Dokonalý sprievodca pripojením svetelných pásov LED k Arduinu

Dokonalý sprievodca pripojením svetelných pásov LED k Arduinu

Nástup LED osvetlenia bol stratosférický a je ľahké pochopiť prečo. Ich výroba je lacná, spotrebúvajú výrazne menej energie ako ostatné možnosti osvetlenia a vo väčšine prípadov sa nezahrievajú, vďaka čomu sú bezpečné pre rôzne použitia.





Jedným z najbežnejších LED produktov je LED pás. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, ako nastaviť dva najbežnejšie typy pomocou Arduina. Tieto projekty sú veľmi jednoduché, a aj keď ste a začiatočník s Arduinom alebo elektronika pre domácich majstrov, toto zvládnete.





Na ich ovládanie budeme používať aj Arduino IDE. Tento projekt používa Arduino Uno, aj keď môžete použiť takmer akúkoľvek kompatibilnú dosku (napríklad NodeMCU).





Vyberte si svoj prúžok

Pri nákupe LED pásov je potrebné zvážiť niekoľko vecí. Prvá je funkčnosť. Ak plánujete pásy používať väčšinou na osvetlenie okolia, je to jednoduché 12v RGB LED prúžok ( SMD5050 ) by bola správna voľba.

Mnoho z týchto pásikov je dodávaných s infračerveným diaľkovým ovládaním, aj keď v tomto projekte budeme namiesto toho používať Arduino. Strávte trochu času nakupovaním, v čase písania článku bolo možné tieto pásiky dostať už za 1 dolár za meter .



Obrazový kredit: phanu suwannarat cez Shutterstock

Disk Google video nemožno prehrať

Ak chcete niečo trochu vyššej technológie, zvážte to WS2811 / 12 / 12B . Tieto prúžky (niekedy označované ako Neopixely ) majú integrované čipové sady, ktoré im umožňujú individuálny prístup. To znamená, že sú schopné viac než len okolité osvetlenie.





Môžete z nich postaviť lacný LED pixelový displej od začiatku. Môžete ich dokonca použiť na výrobu vlastnej osobnej žiarovky do búrkových mrakov.

Na ich napájanie tieto prúžky vyžadujú iba 5 V. Aj keď je možné napájať ich malé množstvo priamo z dosky Arduino, vo všeobecnosti je dobré použiť samostatný 5V zdroj, ktorý vás ochráni pred zápachom vyprážaného Arduina. Ak hľadáte individuálne programovateľné LED diódy, tieto sú pre vás. V čase písania článku sú k dispozícii pre približne 4 doláre za meter .





Ďalšou vecou, ​​ktorú je potrebné zvážiť, je miesto, kde budú tieto pásy pravdepodobne použité. Oba tieto typy pásov sa dodávajú v rôznych dĺžkach, hustote diód LED (počet diód LED na meter) a v rôznych stupňoch odolnosti voči poveternostným vplyvom.

Pri pohľade na LED pásy dávajte pozor na čísla v zozname. Prvým číslom bude spravidla počet diód LED na meter a písmená IP nasledovaná číslami bude odolná voči poveternostným vplyvom. Napríklad, ak je v zozname uvedené 30 IP67 , to znamená, že bude 30 LED diódy na meter. The 6 označuje, že je úplne utesnený pred prachom a 7 znamená, že je chránený pred dočasným ponorením do vody. (Naučiť sa viac o odolnosť voči poveternostným vplyvom a IP .) Keď máte zvolený LED pásik, je čas ho prepojiť s Arduinom. Začnime s SMD5050.

Pripojenie

Na pripojenie 12 V LED pásika k Arduinu budete potrebovať niekoľko komponentov:

  • LED pásik 12v RGB ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (postačí akákoľvek kompatibilná doska)
  • 3 x 10 tis Ohmové odpory
  • 3 x Logická úroveň N-kanálové MOSFETy
  • 1 x Breadboard
  • Pripojovacie drôty
  • Napájanie 12v

Pred nastavením obvodu sa porozprávajme MOSFETY .

Kedykoľvek ovládate niečo, čo je vyššie napätie ako váš mikrokontrolér, potrebujete niečo medzi tým, aby sa vaša doska nesmažila. Jeden z jednoduchších spôsobov, ako to urobiť, je použiť MOSFET. Odoslaním modulácie šírky impulzu ( PWM ) signály pre brána nohu, je možné ovládať, koľko energie prechádza medzi vypustiť a zdroj nohy. Prechodom každej z farieb LED pásika cez MOSFET môžete ovládať jas každej jednotlivej farby na LED páse.

Pri používaní mikrokontrolérov je dôležité používať komponenty na logickej úrovni, aby ste zaistili, že veci fungujú tak, ako chcete. Uistite sa, že vaše MOSFETy sú logická úroveň a nie štandardné .

Nastavte svoj okruh takto:

  1. Pripojte piny Arduino 9 , 6 a 5 do brána nohy troch MOSFETov a spojte a 10 tis odpor v súlade s každým k uzemňovacej lište.
  2. Pripojte Zdroj nohy k pozemnej koľajnici.
  3. Pripojte Vypustiť nohy do zelená , Net a Modrá konektory na páse LED.
  4. Pripojte napájaciu lištu k +12v konektor pásky LED (všimnite si, že na tomto obrázku je napájací vodič čierny, aby zodpovedal farbám konektorov na mojom páse LED).
  5. Pripojte uzemnenie Arduino k uzemňovacej lište.
  6. Pripojte svoj 12v napájanie napájacích koľajníc.

Väčšina pásov LED má konektory Dupont [Broken URL Removed], ku ktorým sa ľahko pripája. Ak nie, možno budete musieť spájkovať vodiče s pásom LED. Neprepadajte panike, ak ste v spájkovaní celkom nový, je to jednoduchá práca a my máme sprievodcu, ako začať s spájkovaním, keby ste to potrebovali.

Na tento projekt budeme napájať našu dosku Arduino cez USB. Môžete sa rozhodnúť napájať dosku pomocou kolíka VIN, ale pred tým sa uistite, že poznáte obmedzenia napájania dosky.

Keď je váš obvod kompletný, mal by vyzerať takto:

Teraz, keď ste všetko prepojili, je načase vytvoriť jednoduchý náčrt Arduina na jeho ovládanie.

Fade It Up

Pripojte dosku Arduino k počítaču pomocou USB a otvorte Arduino IDE. Uistite sa, že máte v doske vybratú správnu dosku a číslo portu zvolené pre vašu dosku Nástroje> Doska a Nástroje> Port ponuky. Otvorte nový náčrt a uložte ho s príslušným názvom.

Tento náčrt postupne vybledne svetlá v jednej farbe, ponechá ich niekoľko sekúnd zapnuté a potom zhasne, kým opäť nezhasnú. Tu môžete postupovať a vytvoriť si skicu sami, alebo si ju jednoducho stiahnuť kompletný kód od GitHub.

Začnite definovaním ktorých špendlíky budú použité na ovládanie MOSFETov.

#define RED_LED 6
#define BLUE_LED 5
#define GREEN_LED 9

Ďalej budete potrebovať niekoľko premenných. Vytvorte kombinézu jas premenná spolu s premennou jasu každej jednotlivej farby. Na vypnutie LED diód budeme používať iba hlavnú premennú jasu, takže tu nastavte maximálnu hodnotu jasu 255.

Budete tiež musieť vytvoriť premennú, ktorá bude ovládať, ako rýchlo dôjde k vyblednutiu.

int brightness = 255;
int gBright = 0;
int rBright = 0;
int bBright = 0;
int fadeSpeed = 10;

Vo vašom nastaviť funkciu, nastavíme naše piny Arduino na výstup. Zavoláme tiež niekoľko funkcií s 5 -sekundovým oneskorením medzi nimi. Tieto funkcie zatiaľ neexistujú, ale nebojte sa, dostaneme sa k nim.

void setup() {
pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
pinMode(RED_LED, OUTPUT);
pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);
TurnOn();
delay(5000);
TurnOff();
}

Teraz vytvorte Zapnúť () metóda:

void TurnOn() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(RED_LED, rBright);
rBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}

for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(BLUE_LED, bBright);
bBright += 1;
delay(fadeSpeed);
}
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, gBright);
gBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}
}

Tieto tri pre slučky upravia každú farbu na plný jas v čase určenom značkou fadeSpeed hodnotu.

Nakoniec musíte vytvoriť súbor Vypnúť() metóda:

void TurnOff() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, brightness);
analogWrite(RED_LED, brightness);
analogWrite(BLUE_LED, brightness);

brightness -= 1;
delay(fadeSpeed);
}
}
void loop() {
}

Táto metóda platí pre nás jas variabilné na všetky tri farebné piny a po určitú dobu ich zníži na nulu. Aj tu potrebujeme metódu prázdnej slučky, aby sme sa vyhli chybám pri kompilácii.

Keď tento náčrt dokončíte, uložte ho. Overte náčrt a nahrajte ho na dosku Arduino. Ak sa vám zobrazujú chyby, znova skontrolujte kód, či neobsahuje zbytočné preklepy alebo chýbajúce bodkočiarky.

Teraz by ste mali vidieť, ako váš LED pás zosilňuje každú farbu jednotlivo, drží bielu farbu po dobu 5 sekúnd a potom rovnomerne vybledne:

Ak máte nejaké problémy, znova skontrolujte zapojenie a kód.

Tento projekt je jednoduchý spôsob, ako začať, ale myšlienky, ktoré sú v ňom uvedené, je možné rozšíriť a vytvoriť skutočne efektívne osvetlenie. Len s niekoľkými ďalšími komponentmi si môžete vytvoriť svoj vlastný východný alarm. Ak máte k Arduinu štartovaciu sadu, môžete pri vstupe do miestnosti použiť akékoľvek tlačidlo alebo senzor na spustenie diód LED, napríklad:

umelecké hry zadarmo pre deti

Teraz, keď sme pokryli SMD5050s , prejdeme k WS2812B prúžky.

Svetlé nápady

Tieto pásy vyžadujú na spustenie menej komponentov a existuje určitý priestor na to, aké hodnoty komponentov môžete použiť. Kondenzátor v tomto obvode zaisťuje stabilné napájanie 5 V LED diódami. Rezistor zaisťuje, že dátový signál prijatý z Arduina nie je rušený.

Budete potrebovať:

  • WS2811 / 12 / 12B 5v LED pás (všetky tri modely majú integrované čipy a fungujú takmer rovnako)
  • 1 x Arduino Uno (alebo podobná kompatibilná doska)
  • 1 x 220-440 ohmov Rezistor (čokoľvek medzi týmito dvoma hodnotami je v poriadku)
  • 1 x 100-1 000 mikroFarad Kondenzátor (čokoľvek medzi týmito dvoma hodnotami je v poriadku)
  • Breadboard a zapojte drôty
  • Napájanie 5V

Nastavte svoj obvod podľa schémy:

Upozorňujeme, že kondenzátor musí mať správnu orientáciu. To, ktorá strana sa pripája k uzemňovacej lište, zistíte podľa znamienka mínus (-) na tele kondenzátora.

Tentokrát napájame Arduino pomocou napájania 5v. Vďaka tomu je projekt po dokončení samostatný, aj keď sú tu dôležité veci, ktoré je potrebné poznamenať.

Pred pripojením k zdroju napájania sa najskôr uistite, že vaša doska môže napájať 5 V. Takmer všetky vývojové dosky bežia na 5 V cez USB port, ale kolíky napájacieho zdroja na niektorých môžu niekedy preskočiť regulátory napätia a zmeniť ich na toast.

Je tiež dobré zaistiť, aby k Arduinu nebolo pripojených viac samostatných zdrojov energie - odpojte kábel USB vždy, keď používate externé napájanie.

Akonáhle ste pripojení, malo by to vyzerať takto:

Teraz, keď je náš LED pás zapojený, prejdeme ku kódu.

ako pripojiť soundbar k roku tv

Tancujúce svetlá

Aby ste mohli bezpečne naprogramovať našu dosku, odpojte VÍNO vedenie z elektrického vedenia. Neskôr ho znova pripojíte.

Pripojte Arduino k počítaču a otvorte Arduino IDE. Skontrolujte, či máte v priečinku vybraté správne číslo dosky a portu Nástroje> Doska a Nástroje> Port ponuky.

Budeme používať FastLED knižnicu a vyskúšajte si naše nastavenia. Knižnicu môžete pridať kliknutím na Skica> Zahrnúť knižnicu> Spravovať knižnice a hľadanie FastLED. Kliknite na inštalovať a knižnica sa pridá do IDE.

Pod Súbor> Príklady> FastLED vyberte DemoReel100 skica. Tento náčrt cykluje rôzne veci, ktoré je možné vykonať pomocou programu WS2812 LED pásy a jeho nastavenie je neuveriteľne jednoduché.

Všetko, čo potrebujete zmeniť, je DATA_PIN premenná tak, aby sa zhodovala kolík 13 , a NUM_LEDS premenná na definovanie počtu diód LED v pásme, ktorý používate. V tomto prípade používam iba malú linku 10 LED diód vyrezaných z dlhšieho pásu. Využite viac na väčšiu svetelnú šou!

To je všetko! Nahrajte náčrt na tabuľu, odpojte kábel USB a zapnite napájanie 5 V. Nakoniec znova pripojte VIN Arduina k elektrickému vedeniu a sledujte show!

Ak sa nič nestane, skontrolujte svoje zapojenie a skontrolujte, či ste v demo skice zadali správny kolík Arduino.

Nekonečné možnosti

Ukážka ukazuje niektoré z mnohých možných kombinácií efektov, ktoré je možné dosiahnuť pomocou pások WS2812. Okrem toho, že predstavujú krok oproti bežným LED pásom, je ich možné aj prakticky využiť. Ďalší dobrý projekt by bol budovanie vlastnej ambilight pre vaše mediálne centrum.

Aj keď sú tieto prúžky rozhodne funkčnejšie ako SMD5050, zatiaľ nezľavujte zo štandardných 12v LED pásikov. Cenovo sú bezkonkurenčné a existuje ich obrovské množstvo aplikácie pre LED svetelné pásy .

Naučiť sa pracovať s LED pásikmi je dobrý spôsob, ako sa zoznámiť so základným programovaním na Arduine, ale najlepší spôsob, ako sa naučiť, je triafať sa. Upravte vyššie uvedený kód a zistite, čo môžete urobiť! Ak je toho všetkého pre vás príliš veľa, zvážte začiatok tieto projekty Arduino pre začiatočníkov .

Kredity obrázku: mkarco/Shutterstock

zdieľam zdieľam Tweet E -mail Canon vs. Nikon: Ktorá značka fotoaparátu je lepšia?

Canon a Nikon sú dve najväčšie mená v kamerovom priemysle. Ale ktorá značka ponúka lepšiu radu fotoaparátov a objektívov?

Čítajte ďalej
Súvisiace témy
  • DIY
  • Arduino
  • LED pásik
  • LED svetlá
O autorovi Ian Buckley(216 publikovaných článkov)

Ian Buckley je nezávislý novinár, hudobník, performer a producent videa žijúci v Berlíne v Nemecku. Keď nepíše, alebo nie je na javisku, pohráva si s elektronikou alebo kódom pre domácich majstrov v nádeji, že sa stane šialeným vedcom.

Viac od Iana Buckleyho

prihlásiť sa ku odberu noviniek

Pripojte sa k nášmu bulletinu a získajte technické tipy, recenzie, bezplatné elektronické knihy a exkluzívne ponuky!

Kliknutím sem sa prihlásite na odber
Kategórie Diy