Kompletny przewodnik po podłączaniu taśm LED do Arduino

Kompletny przewodnik po podłączaniu taśm LED do Arduino

Rozwój oświetlenia LED był stratosferyczny i łatwo zrozumieć, dlaczego. Są tanie w produkcji, zużywają znacznie mniej energii niż inne opcje oświetlenia iw większości przypadków nie nagrzewają się, dzięki czemu są bezpieczne w różnych zastosowaniach.





Jednym z najpopularniejszych produktów LED jest taśma LED. W tym artykule omówimy, jak skonfigurować dwa najpopularniejsze typy za pomocą Arduino. Te projekty są bardzo proste, a nawet jeśli jesteś a początkujący z Arduino lub elektronika DIY, będziesz w stanie to zrobić.



Do ich sterowania wykorzystamy również Arduino IDE. Ten projekt używa Arduino Uno, chociaż możesz użyć prawie każdej kompatybilnej płyty (takiej jak NodeMCU).





Wybierz swój pasek

Kupując taśmy LED, należy wziąć pod uwagę kilka rzeczy. Pierwsza to funkcjonalność. Jeśli planujesz używać listew głównie do oświetlenia nastrojowego, to prosty 12v RGB LED rozebrać się ( SMD5050 ) byłby właściwym wyborem.

Wiele z tych pasków jest wyposażonych w pilota na podczerwień do sterowania nimi, chociaż w tym projekcie zamiast tego użyjemy Arduino. Poświęć trochę czasu na zakupy, w momencie pisania tego tekstu można było dostać te paski za jedyne 1 USD za metr .



Źródło zdjęcia: phanu suwannarat przez Shutterstock

jak dodawać aplikacje do vizio tv

Jeśli chcesz czegoś nieco bardziej zaawansowanego technologicznie, rozważ WS2811 / 12 / 12B . Te paski (czasami określane jako Neopiksele ) mają zintegrowane chipsety, które umożliwiają ich indywidualne adresowanie. Oznacza to, że są zdolne do czegoś więcej niż tylko nastrojowego oświetlenia.



Możesz ich użyć do zbudowania od podstaw taniego wyświetlacza LED. Możesz nawet użyć ich do stworzenia własnej, wewnętrznej lampy burzowej chmury.

Te paski wymagają tylko 5V do ich zasilania. Choć możliwe jest zasilenie niewielkich ilości bezpośrednio z płytki Arduino, generalnie dobrym pomysłem jest zastosowanie osobnego zasilacza 5V, aby uchronić się przed zapachem smażonego Arduino. Jeśli szukasz indywidualnie programowalnych diod LED, są one dla Ciebie. W chwili pisania tego tekstu są dostępne przez około 4 USD za metr .



Inną rzeczą do rozważenia jest to, gdzie te paski mogą być używane. Oba te typy taśm występują w różnych długościach, gęstościach LED (liczba diod LED na metr) i różnym stopniu odporności na warunki atmosferyczne.

Patrząc na taśmy LED, zwróć uwagę na numery na liście. Zwykle pierwsza liczba będzie liczbą diod LED na metr, a litery IP a następnie cyfry będą jego odpornością na warunki atmosferyczne. Na przykład, jeśli na liście jest napisane 30 IP67 , oznacza to, że będzie 30 Diody LED na metr. ten 6 oznacza, że ​​jest całkowicie zabezpieczony przed kurzem, a 7 oznacza, że ​​jest chroniony przed chwilowym zanurzeniem w wodzie. (Dowiedz się więcej o odporność na warunki atmosferyczne i stopień ochrony IP .) Gdy już masz wybraną taśmę LED, czas połączyć ją z Arduino. Zacznijmy od SMD5050.

Nawiązywanie połączenia

Aby podłączyć taśmę LED 12V do Arduino, będziesz potrzebować kilku komponentów:

  • Taśma LED 12v RGB ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (dowolna kompatybilna płytka wystarczy)
  • 3x 10k Rezystory Ohma
  • 3x Poziom logiczny N-kanałowe tranzystory MOSFET
  • 1 x deska do krojenia chleba
  • Przewody przyłączeniowe
  • Zasilanie 12v

Przed skonfigurowaniem obwodu porozmawiajmy o tym MOSFET-y .

Za każdym razem, gdy kontrolujesz coś, co ma wyższe napięcie niż twój mikrokontroler, potrzebujesz czegoś pośredniego, aby zapobiec smażeniu się płyty. Jednym z prostszych sposobów na to jest użycie MOSFET. Wysyłając modulację szerokości impulsu ( PWM ) sygnały do Brama noga, można kontrolować, ile mocy przechodzi między drenaż oraz źródło nogi. Przepuszczając każdy z kolorów paska LED przez MOSFET, możesz kontrolować jasność każdego indywidualnego koloru na pasku LED.

Podczas korzystania z mikrokontrolerów ważne jest, aby używać komponentów poziomu logicznego, aby zapewnić, że wszystko działa tak, jak chcesz. Upewnij się, że tranzystory MOSFET są poziom logiczny i nie standard .

Skonfiguruj swój obwód w ten sposób:

  1. Podłącz piny Arduino 9 , 6 , oraz 5 do Brama nogi trzech tranzystorów MOSFET i połącz 10k rezystor w linii z każdym do szyny uziemiającej.
  2. Podłącz Źródło nogi do szyny uziemiającej.
  3. Podłącz Drenaż nogi do Zielony , Internet , oraz Niebieski złącza na pasku LED.
  4. Podłącz szynę zasilającą do +12v złącze paska LED (zwróć uwagę, że na tym zdjęciu przewód zasilający jest czarny, aby pasował do kolorów złącz na mojej taśmie LED).
  5. Podłącz uziemienie Arduino do szyny uziemiającej.
  6. Połącz swój 12v zasilanie szyn zasilających.

Większość taśm LED ma złącza Dupont [Broken URL Removed], które można łatwo podłączyć. Jeśli tak nie jest, może być konieczne przylutowanie przewodów do paska LED. Nie panikuj, jeśli dopiero zaczynasz lutować, to łatwa praca, a jeśli będziesz jej potrzebować, mamy przewodnik, jak zacząć z lutowaniem.

W tym projekcie będziemy zasilać naszą płytkę Arduino przez USB. Możesz wybrać zasilanie swojej płyty za pomocą pinu VIN, ale zanim to zrobisz, upewnij się, że znasz ograniczenia mocy swojej płyty.

Kiedy twój obwód jest gotowy, powinien wyglądać mniej więcej tak:

Teraz, gdy już wszystko połączyłeś, nadszedł czas, aby zrobić prosty szkic Arduino, aby go kontrolować.

Zniknij w górę

Podłącz płytkę Arduino do komputera przez USB i otwórz Arduino IDE. Upewnij się, że masz właściwą kartę i numer portu wybrany dla swojej płyty w Narzędzia > Tablica oraz Narzędzia > Port menu. Otwórz nowy szkic i zapisz go pod odpowiednią nazwą.

Ten szkic będzie przyciemniał światła w jednym kolorze na raz, utrzyma je przez kilka sekund, a następnie zaciemni je, aż ponownie zgasną. Możesz przejść tutaj i samodzielnie wykonać szkic lub po prostu pobrać kompletny kod z GitHuba.

Zacznij od określenia, które szpilki będzie używany do kontroli tranzystorów MOSFET.

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

Następnie potrzebujesz kilku zmiennych. Stwórz kombinezon jasność zmienna, wraz ze zmienną jasności każdego indywidualnego koloru. Do wyłączania diod LED będziemy używać tylko głównej zmiennej jasności, więc ustaw ją tutaj na maksymalną wartość jasności 255.

będziesz także musiał utworzyć zmienną, aby kontrolować, jak szybko nastąpi zanikanie.

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

W Twoim Ustawiać funkcja ustawimy nasze piny Arduino na wyjście. Wywołamy również kilka funkcji z 5-sekundowym opóźnieniem pomiędzy nimi. Te funkcje jeszcze nie istnieją, ale nie martw się, zajmiemy się nimi.

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

Teraz utwórz Włączyć coś () 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);
}
}

Ta trójka dla pętle przenoszą każdy kolor do pełnej jasności w czasie określonym przez prędkość zanikania wartość.

Na koniec musisz stworzyć Wyłączyć coś() 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() {
}

Ta metoda dotyczy naszego jasność zmienna do wszystkich trzech szpilek kolorów i zmniejsza je do zera w pewnym okresie czasu. Tutaj również potrzebujemy metody pustej pętli, aby uniknąć błędów kompilacji.

Po ukończeniu tego szkicu zapisz go. Sprawdź szkic i prześlij go na swoją płytkę Arduino. Jeśli otrzymujesz błędy, ponownie sprawdź kod pod kątem nieznośnych literówek lub brakujących średników.

Teraz powinieneś zobaczyć, jak pasek LED podkręca każdy kolor indywidualnie, utrzymując biały kolor przez 5 sekund, a następnie równomiernie zanika do zera:

Jeśli masz jakiekolwiek problemy, ponownie sprawdź okablowanie i kod.

Ten projekt jest prostym sposobem na rozpoczęcie, ale zawarte w nim pomysły można rozszerzyć, aby stworzyć naprawdę efektowne oświetlenie. Z kilkoma dodatkowymi komponentami możesz stworzyć swój własny alarm wschodu słońca. Jeśli masz zestaw startowy z Arduino, możesz użyć dowolnego przycisku lub czujnika do wyzwalania diod LED po wejściu do pokoju, na przykład:

pozbądź się nadprogramowych okien 10

Teraz, gdy omówiliśmy SMD5050s , przejdźmy do WS2812B paski.

Jasne pomysły

Te paski wymagają mniejszej liczby komponentów, aby mogły działać, i istnieje pewna swoboda co do dokładnych wartości komponentów, których możesz użyć. Kondensator w tym obwodzie zapewnia stałe zasilanie diod LED 5V. Rezystor zapewnia, że ​​sygnał danych odbierany z Arduino jest wolny od jakichkolwiek zakłóceń.

Będziesz potrzebować:

  • WS2811 / 12 / 12B Taśma LED 5v (wszystkie trzy modele mają zintegrowane chipy i działają w bardzo podobny sposób)
  • 1 x Arduino Uno (lub podobna kompatybilna płytka)
  • 1x 220-440 Ohm Rezystor (wszystko między tymi dwiema wartościami jest w porządku)
  • 1x 100-1000 mikrofarad Kondensator (wszystko pomiędzy tymi dwiema wartościami jest w porządku)
  • Płytka do krojenia chleba i podpiąć przewody
  • Zasilanie 5V

Skonfiguruj obwód, jak pokazano na schemacie:

Zwróć uwagę, że kondensator musi mieć prawidłową orientację. Możesz stwierdzić, która strona jest podłączona do szyny uziemiającej, szukając znaku minus (-) na korpusie kondensatora.

Tym razem zasilamy Arduino z zasilacza 5V. To sprawia, że ​​projekt staje się samodzielny, gdy już skończymy, chociaż należy tutaj zwrócić uwagę na ważne rzeczy.

Po pierwsze, upewnij się, że Twoja deska może pobrać zasilanie 5 V przed podłączeniem jej do źródła zasilania. Prawie wszystkie płytki rozwojowe działają z napięciem 5 V przez port USB, ale piny wejściowe zasilania na niektórych mogą czasami pomijać regulatory napięcia i zamieniać je w tosty.

Dobrą praktyką jest również upewnienie się, że wiele oddzielnych źródeł zasilania nie jest podłączonych do Arduino – odłącz kabel USB, gdy korzystasz z zewnętrznego źródła zasilania.

Po podłączeniu powinno wyglądać tak:

Teraz, gdy nasz pasek LED jest już podłączony, przejdźmy do kodu.

jak znaleźć dysk twardy w systemie Windows 10

Tańczące światła

Aby bezpiecznie zaprogramować naszą płytkę należy odłączyć WINO linia z linii energetycznej. Załączysz go później.

Podłącz swoje Arduino do komputera i otwórz Arduino IDE. Sprawdź, czy masz właściwą kartę i numer portu wybrany w Narzędzia > Tablica oraz Narzędzia > Port menu.

Będziemy używać FastLED biblioteka do przetestowania naszej konfiguracji. Możesz dodać bibliotekę, klikając Szkic > Dołącz bibliotekę > Zarządzaj bibliotekami i szukanie FastLED. Kliknij zainstaluj, a biblioteka zostanie dodana do IDE.

Pod Plik> Przykłady> FastLED Wybierz DemoReel100 naszkicować. Ten szkic przedstawia różne rzeczy, które można zrobić za pomocą WS2812 Taśmy LED i jest niezwykle łatwy w konfiguracji.

Wszystko, co musisz zmienić, to DATA_PIN zmienna, aby pasowała pin 13 , a NUM_LEDS zmienna określająca, ile diod LED znajduje się w używanej taśmie. W tym przypadku używam tylko niewielkiej linii 10 diod wyciętych z dłuższego paska. Użyj więcej, aby uzyskać większy pokaz świetlny!

Otóż ​​to! Prześlij szkic na swoją tablicę, odłącz kabel USB i włącz zasilanie 5V. Na koniec ponownie podłącz numer VIN Arduino do linii zasilającej i obejrzyj pokaz!

Jeśli nic się nie dzieje, sprawdź okablowanie i czy określiłeś poprawny pin Arduino w szkicu demonstracyjnym.

Nieskończone możliwości

Szkic demonstracyjny pokazuje niektóre z wielu możliwych kombinacji efektów, które można osiągnąć za pomocą pasków WS2812. Oprócz tego, że są krokiem naprzód w stosunku do zwykłych taśm LED, można je również wykorzystać w praktyce. Dobry następny projekt byłby budowanie własnego ambilight dla Twojego centrum multimedialnego.

Chociaż te paski są zdecydowanie bardziej funkcjonalne niż SMD5050, nie dyskontuj jeszcze standardowych taśm LED 12V. Są bezkonkurencyjne pod względem ceny, a jest ich ogromna liczba aplikacje do taśm świetlnych LED .

Nauka pracy z taśmami LED to dobry sposób na zapoznanie się z podstawowymi programami na Arduino, ale najlepszym sposobem na naukę jest majsterkowanie. Zmodyfikuj powyższy kod i zobacz, co możesz zrobić! Jeśli to wszystko było dla Ciebie trochę za dużo, rozważ rozpoczęcie od te projekty Arduino dla początkujących .

Kredyty obrazkowe: mkarco/Shutterstock

Udział Udział Ćwierkać E-mail Canon kontra Nikon: która marka aparatu jest lepsza?

Canon i Nikon to dwie największe marki w branży aparatów fotograficznych. Ale która marka oferuje lepszą gamę aparatów i obiektywów?

Czytaj dalej Powiązane tematy
  • majsterkowanie
  • Arduino
  • Pasek ledowy
  • Światła ledowe
O autorze Ian Buckley(216 opublikowanych artykułów)

Ian Buckley jest niezależnym dziennikarzem, muzykiem, performerem i producentem wideo mieszkającym w Berlinie w Niemczech. Kiedy nie pisze ani nie występuje na scenie, majstruje przy elektronice DIY lub kodowaniu w nadziei, że zostanie szalonym naukowcem.

Więcej od Iana Buckleya

Zapisz się do naszego newslettera

Dołącz do naszego newslettera, aby otrzymywać porady techniczne, recenzje, bezpłatne e-booki i ekskluzywne oferty!

Kliknij tutaj, aby zasubskrybować