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아두이노 코딩 시즌2 #2 || 네오픽셀 1편

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네오 픽셀 아두 이노

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네오 픽셀 아두 이노

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아두이노 네오픽셀로 LED 색 조절하는 방법

<목표>

– 아두이노를 통해 네오픽셀 LED의 색을 원하는 대로 조절해보자.

<준비물>

– 아두이노, 네오픽셀, 점퍼선

네오픽셀 관련 라이브러리를 설치해야한다.

아두이도IDE >> 스케치 >> 라이브러리 >> 라이브러리 매니저 순서로

라이브러리 매니저를 실행시킨 후, NeoPixel 을 검색해준다.

이때 대소문자 구별을 정확히 해야한다.

여기서 Adafruit NeoPixel 을 설치해준다.

<회로도>

D2(디지털 핀 2번) 과 GND. 5V를 네오픽셀에 연결해주면 된다.

<코드>

// NeoPixel test program showing use of the WHITE channel for RGBW // pixels only (won’t look correct on regular RGB NeoPixel strips). #include #ifdef __AVR__ #include // Required for 16 MHz Adafruit Trinket #endif // Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels? // On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1: #define LED_PIN 2 // How many NeoPixels are attached to the Arduino? #define LED_COUNT 10 // NeoPixel brightness, 0 (min) to 255 (max) #define BRIGHTNESS 50 // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255) // Declare our NeoPixel strip object: Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRBW + NEO_KHZ800); void setup() { // These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz. // Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it): #if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1); #endif // END of Trinket-specific code. strip.begin(); // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED) strip.show(); // Turn OFF all pixels ASAP strip.setBrightness(BRIGHTNESS); } void loop() { // Fill along the length of the strip in various colors… colorWipe(strip.Color(255, 0, 0) , 50); // Red colorWipe(strip.Color( 0, 255, 0) , 50); // Green colorWipe(strip.Color( 0, 0, 255) , 50); // Blue colorWipe(strip.Color( 0, 0, 0, 255), 50); // True white (not RGB white) whiteOverRainbow(75, 5); pulseWhite(5); rainbowFade2White(3, 3, 1); } void colorWipe(uint32_t color, int wait) { for(int i=0; i= strip.numPixels()) whiteLength = strip.numPixels() – 1; int head = whiteLength – 1; int tail = 0; int loops = 3; int loopNum = 0; uint32_t lastTime = millis(); uint32_t firstPixelHue = 0; for(;;) { // Repeat forever (or until a ‘break’ or ‘return’) for(int i=0; i= tail) && (i <= head)) || // If between head & tail... ((tail > head) && ((i >= tail) || (i <= head)))) { strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 0, 0, 255)); // Set white } else { // else set rainbow int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels()); strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue))); } } strip.show(); // Update strip with new contents firstPixelHue += 40; // Advance just a little along the color wheel if((millis() - lastTime) > whiteSpeed) { // Time to update head/tail? if(++head >= strip.numPixels()) { // Advance head, wrap around head = 0; if(++loopNum >= loops) return; } if(++tail >= strip.numPixels()) { // Advance tail, wrap around tail = 0; } lastTime = millis(); // Save time of last movement } } } void pulseWhite(uint8_t wait) { for(int j=0; j<256; j++) { // Ramp up from 0 to 255 // Fill entire strip with white at gamma-corrected brightness level 'j': strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j))); strip.show(); delay(wait); } for(int j=255; j>=0; j–) { // Ramp down from 255 to 0 strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j))); strip.show(); delay(wait); } } void rainbowFade2White(int wait, int rainbowLoops, int whiteLoops) { int fadeVal=0, fadeMax=100; for(uint32_t firstPixelHue = 0; firstPixelHue < rainbowLoops*65536; firstPixelHue += 256) { for(int i=0; i= ((rainbowLoops-1) * 65536)) { // Last loop, if(fadeVal > 0) fadeVal–; // fade out } else { fadeVal = fadeMax; // Interim loop, make sure fade is at max } } for(int k=0; k=0; j–) { // Ramp down 255 to 0 strip.fill(strip.Color(0, 0, 0, strip.gamma8(j))); strip.show(); } } delay(500); // Pause 1/2 second }

가장 기본적인 예제 코드 중 하나로,

빨,초,파,흰,무지개 색을 사용할 수 있다.

<실행 결과>

loop() 코드를 보면

색상 바꾸는 코드는 colorWipe(strip.Color( R, G, B), delay)

코드를 사용하면 된다는 것을 알 수 있다.

colorWipe 함수는 위와 같고,

R, G, B는 0~255 까지 값을 사용할 수 있다.

여기서 알 수 있는 것은 네오픽셀을 제어할 때에는 스트립의 네오픽셀 각각의 색을 지정하고

strip.show() 함수를 이용해서 색을 나타낸다는 것이다.

따라서 함수만 잘 만들거나 이용하면 자신이 원하는 대로 네오픽셀을 제어할 수 있다는 뜻이다.

RGB 색상표는 아래 주소에서 확인 가능하다.

https://search.naver.com/search.naver?where=nexearch&sm=top_hty&fbm=0&ie=utf8&query=rgb+%EC%83%89%EC%83%81%ED%91%9C

※ 궁금하시거나 질문사항이 있으시면 댓글로 작성해주시면 답변해 드릴 수 있는 부분에서 친절히 답변드리겠습니다!

아두이노 Neopixel 네오픽셀 예제 분석!(colorWipe, theatherChase, rainbow, theatherChaseRainbow)

안녕하세요.

오늘은 아두이노 Adafrouit NeoPixel 라이브러리에 포함된 strandtest 예제를 분석해보겠습니다.

strandtest 예제 열기

예제 중에 strandtest

기본적으로 Adafrouit NeoPixel 라이브러리가 설치되면 예제가 같이 설치되는데

아두이노 IDE에서 [파일]-[예제]-[Adafruit NeoPixel] – [strandtest]를 클릭하여 예제 파일을 생성하면 됩니다.

예제에 대한 설명은 주석으로 달아놨습니다.

아 효과 중에 theatherChase라는 이름 있는데

옛날 극장 간판에 전구가 반짝이는 듯한 효과 인듯합니다.

#include //고정적으로 사용할 내용을 미리 선언 #define LED_PIN 8 //네오픽셀에 신호를 줄 핀번호 #define LED_COUNT 60 //아두이노에 연결된 네오픽셀의 개수 Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // 라이브러리에서 네오픽셀 객체를 선언 // 첫번째 인자 = 네오픽셀의 개수 // 두번째 인자 = 신호를 출력할 핀번호 // 세번째 인자 = 네오픽셀의 종류에따라 맞는 것을 아래대로 설정해주면 된다. /* * 종류에 따른 설정 * NEO_KHZ800 800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs) * NEO_KHZ400 400 KHz (classic ‘v1’ (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers) * * NEO_GRB Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products) * NEO_RGB Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2) * NEO_RGBW Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products) */ void setup() { strip.begin(); // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED) strip.show(); // 네오픽셀에 빛을 출력하기 위한 것인데 여기서는 모든 네오픽셀을 OFF하기 위해서 사용한다. strip.setBrightness(50); // 네오픽셀의 밝기 설정(최대 255까지 가능) } void loop() { // 스트립 길이를 따라서 설정된 색으로 채운다. // strip.Color(Red, Green, Blue) 스트립의 색상을 RGB순서대로 세팅해준다.각RGB마다 0~255까지 설정가능 // colorWipe(스트립 색상, 딜레이 시간) colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 50); // Red colorWipe(strip.Color( 0, 255, 0), 50); // Green colorWipe(strip.Color( 0, 0, 255), 50); // Blue colorWipe(strip.Color(255, 255, 255), 50); // White // 극장간판에 달린 전구가 빛나는것과 유사한 효과 // theaterChase(스트립 색상, 딜레이 시간) theaterChase(strip.Color(127, 127, 127), 50); // White, half brightness theaterChase(strip.Color(127, 0, 0), 50); // Red, half brightness theaterChase(strip.Color( 0, 0, 127), 50); // Blue, half brightness // 전체 스트립에 색을 흐르는 무지개빛처럼 돌아가며 출력 rainbow(10); // 위에 theaterChase효과를 무지개빛으로 출력 theaterChaseRainbow(50); //해당 함수들은 밑에 구현되어있다. } void colorWipe(uint32_t color, int wait) { for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip... strip.setPixelColor(i, color); // Set pixel's color (in RAM) strip.show(); // Update strip to match delay(wait); // Pause for a moment } } void theaterChase(uint32_t color, int wait) { for (int a = 0; a < 10; a++) { // Repeat 10 times... for (int b = 0; b < 3; b++) { // 'b' counts from 0 to 2... strip.clear(); // Set all pixels in RAM to 0 (off) // 'c' counts up from 'b' to end of strip in steps of 3... for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) { strip.setPixelColor(c, color); // Set pixel 'c' to value 'color' } strip.show(); // Update strip with new contents delay(wait); // Pause for a moment } } } void rainbow(int wait) { for (long firstPixelHue = 0; firstPixelHue < 5 * 65536; firstPixelHue += 256) { for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels()); strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue))); } strip.show(); delay(wait); } } void theaterChaseRainbow(int wait) { int firstPixelHue = 0; for (int a = 0; a < 30; a++) { for (int b = 0; b < 3; b++) { strip.clear(); for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) { int hue = firstPixelHue + c * 65536L / strip.numPixels(); uint32_t color = strip.gamma32(strip.ColorHSV(hue)); // hue -> RGB strip.setPixelColor(c, color); } strip.show(); delay(wait); firstPixelHue += 65536 / 90; } } }

실행 모습

colorWipe theatherChase rainbow rainbowtheather

기존의 예제를 이용해서 다양한 네오픽셀 작품들을 만들어보세요~

30. 화려한 빛의 향연 : 네오픽셀 사용법 #1

네오픽셀(NeoPixel)은 주소를 지정하여 다양한 색으로

발광할 수 있는 LED의 한 종류이다.

그런데 한 가지 색을 가지고 있는 LED와 달리 양과 음의 단자만을 가지고 있지 않고, 컨트롤 용 데이터 선을 하나 더 가지고 있다. 이 데이터선을 이용하여 빛의 색과 밝기 그리고 순서까지 제어할 수가 있다.

네오픽셀은 다양한 형태를 가지고 있다.

기다란 선 형태에 줄지어 배치된 형태도 있고, 원형으로 만들어진 상품도 있다.

다양한 형태의 네오픽셀 부품들

원형 네오픽셀을 아두이노에 연결하고 예제 하나를 실행해 보았다.

아래 동영상은 수강생 중 한 분이 수강 후 전시회를 위하여 만든 ‘조명이 있는 나무집’의 영상이다.

멋진 나무집을 짓고 그 안에 네오픽셀을 이용하여 조명을 만든 작품이다.

네오 픽셀은 이렇게 다양한 색의 빛을 보여줄 수 있는 도구이다.

어떠한 형태로 구성되어 있어도 네오픽셀 모듈의 내부 구조는 동일하다.

VCC – 5V 입력 핀과

GND 접지 핀과

Data In 핀

Data Out 핀

이렇게 4개의 핀이 존재한다.

경우에 따라서는 VCC와 GND가 여러 개 있을 수 있지만 그것은 연결을 용이하게 추가한 핀들이어서 내부적으로는 모두 연결되어 있다고 생각하면 된다.

DI(Data In)과 DO(Data Out)은 하나의 모듈에 하나씩 있게 되는데, 이것은 전체 모듈의 시작 LED와 끝 LED와 연결되어 있는 거이다.

아래의 사진은 원형으로 8개의 NeoPixel LED를 포함하고 있는 상품이다.

좌측은 전면의 사진이고, 우측은 뒷면을 확대한 사진인데, 납땜이 되어 있어 자세히 보이지 않지만, 죄 측에 GND, IN, VCC, GND와 같은 단자가 있고, 우측에 GND, OUT, VCC, GND 단자가 있다.

GND가 좌우에 2개씩 있는 건 좀 특이한 스타일이지만 그중 1개만 사용해도 된다.

VCC와 GND는 다른 부품처럼 5V의 전원과 GND에 연결을 하면 되지만, IN과 OUT은 다른 부품과 구분해서 사용해야 한다.

네오 픽셀은 LED 하나하나에 그 주소가 있다고 생각하면 된다. 따라서 IN과 가장 가까운 LED가 0번이면 순서에 따라 1,2,3,4,…. 와 같이 주소가 있다고 생각하면 된다. 8개의 LED가 있는 경우 0번부터 7번까지 주소가 부여되고, 만일 추가로 그 뒤에 다른 네오픽셀을 연결한다면 VCC와 GND를 연결하고, 다음 네오픽셀의 IN과 지금 사용된 네오픽셀의 OUT을 연결해 주면 된다. 그렇게 되면 뒤의 네오픽셀의 주소는 8번부터 시작하게 된다.

네오픽셀은 하나의 직선에 일렬로 늘어선 LED가 그 직선의 위치에 맞는 주소를 가지고 있는 구조로 만들어져 있다고 생각하면 된다.

각각의 LED를 지정하여 어떤 색의 빛으로 불을 켤지를 결정하는 것은 코드로 할 수 있다.

네오픽셀을 이용한 간단한 회로를 하나 만들어 보자.

2번 핀과 GND 사이에 버튼스위치를 연결,

네오픽셀의 VCC는 5V, GND는 GND에 연결,

네오픽셀의 DI(또는 IN)는 6번 핀에 연결했다.

TinkerCad로 작업을 한다면

빨간 박스의 라이브러리 포함을 눌러 NeoPixel 라이브러리 옆의 [포함] 버튼을 누르면

#include

이라고 라이브러리가 자동으로 포함될 것이고,

아두이노 스케치 프로그램을 사용하신다면

메뉴의 툴-라이브러리 관리 – 에서 neopixel을 검색하여 Adafruit NeoPixel by Adafruit 라이브러리를 설치한다.

이제 네오픽셀을 사용할 준비가 모두 끝났다.

아래의 코드를 입력하고 버튼을 누르면 어떤 일일 발생하는지 보자.

라인 7의 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(pCOUNT, pxlPIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);라는 명령어를 통하여 pCount 개수만큼의 네오픽셀이 sPin(2번)에 연결되었음을 알려주고, 차후에 이를 이용할 변수를 strip이라는 이름에 저장한다.

네오픽셀은 Adafruit_NeoPixel 명령어의 리턴 값을 가지고 있는 strip 변수를 이용하여 다음과 같이 작동한다. setup 함수의 11번부터 13번 라인까지 있는 아래의 코드의 한국어 번역본을 보자.

strip.begin(); // strip으로 등록된 네오픽셀을 사용한다

strip.setBrightness(30); // 밝기를 30만큼으로 정한다. 최댓값은 255이다.

strip.show(); // 앞서 설정된 내용을 네오픽셀에 전달하여 실행한다.

위의 내용은 setup 함수에서 지정하여 해당 네오픽셀을 사용하기 위한 준비를 한다.

이제 loop 함수를 보자.

17번에서 버튼이 눌렸음을 확인하고

18번의 strip.setPixelColor(0, strip.Color(255, 0, 0));

명령어는 특정 주소의 LED에 특정 색으로 불을 밝히라는 명령어이다.

setpixelColor(LED주소, 컬러 지정 RGB)

의 형식으로 사용되는 명령어이다. 따라서 첫 번째 LED(0번)에 R 값 즉 붉은 값을 최대치(255)로 만들라고 명령을 한 것이다.

Color(RED, GREEN, BLUE)와 같이 값을 지정하면 된다.

RGB의 값(0~255)을 적절히 배합하면 이론 상 1천6백만 가지 색을 구현하는 것이 가능하다.

19번 라인의 strip.setPixelColor(strip.numPixels()-1, strip.Color(0, 255, 0));

는 현재의 네오픽셀의 개수보다 1 작은 값 즉 마지막 LED의 불을 켜라는 것이고, 컬러는 GREEN(녹색) 최댓값을 켜라는 것이다.

결과는 위의 그림과 같이 보일 것이고. 붉은색이 0번 녹색이 11번을 가리키는 것이므로 해당 네오픽셀은 붉은색 LED로부터 시계방향으로 LED가 배치되어 있음을 알 수 있다.

강좌가 길어져서 실제로 네오 픽셀을 응용하는 방법과 장난감 만들기는 다음 회에 계속하도록 하겠다.

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