使用伺服機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)板控制 NeoPixel LED

作者： Don Johanneck

[Kitronik][Simply Servos]板（圖 1）解決了在項(xiàng)目中使用多個(gè)伺服機(jī)構(gòu)時(shí)如何提供充足的 3 V - 12 V 電源軌的問(wèn)題。內(nèi)置的 3 V 電源穩(wěn)壓功能和排針可用于快速添加 [Raspberry Pi][Pico] 以操作伺服機(jī)構(gòu)。但是，如果其他的設(shè)備采用三線式引線，且需要 5 V 電源，而且可能需要很大的電流時(shí)，該怎么辦呢？比如 [Adafruit]的 [NeoPixel LED 燈條]！

圖 1：Kitronik Simply 伺服機(jī)構(gòu)板。（圖片來(lái)源：Kitronik）

最近，我有個(gè)想法，用我的遙控飛機(jī)制作一架夜間飛行器。我可以在其中安裝任何微控制器，然后想辦法把 NeoPixel 燈條與電源連接，但是，如果使用[伺服引線]能快速完成而且易于維修，將是什么樣的結(jié)果呢？Simply 伺服機(jī)構(gòu)板不僅僅適用于伺服機(jī)構(gòu)。選擇該平臺(tái)簡(jiǎn)化了項(xiàng)目，并最大限度地減少了對(duì)定制接線和大量連接器的需求。

本文結(jié)尾給出了相關(guān)的博客和有趣的視頻鏈接，幫助您詳細(xì)了解飛行平臺(tái)以及如何改裝遙控飛機(jī)。我們使用 [Arduino IDE] 對(duì) Pico 進(jìn)行編程，以便根據(jù)遙控發(fā)射器的輸入運(yùn)行 NeoPixels。我計(jì)劃在飛機(jī)機(jī)身兩側(cè)使用“發(fā)光”功能，隨著油門(mén)的加大，追逐速度也會(huì)加快。隨著夜幕降臨，Neopixels 會(huì)因亮度過(guò)高而使眼睛不舒服。一個(gè)輔助通道可用于調(diào)暗 LED。最后，當(dāng)飛機(jī)在黑暗中著陸時(shí)，有著陸燈將非常方便。與其增加另一個(gè)通道，不如在油門(mén)達(dá)到或低于著陸速度時(shí)將底部 NeoPixels 變?yōu)榱涟咨?。我使用的是基本編程，但仍有改進(jìn)空間或者仍能夠探索其他功能。

復(fù)制Arduino IDE Code:

//Rx throttle as LED speed control. Rx Aux 2 as dimmer. Channels 1 and 2 as inputs on Simply Servos.
//Remaining servo ports on board (channels 3-8, pins 4-9) used as NeoPixel outputs.
#include < neopixelconnect.h >

//Number of NeoPixels in each string
#define FIN_LEN 34  //Number of NeoPixels on each fin
#define BOT_LEN 28  //Number of NeoPixels on each bottom skid
#define AUX_LEN 61  //Number of NeoPixels on each auxiliary location
#define THRESH 60   //Landing versus flight throttle threshold

//Rx channel Pico GPIO inputs
#define THROT 2
#define AUX2 3

// Create an instance of NeoPixelConnect and initialize it for each strand of NeoPixels
// (pin, number of pixels in string, programmable IO location (0 or 1), programmable IO state machine usage (0-3))
NeoPixelConnect R_Aux(4, AUX_LEN, pio0, 0);
NeoPixelConnect L_Aux(5, AUX_LEN, pio1, 0);
NeoPixelConnect R_Bot(6, BOT_LEN, pio0, 1);
NeoPixelConnect L_Bot(7, BOT_LEN, pio1, 1);
NeoPixelConnect R_Fin(8, FIN_LEN, pio0, 2);
NeoPixelConnect L_Fin(9, FIN_LEN, pio1, 2);

uint8_t AuxSingLED;  //Single LED variable on auxiliary string

//Function - Get intensity level from Rx Aux2 output
uint8_t get_pixel_intensity() {
  return map(pulseIn(AUX2, HIGH), 900, 2200, 0, 255);
}

//Function - Get speed level from Rx Throttle output
uint8_t get_pixel_speed() {
  return map(pulseIn(THROT, HIGH), 990, 1902, 100, 0);
}

void setup() {
  pinMode(THROT, INPUT);  //Set Pico GPIO pin 2 as input
  pinMode(AUX2, INPUT);   //Set Pico GPIO pin 3 as input
}

void loop() {
  uint8_t LEDInten = get_pixel_intensity();  //Get NeoPixel intensity value
  uint8_t LEDSpeed = get_pixel_speed();      //Get NeoPixel speed value
  if (LEDSpeed < 10) LEDSpeed = 0;           //Dampen lower speed limit

  if (LEDSpeed < THRESH) {                                   //Throttle high color
    R_Bot.neoPixelFill(LEDInten, 0, 0, true);                //Fill string with red
    L_Bot.neoPixelFill(LEDInten, 0, 0, true);                //Fill string with red
  } else {                                                   //Throttle low color
    R_Bot.neoPixelFill(LEDInten, LEDInten, LEDInten, true);  //Fill string with white
    L_Bot.neoPixelFill(LEDInten, LEDInten, LEDInten, true);  //Fill string with white
  }

  R_Fin.neoPixelFill(0, LEDInten, 0, true);  //Fill string with green
  L_Fin.neoPixelFill(0, LEDInten, 0, true);  //Fill string with green

  R_Aux.neoPixelFill(0, 0, LEDInten, false);                           //Fill string with blue
  R_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED, LEDInten, 0, 0, false);           //Set a NeoPixel to red
  R_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED - 1, LEDInten / 10, 0, 0, false);  //Set trailing NeoPixel to dimmed red
  R_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED + 1, LEDInten / 10, 0, 0, true);   //Set leading NeoPixel to dimmed red
  L_Aux.neoPixelFill(0, 0, LEDInten, false);                           //Fill string with blue
  L_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED, LEDInten, 0, 0, false);           //Set a NeoPixel to red
  L_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED - 1, LEDInten / 10, 0, 0, false);  //Set trailing NeoPixel to dimmed red
  L_Aux.neoPixelSetValue(AuxSingLED + 1, LEDInten / 10, 0, 0, true);   //Set leading NeoPixel to dimmed red

  AuxSingLED = AuxSingLED + 3;                //Marquis - move R_Aux and L_Aux red LEDs along NeoPixel string 3 pixels at a time.
  if (AuxSingLED >= AUX_LEN) AuxSingLED = 0;  //If at end of string, return to start.

  delay(LEDSpeed);  //Set how long to delay code execution cycle depending upon throttle level.
}

Arduino IDE Code END:
< /neopixelconnect.h >

清單 1：用于控制 NeoPixel 燈條的 Arduino IDE 代碼。

消除任何延遲功能都將有益于整個(gè)程序，通過(guò)操作油門(mén)的輸入值或輸入值映射，LED 可以更快地運(yùn)行。您可根據(jù)需要，靈活地選擇其余燈條的圖案或顏色。請(qǐng)記住，飛行員需要依靠可識(shí)別的燈光圖案來(lái)確定飛機(jī)的方位和航向。夜間飛行既有趣又有挑戰(zhàn)性。在傍晚時(shí)分練習(xí)夜間飛行，仍能同時(shí)看到飛機(jī)和 LED 燈。

審核編輯 黃宇# NeoPixel