Ampelschaltung mit einem LED-Stick - Programmieren mit Arduino

Lesezeit: 6 Minuten

Ein LED-Stick soll als Ampel geschaltet werden.

Der LED-Stick besteht aus mehreren miteinander verbundenen RGB-LEDs. Jede besitzt einen eigenen Controller und kann einzeln angesteuert werden. Der LED-Stick benötigt nur einen digitalen Eingang.

RGB ist eine Mischung der Farben Rot, Grün und Blau. Jede Farbe kann von 0 bis 255 gesetzt werden, die Werte werden durch Kommata getrennt.

Hier findest du einen Überblick über die 🔗RGB-Farbcodes (externer Link abgerufen am 19.02.23).

Die Ampel soll nach einem festgelegten Takt geschaltet werden:

rot	rot-gelb	grün	gelb

5 Sekunden	1 Sekunde	3 Sekunden	1 Sekunde
LEDs 8, 7, 6	LEDs 8, 7, 6, 5, 4	LEDs 3, 2, 1	LEDs 5, 4

Benötigte Bauteile:

LED-Stick
Leitungsdrähte

Baue die Schaltung auf.
(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Achte auf die Polung. Sie kann bei den LED-Sticks verschiedener Hersteller unterschiedlich sein.

Benötigte Bibliothek:

oder: Sketch -> Bibliothek einbinden -> Bibliotheken verwalten

Jedem Befehl muss der Name des LED-Sticks vorangestellt werden.

Direkt weiter zur ➨ Programmierung

Funktionen der Bibliothek Adafruit_NeoPixel (Auswahl)

Schlüsselwort	Aktion
begin()	LED-Ring starten
numPixels()	Anzahl der LEDs lesen
show()	LED-Ring einschalten
clear()	LED-Ring ausschalten
setPixelColor(LED-Nummer, rot, grün, blau)	Farbe einer LED setzen LED-Nummer rot -> 0 - 255 grün -> 0 - 255 blau -> 0 - 255
setBrightness()	Helligkeit setzen (0−255)
Color(rot, grün, blau)	Farbe für alle LEDs setzen rot -> 0 - 255 grün -> 0 - 255 blau -> 0 - 255 Beispiel rot: int Farbe = LEDStreifen.Color(255, 0, 0); Beispiel grün: int Farbe = LEDStreifen.Color(0, 255, 0); Beispiel blau: int Farbe = LEDStreifen.Color(0, 0, 255);
fill(Farbe, Start, Ende)	Farbe für die mit Start und Ende bezeichneten Pixel setzen

Das Beispiel nutzt einige Funktionen der Bibliothek:

Das dazugehörige Programm. Beachte die Kommentare.

# include "Adafruit_NeoPixel.h"

// digitaler Pin des LED-Sticks
int PinLEDStick = 7;

// Anzahl der LEDs
# define AnzahlLED 8

/*
  Initialisierung des LED-Sticks
  Parameter:
  LEDStick -> Name des LED-Sticks
  AnzahlLED -> Anzahl der LEDs
  PinLEDStick -> verwendeter Pin
  NEO_GRB + NEO_KHZ800 -> Typ des verwendeten LED-Sticks
*/
Adafruit_NeoPixel LEDStick = Adafruit_NeoPixel(AnzahlLED, PinLEDStick, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup()
{
  // NeoPixel Bibliothek initialisieren
  LEDStick.begin();

  // setBrightness(0..255)
  LEDStick.setBrightness(200);
}

void loop()
{
  // Farbe rot schrittweise von 0 bis 255 aufhellen
  for (int i = 0; i < 255; i++)
  {
    // alle LEDs mit der Leuchtstärke i zum Leuchten bringen 
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels();    LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(i, 0, 0));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LEDs von der maximalen Leuchtstärke 255 auf 0 abdunkeln
  for (int i = 255; i > 0; i--)
  {
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(i, 0, 0));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LED aus, kurze Pause
  LEDStick.clear();
  delay(1000);
 
  // Farbe grün schrittweise von 0 bis 255 aufhellen
  for (int i = 0; i < 255; i++)
  {
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, i, 0));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LEDs von der maximalen Leuchtstärke 255 auf 0 abdunkeln
  for (int i = 255; i > 0; i--)
  {
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, i, 0));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LED aus, kurze Pause
  LEDStick.clear();
  delay(1000);

  // Farbe blau schrittweise von 0 bis 255 aufhellen
  for (int i = 0; i < 255; i++)
  {
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, i));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LEDs von der maximalen Leuchtstärke 255 auf 0 abdunkeln
  for (int i = 255; i > 0; i--)
  {
    for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
    {
      LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, i));
      LEDStick.show();
    }
  }

  // LED aus, kurze Pause
  LEDStick.clear();
  delay(1000);

  // vorwärts mit rot
  for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(255, 0, 0));
    LEDStick.show();
    delay(100);
  }

  // rückwärts mit grün
  for (int LEDNummer = LEDStick.numPixels(); LEDNummer >= 0 ; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 255, 0));
    LEDStick.show();
    delay(100);
  }

  // LED aus, kurze Pause
  LEDStick.clear();
  delay(1000);

  // vorwärts mit blau
  for (int LEDNummer = 0; LEDNummer < LEDStick.numPixels(); LEDNummer++)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, 255));
    LEDStick.show();
    delay(100);
  }

  // rückwärts mit gelb
  for (int LEDNummer = LEDStick.numPixels(); LEDNummer >= 0 ; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(255, 255, 0));
    LEDStick.show();
    delay(100);
  }

  // LED aus, kurze Pause
  LEDStick.clear();
  delay(1000);
}

Die Programmierung der Ampel:

Der zeitliche Ablauf:

Binde die benötigte Bibliothek ein und definiere die Variablen.

include "Adafruit_NeoPixel.h"

int PinLEDStick = 7;

int AnzahlLED = 8;

/*
  Initialisierung des LED-Sticks
  Parameter:
  LEDStick -> Name des LED-Sticks
  AnzahlLED -> Anzahl der LEDs
  PinLEDStick -> verwendeter Pin
  NEO_GRB + NEO_KHZ800 -> Typ des verwendeten LED-Sticks
*/
Adafruit_NeoPixel LEDStick = Adafruit_NeoPixel(AnzahlLED, PinLEDStick, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Der setup-Teil:

void setup()
{
  // NeoPixel Bibliothek initialisieren
  LEDStick.begin();

  // setBrightness(0..255)
  LEDStick.setBrightness(200);
}

Der loop-Teil. Beachte die Kommentare.

void loop()
{
  // Zählung beginnt oben am LED-Stick
  // rot ein
  for (int LEDNummer = AnzahlLED; LEDNummer > 4; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(255, 0, 0));
    LEDStick.show();
  }
  delay(3000);

  // gelb an
  for (int LEDNummer = 4; LEDNummer > 2; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(255, 255, 0));
    LEDStick.show();
  }
  delay(1000);

  // rot aus
  for (int LEDNummer = AnzahlLED; LEDNummer > 4; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, 0));
    LEDStick.show();
  }

  // gelb aus
  for (int LEDNummer = 4; LEDNummer > 2; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, 0));
    LEDStick.show();
  }

  // grün an
  for (int LEDNummer = 2; LEDNummer >= 0; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 255, 0));
    LEDStick.show();
  }
  delay(3000);

  // grün aus
  for (int LEDNummer = 2; LEDNummer >= 0; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, 0));
    LEDStick.show();
  }

  // gelb an
  for (int LEDNummer = 4; LEDNummer > 2; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(255, 255, 0));
    LEDStick.show();
  }
  delay(1000);

  // gelb aus
  for (int LEDNummer = 4; LEDNummer > 2; LEDNummer--)
  {
    LEDStick.setPixelColor(LEDNummer, LEDStick.Color(0, 0, 0));
    LEDStick.show();
  }
}

Funk­tio­nen der Biblio­thek Adafruit_NeoPixel (Aus­wahl)

Ver­wand­te Aufgaben:

Funktionen der Bibliothek Adafruit_NeoPixel (Auswahl)

Verwandte Aufgaben: