Funpack3-5-基于Arduino UNO R4 WiFi实现远程可控灯

内容介绍

一、项目介绍

本项目的目标是通过网络连接到智能云端，将设备模拟成可以控制的灯，远程端发送指令，将灯光开启关闭，或调整灯光的亮度，0到90%时，矩阵亮起逐渐变大的范围，90%以上时，灯板显示出太阳的图标。

二、硬件分析

Arduino Uno R4 WiFi 是一款集成了无线连接功能的微控制器开发板，以下是它的一些特点：

Arduino Uno R4 WiFi 集成了一个 ESP32-S3 模块，支持 Wi-Fi 和蓝牙连接
板上有一个内置的 12×8 LED 矩阵
搭载了 Renesas RA4M1 (Arm® Cortex®-M4) 微控制器，具有 48 MHz 时钟速度、32 kB SRAM 和 256 kB 闪存
提供 14 个数字输入/输出引脚（其中 6 个支持 PWM 输出）、6 个模拟输入引脚，以及 UART、I2C 和 SPI 串行通信接口
包括 12 位 DAC、CAN 总线和运算放大器
支持 6-24V 输入电压，允许使用单一电源与电机、LED 灯带和其他执行器无缝集成
可以模拟鼠标或键盘，通过 USB 连接到计算机发送击键和鼠标移动
具有 Qwiic I2C 连接器

三、思路分析

本项目通过arduino cloud控制Arduino Uno R4 WiFi 连接到智能云端并模拟为可控制的灯，实现LED矩阵变化的思路可简要建立以下流程图。

首先读取开关状态，如果开关为关闭状态则关闭LED矩阵并重新获取开关状态，如果开关为开则获取输入端数据，然后进行判断：如果输入数据大于90，则控制LED矩阵显示太阳图案，否则控制LED矩阵显示对应数值的LED灯，然后再进行开关判断，不断循环。

四、代码分析

1、首先导入需要的库以及宏定义

#include "thingProperties.h"
#include "Arduino_LED_Matrix.h"   // Include the LED_Matrix library
#include "frames.h"               // Include a header file containing some custom icons
#define XMAX 11
#define YMAX 7

thingProperties.h是在arduino cloud中根据你的参数和网络设置自动生成的。

Arduino_LED_Matrix.h是LED矩阵库

frames中定义了太阳的矩阵显示

XMAX和YMAX则限定了矩阵的大小

2、定义了两个矩阵

uint8_t grid[YMAX+1][XMAX+1] = {};
uint8_t grid1[YMAX+1][XMAX+1] = {};

grid用于计算开关按下时当前显示的图案，grid1则是空矩阵，用于开关关闭时熄灭LED矩阵。

3、定义了控制LED矩阵的核心函数

void blink(int led)
{
  int a,b,c,d,e;
  if(led2)
    if(led <= 90)
    {
      for(d=8;d>0;d--)
        for(e=12;e>0;e--)
          grid[d-1][e-1]=0;
      a=led/12;
      b=led%12;
      for(;b>0;b--)
        grid[a][b-1]=1;
      for(;a>0;a--)
        {
          c=13;
          while(--c)
            grid[a-1][c-1]=1;
        }
      matrix.renderBitmap(grid,8,12);
    }
    else
    {
      matrix.loadFrame(sun);
    }
  else
  {
    matrix.renderBitmap(grid1,8,12);
  }
}

主要实现了流程图中的逻辑功能。

4、在回调函数中调用上述函数

void onLed1Change()  {
  blink(led1);
}
void onLed2Change()  {
  blink(led1);
}

五、实验展示

六、活动总结

在本次活动中，我学习了arduino uno r4 wifi的基本使用和网络交互，感谢硬禾学堂和德捷购的支持。