ESP32-S3 控制 RGB彩灯

ESP32-S3 实验：RGB 彩灯控制（WS2812）

本实验使用 ESP32-S3 控制 WS2812 RGB 灯珠（也称 NeoPixel），通过程序实现 彩灯颜色的循环变化。

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一、实验目的

• 学习 ESP32-S3 控制 WS2812 RGB 彩灯 的方法
• 熟悉 Adafruit_NeoPixel 库 的使用
• 掌握 RGB 三基色混合 实现彩色变化的原理

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二、实验器材

• ESP32-S3 开发板
• WS2812 RGB 彩灯模块
• 杜邦线

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三、接线说明

RGB 彩灯模块	ESP32-S3 IO
WS 数据线	IO16
VCC	3.3V
GND	GND

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四、实验现象

程序下载成功后，RGB 彩灯模块会 循环变化颜色，从红色渐变到绿色，再到蓝色，最后回到红色，形成一个循环。

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五、注意事项

• 需要先在 Arduino IDE 中安装 Adafruit_NeoPixel 库

  • 打开菜单 “项目” → “导入库” → “添加 .ZIP 库...”
  • 选择工程路径下的 Adafruit_NeoPixel-1.11.0.zip 文件进行安装

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六、完整源代码

/*
 * 实验名称：RGB彩灯实验
 * 
 * 接线说明：RGB彩灯模块-->ESP32 IO
 *         WS-->(16)
 * 
 * 实验现象：程序下载成功后，RGB彩灯循环变化颜色
 * 
 * 注意事项：需要在软件中选择"项目"-->"导入库"-->"添加.ZIP库..."，将工程路径下"Adafruit_NeoPixel-1.11.0.zip"安装即可。
 * 
 */

#include "public.h"
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

// 设置灯珠数量
#define NUMPIXELS        1

// 设置输出数据引脚
#define PIN_NEOPIXEL    16

// 初始化灯珠控制实例
Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN_NEOPIXEL, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

// 启动设置
void setup() {
  // 调试串口速率设置
  Serial.begin(115200);

  // 灯珠控制开始
  pixels.begin();

  // 设置亮度为255
  pixels.setBrightness(255);

  // 将RGB设置为0（熄灭）
  pixels.clear();
}

u8 r_value=0;
u8 g_value=0;
u8 b_value=0;
u8 dir=0;

// 循环主体程序
void loop() {
    if(dir==0)  // 红色通道变化
    {
        r_value++;
        if(r_value>=255)
        {
            r_value=0;
            dir=1;
        }
    }
    else if(dir==1)  // 绿色通道变化
    {
        g_value++;
        if(g_value>=255)
        {
            g_value=0;
            dir=2;
        }
    }
    else if(dir==2)  // 蓝色通道变化
    {
        b_value++;
        if(b_value>=255)
        {
            b_value=0;
            dir=0;
        }
    }
    
    // 设置颜色（RGB 混合）
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(r_value,g_value,b_value));
    
    /*=======================================
    如果要让所有灯珠同时点亮：
    pixels.fill(pixels.Color(c1,c2,c3));
    =======================================*/
  
    delay(10); // 延时，控制颜色变化速度
    // 显示
    pixels.show();
}

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七、代码解析

1. 灯珠初始化

   Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN_NEOPIXEL, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
   

   • NUMPIXELS：灯珠数量（本实验为 1 个）
   • PIN_NEOPIXEL：ESP32-S3 输出数据的 GPIO
   • NEO_GRB + NEO_KHZ800：RGB 排列方式与通信频率

2. 设置颜色

   pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(r_value,g_value,b_value));
   

   通过调整 R/G/B 三个通道的数值（0~255），实现不同的颜色。

3. 显示更新

   pixels.show();
   

   修改颜色后，必须调用 show()，灯珠才会生效。

4. 循环变色
   程序通过一个状态机 dir，依次递增 R/G/B 三个通道的值，实现循环渐变。

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八、实验总结

通过本实验，我们掌握了 ESP32-S3 控制 WS2812 RGB 彩灯 的方法，
学习了 Adafruit_NeoPixel 库的使用，并实现了 RGB 渐变效果。

在实际应用中，可以扩展到：

• 多灯珠控制（LED 灯带）
• 音乐律动彩灯
• 物联网智能灯光系统