【行空板 Python编程学习主控板】使用屏幕色卡控制WS2812B灯环的控制器

HonestQiao

【行空板 Python编程学习主控板】使用屏幕色卡控制WS2812B灯环的控制器 [复制链接]

行空板自带屏幕，而系统自带的Python，还预装了专用开发库unihiker和硬件控制库pinpong，可以让使用者非常方便的控制屏幕，以及快捷的和外部设备交互。

使用pinpong，在行空板上点亮WS2812B炫彩灯环，那是非常简单的事情。更进一步，如果能够通过屏幕操作，控制WS2812B，那就再好不过了。

经过一番研究，在行空板上，实现了通过屏幕显示色卡选色，然后控制WS2812B灯环，先分享给大家。

 

目录：

1. 硬件材料

2. 原理图

3. 实物连线

4. 逻辑设计

5. 代码编写

6. 使用步骤

7. 实际效果

8. 总结

 

一、硬件材料

在该作品中，使用到的硬件材料如下：

• 行空板
• WS2812B灯环：24灯珠
• Iot Power电源：用于为WS2812B提供电源
• 杜邦线：若干；注意行空板的接口为ph2.0

二、原理图

 

 

三、实物连线

 

 

上图中，使用了一块独立的IoT电源，专门给WS2812B灯环供电供电。同时，其电源输出的-，需要与行空板的GND连接共地。另外，此处应使用3.3V供电。

因为一颗WS2812B为三个LED，每个LED点亮需要20ma电流，显示为白色需要三个点亮，共60ma，24颗一起点亮的话，理论上，需要24颗*60ma/颗=1440ma电流，这远超行空板板载接口的输出电流限制。

所以，如果仅仅只点亮几颗的话，可以不用外接电源；如果有可能点亮多颗，甚至全部点亮，那务必要使用外部电源为WS2812B灯环供电。

 

四、逻辑设计

 

五、代码编写

根据设计，实际使用到的库如下：

1. pinpong库中的Board、Pin、NeoPixel类

2. unihiker库中的GUI类

3. PIL库中的Image类

4. time库中的sleep调用

 

处理的核心逻辑，为根据屏幕点击在坐标，取色卡图片中对应位置的颜色值，然后更新WS2812B灯环

# -*- coding: UTF-8 -*-
import time
from pinpong.board import Board,Pin,NeoPixel #导入neopixel类
from unihiker import GUI
from PIL import Image

# 屏幕鼠标移动回调
def mouse_move(x, y):
    global move_time, mouse_status, color_chart_image, mouse_color

    # 显示坐标值
    pos_text.config(x=0,text="坐标:({},{})".format(x, y))

    # 判断是否在色卡图片上移动
    if y>=30 and y < 30+240:
        # 在色卡图片中取色
        mouse_color = color_chart_image.getpixel((x, y-30))
    else:
        # 超出则使用(0,0,0)
        mouse_color = (0,0,0)

    # 显示颜色之
    color_text.config(x=100,text="颜色:({},{},{})".format(mouse_color[0],mouse_color[1],mouse_color[2]))

    # 更新预览图片颜色
    color_img.config(color=mouse_color)

    # 更新当前移动时间
    move_time = time.time()

    # 设置移动状态
    mouse_status = 1

# 打开色卡图片
color_chart_image_default = Image.open("imgs/color_chart.png")
# 调整色卡图片大小
color_chart_image = color_chart_image_default.resize((240,240)).convert('RGB')
# 关闭默认打开的色卡图片
color_chart_image_default.close()

# 初始化屏幕
gui = GUI()
gui.clear()

# 初始化屏幕标称文本
gui.draw_text(x=50, y=0, text="WS2812B色卡", font_size=13)
gui.draw_image(x=0,y=30,w=240,h=240,image=color_chart_image)
pos_text = gui.draw_text(x=40, y=300, text='鼠标坐标', font_size=10)
color_text = gui.draw_text(x=150, y=300, text='颜色', font_size=10)

# 初始化颜色预览色块
color_img = gui.fill_round_rect(x=224, y=304, w=14, h=14, r=2, color=(255,255,255))

# 初始化板子通讯
Board("UNIHIKER").begin()

# 初始化NEOPIXEL的引脚
NEOPIXEL_PIN = Pin(Pin.D24)
PIXELS_NUM = 24 #灯数

# 初始化NeoPixel
np = NeoPixel(NEOPIXEL_PIN,PIXELS_NUM)
np.clear()
time.sleep(1)

# 默认熄灭
np.range_color(0,PIXELS_NUM-1, 0x000000)
time.sleep(1)

# 设定中间量初始值
move_time = 0
mouse_status = 0
mouse_color = (0,0,0)

# 屏幕鼠标移动回调绑定
gui.on_mouse_move(mouse_move)

# 循环
while True:
    # 检测是否松开触摸
    if mouse_status == 1 and time.time()-move_time > 0.3:
        mouse_status = 0
        # 计算颜色值，更新WS2812B
        color_hex = (mouse_color[0]<<16) + (mouse_color[1]<<8) + mouse_color[2]
        np.range_color(0,PIXELS_NUM-1, color_hex)
        print("鼠标松开，当前颜色：",mouse_color, color_hex)

    time.sleep(1)

 

重点代码说明：

• 使用PIL.Image打开图片，并调整大小，使得宽度与屏幕宽度相同：    

  • # 打开色卡图片
    color_chart_image_default = Image.open("imgs/color_chart.png")
    # 调整色卡图片大小
    color_chart_image = color_chart_image_default.resize((240,240)).convert('RGB')
    # 关闭默认打开的色卡图片
    color_chart_image_default.close()

  •  
• 取图片指定位置对应的颜色：

  • mouse_color = color_chart_image.getpixel((x, y-30))

• 显示预览颜色色块：

  • color_img = gui.fill_round_rect(x=224, y=304, w=14, h=14, r=2, color=(255,255,255))

• 设置屏幕移动鼠标回调：

  • # 屏幕鼠标移动回调
    def mouse_move(x, y):
        global move_time, mouse_status, color_chart_image, mouse_color
    
        # 显示坐标值
        pos_text.config(x=0,text="坐标:({},{})".format(x, y))
    
        # 判断是否在色卡图片上移动
        if y>=30 and y < 30+240:
            # 在色卡图片中取色
            mouse_color = color_chart_image.getpixel((x, y-30))
        else:
            # 超出则使用(0,0,0)
            mouse_color = (0,0,0)
    
        # 显示颜色之
        color_text.config(x=100,text="颜色:({},{},{})".format(mouse_color[0],mouse_color[1],mouse_color[2]))
    
        # 更新预览图片颜色
        color_img.config(color=mouse_color)
    
        # 更新当前移动时间
        move_time = time.time()
    
        # 设置移动状态
        mouse_status = 1
    
    gui.on_mouse_move(mouse_move)

• 使用pinpong硬件库的NeoPixel控制WS2812B

  • #导入neopixel类
    from pinpong.board import Board,Pin,NeoPixel
    
    # 初始化板子通讯
    Board("UNIHIKER").begin()
    
    # 初始化NEOPIXEL的引脚
    NEOPIXEL_PIN = Pin(Pin.D24)
    PIXELS_NUM = 24 #灯数
    
    # 初始化NeoPixel
    np = NeoPixel(NEOPIXEL_PIN,PIXELS_NUM)
    np.clear()
    time.sleep(1)
    
    # 默认熄灭
    np.range_color(0,PIXELS_NUM-1, 0x000000)
    time.sleep(1)
    
    

    
     
  • np.range_color()的第三个参数，为RGB的16进制转换来的16进制数，即 RRGGBB
• 判断触摸结束：触摸移动的时候，可以实时取得坐标值，以及对应的颜色值，但是不能实时的控制WS2812B，因为可能会太密集。因此添加了一个判断是否松开0.3秒的判断。

 

六、使用步骤

1. 将代码保存到如下路径：

 

2. 操作屏幕菜单，使用 切换运行程序

 

3. 进入保存文件所在目录，并选中执行：

 

4.  在屏幕上触摸色卡对应的位置

   
 七、实际效果

触摸色卡对应的颜色区块，然后松开，WS2812B就会被对应的颜色(相近)点亮：

 

 

 

八、总结

在设计开发本作品的过程中，行空板提供的GUI调用，以及pinpong硬件控制库方便的硬件控制能力，为开发提供了很大的方便，使得开发过程中，能够专心于具体逻辑的实现，而不用操心硬件底层的处理。

另外，在开发的过程中，遇到过时序问题，导致灯环颜色显示错乱的问题。这个灯环，我在其他开发板上也使用过，根据说明，使用外接5V电源供电，在行空板上，也自然认为应该要用5V供电。结果，就是这个5V，导致出现问题。在李亮大佬的指点下，改为3.3V一切正常。这可能与行空板是外挂了硬件处理模块的原因，待李亮大佬进一步排查问题原因。

火辣西米秀

屏幕显示色卡选色，再控制WS2812B灯环

颜色显示错乱，应该是供电的问题

 

dcexpert

这个demo效果不错

HonestQiao

火辣西米秀 发表于 2022-11-18 07:45 屏幕显示色卡选色，再控制WS2812B灯环 颜色显示错乱，应该是供电的问题  

是的，这个已经确认了

azcazc

屏幕显示色卡选色，再控制WS2812B灯环

颜色显示错乱，应该是供电的问题

 

吾妻思萌

太亮啦，我有个无线充电的，老亮了，我嫌弃晚上睡觉晃~