Vincenzo Mancinelli
Luci di Stranger Things con WS2811 e Arduino Nano

Luci di Stranger Things con WS2811 e Arduino Nano


Arduino

Luci di Stranger Things con WS2811 e Arduino Nano

In questo progetto ho ricreato le iconiche luci di Stranger Things, quelle che Joyce Byers usa per comunicare con il figlio nel Sottosopra. Per realizzarle, ho utilizzato dei LED WS2811 IC RGB pixel controllati da un Arduino Nano, permettendo di illuminare lettere e creare effetti personalizzati.

Materiale Necessario

  • Arduino Nano
  • Striscia LED WS2811 (IC RGB pixel)
  • Cavi jumper
  • Tavola o parete per il montaggio delle lettere
  • Pennarelli o adesivi per scrivere l’alfabeto

Collegamenti Elettrici

I LED WS2811 funzionano con 5V, quindi possiamo alimentarli direttamente dall’Arduino Nano tramite la porta 5V senza bisogno di alimentatori esterni.

  1. Collegare GND della striscia LED a GND di Arduino.
  2. Collegare il filo DATA IN della striscia LED a un pin digitale di Arduino (D11).
  3. Collegare il filo 5V della striscia LED al 5V di Arduino.

Scrittura del Codice

Per controllare i LED, useremo la libreria FastLED, che supporta i WS2811. Installa la libreria da Arduino IDE e usa il seguente codice per accendere i LED in sequenza:

#include "FastLED.h"/
#define NUM_LEDS 50
#define DATA_PIN    11
#define BRIGHTNESS  255
CRGB leds[NUM_LEDS];
 

String letterIndex = "---IHGFEDCBA---------JKLMNOPQRST---------ZYXWVU--";
String colorLetterIndex = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

// Warm White = 0xFFF0C4
// Blue = 0x0000FF
// Magenta = 0xFF00FF
// Cyan = 0x00FFB9
// Yellow = 0xFCEE21
// Red = 0xFF0000
uint32_t colorIndex[26] = {
                          0xFFF0C4, // A
                          0x0000FF, // B
                          0xFF00FF, // C
                          0x00FFB9, // D
                          0x0000FF, // E
                          0xFCEE21, // F
                          0xFF0000, // G
                          0x00FFB9, // H
                          0x00FFB9, // I
                          0xFF00FF, // J
                          0x0000FF, // K
                          0x00FFB9, // L
                          0xFCEE21, // M
                          0xFF0000, // N
                          0xFF00FF, // O
                          0x00FFB9, // P
                          0xFF00FF, // Q
                          0x00FFB9, // R
                          0xFFF0C4, // S
                          0xFCEE21, // T
                          0x0000FF, // U
                          0xFF0000, // V
                          0x00FFB9, // W
                          0xFCEE21, // X
                          0xFF00FF, // Y
                          0xFF0000, // Z
                          };


void setup() {

      delay(3000);
      FastLED.addLeds<WS2811, DATA_PIN, RGB>(leds, NUM_LEDS);
      FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
}


void loop() {

  turnOnAll();
  delay(2000);
  fill_solid( leds, NUM_LEDS, CRGB::Black);
  writeWord("MASCHERARCI",1000,300);
  delay(3000);
  turnOnAll();
  flickerLeds(100);
  allToFullBright();
  turnOnAll();
  delay(2000);
}

void turnOnAll()
{
  int stringLen = letterIndex.length()+1;
  char char_array[stringLen];
  letterIndex.toCharArray(char_array,stringLen);
  for(int i=0;i<stringLen-1;i++)
  {
    if ( String(char_array[i]))
    {
      turnOnLetter(String(char_array[i]));
    }
  }
  FastLED.show();
}

void turnOnLetter(String theLetter)
{
    int lightIndex = letterIndex.indexOf(theLetter);
    int colorIndexValue = colorLetterIndex.indexOf(theLetter);
    uint32_t colorValue = colorIndex[colorIndexValue];
    leds[lightIndex] = colorValue;
}

void writeWord(String theword,int letterDuration,int letterSpacing)
{
  int stringLen = theword.length()+1;
  char char_array[stringLen];
  theword.toCharArray(char_array,stringLen);

  for(int i=0;i<stringLen-1;i++)
  {
    displayLetter(String(char_array[i]),letterDuration);
    delay(letterSpacing);
  }
}


void displayLetter(String theLetter,int letterDuration)
{
  int lightIndex = letterIndex.indexOf(theLetter);
  int colorIndexValue = colorLetterIndex.indexOf(theLetter);
  uint32_t colorValue = colorIndex[colorIndexValue];
  lightLED(lightIndex,colorValue,letterDuration);   
}

void lightLED(int ledIndex,uint32_t colorValue,int duration)
{
  leds[ledIndex] = colorValue;
  FastLED.show();
  delay(duration);
  leds[ledIndex] = CRGB::Black;
  FastLED.show();

}

void flickerLeds(int numTimes)

{
  for ( int i=0;i<numTimes;i++)
  {
    flicker();
  }
}
void allToFullBright()
{
  int stringLen = letterIndex.length()+1;
  char char_array[stringLen];
  letterIndex.toCharArray(char_array,stringLen);

  for(int i=0;i<stringLen-1;i++)
  {
    if ( String(char_array[i]) != "-" )
    {
      leds[i].maximizeBrightness();
    }
  }
  FastLED.show();
}

void flicker() {                          //-m9-FLICKER EFFECT

  int random_bright = random(0,255);
  int random_delay = random(10,100);
  int randomFullLight = random(0,2);
  int stringLen = letterIndex.length()+1;
  char char_array[stringLen];
  letterIndex.toCharArray(char_array,stringLen);

  for(int i=0;i<stringLen-1;i++)
  {
    if ( String(char_array[i]) != "-" )
    {
      if ( randomFullLight == 0 )
      {
        leds[i].maximizeBrightness();
      }
      leds[i].fadeLightBy(random_bright);
    }
  }
  FastLED.show();
  delay(random_delay);
}

Come funziona?

Spiegazione del codice FastLED

Introduzione

Questo codice utilizza la libreria FastLED per controllare una striscia di LED WS2811 con effetti di illuminazione basati su lettere e parole.

Configurazione iniziale

#include "FastLED.h"
#define NUM_LEDS 50
#define DATA_PIN    11
#define BRIGHTNESS  255
CRGB leds[NUM_LEDS];

Definiamo il numero di LED nella striscia (NUM_LEDS), il pin dati (DATA_PIN) e la luminosità massima (BRIGHTNESS). L’array leds contiene lo stato di ogni LED.

Mappatura lettere e colori

String letterIndex = "---IHGFEDCBA---------JKLMNOPQRST---------ZYXWVU--";
String colorLetterIndex = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

letterIndex rappresenta la disposizione fisica delle lettere sui LED, mentre colorLetterIndex è l’alfabeto per mappare i colori.

Definiamo un array di colori associati a ciascuna lettera:

uint32_t colorIndex[26] = {
  0xFFF0C4, 0x0000FF, 0xFF00FF, 0x00FFB9, 0x0000FF, 0xFCEE21, 0xFF0000, 
  0x00FFB9, 0x00FFB9, 0xFF00FF, 0x0000FF, 0x00FFB9, 0xFCEE21, 0xFF0000, 
  0xFF00FF, 0x00FFB9, 0xFF00FF, 0x00FFB9, 0xFFF0C4, 0xFCEE21, 0x0000FF, 
  0xFF0000, 0x00FFB9, 0xFCEE21, 0xFF00FF, 0xFF0000
};

Questo array assegna un colore specifico a ogni lettera.

Setup

void setup() {
  delay(3000);
  FastLED.addLeds<WS2811, DATA_PIN, RGB>(leds, NUM_LEDS);
  FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
}

Inizializziamo la libreria FastLED e impostiamo la luminosità.

Loop principale

void loop() {
  turnOnAll();
  delay(2000);
  fill_solid( leds, NUM_LEDS, CRGB::Black);
  writeWord("MASCHERARCI", 1000, 300);
  delay(3000);
  turnOnAll();
  flickerLeds(100);
  allToFullBright();
  turnOnAll();
  delay(2000);
}

Nel loop principale:

  1. Accendiamo tutti i LED.
  2. Spegniamo i LED e scriviamo la parola “MASCHERARCI” con effetti.
  3. Facciamo lampeggiare i LED per 100 volte.
  4. Portiamo tutti i LED alla massima luminosità.

Funzione turnOnAll()

void turnOnAll() {
  for (int i = 0; i < letterIndex.length(); i++) {
    if (letterIndex[i] != '-') {
      turnOnLetter(String(letterIndex[i]));
    }
  }
  FastLED.show();
}

Accende tutti i LED associati alle lettere definite in letterIndex.

Funzione turnOnLetter(String theLetter)

void turnOnLetter(String theLetter) {
  int lightIndex = letterIndex.indexOf(theLetter);
  int colorIndexValue = colorLetterIndex.indexOf(theLetter);
  uint32_t colorValue = colorIndex[colorIndexValue];
  leds[lightIndex] = colorValue;
}

Accende il LED corrispondente alla lettera specificata con il colore appropriato.

Scrittura di parole sui LED

void writeWord(String theword, int letterDuration, int letterSpacing) {
  for (int i = 0; i < theword.length(); i++) {
    displayLetter(String(theword[i]), letterDuration);
    delay(letterSpacing);
  }
}

Mostra una parola lettera per lettera con un ritardo tra ciascuna lettera.

void displayLetter(String theLetter, int letterDuration) {
  int lightIndex = letterIndex.indexOf(theLetter);
  int colorIndexValue = colorLetterIndex.indexOf(theLetter);
  uint32_t colorValue = colorIndex[colorIndexValue];
  lightLED(lightIndex, colorValue, letterDuration);
}

Accende un singolo LED per il tempo specificato.

void lightLED(int ledIndex, uint32_t colorValue, int duration) {
  leds[ledIndex] = colorValue;
  FastLED.show();
  delay(duration);
  leds[ledIndex] = CRGB::Black;
  FastLED.show();
}

Gestisce l’accensione e lo spegnimento di un LED dopo un intervallo di tempo.

Effetti di flickering

void flickerLeds(int numTimes) {
  for (int i = 0; i < numTimes; i++) {
    flicker();
  }
}

Chiama la funzione flicker() più volte per creare un effetto lampeggiante.

void flicker() {
  int random_bright = random(0, 255);
  int random_delay = random(10, 100);
  int randomFullLight = random(0, 2);

  for (int i = 0; i < letterIndex.length(); i++) {
    if (letterIndex[i] != '-') {
      if (randomFullLight == 0) {
        leds[i].maximizeBrightness();
      }
      leds[i].fadeLightBy(random_bright);
    }
  }
  FastLED.show();
  delay(random_delay);
}

Il flickering modifica casualmente la luminosità dei LED per un effetto realistico.

Conclusione

Ora puoi caricare questo codice su Arduino e vedere i LED accendersi in base ai messaggi! Per cambiare parola, basta modificare la stringa nel loop().

🔴🟢🔵