Adafruit NeoPixel 库在处理超过 7 个 LED 灯条时不起作用

Posted 2023-02-16

【中文标题】Adafruit NeoPixel 库在处理超过 7 个 LED 灯条时不起作用

【英文标题】：Adafruit NeoPixel library doesn't work when addressing more than 7 LED strips

【发布时间】：2019-05-30 01:10:24

【问题描述】：

在我关于 SO 的最后一个问题中，我正在研究一个由 Arduino Mega 控制的交互式 14x14 LED 表（有关设置和代码的更多信息，请查看here。 在解决了数据以错误顺序到达 Arduino 的问题后，我现在面临这个问题：

为了使用 Adafruit 的 NeoPixel 库控制 LED 表上每个像素的颜色，我读取了一个 int[14][14][3] 形式的数组。现在这工作正常，但是当我尝试为超过 7 个 LED 灯条设置与相应数据相关的 RGB 值时，没有任何反应。我也有几个 Serial.println() 调用来检查读取的数据，如果我正在运行超过 7 个 LED 灯条 0 会为每个可能的值打印。

控制 LED 的基本功能完美运行 - 只要我不使用超过 7 个灯带，我也可以正确处理上述数据并将其输出到 LED 灯带。问题是我是否在一个数组中声明超过这 7 个条带或拆分它们并不重要。单独初始化它们也不起作用，并且每次我想使用不同的条带时创建一个条带实例并为其重新分配引脚。

我的代码目前看起来像这样，我真的不知道这个问题的原因是什么，或者我该如何解决它。

#include <ArduinoJson.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket
#endif

#define PINROW0 0
#define PINROW1 1
#define PINROW2 2
#define PINROW3 3
#define PINROW4 4
#define PINROW5 5
#define PINROW6 6
#define PINROW7 7
#define PINROW8 8
#define PINROW9 26
#define PINROW10 28
#define PINROW11 30
#define PINROW12 32
#define PINROW13 34

#define NUMPIXELS 14 //Anzahl der Pixel pro Reihe

/*Adafruit_NeoPixel row0 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW0, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row1 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW1, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row2 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW2, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row3 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW3, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row4 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW4, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row5 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW5, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row6 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW6, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row7 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW7, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row8 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW8, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row9 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW9, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row10 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW10, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row11 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW11, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row12 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW12, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  Adafruit_NeoPixel row13 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW13, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
*/

//Adafruit_NeoPixel currentStrip = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, pins[0], NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel row[] =  //Initialisieren des Arrays, das die addressierbaren LED Streifen im Adafruit Format enthält
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW0, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW1, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW2, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW3, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW4, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW5, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW6, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW7, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW8, NEO_GRB + NEO_KHZ800)/*,
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW9, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW10, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW11, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW12, NEO_GRB + NEO_KHZ800),
  Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PINROW13, NEO_GRB + NEO_KHZ800)*/
;


#define DELAY 1000 //Refresh Zyklus auf 10 Millisekunden setzen
#define NUMSTRIPS 9/*(sizeof(row)/sizeof(row[0]))*/ //Anzahl der verbundenen LED Streifen definieren


int values[14][14][3];
String matrixAsString = "";

void setup() 

#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)
  clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif

  /*Seriellen Port über den der Pi sich mit dem Arduino verbindet einrichten*/
  Serial.begin(115200); //setzen der Bitrate auf 115200 Bit pro Sekunde
  Serial.setTimeout(100000);

  /*NeoPixel Library initialisieren*/
  for (int i = 0; i < NUMSTRIPS; i++) 
    row[i].begin();
    row[i].show();
  


void process(String matrixAsString) 
  DynamicJsonDocument doc(4372);
  Serial.println(matrixAsString);
  deserializeJson(doc, matrixAsString);

  Serial.println((int)(doc[2][10][0]));
  Serial.println((int)(doc[2][10][0]));
  Serial.println((int)(doc[5][10][0]));
  Serial.println((int)(doc[0][1][2]));
  Serial.println((int)(doc[0][0][1]));

  for (int i = 0; i < NUMSTRIPS; i++) 
    for (int j = 0; j < NUMPIXELS; j++) 
      for (int k = 0; k < 3; k++) 
        values[i][j][k] = (int)(doc[i][j][k]);
      
    
  


void paint() 
  int r = 0;
  int g = 0;
  int b = 0;
  for (int i = 0; i < NUMSTRIPS; i++) 
    for (int j = 0; j < NUMPIXELS; j++) 
      r = values[i][j][0];
      g = values[i][j][1];
      b = values[i][j][2];
      row[i].setPixelColor(j, row[i].Color(r, g, b));
      row[i].show();
    
  


//infinite loop refreshing the matrix
void loop() 

  while (Serial.available()) 
    char c = Serial.read();
    matrixAsString += c;
    if (c == '\n') 
      process(matrixAsString);
      paint();
      matrixAsString = "";
    

  

根据 Adafruit 官方文档，该库旨在连接尽可能多的 Arduino 能够支持的条带，因此必须有一个解决方案。

为了测试我的代码，我使用了这个数据，它是一个随机生成的 14x14 RGB 矩阵的字符串表示：

[[[0,0,0],[1,0,0],[1,1,0],[2,1,0],[2,2,0],[3,2, 0],[3,3,0],[3,3,1],[3,3,2],[3,3,3],[4,3,3],[4,4,3] ,[5,4,3],[5,4,4]],[[6,4,4],[7,4,4],[7,5,4],[7,6,4] ,[7,7,4],[7,7,5],[7,7,6],[7,7,7],[7,7,8],[8,7,8],[ 8,8,8],[8,9,8],[8,10,8],[8,11,8]],[[8,11,9],[8,11,10],[ 9,11,10],[9,11,11],[9,12,11],[9,12,12],[9,13,12],[10,13,12],[10, 13,13],[10,13,14],[10,13,15],[11,13,15],[11,14,15],[11,15,15]],[[12, 15,15],[12,15,16],[12,15,17],[13,15,17],[13,16,17],[13,16,18],[14,16, 18],[14,17,18],[15,17,18],[15,17,19],[15,18,19],[15,18,20],[15,19,20] ,[15,19,21]],[[15,20,21],[15,21,21],[16,21,21],[17,21,21],[17,22,21] ,[18,22,21],[19,22,21],[19,23,21],[20,23,21],[20,23,22],[20,23,23],[ 20,24,23],[20,25,23],[20,26,23]],[[21,26,23],[22,26,23],[22,27,23],[ 23,27,23],[23,27,24],[24,27,24],[24,27,25],[24,28,25],[24,28,26],[24, 29,26],[24,29,27],[24,29,28],[24,30,28],[25,30,28]],[[25,30,29],[25, 31,29],[25,31,30],[26,31,30],[27,31,30],[27,32,30],[27,32,31],[27,33, 31],[27,34,31],[27,35,31],[27,35,32],[28,35,32],[28,36,32],[29,36 ,32]],[[29,37,32],[29,37,33],[29,38,33],[29,38,34],[30,38,34],[31,38 ,34],[32,38,34],[33,38,34],[33,39,34],[33,39,35],[33,39,36],[33,40,36 ],[33,40,37],[33,41,37]],[[33,42,37],[33,42,38],[33,42,39],[33,42,40 ],[33,43,40],[33,43,41],[33,43,42],[33,44,42],[33,45,42],[33,45,43], [33,46,43],[34,46,43],[34,47,43],[35,47,43]],[[36,47,43],[37,47,43], [38,47,43],[38,47,44],[39,47,44],[39,47,45],[39,48,45],[40,48,45],[40 ,48,46],[40,49,46],[41,49,46],[41,50,46],[41,51,46],[41,51,47]],[[42 ,51,47],[42,51,48],[43,51,48],[43,51,49],[43,52,49],[43,53,49],[43,54 ,49],[43,54,50],[44,54,50],[44,55,50],[45,55,50],[45,55,51],[46,55,51 ],[47,55,51]],[[48,55,51],[48,56,51],[48,57,51],[48,58,51],[48,58,52 ],[48,58,53],[48,59,53],[48,59,54],[48,60,54],[48,60,55],[48,60,56], [48,60,57],[49,60,57],[49,61,57]],[[49,62,57],[49,62,58],[49,63,58], [49,63,59],[50,63,59],[50,64,59],[50,65,59],[51,65,59],[52,65,59],[53 ,65,59],[54,65,59],[54,66,59],[54,66,60],[54,67,60]],[[55,67,60],[56 ,67,60],[57,67,60],[58,67,60],[59,67,60],[5 9,67,61],[59,68,61],[59,69,61],[60,69,61],[61,69,61],[61,69,62],[61, 69,63],[61,70,63],[61,71,63]]]

提前感谢您的帮助，非常感谢您提供的任何提示或建议。

【参考方案1】：

你只有 8kB 的内存并且你正在使用：

int values[14][14][3]; => 这个数组上有 1176 个字节（而不是一半，如果你使用 byte/uint8_t 而不是 int） 该死的String matrixAsString = ""; 和+= 运算符。这会严重破坏内存（就内存碎片而言）。 DynamicJsonDocument doc(4372); 又分配了大量内存 更不用说，每个条带都有自己的像素内存，所以values 数组有点多余 也许可以使用相同的缓冲区来读取和 json 解析器？这可能会节省很多

所以根据这个，你一定是内存不足

无论如何，我会使用一些不错的 ARM 和 DMA 魔法（例如，在 STM32 MCU 上同时使用 16 个通道），而无需 CPU 进行太多交互以将其发送出去。或现有的解决方案，如OctoWS2811 LED Library

【讨论】：

非常感谢您的建议和努力。你是完全正确的，行为混乱的原因是由于记忆问题。幸运的是，昨天早些时候我已经在 Adafruit 团队的帮助下解决了这个问题 (FYI see here)。最终的解决方案是完全放弃使用 JSON 的方法，因为它的包装组件在反序列化过程中展开到大约 11-18kb。我现在正在发送和读取字节，直到在 arduino 上接收到一个完整矩阵的足够数据。