Se muestra como utilizar un microcontrolador Microchip el mitico PIC18F4550 para el control de leds NEOPIXEL, el uso de Neopixels no es exclucivo de la plataforma Arduino, a pesar de la gran cantidad de librerias que hay para su manejo, no es realmente tan complicado de implementar en otro microcontrolador.
El proyecto cuenta con 36 NEOPIXELS, dos botones, uno para cambiar la animacion de colores y otro para controlar el brillo, permite ajustar el brillo en 5 niveles. Los NEOPIXELS estan ordenados en forma triangular (figura mas abajo). Los NEOPIXELS usados a pesar de que son RGB, el orden realmente de cada NEOPIXEL es GRB, tener cuidado de como se envia estos valores a cada NEOPIXEL.
Nota: Para cada NEOPIXEL se usan 3 bytes, un byte por cada color G, R, B.
Para mas información sobre los Neopixel referirse a la Uberguide de Adafruit:
https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-neopixel-uberguide.pdf
"NeoPixel" es la marca de Adafruit para píxeles y tiras de color RGB con direcciones individuales basadas en los controladores LED WS2812, WS2811 y SK6812, utilizando un protocolo de control de un solo cable. Para conocer el protocolo que manejan los NEOPIXEL:
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2812B.pdf
El lenguaje usado es C proporcionado por el compilador CCS Compiler.
* CCS Compiler v5.081, (testeado también con v4.13).
Diseño del esquema.
* Proteus ISIS v8.
Fuente de Alimetacion.
* Modulo LM2596 DC-DC Step-Down. Voltaje de entrada 12VDC con salida a 5VDC.
- Un Protoboard.
Se utilizan dos botones PULL-DOWN, el primer boton (btn1), cambia el modo de colores en los leds. El segundo boton (btn2), cambia el brillo general de los NEOPIXELS.
Basicamente hay dos modos de operacion, el primero es realizado por el boton (btn1), el cual muestra diversos efectos de colores sobre el arreglo piramidal de los leds NEOPIXELS (animaciones de color). El segundo modo (btn2) es cambiar la intensidad o brillo general de los NEOPIXEL, variando hasta 5 niveles de intensidad. La animaciones de color son muy diversas, desde un efecto que simula un arbol navideño hasta un efecto prisma de colores.
La parte esensial del proyecto es la libreria Neopixel.c, la cual se encarga de enviar los valores RGB a la tira de NEOPIXELS. Los colores estan repartidos en tres arrays NeoGreen[NeoPixel], NeoRed[NeoPixel] y NeoBlue[NeoPixel], setear un color a un NEOPIXEL significa separar el valor del color RGB, en R, G y B, y asignar cada uno en la misma posicion en esos tres arrays, la longitud de cada array es igual a la cantidad de NEOPIXELS usados, el cual se define como:
#define NUM_PIXELS 36
La funcion:
void NeoDraw (void)
se encarga de recorrer y leer cada valor para cada color en esos arrays. La funcion:
void NeoBit (int1 Bit)
esta funcion es llamada dentro de NeoDraw(), se encarga de generar el "protocolo" poniendo un pin del PIC en estado alto o bajo de acuerdo al protocolo del chip WS2812B, en este caso se escribe al puerto de forma directa, pin_E2 es el pin de datos usados para la tira de NEOPIXELS.
#bit RE2=0xf84.2
Asi en lugar de usar las funciones:
output_high(PIN_E2);
output_low(PIN_E2);
las cuales consumen "más" tiempo en ejecutarse a nivel asm que escribir directamente al pin del puerto E, esto da la posibilidad de que no sea necesario usar un microcontrolador a una alta frecuencia. Por ejemplo, usar un PIC16 o PIC12 con un crystal de 20MHz podria funcionar.
Nota: EL PIC18F4550 usado en este proyecto funciona a una velocidad de 48 MHz, usando un postscaler para llevar un crystal externo de 12 MHz hasta los 48MHz, por lo que ejecuta 12MIPS.
La idea de usar un PIC para el manejo de los NEOPIXELS surgio a partir de este video, con el plus de que agregue el citado manejo del puerto.
https://www.youtube.com/watch?v=EXr2_zSfnFw
It shows how to use a Microchip microcontroller the mythical PIC18F4550 for the control of leds NEOPIXEL, the use of Neopixels is not exclusive to the Arduino platform, despite the large number of libraries available for its use, It's not really that complicated to implement in another microcontroller.
The project has 36 NEOPIXELS, two buttons, one to change the color animation and another to control the brightness, allows to adjust the brightness in 5 levels. The NEOPIXELS are arranged in triangular form (figure below). The NEOPIXELS used although they are RGB, the actual order of each NEOPIXEL is GRB, be careful how you send these values to each NEOPIXEL.
Note: For each NEOPIXEL, 3 bytes are used, one byte for each color G, R, B.
For more information about the Neopixel refer to the Uberguide of Adafruit:
https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-neopixel-uberguide.pdf
"NeoPixel" is the Adafruit brand for pixels and RGB color strips with individual addresses based on the controllers LED WS2812, WS2811 and SK6812, using a single cable control protocol. To know the protocol that the NEOPIXELs handle:
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2812B.pdf
The language used is C provided by the compiler CCS Compiler.
* CCS Compiler v5.081, (also tested with v4.13).
Scheme design.
* Proteus ISIS v8.
Source of Alimetacion.
* Module LM2596 DC-DC Step-Down. 12VDC input voltage with 5VDC output.
- A Protoboard.
Two PULL-DOWN buttons are used, the first button (btn1), changes the color mode in the LEDs. The second button (btn2), changes the general brightness of the NEOPIXELS.
Basically there are two modes of operation, the first is done by the button (btn1), which shows various colors effects on the pyramidal arrangement of NEOPIXELS LEDs (color animations). The second mode (btn2) is to change the intensity or general brightness of the NEOPIXEL, varying up to 5 intensity levels. The animations of color are very diverse, from an effect that simulates a Christmas tree to a prism effect of colors.
The essential part of the project is the Neopixel.c library, which is responsible for sending the RGB values to the NEOPIXELS strip. The colors are divided into three arrays NeoGreen [NeoPixel], NeoRed [NeoPixel] and NeoBlue [NeoPixel], set a color to a NEOPIXEL means separating the value of the RGB color, in R, G and B, and assigning each one in the same position in those three arrays, the length of each array is equal to the amount of NEOPIXELS used, which is defined as:
#define NUM_PIXELS 36
The function:
void NeoDraw (void)
It is responsible for traversing and reading each value for each color in those arrays. The function:
void NeoBit (int1 Bit)
this function is called within NeoDraw (), it is responsible for generating the "protocol" by placing a PIC pin in high or low status according to the protocol of the WS2812B chip, in this case it is written to the port directly, pin_E2 is the data pin used for the NEOPIXELS strip.
#bit RE2 = 0xf84.2
So instead of using the functions:
output_high (PIN_E2);
output_low (PIN_E2);
which consume "more" time to run at the same level as writing directly to the pin of port E, this gives the possibility that it is not necessary to use a microcontroller at a high frequency. For example, using a PIC16 or PIC12 with a 20MHz crystal could work.
Note: The PIC18F4550 used in this project works at a speed of 48 MHz, using a postscaler to carry an external crystal of 12 MHz up to 48MHz, so it runs 12MIPS.
The idea of using a PIC for the management of the NEOPIXELS emerged from this video, with my plus of port management.