树莓派4B-Python-控制WS2812

本篇文章是使用树莓派4B点亮WS2812灯环，并实现多种颜色的变换。

之前心血来潮，在本人那小电风扇上装了一个可控LED灯WS2812，只为了拥有更好的夜晚灯光视觉效果（好吧我承认是有点无聊）。

WS2812

WS2812B是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源，其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。

参数介绍与工作原理

这里本人就不重复说明了，详情请参考以下博客/论坛等，希望对你有所帮助。
参考1

参考2

参考3

参考4

与树莓派4B连接

红色------5V
蓝色------GND
黄色------GPIO18

代码

首先需要安装相关库：

sudo pip install rpi-ws281x

若没有安装pip的还得先安装pip：（装了则跳过此步骤）

sudo apt-get install python-pip

以下为灯光多种变换的代码，一个函数一种变换：

import time
from rpi_ws281x import PixelStrip, Color
import argparse

LED_COUNT = 16        # LED灯的个数
LED_PIN = 18          # DI端接GPIO18

# 以下可以不用改
LED_FREQ_HZ = 800000  # LED signal frequency in hertz (usually 800khz)
LED_DMA = 10          # DMA channel to use for generating signal (try 10)
LED_BRIGHTNESS = 255  # Set to 0 for darkest and 255 for brightest
LED_INVERT = False    # True to invert the signal (when using NPN transistor level shift)
LED_CHANNEL = 0       # set to '1' for GPIOs 13, 19, 41, 45 or 53

# 以下为LED模式变换的各个函数
def colorWipe(strip, color, wait_ms=20):
    """一次擦除显示像素的颜色."""
    for i in range(strip.numPixels()):
        strip.setPixelColor(i, color)
        strip.show()
        time.sleep(wait_ms / 1000.0)

def theaterChase(strip, color, wait_ms=50, iterations=10):
    """电影影院灯光风格的追逐动画."""
    for j in range(iterations):
        for q in range(3):
            for i in range(0, strip.numPixels(), 3):
                strip.setPixelColor(i + q, color)
            strip.show()
            time.sleep(wait_ms / 1000.0)
            for i in range(0, strip.numPixels(), 3):
                strip.setPixelColor(i + q, 0)

def wheel(pos):
    """生成横跨0-255个位置的彩虹颜色."""
    if pos < 85:
        return Color(pos * 3, 255 - pos * 3, 0)
    elif pos < 170:
        pos -= 85
        return Color(255 - pos * 3, 0, pos * 3)
    else:
        pos -= 170
        return Color(0, pos * 3, 255 - pos * 3)

def rainbow(strip, wait_ms=20, iterations=1):
    """绘制彩虹，褪色的所有像素一次."""
    for j in range(256 * iterations):
        for i in range(strip.numPixels()):
            strip.setPixelColor(i, wheel((i + j) & 255))
        strip.show()
        time.sleep(wait_ms / 1000.0)

def rainbowCycle(strip, wait_ms=10, iterations=5):
    """画出均匀分布在所有像素上的彩虹."""
    for j in range(256 * iterations):
        for i in range(strip.numPixels()):
            strip.setPixelColor(i, wheel(
                (int(i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255))
        strip.show()
        time.sleep(wait_ms / 1000.0)

def theaterChaseRainbow(strip, wait_ms=50):
    """旋转的彩色灯光."""
    for j in range(256):
        for q in range(3):
            for i in range(0, strip.numPixels(), 3):
                strip.setPixelColor(i + q, wheel((i + j) % 255))
            strip.show()
            time.sleep(wait_ms / 1000.0)
            for i in range(0, strip.numPixels(), 3):
                strip.setPixelColor(i + q, 0)

# Main program logic follows:
if __name__ == '__main__':
    # Process arguments
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument('-c', '--clear', action='store_true', help='clear the display on exit')
    args = parser.parse_args()

    # Create NeoPixel object with appropriate configuration.
    strip = PixelStrip(LED_COUNT, LED_PIN, LED_FREQ_HZ, LED_DMA, LED_INVERT, LED_BRIGHTNESS, LED_CHANNEL)
    # Intialize the library (must be called once before other functions).
    strip.begin()

    print('Press Ctrl-C to quit.')
    if not args.clear:
        print('Use "-c" argument to clear LEDs on exit')

    try:
        while True:
            print('Color wipe animations.')
            colorWipe(strip, Color(255, 255, 0))  # Red wipe
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 30)
            colorWipe(strip, Color(0, 255, 255))  # Blue wipe
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 30)
            colorWipe(strip, Color(255, 0, 255))  # Green wipe
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 30)
            
            print('Theater chase animations.')
            print('Rainbow animations.')
            rainbow(strip)
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 50)
            rainbowCycle(strip)
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 40)
            break
        while True:
            rainbowCycle(strip)
            #print('***********************')
            colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 100)

    except:
        colorWipe(strip, Color(0, 0, 0), 100)

可能会出现的问题：

问题1：提示 “strip.begin()” 该代码出错，显示错误为：

RuntimeError: ws2811_init failed with code -5 (mmap() failed)

原因：直接从IDE上运行了该程序。
解决方法：从命令行上运行程序。方法如下：
①假设程序文件放在桌面上

cd Desktop

②进入桌面后打开程序文件，假设文件名为123.py

sudo python3 123.py

③运行时若想要退出就按Ctrl + C
问题2：
不能使用中文注释？

经过验证，其实是可以的使用中文注释的，并且根本不用删除注释再运行程序，完全不受影响

问题3：
出现ImportError: No module named _rpi_ws281x的错误提示

较大的可能是安装错了，用pip安装可能是Python2的，用pip3安装就能解决

sudo pip3 install rpi-ws281x

##2020.8.29