네오픽셀 (WS281x) LED

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일반

네오픽셀 (WS281x) RGB LED 입니다. 네오픽셀(Neo Pixel)은 Adafruit 사의 모델명으로 WS2811/2812와 같은 제어칩과 LED가 일체형으로 된 제품을 의미합니다. 하나의 핀으로 많은 갯수의 LED의 색상을 빠른 속도로 제어 가능한 장점이 있습니다. 스트립, 원형, 매트릭스 등 다양한 모양으로 구성할 수 있습니다.

호환 모듈

WS281x (WS2811, WS2812…)
SK6812

사용 가능한 GPIO

라즈베리파이 0~4

명령

[INIT]

초기 설정을 입력합니다.

항목	타입	설명
GPIO 핀 *	WRITE	LED를 연결한 GPIO핀 번호를 입력합니다.
LED갯수 **	WRITE	핀에 연결된 LED의 갯수를 입력합니다.
모듈타입	WRITE	모듈의 타입을 선택합니다. (WS281x,SK6812)
작동주파수	WRITE	모듈의 작동 주파수를 선택합니다. (400kHz, 800kHz)
RGB순서	WRITE	모듈의 RGB순서를 선택합니다. (RGB,RBG,GRB,GBR,BRG,BGR,RGBW,RBGW,GRBW,GBRW,BRGW,BGRW)

* 라즈베리파이 모델에 따라 아래의 GPIO핀에서만 사용 가능합니다.
** 이론상 하나의 핀에 최대 2700 개의 LED를 연결할 수 있습니다. 다만 전원 공급 및 신호 품질 문제등의 이유로 실제 연결 가능한 갯수는 더 작을 수 있습니다.
** SPI0 MOSI핀 (GPIO 10 또는 38)을 사용할 경우 LED 갯수를 8개 이상으로 설정해야 합니다. 그렇지 않으면 LED 색상, 위치가 설정과 다르게 표시될 수 있습니다.

GPIO 번호	명칭	라즈베리파이 모델
10	SPI0 MOSI	전 모델 (5 제외)
12	PWM0	전 모델 (A, B, 5 제외)
13	PWM1	전 모델 (A, B, 5제외)
18	PWM0	전 모델 (5 제외)
19	PWM1	전 모델 (A, B, 5, 제외)
38	SPI0 MOSI	Compute module
40	PWM0	Compute module
41	PWM1	Compute module
45	PWM1	Compute module
52	PWM0	Compute module
53	PWM1	Compute module

[SET_BRIGHTNESS]

LED의 밝기를 설정합니다.

항목	타입	설명
밝기	WRITE	연결된 모든 LED의 밝기를 제어합니다. (0~255)

[SET_PIXEL_COLOR]

특정 위치의 LED의 색상을 설정합니다. SHOW 명령을 실행해야 색상이 표시됩니다.

항목	타입	설명
위치	WRITE	색상을 설정할 LED의 위치입니다. 0부터 시작합니다.
색상 타입	WRITE	설정할 색상의 타입을 선택합니다. (RGB 또는 HSV)

색상 타입 : RGB

항목	타입	설명
R	WRITE	색상의 R성분을 입력합니다. (0~255)
G	WRITE	색상의 G성분을 입력합니다. (0~255)
B	WRITE	색상의 B성분을 입력합니다. (0~255)
W	WRITE	색상의 W성분을 입력합니다. (0~255, RGBW 타입의 LED만 해당)

색상 타입 : HSV

항목	타입	설명
H	WRITE	색상의 H (Hue)성분을 입력합니다. (0~360)
S	WRITE	색상의 S (Saturation, 채도)성분을 입력합니다. (0~100)
V	WRITE	색상의 V (Value, 명도)성분을 입력합니다. (0~100)

[SET_PIXELS_COLOR]

여러개의 LED의 색상을 설정합니다. SHOW 명령을 실행해야 색상이 표시됩니다.

항목	타입	설명
시작위치	WRITE	색상을 설정할 LED의 시작위치입니다. 첫번째 LED의 위치는 0 입니다.
개수	WRITE	색상을 설정할 LED의 갯수를 입력합니다.
색상 타입	WRITE	설정할 색상의 타입을 선택합니다.

색상 타입 : RGB

항목	타입	설명
R	WRITE	색상의 R성분을 입력합니다. (0~255)
G	WRITE	색상의 G성분을 입력합니다. (0~255)
B	WRITE	색상의 B성분을 입력합니다. (0~255)
W	WRITE	색상의 W성분을 입력합니다. (0~255, RGBW 타입의 LED만 해당)

색상 타입 : HSV

항목	타입	설명
H	WRITE	색상의 H (Hue)성분을 입력합니다. (0~360)
S	WRITE	색상의 S (Saturation, 채도)성분을 입력합니다. (0~100)
V	WRITE	색상의 V (Value, 명도)성분을 입력합니다. (0~100)

[SHOW]

설정된 색상을 LED에 표시합니다.

[CLEAR]

모든 LED를 끕니다.

예제

목표

대시보드의 버튼을 누르면 rainbow theater marquee style의 효과를 실행합니다.

부품

부품	갯수
라즈베리파이 4 *	1
WS2812	1
5V DC Power Supply	1

* 다른 하드웨어를 사용할 수도 있습니다. 사용 가능한 GPIO를 참고하세요.

연결

아래의 핀들을 가로 방향으로 서로 연결합니다.

5V DC Power **	WS2812 LED	GPIO
+	+5V
	Din	12 *
–	GND	GND

* 사용가능한 GPIO 핀 테이블을 참고합니다.
** LED의 전압과 소모 전류를 고려하여 적절한 외부 DC Power Supply를 사용합니다.

프로젝트

제한사항

PWM

PWM0, PWM1 핀을 사용하여 네오픽셀을 사용할 경우 라즈베리파이 오디오와 충돌이 발생하여 제대로 동작하지 않을 수 있습니다. 이는 오디오 또한 라즈베리파이의 하드웨어 PWM을 사용하기 때문입니다. 그러므로 이 경우 아래와 같이 라즈베리파이 오디오를 비활성화하면 PWM핀을 통해 정상적으로 네오픽셀을 사용할 수 있습니다. 다만, 이 경우 온보드 오디오 (측면의 3.5mm 오디오 잭)은 사용할 수 없으며 HDMI나 USB 사운드 카드를 통한 오디오 출력을 사용해야 합니다.

라즈베리파이 터미널에 아래의 명령을 입력하여 파일을 생성합니다.

sudo nano /etc/modprobe.d/snd-blacklist.conf

아래의 내용을 파일의 마지막에 추가합니다.

blacklist snd_bcm2835

Ctrl + O -> 엔터 -> Ctrl + X 를 눌러서 파일을 저장하고 종료합니다.

다음 명령을 입력하여 라즈베리파이를 재부팅합니다.

sudo reboot

SPI

SPI-MOSI 핀 사용시 많은 갯수 (약 340개 이상) 의 네오픽셀을 사용하려면 SPI 전송버퍼의 크기를 늘려주어야 합니다.

라즈베리파이 터미널에 아래의 명령을 입력하여 파일을 편집합니다.

sudo nano /boot/cmdline.txt

아래 내용을 파일의 마지막에 추가합니다.

spidev.bufsiz=32768

Ctrl + O -> 엔터 -> Ctrl + X 를 눌러서 파일을 저장하고 종료합니다.

다음 명령을 입력하여 라즈베리파이를 재부팅합니다.

sudo reboot

라즈베리파이 3,4의 경우 아래와 같이 추가 수정이 필요합니다.

터미널에 아래의 명령을 입력하여 파일을 편집합니다.

sudo nano /boot/config.txt

마지막에 다음을 추가합니다.

라즈베리파이 3

core_freq=250

라즈베리파이 4

core_freq=500

core_freq_min=500

Ctrl + O -> 엔터 -> Ctrl + X 를 눌러서 파일을 저장하고 종료합니다.

다음 명령을 입력하여 라즈베리파이를 재부팅합니다.

sudo reboot

위와 같이 SPI 설정을 변경하면 SPI 통신을 사용하는 다른 장치는 작동하지 않을 가능성이 있습니다. 그러므로 다른 SPI 장치를 사용하기 위해서는 설정을 원래대로 변경해야 합니다.

참고자료

네오픽셀 (WS281x) LED

일반

호환 모듈

사용 가능한 GPIO

명령

[INIT]

[SET_BRIGHTNESS]

[SET_PIXEL_COLOR]

[SET_PIXELS_COLOR]

[SHOW]

[CLEAR]

예제

목표

부품

연결

프로젝트

제한사항

PWM

SPI

참고자료

콘탠츠

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