Dây LED RGB WS2812 đổi màu, hiệu ứng bằng điện thoại (30 bóng)

Nguyên lý hoạt động

Mỗi bóng WS2812B có chip riêng, nhận chuỗi dữ liệu màu qua một dây DIN rồi chuyển tiếp cho bóng sau. ESP32 gửi dữ liệu từ GPIO13 qua trở 330Ω (chống dội tín hiệu, bảo vệ bóng đầu). Tụ 1000µF đặt ở đầu dây LED dập xung dòng lúc bật. Mỗi bóng trắng tối đa ăn 60mA, 30 bóng có thể tới 1,8A – vượt sức cục sạc; vì vậy code tính tổng dòng mỗi khung hình và tự giảm độ sáng để luôn dưới 0,6A. Mức 3,3V của ESP32 thấp hơn chuẩn 3,5V của WS2812 nhưng với dây tín hiệu ngắn (<30cm) chạy ổn định.

Sơ đồ đấu dây

Mỗi màu là một dây. Chấm tròn là điểm hàn. Chạm vào tên dây trong bảng để làm nổi bật.

Danh sách linh kiện

Các bước làm

1. Chuẩn bị
   ESP32, dây LED WS2812B, trở 330Ω, tụ 1000µF, 3 dây điện, mỏ hàn, cục sạc 5V 1A trở lên và cáp USB có dây dữ liệu.
2. Xác định đầu vào dây LED
   Trên dây LED có mũi tên chỉ chiều dữ liệu. Hàn vào đầu có mũi tên CHỈ ĐI RA (đầu ghi DIN/DI), không phải đầu DO. Đầu vào thường có 3 điểm: +5V, DIN, GND.
3. Hàn tụ ở đầu dây LED
   Chân dài (+) của tụ 1000µF hàn vào +5V, chân có vạch (−) hàn vào GND ngay đầu dây LED. Sai chiều tụ có thể phồng nổ.
4. Hàn trở tín hiệu
   Trở 330Ω hàn nối tiếp trên dây tín hiệu, đặt gần đầu DIN: DIN ← trở 330Ω ← dây tới GPIO13 (D13 trên board). Giữ dây tín hiệu ngắn dưới 30cm.
5. Nối nguồn
   +5V dây LED → VIN của ESP32. GND dây LED → GND ESP32.
6. Kiểm tra trước khi cắm điện
   Thang thông mạch: giữa VIN và GND không được kêu (tụ có thể kêu "tít" ngắn rồi tắt là bình thường).
7. Nạp code
   Arduino IDE 2, board "DOIT ESP32 DEVKIT V1". Library Manager cài "Adafruit NeoPixel". Mở ws2812_fx.ino; nếu dây bạn có số bóng khác 30 thì sửa NUM_LEDS đầu file. Upload.
8. Dùng
   Vào WiFi "MachGon-RGB" (mật khẩu machgon123), mở 192.168.4.1, chọn màu và hiệu ứng. Vào Cài đặt nhập WiFi nhà để dùng http://rgb.local.

Code nạp cho mạch

Cài thư viện: Adafruit NeoPixel (Arduino IDE → Library Manager). Chọn board DOIT ESP32 DEVKIT V1.

/*
  Mạch Gọn — Dây LED RGB WS2812B điều khiển qua WiFi
  Board : ESP32 DevKit V1 (chọn "DOIT ESP32 DEVKIT V1")
  Thư viện: Adafruit NeoPixel
  Chân  : GPIO13 -> trở 330Ω -> DIN dây LED; dây LED cấp từ VIN (5V USB)
  Lần đầu: vào WiFi "MachGon-RGB" (mật khẩu machgon123) -> mở 192.168.4.1
*/
#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>
#include <ESPmDNS.h>
#include <Preferences.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

// ---- Cấu hình ----
const uint8_t  PIN_DATA = 13;
const uint16_t NUM_LEDS = 30;
const uint16_t MAX_MA   = 550;     // giới hạn tổng dòng dây LED (mA), chừa phần cho ESP32
const float    MA_PER_CH = 20.0;   // mA mỗi kênh màu ở mức 255
const char*    AP_SSID  = "MachGon-RGB";
const char*    HOSTNAME = "rgb";

Adafruit_NeoPixel strip(NUM_LEDS, PIN_DATA, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
WebServer server(80);
Preferences cfg;

enum { FX_SOLID, FX_RAINBOW, FX_RAINBOW_RUN, FX_BREATHE, FX_COMET, FX_TWINKLE, FX_FIRE, FX_CHASE, FX_WIPE, FX_POLICE, FX_COUNT };
const char* FX_NAMES[FX_COUNT] = {"Màu tĩnh", "Cầu vồng", "Cầu vồng chạy", "Thở", "Sao băng", "Lấp lánh", "Lửa", "Đuổi nhau", "Quét màu", "Đèn còi"};

uint8_t  buf[NUM_LEDS][3];
uint8_t  colR = 255, colG = 80, colB = 0;
int      effect = FX_RAINBOW_RUN, bright = 60, speed = 50;
bool     power = true;
uint32_t frame = 0;
uint16_t lastMa = 0;

void setPx(int i, uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) { if (i >= 0 && i < NUM_LEDS) { buf[i][0] = r; buf[i][1] = g; buf[i][2] = b; } }
void fillAll(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) { for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) setPx(i, r, g, b); }
void wheel(uint8_t pos, uint8_t& r, uint8_t& g, uint8_t& b) {
  uint32_t c = Adafruit_NeoPixel::ColorHSV((uint16_t)pos * 256);
  r = c >> 16; g = c >> 8; b = c;
}
void fadeAll(uint8_t k) { for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) for (int j = 0; j < 3; j++) buf[i][j] = (uint16_t)buf[i][j] * k / 256; }

void renderEffect() {
  uint8_t r, g, b;
  switch (effect) {
    case FX_SOLID: fillAll(colR, colG, colB); break;
    case FX_RAINBOW: wheel(frame, r, g, b); fillAll(r, g, b); break;
    case FX_RAINBOW_RUN: for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) { wheel(frame * 2 + i * 256 / NUM_LEDS, r, g, b); setPx(i, r, g, b); } break;
    case FX_BREATHE: { float k = 0.05f + 0.95f * (0.5f - 0.5f * cosf(frame * 0.05f)); fillAll(colR * k, colG * k, colB * k); break; }
    case FX_COMET: { fadeAll(170); int p = frame % (NUM_LEDS + 8); setPx(p, colR, colG, colB); break; }
    case FX_TWINKLE: { fadeAll(220); if (esp_random() % 3 == 0) { wheel(esp_random(), r, g, b); setPx(esp_random() % NUM_LEDS, r, g, b); } break; }
    case FX_FIRE: for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) { uint8_t h = 120 + esp_random() % 136; setPx(i, h, h / 3 + esp_random() % 20, 0); } break;
    case FX_CHASE: for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) (i + frame) % 3 == 0 ? setPx(i, colR, colG, colB) : setPx(i, 0, 0, 0); break;
    case FX_WIPE: { int p = frame % (NUM_LEDS * 2); for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) (p < NUM_LEDS ? i <= p : i > p - NUM_LEDS) ? setPx(i, colR, colG, colB) : setPx(i, 0, 0, 0); break; }
    case FX_POLICE: { bool a = (frame / 4) % 2; for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) (i < NUM_LEDS / 2) == a ? setPx(i, 255, 0, 0) : setPx(i, 0, 0, 255); break; }
  }
}

// Áp độ sáng và giới hạn dòng rồi xuất ra dây LED
void showFrame() {
  float k = power ? bright / 100.0f : 0;
  float sum = 0;
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) sum += buf[i][0] + buf[i][1] + buf[i][2];
  float ma = sum * k / 255.0f * MA_PER_CH + NUM_LEDS * 1.0f;   // ~1mA/bóng cho chip
  if (ma > MAX_MA) { k *= (MAX_MA - NUM_LEDS) / (ma - NUM_LEDS); ma = MAX_MA; }
  lastMa = (uint16_t)ma;
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, buf[i][0] * k, buf[i][1] * k, buf[i][2] * k);
  strip.show();
}

const char PAGE[] PROGMEM = R"HTML(<!doctype html><html lang="vi"><head><meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1"><title>LED RGB WiFi</title>
<style>
:root{--b:#0f172a;--c:#1e293b;--a:#a855f7;--t:#e2e8f0;--m:#94a3b8}*{box-sizing:border-box}
body{margin:0;font-family:system-ui,sans-serif;background:var(--b);color:var(--t)}
header{padding:12px 14px;background:var(--c);display:flex;justify-content:space-between;align-items:center}
.pw{border:0;border-radius:24px;padding:8px 18px;font:inherit;font-weight:700;background:#334155;color:var(--t)}.pw.on{background:var(--a);color:#fff}
section{margin:14px;padding:14px;background:var(--c);border-radius:12px}h3{margin:0 0 10px;font-size:16px}
input[type=range]{width:100%;accent-color:var(--a);height:32px}input[type=color]{width:100%;height:56px;border:0;background:none}
.sw{display:flex;gap:8px;flex-wrap:wrap;margin-top:8px}.sw b{width:36px;height:36px;border-radius:50%;display:inline-block;border:2px solid #334155}
.fx{display:grid;grid-template-columns:repeat(2,1fr);gap:8px}.fx button{font:inherit;padding:11px;border-radius:10px;border:1px solid #334155;background:#0b1220;color:var(--t)}
.fx button.on{background:var(--a);border-color:var(--a)}small{color:var(--m)}
input:not([type]),input[type=password]{width:100%;font:inherit;padding:9px;margin:4px 0 8px;border-radius:8px;border:1px solid #475569;background:#0b1220;color:var(--t)}
.s{font:inherit;border:0;border-radius:8px;padding:9px 14px;background:var(--a);color:#fff;font-weight:600}
</style></head><body>
<header><b>🌈 LED RGB WiFi</b><button class="pw" id="pw">…</button></header>
<section><h3>Màu</h3><input type="color" id="col"><div class="sw" id="sw"></div></section>
<section><h3>Hiệu ứng</h3><div class="fx" id="fx"></div></section>
<section><h3>Độ sáng <small id="ma"></small></h3><input type="range" id="b" min="1" max="100"><h3>Tốc độ</h3><input type="range" id="sp" min="1" max="100"></section>
<section><h3>Cài đặt WiFi nhà</h3><small id="wst"></small><input id="ssid" placeholder="Tên WiFi"><input id="pass" type="password" placeholder="Mật khẩu"><button class="s" onclick="wifi()">Lưu & khởi động lại</button></section>
<script>
const $=s=>document.querySelector(s);let S={},tm;const SW=['#ff0000','#ff6a00','#ffd000','#00ff40','#00d0ff','#0040ff','#a000ff','#ff00a0','#ffffff'];
async function api(p,o){const r=await fetch(p,o);return r.json()}
function draw(s){S=s;$('#pw').textContent=s.power?'BẬT':'TẮT';$('#pw').className='pw'+(s.power?' on':'');$('#b').value=s.b;$('#sp').value=s.sp;$('#col').value=s.col;
 $('#ma').textContent='~'+s.ma+'mA (giới hạn '+s.max+'mA)';
 $('#fx').innerHTML=s.names.map((n,i)=>`<button class="${i==s.fx?'on':''}" onclick="set('fx=${i}')">${n}</button>`).join('');
 $('#wst').textContent=s.sta?('Đã nối "'+s.ssid+'" — IP '+s.ip+' (hoặc http://rgb.local)'):'Chưa nối WiFi nhà'}
async function set(q){draw(await api('/api/set?'+q,{method:'POST'}))}
$('#sw').innerHTML=SW.map(c=>`<b style="background:${c}" onclick="set('c=${c.slice(1)}')"></b>`).join('');
$('#col').oninput=e=>{clearTimeout(tm);tm=setTimeout(()=>set('c='+e.target.value.slice(1)),80)};
$('#b').oninput=e=>{clearTimeout(tm);tm=setTimeout(()=>set('b='+e.target.value),80)};$('#sp').onchange=e=>set('sp='+e.target.value);
$('#pw').onclick=()=>set('pw='+(S.power?0:1));
async function wifi(){await fetch('/api/wifi',{method:'POST',body:new URLSearchParams({ssid:$('#ssid').value,pass:$('#pass').value})});alert('Đã lưu, mạch khởi động lại. Nối lại WiFi nhà rồi mở http://rgb.local')}
api('/api/state').then(draw);setInterval(()=>api('/api/state').then(s=>$('#ma').textContent='~'+s.ma+'mA (giới hạn '+s.max+'mA)'),3000);
</script></body></html>)HTML";

String stateJson() {
  String names = "[";
  for (int i = 0; i < FX_COUNT; i++) { if (i) names += ','; names += '"'; names += FX_NAMES[i]; names += '"'; }
  names += "]";
  char col[8]; snprintf(col, sizeof(col), "#%02x%02x%02x", colR, colG, colB);
  bool sta = WiFi.status() == WL_CONNECTED;
  return String("{\"b\":") + bright + ",\"sp\":" + speed + ",\"fx\":" + effect + ",\"power\":" + (power ? "true" : "false") +
         ",\"col\":\"" + col + "\",\"ma\":" + lastMa + ",\"max\":" + MAX_MA + ",\"names\":" + names +
         ",\"sta\":" + (sta ? "true" : "false") + ",\"ip\":\"" + (sta ? WiFi.localIP().toString() : WiFi.softAPIP().toString()) +
         "\",\"ssid\":\"" + cfg.getString("ssid", "") + "\"}";
}

void saveState() {
  cfg.putInt("fx", effect); cfg.putInt("b", bright); cfg.putInt("sp", speed); cfg.putBool("pw", power);
  cfg.putUInt("col", ((uint32_t)colR << 16) | (colG << 8) | colB);
}

void setupWeb() {
  server.on("/", []() { server.send_P(200, "text/html; charset=utf-8", PAGE); });
  server.on("/api/state", HTTP_GET, []() { server.send(200, "application/json", stateJson()); });
  server.on("/api/set", []() {
    if (server.hasArg("fx")) effect = constrain(server.arg("fx").toInt(), 0, FX_COUNT - 1);
    if (server.hasArg("b"))  bright = constrain(server.arg("b").toInt(), 1, 100);
    if (server.hasArg("sp")) speed = constrain(server.arg("sp").toInt(), 1, 100);
    if (server.hasArg("pw")) power = server.arg("pw") == "1";
    if (server.hasArg("c")) { uint32_t c = strtoul(server.arg("c").c_str(), nullptr, 16); colR = c >> 16; colG = c >> 8; colB = c; }
    saveState();
    server.send(200, "application/json", stateJson());
  });
  server.on("/api/wifi", HTTP_POST, []() {
    cfg.putString("ssid", server.arg("ssid")); cfg.putString("pass", server.arg("pass"));
    server.send(200, "application/json", "{\"ok\":true}"); delay(500); ESP.restart();
  });
  server.onNotFound([]() { server.sendHeader("Location", "/"); server.send(302); });
  server.begin();
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  strip.begin(); strip.clear(); strip.show();
  cfg.begin("cfg", false);
  effect = constrain(cfg.getInt("fx", FX_RAINBOW_RUN), 0, FX_COUNT - 1);
  bright = cfg.getInt("b", 60); speed = cfg.getInt("sp", 50); power = cfg.getBool("pw", true);
  uint32_t c = cfg.getUInt("col", 0xFF5000); colR = c >> 16; colG = c >> 8; colB = c;
  memset(buf, 0, sizeof(buf));

  WiFi.mode(WIFI_AP_STA);
  WiFi.softAP(AP_SSID, cfg.getString("appass", "machgon123").c_str());
  String ssid = cfg.getString("ssid", "");
  if (ssid.length()) {
    WiFi.begin(ssid.c_str(), cfg.getString("pass", "").c_str());
    uint32_t t = millis();
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - t < 15000) delay(250);
  }
  if (MDNS.begin(HOSTNAME)) MDNS.addService("http", "tcp", 80);
  setupWeb();
  Serial.printf("San sang. AP %s IP %s\n", AP_SSID, WiFi.softAPIP().toString().c_str());
}

void loop() {
  server.handleClient();
  static uint32_t last = 0;
  uint32_t interval = map(speed, 1, 100, 120, 8);
  if (millis() - last >= interval) { last = millis(); frame++; renderEffect(); showFrame(); }
  static uint32_t lastCheck = 0;
  if (millis() - lastCheck > 30000) {
    lastCheck = millis();
    if (cfg.getString("ssid", "").length() && WiFi.status() != WL_CONNECTED) WiFi.reconnect();
  }
}

Đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng

Sửa lỗi thường gặp