用5050 RGB灯珠做彩虹流水灯，这个项目说难不难，说简单也得掌握几个关键点。很多新手卡在PWM调光和颜色渐变算法上，其实搞懂原理后，你会发现20行代码就能让灯珠像彩虹一样流动起来。
5050 RGB灯珠到底是什么？
5050指的是灯珠尺寸——5.0mm × 5.0mm的贴片封装。这种灯珠内部其实藏着三颗独立的LED芯片：红(R)、绿(G)、蓝(B)。通过控制这三个颜色的亮度比例，理论上能混出1677万种颜色（256×256×256）。
两种常见类型的区别
普通5050 RGB（共阳或共阴）
需要外部驱动电路（三极管/MOS管）
每个颜色独立控制一根信号线
适合小规模项目（10颗灯以内）
成本低，0.3元/颗左右
5050智能灯珠（WS2812B/SK6812）
内置IC芯片，自带驱动
单总线串联控制，一根信号线搞定
适合大规模阵列（几百颗都行）
稍贵，1.2元/颗，但省掉驱动电路
你要做彩虹流水效果，强烈推荐用WS2812B。为啥？因为它支持级联，第一颗灯的数据输出直接接到第二颗的输入，像接力赛一样把颜色信息传下去。普通RGB灯你得给每颗灯单独接线，10颗灯就是30根线，想想都头大。
硬件准备清单（照着买不踩坑）
必备材料
单片机开发板 ：STM32F103C8T6（蓝色药丸板，15块）或51单片机（STC89C52，8块）
WS2812B灯珠 ：建议先买16颗的圆形模块（22块包邮），方便调试
电源 ：5V 2A适配器（手机充电头就行）
杜邦线 ：公对母20根（2块钱）
面包板 ：可选，方便不想焊接的朋友
接线方式（3根线解决问题）
单片机 → WS2812B灯条 GND → GND（黑线） 5V → VCC（红线） P1.0 → DIN（绿线，数据输入）
注意！灯珠功耗不小，16颗全亮白光要吃掉960mA电流（每颗60mA）。如果你用的是USB供电的单片机板，别超过10颗灯，不然板子会重启。超过20颗必须外接独立5V电源，记得把单片机和电源的GND连在一起（共地）。
彩虹渐变的核心原理（看懂这个就成功一半）
彩虹的七种颜色其实是连续过渡的，红→橙→黄→绿→青→蓝→紫。用RGB三原色模拟这个过程，关键是掌握颜色轮盘算法 。
HSV色彩空间转RGB
直接写RGB值太麻烦，专业做法是用HSV（色相-饱和度-亮度）模型：
H（Hue/色相） ：0-360°，代表彩虹上的位置（0°红色，120°绿色，240°蓝色）
S（Saturation/饱和度） ：0-100%，100%是纯色
V（Value/亮度） ：0-100%，控制明暗
举个例子：
纯红色：H=0°, S=100%, V=100%
纯绿色：H=120°, S=100%, V=100%
浅粉色：H=0°, S=50%, V=100%
你的代码只需要让H值从0°匀速增加到360°，颜色自然就像彩虹一样变化了。下面是简化版的转换函数（C语言）：
// HSV转RGB简化算法
void HSV_to_RGB(uint16_t h, uint8_t s, uint8_t v, uint8_t *r, uint8_t *g, uint8_t *b) {
uint8_t region = h / 43; // 把360度分成6段
uint8_t remainder = (h % 43) * 6;
uint8_t p = (v * (255 - s)) >> 8;
uint8_t q = (v * (255 - ((s * remainder) >> 8))) >> 8;
uint8_t t = (v * (255 - ((s * (255 - remainder)) >> 8))) >> 8;
switch(region) {
case 0: *r = v; *g = t; *b = p; break;
case 1: *r = q; *g = v; *b = p; break;
case 2: *r = p; *g = v; *b = t; break;
case 3: *r = p; *g = q; *b = v; break;
case 4: *r = t; *g = p; *b = v; break;
default: *r = v; *g = p; *b = q; break;
}
}三种彩虹效果实现方案（从简单到炫酷）
方案一：静态彩虹（新手友好）
让16颗灯同时显示彩虹的不同颜色，每颗灯间隔22.5°（360÷16）。
#include "ws2812.h"
void rainbow_static(void) {
uint8_t r, g, b;
for(uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
uint16_t hue = i * 22; // 每颗灯色相偏移22度
HSV_to_RGB(hue, 255, 200, &r, &g, &b); // 亮度200避免刺眼
WS2812_SetPixelColor(i, r, g, b);
}
WS2812_Show(); // 刷新显示
}效果：灯条像彩虹一样渐变，但不会动。适合做氛围灯。
方案二：流水彩虹（最经典）
在方案一基础上加个定时器，每100ms把所有灯的色相值+10°，视觉上就是彩虹在"流动"。
uint16_t hue_offset = 0; // 全局偏移量
void rainbow_flow(void) {
uint8_t r, g, b;
for(uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
uint16_t hue = (i * 22 + hue_offset) % 360;
HSV_to_RGB(hue, 255, 200, &r, &g, &b);
WS2812_SetPixelColor(i, r, g, b);
}
WS2812_Show();
hue_offset += 5; // 每次调用增加5度
if(hue_offset >= 360) hue_offset = 0;
}
// 在主循环或定时器中断里调用
while(1) {
rainbow_flow();
delay_ms(50); // 速度控制
}调整hue_offset += 5的数值可以改变流速：
+=2：慢速流动，适合冥想氛围
+=10：快速闪烁，适合派对
方案三：呼吸彩虹（高级玩法）
在流水基础上加入亮度变化（V值），制造"呼吸"效果。
uint8_t brightness = 0;
int8_t breath_dir = 1; // 1递增，-1递减
void rainbow_breath(void) {
uint8_t r, g, b;
// 亮度正弦变化
brightness += breath_dir * 5;
if(brightness >= 250) breath_dir = -1;
if(brightness <= 50) breath_dir = 1;
for(uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
uint16_t hue = (i * 22 + hue_offset) % 360;
HSV_to_RGB(hue, 255, brightness, &r, &g, &b);
WS2812_SetPixelColor(i, r, g, b);
}
WS2812_Show();
hue_offset += 3;
}效果像在深呼吸，很多智能音箱的灯效就是这个原理。
WS2812B通信协议重点提示
这个灯珠用的是单总线协议 ，时序要求很严格：
0码：高电平0.4μs + 低电平0.85μs
1码：高电平0.8μs + 低电平0.45μs
复位信号：低电平持续50μs以上
手写时序太折磨，建议用现成的库：
STM32 ：搜"WS2812 SPI DMA库"，用SPI+DMA模拟时序，CPU占用率不到5%
51单片机 ：用汇编写的库，搜"51单片机WS2812.c"
Arduino ：直接装FastLED库，三行代码搞定
// Arduino示例（最简单）
#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 16
CRGB leds[NUM_LEDS];
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812B, 6, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}
void loop() {
fill_rainbow(leds, NUM_LEDS, 0, 16); // 一行代码实现彩虹
FastLED.show();
delay(50);
}常见问题排查指南
问题1：第一颗灯亮了，后面的不亮
检查5V供电是否充足（万用表测灯条末端电压，低于4.5V就是电源不够）
确认数据线接对了引脚（DIN不是DOUT）
焊接的朋友检查下虚焊
问题2：颜色不对，全是红色或绿色
WS2812B的颜色顺序是GRB，不是RGB！发送数据时调整下顺序
检查代码里是不是写成了
SetPixelColor(i, g, r, b)
问题3：灯光闪烁不稳定
在灯条的VCC和GND之间并联一个470μF电容（靠近第一颗灯）
数据线太长的话（超过50cm），串联一个330Ω电阻
问题4：第5颗灯之后颜色错乱
某颗灯可能坏了，跳过它直接接下一颗试试
时序不准，降低单片机主频或者换个时序更严格的库
进阶玩法推荐
掌握彩虹基础后，可以试试这些：
音乐律动灯
用麦克风模块（MAX4466）采集音频，根据音量大小动态调整亮度和颜色变化速度。低音推红色，高音推蓝色，瞬间变身音乐可视化装置。
矩阵屏显示
把256颗WS2812B排成16×16的矩阵，用二维数组控制，可以显示图案、文字、俄罗斯方块游戏画面。
手机APP控制
加个蓝牙模块（HC-05），用手机调颜色、选模式。代码框架不变，只是把参数改成从串口接收。
成本和时间预估
如果你是第一次做：
材料成本 ：50-80元（含单片机板）
学习时间 ：3-5小时（看懂原理+调通第一个效果）
完整项目 ：周末两天搞定，包括焊接、编程、调试
有现成开发板和基础的话，1小时就能看到彩虹流动起来。我第一次做的时候卡在时序上折腾了两天，后来发现是晶振频率配置错了（51单片机11.0592MHz写成了12MHz）。用逻辑分析仪一测，波形全乱了。所以建议新手直接用Arduino或者STM32的成熟库，别自己硬刚时序。
项目扩展方向
智能台灯 ：加个旋钮电位器调颜色，按键切换模式
氛围灯带 ：粘在显示器背后，玩游戏时自动变色
圣诞装饰 ：缠在树上，设置成雪花飘落效果（白色灯珠从上往下移动）
可穿戴设备 ：做成发光手环，用纽扣电池供电
关键是理解了RGB混色和单总线通信原理，剩下的都是举一反三。WS2812B这个芯片用途太广了，从小米台灯到特斯拉氛围灯都有它的身影。学会了这个，以后看到各种炫酷灯效，你就知道怎么实现了。
