Vrhunski vodič za spajanje LED svjetlosnih traka na Arduino

Povećanje LED rasvjete bilo je stratosferično i lako je vidjeti zašto. Proizvodnja ih je jeftina, troše znatno manje energije od ostalih opcija rasvjete i u većini slučajeva se ne zagrijavaju, čineći ih sigurnim za razne namjene.

Jedan od najčešćih LED proizvoda je LED traka. U ovom ćemo članku opisati kako postaviti dva najčešća tipa s Arduinom. Ovi su projekti vrlo jednostavni, pa čak i ako ste početnik s Arduinom Upoznavanje s Arduinom: Vodič za početnike Upoznavanje s Arduinom: Vodič za početnike Arduino je platforma za prototiranje elektronike otvorenog koda koja se temelji na fleksibilnom i jednostavnom hardveru i softver. Namijenjen je umjetnicima, dizajnerima, hobistima i svima koji su zainteresirani za stvaranje interaktivnih objekata ili okruženja. ili DIY elektronika Početnička elektronika: 10 vještina koje trebate znati Početnička elektronika: 10 vještina koje trebate znati Mnogi od nas se nikada nisu ni dotakli željeza za lemljenje - ali stvaranje stvari može biti nevjerojatno korisno. Evo deset najosnovnijih vještina izrade elektroničke elektronike koje će vam pomoći da započnete s radom. , to ćete moći učiniti.

Također ćemo koristiti Arduino IDE za kontrolu. Ovaj projekt koristi Arduino Uno, iako biste mogli upotrijebiti gotovo bilo koju kompatibilnu ploču (poput NodeMCU Upoznajte Arduino ubojicu: ESP8266 Upoznajte Arduino ubojicu: ESP8266 Što ako vam kažem da postoji Arduino kompatibilna ploča s ugrađenom Wi -Fi za manje od 10 dolara? Pa, ima.).

Odaberite traku

Kada kupujete LED trake, morate uzeti u obzir nekoliko stvari. Prvo je funkcionalnost. Ako planirate koristiti trake uglavnom za vanjsku rasvjetu, onda jednostavno 12v RGB LED pruga (SMD5050) bio bi pravi izbor.

Mnoge od ovih traka dolaze s infracrvenim daljinskim upravljačem za upravljanje, mada ćemo u ovom projektu umjesto toga koristiti Arduino. Provedite malo vremena kupujući unaokolo, u vrijeme pisanja bilo je moguće nabaviti ove trake za samo 1 USD po metru.

Kreditna slika: phanu suwannarat putem Shutterstocka

Ako želite nešto malo višu tehnologiju, razmislite o tome WS2811/12/12B. Ove trake (ponekad se nazivaju Neopixels) imaju integrirane skupove čipova koji omogućuju pojedinačno adresiranje. To znači da su sposobni za više od samo ambijentalne rasvjete.

Možete ih koristiti za izgradnju jeftinog projekta projektnih vikenda s LED pikselom: Izgradite divni LED prikaz piksela za vikende: Izgradite divni LED zaslon piksela. Volim LED piksele: svijetle, jednostavne za kontrolu, jeftine i tako svestrane. Danas ćemo ih pretvoriti u veliki pikselski zaslon koji se može objesiti na zid. prikaz ispočetka. Možete ih koristiti i za izradu vlastite osobne svjetiljke u oblaku unutarnje oluje.

Te trake trebaju samo 5 V da bi ih napajale. Iako je moguće napajati male količine izravno s Arduino ploče, općenito je dobra ideja koristiti zasebno napajanje od 5 V kako biste se spasili od mirisa prženog Arduina. Ako tražite individualno programibilne LED, ovo su za vas. U trenutku pisanja su dostupni za oko 4 dolara po metru.

Treba uzeti u obzir i mjesto gdje će se te trake vjerojatno koristiti. Obje ove vrste traka dolaze u različitim duljinama, LED gustoćama (broj LED-ova po metru) i različitim stupnjevima otpornosti na vremenske uvjete.

Kada gledate LED trake, obratite pažnju na brojeve u popisu. Obično će prvi broj biti broj LED-a po metru i slova IP a brojevima će biti izolirana vremenskim utjecajima. Na primjer, ako unos kaže 30 IP67, to znači da će ih biti 30 LED-ovi po metru. 6 označava da je potpuno zapečaćena od prašine, i 7 znači da je zaštićen od privremene uranjanja u vodu. (Saznajte više o vremenskoj izolaciji i IP ocjenama Što čini uređaj vodootporan ili vodootporan? Što čini uređaj vodootporan ili vodootporan? Mnogi se uređaji prodaju na tržištu kao vodootporni, ali to može biti ozbiljno pogrešno. Većina je zapravo vodootporna .Šta je razlika? Evo svega što trebate znati o tome.) Nakon što odaberete odabranu LED traku, vrijeme je da je povežete s Arduinom. Krenimo od SMD5050.

Povezivanje

Za povezivanje 12V LED trake na Arduino, trebat će vam nekoliko komponenti:

• 12 V RGB LED traka (SMD5050)
• 1 x Arduino Uno (svaka kompatibilna ploča će učiniti)
• 3 x 10k Ohm otpornici
• 3 x Logička razina N-kanalni MOSFET-ovi
• 1 x krušna ploča
• Žice za spajanje
• 12V napajanje

Prije postavljanja kruga, razgovarajmo o tome MOSFET.

Kad god kontrolirate nešto što je napon veći od mikrokontrolera, trebate nešto između da zaustavite prženje ploče. Jedan od jednostavnijih načina za to je uporaba MOSFET-a. Slanjem modulacije širine impulsa (PWM) signali za vrata nogu, moguće je kontrolirati koliko snage prolazi između odvod i izvor noge. Prolazeći svaku boju LED trake kroz MOSFET, možete kontrolirati svjetlinu svake pojedine boje na LED traci.

Kada koristite mikrokontrolere, važno je koristiti komponente logičke razine kako biste osigurali da stvari funkcioniraju onako kako želite. Provjerite jesu li vaši MOSFET-ovi logička razina a ne standard.

Postavite svoj krug ovako:

1. Spojite Arduino igle 9, 6, i 5 prema vrata noge tri MOSFET-a i povežite a 10k otpornik u liniji sa svakom do uzemljenja.
2. Spojite Izvor noge do zemljane šine.
3. Spojite Ocijedite noge do zelena, Crvena, i plava priključci na LED traci.
4. Spojite vodilicu napajanja na +12v priključak LED trake (imajte na umu da je na ovoj slici kabel za napajanje crni da odgovara bojama na mojoj LED traci).
5. Spojite Arduino uzemljenje sa zemaljskom šinom.
6. Spojite svoje 12v napajanje električnim vodilicama.

Većina LED traka ima Dupontove priključke, koje je lako povezati. Ako vaše nisu, možda ćete trebati lemiti žice za LED traku. Nemojte paničariti ako ste prilično novi za lemljenje, to je lak posao, a mi imamo vodič za početak lemljenja Saznajte kako lemiti, pomoću ovih jednostavnih savjeta i projekata Saznajte kako lemiti, pomoću ovih jednostavnih savjeta i projekata. malo vas zastrašuje pomisao na vruće željezo i rastaljeni metal? Ako želite početi raditi s elektronikom, morat ćete naučiti lemiti. Pomozite nam. ako ti treba.

Za ovaj projekt našu napajanje Arduino ploču napajat ćemo USB-om. Možete odabrati napajanje ploče pomoću VIN pina, ali prije toga provjerite da li znate ograničenja snage za vašu ploču.

Kad je vaš krug dovršen, trebao bi izgledati ovako:

Sad kad ste sve povezali, vrijeme je da napravite jednostavnu Arduinovu skicu kako biste je mogli kontrolirati.

Izblijedite

Spojite Arduino ploču s računalom putem USB-a i otvorite Arduino IDE. Provjerite je li na ploči odabran ispravan broj ploče i priključka Alati> Ploča i Alati> Luka izbornici. Otvorite novu skicu i spremite je s odgovarajućim imenom.

Ova će skica izblijediti svjetla u jednoj boji, istodobno ih držati nekoliko sekundi, a zatim ih blijedi dok se opet ne isključe. Možete slijediti ovdje i sami napraviti skicu ili jednostavno preuzeti cijeli kod sa GitHub-a.

Započnite s definiranjem kojih igle koristit će se za kontrolu MOSFET-ova.

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

Dalje su vam potrebne neke varijable. Stvorite cjelokupni svjetlost varijablu, zajedno s varijablom za svjetlinu svake pojedine boje. Glavnu varijablu svjetline ćemo koristiti samo za isključivanje LED-ova, pa je ovdje postavite na maksimalnu vrijednost svjetline od 255.

morat ćete stvoriti i varijablu za kontrolu brzine izblijedjenja.

int svjetlina = 255; int gBright = 0; int rBright = 0; int bBright = 0; int fadeSpeed ​​= 10;

U svom postaviti funkciju ćemo postaviti naše Arduino igle za izlaz. Nazvat ćemo i nekoliko funkcija s kašnjenjem od 5 sekundi. Te funkcije još ne postoje, ali ne brinite, doći ćemo do njih.

poništavanje postava () pinMode (GREEN_LED, OUTPUT); pinMode (RED_LED, OUTPUT); pinMode (BLUE_LED, OUTPUT); Upaliti(); kašnjenja (5000); Skretanja (); 

Sada stvorite Upaliti() metoda:

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);  

Ovo troje za petlje uzimaju svaku boju do njene pune svjetline tijekom vremena određenog od fadeSpeed vrijednost.

Na kraju je potrebno stvoriti Skretanja () metoda:

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()  

Ova metoda primjenjuje našu svjetlost promjenjiva na sve tri igle u boji i smanjuje ih na nulu kroz neko vremensko razdoblje. I ovdje je potrebna metoda prazne petlje kako bi se izbjegle pogreške u sastavljanju.

Nakon što dovršite ovu skicu, spremite je. Provjerite skicu i stavite je na svoju Arduino ploču. Ako vam se javljaju pogreške, ponovno provjerite kod kuda na bilo kakve neugodne pogrešake pri upisu ili točke koja nedostaju.

Sada bi trebali vidjeti kako se LED traka povećava svaku boju pojedinačno, držeći bijelu boju 5 sekundi, a zatim ravnomjerno blijedi u ništa:

Ako imate poteškoća, ponovo provjerite ožičenje i kôd.

Ovaj je projekt jednostavan način za početak, ali ideje sadržane u njemu mogu se proširiti na stvarno učinkovitu rasvjetu. Sa samo još nekoliko komponenti mogli biste kreirati vlastiti alarm za izlazak Sunca Arduino noćno svjetlo i Sunrise Alarm Project Arduino noćno svjetlo i Projekt alarma za izlazak Sunca danas ćemo napraviti budilicu za izlazak sunca koja će vas lagano i polako probuditi bez pribjegavanja uvredljivi stroj za stvaranje buke. , Ako imate početni komplet sa svojim Arduino-om Što je u vašem Arduino Starter Kit-u? [Arduino početnici] Što je u vašem Arduino Starter Kit-u? [Arduino početnici] Suočeni s kutijom punom elektroničkih komponenti, lako je biti preopterećen. Evo vodiča o tome što ćete točno naći u svom kompletu. možete upotrijebiti bilo koji gumb ili senzor za aktiviranje LED dioda kad uđete u sobu, na primjer:

Sad kad smo pokrili SMD5050s, prijeđimo na WS2812B trake.

Svijetle ideje

Ove trake zahtijevaju manje komponenti da bi ih se pokrenulo, a postoji malo slobodnog prostora za točno koje vrijednosti komponenti možete koristiti. Kondenzator u ovom krugu osigurava da 5V LED diode dobivaju stalno napajanje. Otpornik osigurava da podatkovni signal primljen od Arduino-a ne ostavlja nikakve smetnje.

Trebat će vam:

• WS2811/12/12B 5v LED traka (sva tri modela imaju integrirane čipove i rade na isti način)
• 1 x Arduino Uno (ili slična kompatibilna ploča)
• 1 x 220-440 Ohm Otpornik (sve između ove dvije vrijednosti je u redu)
• 1 x 100-1000 mikroFarada Kondenzator (bilo što između ove dvije vrijednosti je u redu)
• Žice i ploče za spajanje
• 5V napajanje

Postavite svoj krug kao što je prikazano na dijagramu:

Uzmite u obzir da kondenzator mora biti ispravne orijentacije. Možete odrediti koja se strana pričvršćuje na uzemljenje pomoću traženja znaka minus (-) na tijelu kondenzatora.

Ovog puta napajamo Arduino koristeći 5v napajanje. Kada to učinimo, projekt postaje samostalan, mada ovdje postoje važne stvari.

Prvo provjerite može li vaša ploča uzeti 5 V napajanja prije nego što je priključite na izvor napajanja. Gotovo sve razvojne ploče rade na 5 V kroz USB priključak, ali priključci za napajanje na nekim ponekad mogu preskočiti regulatore napona i pretvoriti ih u zdravicu.

Također je dobra praksa osigurati da više zasebnih izvora napajanja nije spojeno na Arduino - isključite USB kabel kad god koristite vanjsko napajanje.

Jednom kada ga priključite trebao bi izgledati ovako:

Sad kad je naša LED traka spojena, prijeđimo na kod.

Plesna svjetla

Da biste sigurno programirali našu ploču, odspojite uređaj VIN linija od dalekovoda. Kasnije ćete ga ponovo spojiti.

Pričvrstite Arduino na računalo i otvorite Arduino IDE. Provjerite da li ste odabrali ispravni broj ploče i priključka Alati> Ploča i Alati> Luka izbornici.

Koristit ćemo se FastLED knjižnica za provjeru našeg postavljanja. Možete dodati knjižnicu klikom na Skica> Uključi knjižnicu> Upravljanje bibliotekama i traženje FastLED-a. Kliknite Instaliraj, a knjižnica će biti dodana u IDE.

Pod, ispod Datoteka> Primjeri> FastLED odaberite DemoReel100 Skica. Ova skica ciklizira razne stvari koje se mogu učiniti s WS2812 LED trake i nevjerojatno je jednostavno postaviti.

Sve što trebate promijeniti je DATA_PIN varijablu tako da se podudara pin 13, i the NUM_LEDS varijabla za definiranje broja LED-ova u traci koju koristite. U ovom slučaju koristim samo mali niz od 10 LEDS-ova izrezanih iz duže trake. Upotrijebite više za veći svjetlosni show!

To je to! Ubacite skicu na svoju ploču, odspojite USB kabel i uključite napajanje od 5 V. Napokon, ponovno priključite Arduino VIN na mrežu napajanja i gledajte predstavu!

Ako se ništa ne dogodi, provjerite ožičenje i jeste li u demo skici naveli točan Arduino pin.

Beskrajne mogućnosti

Demo skica pokazuje neke od mnogih mogućih kombinacija efekata koje se mogu postići s trakama WS2812. Uz korak od redovnih LED traka, one se mogu koristiti i za praktičnu upotrebu. Dobar sljedeći projekt bila bi izgradnja vlastitog ambijenta. 8 najboljih TV kompleta za ugodno pozadinsko osvjetljenje 8 najboljih TV kompleta za ugodno pozadinsko osvjetljenje Ambilight televizorima dodaje besplatne efekte pozadinskog osvjetljenja, što poboljšava video sadržaj na zaslonu. Ali vani je puno Ambilight setova. Koji je za vas najbolji? za vaš medijski centar.

Iako su ove trake definitivno funkcionalnije od SMD5050-ova, još uvijek ne popustite na standardne 12v LED trake. Oni su nenadmašni s obzirom na cijenu, a postoji ogroman broj aplikacija za LED svjetlosne trake 22 načina da vam uljepšaju život RGB LED trakama 22 načina da vam olakšaju život RGB LED trakama možete kupiti pet metara RGB LED trake traka za osvjetljenje ispod 10 dolara - tako da evo nekoliko sjajnih projektnih ideja kako ih koristiti oko kuće. .

Naučite raditi s LED trakama dobar je način da se upoznate s osnovnim programiranjem na Arduinu, ali najbolji način za učenje je lutanje. Izmijenite gornji kôd i pogledajte što možete učiniti! Ako vam je sve ovo bilo malo previše, razmislite o početku ovih Arduino projekata za početnike 15 velikih Arduino projekata za početnike 15 sjajnih Arduino projekata za početnike Zanimaju se Arduino projekti, ali niste sigurni gdje započeti? Ovi početnički projekti naučit će vas kako započeti. .

Slikovni krediti: mkarco / Shutterstock