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动态 LED 三角艺术:用 Arduino UNO 驱动 45 盏 APA106 RGB 灯珠

组件与物料

所需工具

项目简介

本项目将 45 颗 APA-106(兼容 WS2812 协议)排列成等边三角形矩阵(第 1 行 1 颗,第 2 行 2 颗……第 9 行 9 颗),由 Arduino UNO 单根数据线串联驱动,使用 Adafruit NeoPixel 库控制。亮度限制在 30/255,整套系统可直接由 USB 供电(5V/1A),无需额外电源。

硬件制作

  1. 钻孔:胶合板按 1 英寸间距钻 8 mm 孔,LED 压入紧固。
  2. 引脚弯曲:APA-106 四脚定义为(从左向右)DIN、VDD、GND、DOUT。按示意图弯曲,GND 多弯一段以便识别。
  3. 走线策略:数据线呈“之”字形串联(奇数行左→右,偶数行右←)。电源轨分别汇集于左右两侧,建议将 GND 汇右、VDD 汇左,避免数据线跨越电源轨。
  4. 焊接:用 22 AWG 裸铜线焊接所有连接,UNO 以塑料柱隔离并热熔胶固定于板背面。
  5. 外壳:提供 .stl 文件 3D 打印外壳,亦可自制木质外壳。

软件设计

得益于 NeoPixel 库,软件极简:setPixelColor(index, color) 设定单灯颜色,show() 刷新全屏。库用 32 位整数编码 RGB(各 8 位)。作者另设 0–43 调色盘(0=关,1–42=彩虹色,43=白),并封装 mySetPixel(ledNum, paletteColor) 以适配自定义编号(按行顺序 0–44,非数据线物理顺序)。

动画核心:旋转算法

三角形由三层同心三角组成:外层 24 LED、中层 15 LED、内层 6 LED,公倍数 120。rotate(steps, dir, speed, pattern) 在 120 步内完成 360° 旋转。通过改变起始图案、旋转方向、速度,衍生出 26 种动画,总时长约 5 分钟循环。

代码结构(4 标签页)

所有查找表存储于 Flash(PROGMEM),不占用宝贵 RAM。完整代码打包下载(含测试例程、26 动画秀、NeoPixel 库使用说明)。

制造工艺

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