Raspberry Pi Pico: Lichtsteuerung für Lichteffekte mit einem WS2812-RGB-LED-Modul programmieren

RGB-LED-Module, -Platinen, -Streifen und -Bänder vom Typ WS2812 sind sehr beliebt, um Lichteffekte in verschiedenen Farben zu erzeugen. Von einfachen Wechselblinkern bis Lauflichter mit komplexen Mustern ist alles möglich.
Dazu muss das WS2812-RGB-LED-Modul mit einer Stromversorgung und einem Controller verbunden werden. Der Controller kümmert sich um die Lichteffekte.

Im folgenden Aufbau verwenden wir ein WS2812-Modul eine Platine mit 8 RGB-LEDs und wollen eine Mikrocontroller-gesteuerte Lichtsteuerung für ein WS2812-RGB-LED-Modul mit MicroPython auf dem Raspberry Pi Pico programmieren.

Damit Du nicht bei Null abfangen musst findest Du hier ein paar Beispiel, die Du nach belieben ändern kannst. Deiner Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico: WS2812-RGB-LEDs programmieren

Raspberry Pi Pico		WS2812
Pin 40	VCC +5V	VCC
Pin 38	GND	GND
Pin 34	GPIO 28	DI / DIN
Pin 33	GND	GND

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Programmcode

Der Programmcode besteht im wesentlichen aus mehreren funktionellen Bereichen. Zuerst kommt die Definition des Musters, das das WS2812-Modul darstellen soll. Dann folgen einige Parameter.

pin: Das ist die Nummer des GPIO-Pins.
np_pixel: Diese Zahl gibt die Anzahl der RGB-LEDs an, die angesteuert werden sollen. Die definierten Muster müssen dieser Länge entsprechen.
speed: Dieser Wert gibt die Geschwindigkeit in Millisekunden an. Ein kleinerer Wert erhöht die Geschwindigkeit. Ein größerer Wert verringert die Geschwindigkeit.
brightness: Ein Wert zwischen 0 und 255. Er gibt die Helligkeit der LEDs an. Ein niedriger Wert reicht in der Regel aus, damit die LEDs ausreichend hell leuchten. Bei einem höheren Wert leuchten die LEDs heller, blenden auf draufschauen und erhöht den Stromverbrauch.

Dann wird das WS2812-Modul initialisiert. Und es folgen zwei Funktionen, die für die Lichtsteuerung zuständig sind. Und als letztes folgt eine Endlos-Schleife, in der mehrere Lichtsteuerungen nacheinander ausgeführt werden können.

# Bibliotheken laden
from machine import Pin
from neopixel import NeoPixel
from time import sleep_ms

# Defintion der Farben
# 0: aus
# 1: Blau
# 2: Grün
# 3: Cyan
# 4: Rot
# 5: Pink
# 6: Yellow
# 7: Weiß

mode01 = ['11111111',
          '00000000']
mode02 = ['22222222',
          '00000000']
mode03 = ['33333333',
          '00000000']
mode04 = ['44444444',
          '00000000']
mode05 = ['55555555',
          '00000000']
mode06 = ['66666666',
          '00000000']
mode07 = ['77777777',
          '00000000']

# GPIO-Pin
pin = 28

# Anzahl der LEDs
np_pixel = 8

# Geschwindigkeit (ms)
speed = 150

# Helligkeit
brightness = 10

# Initialisierung GPIO und NeoPixel
np_pin = Pin(pin, Pin.OUT)
np = NeoPixel(np_pin, np_pixel)

def light_control (mode, repeat=0):
    global np_pixel
    for i in range (np_pixel): np[i] = (0, 0, 0)
    np.write()
    if repeat == 0:
        while True:
            light_run(mode)
    else:
        for i in range (repeat):
            light_run(mode)

def light_run (mode):
    global speed
    global brightness
    row_cnt = len(mode)
    for i in range (row_cnt):
        row = mode[i]
        #print('Zeile:', row)
        pixel_cnt = len(row)
        for j in range (pixel_cnt):
            pixel = row[j]
            color = bin(int(pixel))
            color = color.replace("0b", "")
            color = '{:0>3}'.format(color)
            np[j] = (int(color[0]) * brightness, int(color[1]) * brightness, int(color[2]) * brightness)
        np.write()
        sleep_ms(speed)

# Hauptprogramm (Endlos-Schleife)
while True:
    # (Mode, Wiederholung)
    light_control(mode01, 5);
    #light_control(mode02, 5);
    #light_control(mode03, 5);
    #light_control(mode04, 5);
    #light_control(mode05, 5);
    #light_control(mode06, 5);
    #light_control(mode07, 5);

Dieser Programmcode enthält nur ein Beispiel zum Ausprobieren. Weitere Beispiele folgen hier unten.

Programmcode für unterschiedliche Muster

mode47 = ['47474747',
          '74747474']
mode70 = ['70000000',
          '07000000',
          '00700000',
          '00070000',
          '00007000',
          '00000700',
          '00000070',
          '00000007',
          '00000070',
          '00000700',
          '00007000',
          '00070000',
          '00700000',
          '07000000',
          '70000000']
mode71 = ['71000000',
          '47100000',
          '04710000',
          '00471000',
          '00047100',
          '00004710',
          '00000471',
          '00000047',
          '00000471',
          '00004710',
          '00047100',
          '00471000',
          '04710000',
          '47100000']
mode11 = ['11111111',
          '41111114',
          '14111141',
          '11411411',
          '11144111',
          '11411411',
          '14111141',
          '41111114']
mode44 = ['11111111',
          '41111114',
          '44111144',
          '44411444',
          '44444444',
          '44411444',
          '44111144',
          '41111114']
mode41 = ['11111111',
          '41111111',
          '44111111',
          '44411111',
          '44441111',
          '44444111',
          '44444411',
          '44444441',
          '44444444',
          '44444441',
          '44444411',
          '44444111',
          '44441111',
          '44411111',
          '44111111',
          '41111111']
mode42 = ['42222222',
          '14222222',
          '11422222',
          '11142222',
          '11114222',
          '11111422',
          '11111142',
          '11111114',
          '11111142',
          '11111422',
          '11114222',
          '11142222',
          '11422222',
          '14222222']
mode77 = ['00000000',
          '70000007',
          '07000070',
          '00700700',
          '00077000']

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