WS2812 LEDs

WS2812 Arten
Jede LED mit WS2812 Controller verfügt über vier Anschlüsse. 5V+, GND, DI und DO. DI steht für Data In, DO für Data Out. Es gibt unterschiedliche WS2812 Strips und LEDs. Die Belegung der Anschlüsse kann variieren.

Stromversorgung

Arduino und WS2812 LED Strip
Zuerst sehen wir uns die Stromversorgung an. Jede WS2812 LED benötigt bis zu 60mA. Es ist also ratsam, ein Netzteil zu verwenden. Dieses Netzteil sollte mit einem Elektrolyt-Kondensator (1000uF, 6,3V) unterstützt werden. Der GND des Netzteils und der GND des Arduinos müssen verbunden werden.

Datenanschluss

Nun kann man einfach einen digitalen Kanal des Arduinos über einen Widerstand (300 – 500 Ohm) mit dem Din der ersten LED verbinden. Ihr Dout wird dann wiederum mit dem Din der nächsten LED verbunden usw. Der Widerstand ist nur vor der ersten LED nötig.

Funktionsweise


Über einen digitalen Pin des Arduinos werden Farbinformationen in einer Sequenz übertragen. Die erste LED nimmt den ersten Farbwert und leuchtet entsprechend. Die restlichen Informationen werden über den DO-Pin an die nächste LED übertragen.

Code

Wir nutzen einfach die NeoPixel-Library von Adafruit. Man kann sie von hier (https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/arduino-library-installation) herunterladen und sie muss ins Arduinoverzeichnis in den Unterordner libraries kopiert werden. Das Verzeichnis muss von Adafruit_NeoPixel-master auf Adafruit_NeoPixel umbenannt werden. Startet man nun die Arduino-Software neu, findet man unter Datei>Beispiele>Adafruit NeoPixel>simple.

Jetzt kann man einfach NUMPIXELS auf die Menge der LEDs einstellen, wie man verwenden will. Über den Befehl

lässt sich nun jede gewünschte Farbe (pixels.Color(255,255,255)) auf jede LED (ledNumber – Position der LED in der Reihe) anwenden.

Ich empfehle, sich auch mal das Beispiel>strandtest anzusehen. In diesem Beispiel sind schon ein paar Animationsfolgen eingebaut.

Woher bekommt man die Bauteile?

Kaufen kann man NeoPixel direkt bei Adafruit und man findet auch einiges bei Amazon.

In diesem Beispiel habe ich diese LEDs verwendet.

Übrigens: Die WS2812 LEDs gibt es auch als 5mm LEDs. Die Pin-Belegung ist DI, 5V+, GND (längstes Beinchen), DO.
ws2812 Anschluss Arduino NeoPixel

Inspiration

Vor einiger Zeit habe ich mal ein Glowboard mit WS2812 LED-Strips ausgestattet. Hier das Video dazu:

Referenzen

NeoPixel Best Practices
NeoPixel Library Installation

3 Comments

  1. […] Eine spezielle Form von LEDs sind die sogenannten adressierbaren LEDs. Es handelt sich dabei um RGB-LEDs, die einen integrierten Chip zur Ansteuerung besitzen. Detaillierte Informationen hab ich auf dieser Seite gesammelt: WS2812 – Der einfachste Weg, viele LEDs mit Arduino steuern […]

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