Ο τελικός οδηγός για τη σύνδεση λωρίδων φωτός LED στο Arduino

Ο τελικός οδηγός για τη σύνδεση λωρίδων φωτός LED στο Arduino

Η άνοδος του φωτισμού LED ήταν στρατοσφαιρική και είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί. Είναι φθηνά για παραγωγή, καταναλώνουν σημαντικά λιγότερη ενέργεια από άλλες επιλογές φωτισμού και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν ζεσταίνονται, καθιστώντας τα ασφαλή για διάφορες χρήσεις.





Ένα από τα πιο κοινά προϊόντα LED είναι η λωρίδα LED. Σε αυτό το άρθρο, θα καλύψουμε τον τρόπο ρύθμισης των δύο πιο συνηθισμένων τύπων με ένα Arduino. Αυτά τα έργα είναι πολύ απλά, και ακόμη κι αν είστε α αρχάριος με το Arduino ή DIY ηλεκτρονικά, θα μπορείτε να το κάνετε αυτό.



Θα χρησιμοποιήσουμε επίσης το Arduino IDE για να τα ελέγξουμε. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί ένα Arduino Uno, αν και θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε σχεδόν οποιοδήποτε συμβατό πίνακα (όπως το NodeMCU).





Επιλέξτε την ταινία σας

Όταν αγοράζετε λωρίδες LED, πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένα πράγματα. Το πρώτο είναι η λειτουργικότητα. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τις λωρίδες κυρίως για φωτισμό περιβάλλοντος, τότε ένα απλό LED 12V RGB λωρίδα ( SMD5050 ) θα ήταν η σωστή επιλογή.

Πολλές από αυτές τις λωρίδες διαθέτουν τηλεχειριστήριο υπερύθρων για τον έλεγχο, αν και σε αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσουμε ένα Arduino για να το κάνουμε. Αφιερώστε λίγο χρόνο για ψώνια, κατά τη στιγμή της γραφής, ήταν δυνατό να αποκτήσετε αυτές τις λωρίδες για τόσο λίγο όσο $ 1 το μέτρο Το



Πίστωση εικόνας: phanu suwannarat μέσω του Shutterstock

μετατρέψετε τη μια εικόνα σε άλλη στο διαδίκτυο

Αν θέλετε κάτι λίγο υψηλότερης τεχνολογίας, σκεφτείτε το WS2811 / 12 / 12Β Το Αυτές οι λωρίδες (μερικές φορές αναφέρονται ως Νεοπίξελ ) έχουν ενσωματωμένα chipsets που τους επιτρέπουν να αντιμετωπίζονται μεμονωμένα. Αυτό σημαίνει ότι είναι ικανοί για κάτι περισσότερο από τον φωτισμό του περιβάλλοντος.



Μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε μια φτηνή οθόνη pixel LED από την αρχή. Μπορείτε ακόμη και να τα χρησιμοποιήσετε για να φτιάξετε τη δική σας προσωπική λάμπα εσωτερικού cloud cloud.

Αυτές οι λωρίδες χρειάζονται μόνο 5v για να τις τροφοδοτήσουν. Παρόλο που μπορείτε να τροφοδοτήσετε μικρές ποσότητες απευθείας από έναν πίνακα Arduino, είναι γενικά καλή ιδέα να χρησιμοποιήσετε ένα ξεχωριστό τροφοδοτικό 5V για να γλιτώσετε από τη μυρωδιά του τηγανισμένου Arduino. Αν ψάχνετε για μεμονωμένα προγραμματιζόμενα LED, αυτά είναι για εσάς. Κατά τη στιγμή της γραφής, είναι διαθέσιμα για περίπου 4 $ το μέτρο Το



Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι πού είναι πιθανό να χρησιμοποιηθούν αυτές οι λωρίδες. Και οι δύο αυτοί τύποι λωρίδων έρχονται σε διαφορετικά μήκη, πυκνότητες LED (ο αριθμός των LED ανά μέτρο) και διαφορετικοί βαθμοί στεγανοποίησης.

Όταν κοιτάζετε λωρίδες LED, δώστε προσοχή στους αριθμούς στην λίστα. Συνήθως, ο πρώτος αριθμός θα είναι ο αριθμός των LED ανά μέτρο και τα γράμματα IP ακολουθούμενο από αριθμούς θα είναι η στεγανοποίηση του. Για παράδειγμα, εάν η λίστα λέει 30 IP67 , αυτό σημαίνει ότι θα υπάρξει 30 LED ανά μέτρο. ο 6 σημαίνει ότι είναι εντελώς σφραγισμένο από σκόνη, και το 7 σημαίνει ότι προστατεύεται από την προσωρινή βύθιση στο νερό. (Μάθε περισσότερα για στεγανοποίηση και βαθμολογίες IP .) Αφού έχετε επιλέξει τη λωρίδα LED που έχετε επιλέξει, ήρθε η ώρα να τη συνδέσετε με ένα Arduino. Ας ξεκινήσουμε με το SMD5050.

Σύνδεση

Για να συνδέσετε μια λωρίδα LED 12v σε ένα Arduino, θα χρειαστείτε μερικά εξαρτήματα:

  • 12v RGB λωρίδα LED ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (κάθε συμβατός πίνακας θα κάνει)
  • 3 x 10κ Αντιστάσεις Ohm
  • 3 x Επίπεδο λογικής MOSFET καναλιού N
  • 1 x Breadboard
  • Καλώδια σύνδεσης
  • Τροφοδοτικό 12v

Πριν από τη ρύθμιση του κυκλώματος, ας μιλήσουμε για MOSFET Το

Κάθε φορά που ελέγχετε κάτι που είναι υψηλότερο από τον μικροελεγκτή σας, χρειάζεστε κάτι ενδιάμεσο για να σταματήσετε το τηγάνισμα του σκάφους σας. Ένας από τους απλούστερους τρόπους για να το κάνετε αυτό είναι να χρησιμοποιήσετε ένα MOSFET. Με αποστολή διαμόρφωσης πλάτους παλμού ( PWM ) σήματα προς το πύλη πόδι, είναι δυνατό να ελέγξετε πόση ισχύς περνά μεταξύ του διοχετεύω και πηγή πόδια. Περνώντας καθένα από τα χρώματα της λωρίδας LED μέσω του MOSFET, μπορείτε να ελέγξετε τη φωτεινότητα κάθε μεμονωμένου χρώματος στη λωρίδα LED.

Όταν χρησιμοποιείτε μικροελεγκτές, είναι σημαντικό να χρησιμοποιείτε στοιχεία λογικού επιπέδου για να διασφαλίσετε ότι τα πράγματα λειτουργούν όπως θέλετε. Βεβαιωθείτε ότι τα MOSFET είναι επίπεδο λογικής και οχι πρότυπο Το

Ρυθμίστε το κύκλωμά σας ως εξής:

  1. Συνδέστε καρφίτσες Arduino 9 , 6 , και 5 στο πύλη πόδια των τριών MOSFET και συνδέστε a 10κ αντίσταση σύμφωνα με το καθένα στη ράγα γείωσης.
  2. Συνδέστε το Πηγή πόδια στη ράγα εδάφους.
  3. Συνδέστε το Διοχετεύω πόδια προς το Πράσινος , Καθαρά , και Μπλε συνδετήρες στη λωρίδα LED.
  4. Συνδέστε τη ράγα τροφοδοσίας στο +12v σύνδεσμο της λωρίδας LED (σημειώστε ότι σε αυτήν την εικόνα το καλώδιο τροφοδοσίας είναι μαύρο για να ταιριάζει με τα χρώματα των συνδετήρων στη λωρίδα LED μου).
  5. Συνδέστε το έδαφος Arduino με τη ράγα εδάφους.
  6. Συνδέστε το δικό σας 12v τροφοδοσία στις ράγες τροφοδοσίας.

Οι περισσότερες λωρίδες LED διαθέτουν συνδέσμους Dupont [Αφαιρέθηκε το σπασμένο URL], στις οποίες είναι εύκολο να συνδεθείτε. Εάν δεν το κάνετε, ίσως χρειαστεί να κολλήσετε καλώδια στη λωρίδα LED. Μην πανικοβάλλεστε εάν είστε αρκετά νέοι στη συγκόλληση, είναι μια εύκολη δουλειά και έχουμε έναν οδηγό για να ξεκινήσετε με τη συγκόλληση εάν το χρειαστείτε.

Θα τροφοδοτήσουμε τον πίνακα Arduino μέσω USB για αυτό το έργο. Μπορείτε να επιλέξετε να τροφοδοτήσετε την πλακέτα σας χρησιμοποιώντας τον πείρο VIN, αλλά βεβαιωθείτε ότι γνωρίζετε τους περιορισμούς ισχύος για την πλακέτα σας πριν το κάνετε αυτό.

Όταν ολοκληρωθεί το κύκλωμά σας, θα πρέπει να μοιάζει με αυτό:

Τώρα που τα έχετε συνδέσει όλα, ήρθε η ώρα να φτιάξετε ένα απλό σκίτσο Arduino για να το ελέγξετε.

Fade It Up

Συνδέστε τον πίνακα Arduino στον υπολογιστή σας μέσω USB και ανοίξτε το Arduino IDE. Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τον σωστό αριθμό πλακέτας και θύρας για τον πίνακα σας στο Εργαλεία> Πίνακας και Εργαλεία> Θύρα μενού. Ανοίξτε ένα νέο σκίτσο και αποθηκεύστε το με το κατάλληλο όνομα.

Αυτό το σκίτσο θα σβήσει τα φώτα σε ένα χρώμα κάθε φορά, θα τα κρατήσει αναμμένα για μερικά δευτερόλεπτα και μετά θα σβήσει μέχρι να σβήσουν ξανά. Μπορείτε να ακολουθήσετε εδώ και να κάνετε το σκίτσο μόνοι σας ή απλά να το κατεβάσετε πλήρης κωδικός από το GitHub.

Ξεκινήστε καθορίζοντας ποια καρφίτσες θα χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των MOSFET.

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

Στη συνέχεια χρειάζεστε μερικές μεταβλητές. Δημιουργήστε ένα σύνολο λάμψη μεταβλητή, μαζί με μια μεταβλητή για τη φωτεινότητα κάθε χρώματος. Θα χρησιμοποιήσουμε μόνο την κύρια μεταβλητή φωτεινότητας για να απενεργοποιήσουμε τα LED, οπότε ρυθμίστε τη στη μέγιστη τιμή φωτεινότητας των 255 εδώ.

θα χρειαστεί επίσης να δημιουργήσετε μια μεταβλητή για να ελέγξετε πόσο γρήγορα θα γίνει το ξεθώριασμα.

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

Στο δικό σας ρύθμιση συνάρτησης θα ορίσουμε τις ακίδες Arduino σε έξοδο. Θα καλέσουμε επίσης μερικές συναρτήσεις με καθυστέρηση 5 δευτερολέπτων ενδιάμεσα. Αυτές οι λειτουργίες δεν υπάρχουν ακόμα, αλλά μην ανησυχείτε, θα τις φτάσουμε.

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

Τώρα δημιουργήστε το Ανάβω () μέθοδος:

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);
}
}

Αυτά τα τρία Για Οι βρόχοι παίρνουν κάθε χρώμα μέχρι την πλήρη φωτεινότητά του σε χρόνο που καθορίζεται από το fadeSpeed αξία.

Τέλος, πρέπει να δημιουργήσετε το Σβήνω() μέθοδος:

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() {
}

Αυτή η μέθοδος ισχύει για τη δική μας λάμψη μεταβλητή και στις τρεις καρφίτσες χρώματος και τις μειώνει στο μηδέν για μια χρονική περίοδο. Χρειαζόμαστε και εδώ μια μέθοδο κενού βρόχου, προκειμένου να αποφύγουμε τα σφάλματα μεταγλώττισης.

Μόλις ολοκληρώσετε αυτό το σκίτσο, αποθηκεύστε το. Επαληθεύστε το σκίτσο και ανεβάστε το στον πίνακα Arduino. Εάν λαμβάνετε σφάλματα, ελέγξτε ξανά τον κώδικα για τυχόν ενοχλητικά τυπογραφικά λάθη ή ελλείποντα ερωτηματικά.

Τώρα θα πρέπει να δείτε τη λωρίδα LED να ανεβαίνει κάθε χρώμα ξεχωριστά, κρατώντας το λευκό χρώμα για 5 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια να ξεθωριάζει ομοιόμορφα στο τίποτα:

Εάν αντιμετωπίζετε δυσκολίες, ελέγξτε ξανά την καλωδίωση και τον κωδικό σας ξανά.

Αυτό το έργο είναι ένας απλός τρόπος για να ξεκινήσετε, αλλά οι ιδέες που καλύπτονται σε αυτό μπορούν να επεκταθούν για να κάνουν πραγματικά αποτελεσματικό φωτισμό. Με λίγα ακόμη εξαρτήματα θα μπορούσατε να δημιουργήσετε τον δικό σας συναγερμό ανατολής. Εάν έχετε ένα κιτ εκκίνησης με το Arduino σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε κουμπί ή αισθητήρα για να ενεργοποιήσετε τα LED σας όταν μπαίνετε στο δωμάτιο, για παράδειγμα:

πώς να κερδίσετε χρήματα ως παίκτης

Τώρα που καλύψαμε το SMD5050 , ας περάσουμε στο WS2812B λωρίδες.

Φωτεινές Ιδέες

Αυτές οι λωρίδες απαιτούν λιγότερα εξαρτήματα για να λειτουργούν και υπάρχει κάποια ελευθερία ως προς το τι ακριβώς τα στοιχεία των στοιχείων που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε. Ο πυκνωτής σε αυτό το κύκλωμα διασφαλίζει ότι οι λυχνίες LED 5v λαμβάνουν σταθερή τροφοδοσία. Η αντίσταση διασφαλίζει ότι το σήμα δεδομένων που λαμβάνεται από το Arduino είναι απαλλαγμένο από οποιαδήποτε παρεμβολή.

Θα χρειαστείτε:

  • WS2811 / 12 / 12Β Λωρίδα LED 5v (και τα τρία μοντέλα έχουν ενσωματωμένα τσιπ και λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο)
  • 1 x Arduino Uno (ή παρόμοια συμβατή πλακέτα)
  • 1 x 220-440 Ohm Αντίσταση (οτιδήποτε μεταξύ αυτών των δύο τιμών είναι εντάξει)
  • 1 x 100-1000 microFarad Πυκνωτής (οτιδήποτε μεταξύ αυτών των δύο τιμών είναι εντάξει)
  • Breadboard και συνδέστε καλώδια
  • Τροφοδοσία 5V

Ρυθμίστε το κύκλωμά σας όπως φαίνεται στο διάγραμμα:

Λάβετε υπόψη ότι ο πυκνωτής πρέπει να είναι ο σωστός προσανατολισμός. Μπορείτε να καταλάβετε ποια πλευρά συνδέεται με τη ράγα εδάφους αναζητώντας το σύμβολο μείον (-) στο σώμα του πυκνωτή.

Αυτή τη φορά τροφοδοτούμε το Arduino χρησιμοποιώντας το τροφοδοτικό 5v. Αυτό καθιστά το έργο μόνο του μόλις τελειώσουμε, αν και υπάρχουν σημαντικά πράγματα που πρέπει να σημειωθούν εδώ.

Πρώτον, βεβαιωθείτε ότι η πλακέτα σας μπορεί να πάρει 5v ρεύμα πριν την συνδέσετε στην πηγή τροφοδοσίας. Σχεδόν όλοι οι πίνακες ανάπτυξης λειτουργούν στα 5v μέσω της θύρας USB, αλλά οι ακίδες εισόδου ισχύος σε ορισμένες μπορεί μερικές φορές να παραλείψουν τους ρυθμιστές τάσης και να τις μετατρέψουν σε φρυγανιά.

Επίσης, είναι καλή πρακτική να βεβαιωθείτε ότι πολλαπλές ξεχωριστές πηγές ενέργειας δεν είναι συνδεδεμένες στο Arduino - αποσυνδέστε το καλώδιο USB κάθε φορά που χρησιμοποιείτε εξωτερικό τροφοδοτικό.

Μόλις συνδεθείτε, θα μοιάζει με αυτό:

Τώρα που η λωρίδα LED μας είναι συνδεδεμένη, ας προχωρήσουμε στον κώδικα.

πώς να προσθέσετε μια καρφίτσα στους χάρτες Google

Φώτα χορού

Για να προγραμματίσετε με ασφάλεια τον πίνακα μας, αποσυνδέστε το ΚΡΑΣΙ γραμμή από το καλώδιο τροφοδοσίας. Θα το επανασυνδέσετε αργότερα.

Συνδέστε το Arduino στον υπολογιστή και ανοίξτε το Arduino IDE. Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τον σωστό αριθμό πλακέτας και θύρας στο Εργαλεία> Πίνακας και Εργαλεία> Θύρα μενού.

Θα χρησιμοποιήσουμε το FastLED βιβλιοθήκη για να δοκιμάσουμε τις ρυθμίσεις μας. Μπορείτε να προσθέσετε τη βιβλιοθήκη κάνοντας κλικ στο Σκίτσο> Συμπερίληψη βιβλιοθήκης> Διαχείριση βιβλιοθηκών και αναζήτηση για FastLED. Κάντε κλικ στην εγκατάσταση και η βιβλιοθήκη θα προστεθεί στο IDE.

Υπό Αρχείο> Παραδείγματα> FastLED επίλεξε το DemoReel100 σκίτσο. Αυτό το σκίτσο κυκλώνει διάφορα πράγματα που μπορούν να γίνουν με το WS2812 Λωρίδες LED και είναι απίστευτα εύκολο στη ρύθμιση.

Το μόνο που χρειάζεστε για να αλλάξετε είναι το DATA_PIN μεταβλητή έτσι ώστε να ταιριάζει καρφίτσα 13 , και το NUM_LEDS μεταβλητή για να καθορίσετε πόσες λυχνίες LED υπάρχουν στη λωρίδα που χρησιμοποιείτε. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιώ μόνο μια μικρή γραμμή 10 LEDS κομμένη από μια μεγαλύτερη λωρίδα. Χρησιμοποιήστε περισσότερο για μεγαλύτερη έκθεση φωτός!

Αυτό είναι! Ανεβάστε το σκίτσο στην πλακέτα σας, αποσυνδέστε το καλώδιο USB και ενεργοποιήστε το τροφοδοτικό 5v. Τέλος, επανατοποθετήστε το VIN του Arduino στη γραμμή τροφοδοσίας και παρακολουθήστε την παράσταση!

Εάν δεν συμβεί τίποτα, ελέγξτε την καλωδίωση και ότι καθορίσατε τη σωστή καρφίτσα Arduino στο σκίτσο επίδειξης.

Ατελείωτες δυνατότητες

Το σκίτσο επίδειξης δείχνει μερικούς από τους πολλούς πιθανούς συνδυασμούς εφέ που μπορούν να επιτευχθούν με τις λωρίδες WS2812. Εκτός από το ότι είναι ένα βήμα παραπάνω από τις κανονικές λωρίδες LED, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην πράξη. Ένα καλό επόμενο έργο θα ήταν χτίζοντας το δικό σας ambilight για το κέντρο πολυμέσων σας.

Ενώ αυτές οι λωρίδες είναι σίγουρα πιο λειτουργικές από τις SMD5050, μην κάνετε ακόμη έκπτωση στις τυπικές λωρίδες LED 12v. Είναι ασυναγώνιστες ως προς την τιμή, και υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός εφαρμογές για λωρίδες φωτός LED Το

Η εκμάθηση της εργασίας με λωρίδες LED είναι ένας καλός τρόπος για να εξοικειωθείτε με τον βασικό προγραμματισμό στο Arduino, αλλά ο καλύτερος τρόπος για να μάθετε είναι να τσιμπάτε. Τροποποιήστε τον παραπάνω κώδικα και δείτε τι μπορείτε να κάνετε! Αν όλα αυτά ήταν υπερβολικά για εσάς, σκεφτείτε να ξεκινήσετε με αυτά τα έργα Arduino για αρχάριους Το

Συντελεστές εικόνας: mkarco/Shutterstock

Μερίδιο Μερίδιο Τιτίβισμα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Canon εναντίον Nikon: Ποια μάρκα κάμερας είναι καλύτερη;

Η Canon και η Nikon είναι τα δύο μεγαλύτερα ονόματα στη βιομηχανία κάμερας. Ποια μάρκα προσφέρει όμως την καλύτερη γκάμα φωτογραφικών μηχανών και φακών;

Διαβάστε Επόμενο Σχετικά θέματα
  • DIY
  • Arduino
  • Λωρίδα LED
  • Φώτα LED
Σχετικά με τον Συγγραφέα Ο anαν Μπάκλεϊ(216 δημοσιευμένα άρθρα)

Ο Ian Buckley είναι ανεξάρτητος δημοσιογράφος, μουσικός, ερμηνευτής και παραγωγός βίντεο που ζει στο Βερολίνο της Γερμανίας. Όταν δεν γράφει ή δεν είναι στη σκηνή, ασχολείται με ηλεκτρονικά ή κώδικα DIY με την ελπίδα να γίνει τρελός επιστήμονας.

Περισσότερα από τον Ian Buckley

Εγγραφείτε στο newsletter μας

Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο για τεχνικές συμβουλές, κριτικές, δωρεάν ebooks και αποκλειστικές προσφορές!

Κάντε κλικ εδώ για εγγραφή
Κατηγορία Diy