Najlepszy przewodnik po podłączaniu pasków świetlnych LED do Arduino

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

Jednym z najpopularniejszych produktów LED jest taśma LED. W tym artykule opiszemy, jak skonfigurować dwa najczęstsze typy z Arduino. Te projekty są bardzo proste i nawet jeśli jesteś początkującym z Arduino Pierwsze kroki z Arduino: Przewodnik dla początkujących Pierwsze kroki z Arduino: Przewodnik dla początkujących Arduino to platforma prototypowania elektroniki typu open source oparta na elastycznym, łatwym w użyciu sprzęcie i oprogramowanie. Jest przeznaczony dla artystów, projektantów, hobbystów i wszystkich zainteresowanych tworzeniem interaktywnych obiektów lub środowisk. lub elektronika dla majsterkowiczów Elektronika dla początkujących: 10 umiejętności, które musisz znać Elektronika dla początkujących: 10 umiejętności, które musisz znać Wielu z nas nigdy nawet nie dotknęło lutownicy - ale tworzenie rzeczy może być niezwykle satysfakcjonujące. Oto dziesięć podstawowych umiejętności związanych z elektroniką dla majsterkowiczów, które pomogą Ci zacząć. , będziesz w stanie to zrobić.

Będziemy także używać Arduino IDE do ich kontrolowania. Ten projekt wykorzystuje Arduino Uno, chociaż możesz użyć prawie dowolnej kompatybilnej płyty (takiej jak NodeMCU Poznaj Arduino Killer: ESP8266 Poznaj Arduino Killer: ESP8266 Co jeśli powiem ci, że istnieje płyta deweloperska kompatybilna z Arduino z wbudowanym Wi -Fi za mniej niż 10 USD? Cóż, jest.).

Wybierz swój pasek

Kupując paski LED, należy wziąć pod uwagę kilka rzeczy. Pierwsza to funkcjonalność. Jeśli planujesz używać pasków głównie do oświetlenia otoczenia, to proste Dioda LED RGB 12 V. rozebrać się (SMD5050) byłby właściwym wyborem.

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

Źródło zdjęcia: phanu suwannarat przez Shutterstock

Jeśli chcesz czegoś nieco bardziej zaawansowanego technologicznie, zastanów się WS2811/12/12B. Te paski (czasami określane jako Neopiksy) mają zintegrowane mikroukłady, które umożliwiają indywidualne adresowanie. Oznacza to, że są w stanie uzyskać więcej niż tylko oświetlenie otoczenia.

Możesz użyć ich do zbudowania taniego piksela LED Projekt weekendowy: Zbuduj gigantyczny wyświetlacz LED Pixel Projekt weekendowy: Zbuduj gigantyczny wyświetlacz LED Piksel Uwielbiam piksele LED: jasne, łatwe do kontrolowania, tanie i tak wszechstronne. Dzisiaj zmienimy je w duży piksel, który można zawiesić na ścianie. pokaż od zera. Możesz nawet użyć ich do stworzenia własnej osobistej lampy do burzy.

Te paski wymagają tylko 5 V do ich zasilania. Chociaż możliwe jest zasilanie ich niewielkich ilości bezpośrednio z płyty Arduino, ogólnie dobrym pomysłem jest użycie osobnego zasilacza 5 V, aby uchronić się przed zapachem smażonego Arduino. Jeśli szukasz indywidualnie programowalnych diod LED, są one dla Ciebie. W momencie pisania są one dostępne za około 4 USD za metr.

Inną rzeczą do rozważenia jest to, gdzie te paski będą prawdopodobnie używane. Oba rodzaje taśm mają różne długości, gęstości diod LED (liczba diod LED na metr) i różne stopnie odporności na warunki atmosferyczne.

Patrząc na paski LED, zwróć uwagę na liczby na liście. Zwykle pierwszą liczbą będzie liczba diod LED na metr i litery IP następnie liczby będą odporne na warunki atmosferyczne. Na przykład, jeśli na liście jest napisane 30 IP67, oznacza to, że będzie 30 LED na metr. The 6 oznacza, że ​​jest całkowicie uszczelniony od pyłu, a 7 oznacza, że ​​jest chroniony przed czasowym zanurzeniem w wodzie. (Dowiedz się więcej o odporności na warunki atmosferyczne i stopnie ochrony IP Co sprawia, że ​​urządzenie jest wodoodporne lub wodoodporne? Co sprawia, że ​​urządzenie jest wodoodporne lub wodoodporne? Wiele urządzeń jest sprzedawanych jako wodoodporne, ale może to być bardzo mylące. Większość z nich jest wodoodporna Jaka jest różnica? Oto wszystko, co musisz o tym wiedzieć.) Po wybraniu paska LED czas połączyć go z Arduino. Zacznijmy od SMD5050.

Łączymy się

Aby podłączyć pasek LED 12V do Arduino, potrzebujesz kilku komponentów:

• Taśma LED 12V 12VSMD5050)
• 1 x Arduino Uno (wystarczy dowolna kompatybilna płyta)
• 3 x 10 tys Rezystory omowe
• 3 x Poziom logiczny Tranzystory MOSFET
• 1 x deska do krojenia chleba
• Przewody przyłączeniowe
• Zasilacz 12 V.

Przed skonfigurowaniem obwodu porozmawiajmy o MOSFETY.

Ilekroć kontrolujesz coś o wyższym napięciu niż twój mikrokontroler, potrzebujesz czegoś pomiędzy, aby zapobiec smażeniu 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 i źródło nogi Przepuszczając kolory paska LED przez MOSFET, możesz kontrolować jasność każdego koloru paska LED.

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

Skonfiguruj obwód w ten sposób:

1. Połącz piny Arduino 9, 6, i 5 do brama nogi trzech tranzystorów MOSFET i podłącz 10 tys rezystor zgodny z każdą z szyn uziemiających.
2. Podłącz Źródło nogi do szyny uziemiającej.
3. Podłącz Drenaż nogi do Zielony, Czerwony, i 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 złączy mojego paska LED).
5. Podłącz uziemienie Arduino do szyny uziemienia.
6. Połącz swoje 12v zasilanie szyn zasilających.

Większość taśm LED ma złącza Dupont, które można łatwo podłączyć. Jeśli nie, możesz potrzebować lutować przewody do paska LED. Nie panikuj, jeśli dopiero zaczynasz lutowanie, jest to łatwa praca, a my mamy przewodnik, jak zacząć lutowanie. Dowiedz się, jak lutować, korzystając z tych prostych wskazówek i projektów Naucz się lutować, korzystając z tych prostych wskazówek i projektów. jesteś trochę onieśmielony myślą o gorącym żelazie i stopionym metalu? Jeśli chcesz zacząć pracę z elektroniką, musisz nauczyć się lutować. Pozwól nam pomóc. jeśli będziesz tego potrzebować.

Będziemy zasilać naszą płytę Arduino przez USB dla tego projektu. Możesz zasilić swoją tablicę za pomocą numeru PIN, ale zanim to zrobisz, upewnij się, że znasz ograniczenia mocy swojej tablicy.

Po zakończeniu obwodu powinien wyglądać mniej więcej tak:

Teraz, gdy wszystko połączyłeś, nadszedł czas, aby wykonać prosty szkic Arduino, aby to kontrolować.

Fade It Up

Podłącz tablicę Arduino do komputera przez USB i otwórz Arduino IDE. Upewnij się, że w tablicy wybrano właściwy numer portu i portu Narzędzia> Płyta i Narzędzia> Port menu. Otwórz nowy szkic i zapisz go pod odpowiednią nazwą.

Ten szkic będzie stopniowo gasł światła w jednym kolorze, utrzymywał je przez kilka sekund, a następnie gasł, dopóki nie zgasną. Możesz przejść tutaj i samodzielnie wykonać szkic lub po prostu pobrać cały kod z GitHub.

Zacznij od zdefiniowania, które szpilki będą używane do sterowania MOSFET-ami.

# zdefiniować RED_LED 6 # zdefiniować BLUE_LED 5 # zdefiniować ZIELONY_LED 9

Następnie potrzebujesz kilku zmiennych. Utwórz kombinezon jasność zmienna wraz ze zmienną dla jasności każdego koloru. Będziemy używać głównej zmiennej jasności tylko do wyłączania diod LED, więc ustaw tutaj maksymalną wartość jasności 255.

musisz także utworzyć zmienną, aby kontrolować szybkość zanikania.

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

W Twoim Ustawiać funkcję ustawimy nasze piny Arduino na wyjście. Wywołamy również kilka funkcji z 5-sekundowym opóźnieniem między nimi. Te funkcje jeszcze nie istnieją, ale nie martw się, przejdziemy do nich.

void setup () pinMode (GREEN_LED, OUTPUT); pinMode (RED_LED, OUTPUT); pinMode (BLUE_LED, OUTPUT); Włączyć(); opóźnienie (5000); Wyłączyć(); 

Teraz utwórz Włączyć() 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 przyjmują każdy kolor do pełnej jasności w czasie określonym przez fadeSpeed wartość.

Wreszcie musisz utworzyć Wyłączyć() 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 naszej jasność zmienna dla wszystkich trzech kolorowych szpilek i zmniejsza je do zera z upływem czasu. Potrzebujemy tutaj również metody pustej pętli, aby uniknąć błędów kompilacji.

Po ukończeniu tego szkicu zapisz go. Sprawdź szkic i prześlij go na tablicę Arduino. Jeśli otrzymujesz błędy, sprawdź ponownie kod w celu znalezienia nieznośnych literówek lub brakujących średników.

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

Jeśli masz jakiekolwiek trudności, jeszcze raz sprawdź okablowanie i kod.

Ten projekt jest prostym sposobem na rozpoczęcie, ale zawarte w nim pomysły można rozwinąć, aby uzyskać naprawdę skuteczne oświetlenie. Za pomocą kilku dodatkowych elementów możesz stworzyć swój własny alarm o wschodzie słońca Projekt Arduino Lampka nocna i alarm wschodu Słońca Projekt Arduino Lampka nocna i alarm wschodu słońca Dzisiaj stworzymy budzik wschodzącego słońca, który delikatnie i powoli obudzi Cię bez uciekania się do obraźliwa maszyna hałasująca. . Jeśli masz zestaw startowy z zestawem Arduino Co zawiera zestaw startowy Arduino? [Początkujący Arduino] Co zawiera zestaw startowy Arduino? [Arduino Beginners] W obliczu pudełka pełnego elementów elektronicznych łatwo jest zostać przytłoczonym. Oto przewodnik po tym, co znajdziesz w swoim zestawie. możesz użyć dowolnego przycisku lub czujnika, aby uruchomić diody LED po wejściu do pokoju, na przykład:

Teraz, gdy omówiliśmy SMD5050s, przejdźmy do WS2812B paski.

Jasne pomysły

Te paski wymagają mniejszej liczby komponentów, aby je uruchomić, i istnieje pewna swoboda co do tego, jakich dokładnie wartości komponentów można użyć. Kondensator w tym obwodzie zapewnia, że ​​diody LED 5 V otrzymują stabilne zasilanie. Rezystor zapewnia, że ​​sygnał danych odbierany z Arduino jest wolny od jakichkolwiek zakłóceń.

Będziesz potrzebować:

• WS2811/12/12B Taśma LED 5 V (wszystkie trzy modele mają zintegrowane układy scalone i działają w ten sam sposób)
• 1 x Arduino Uno (lub podobna kompatybilna płyta)
• 1 x 220–440 Ohm Rezystor (wszystko między tymi dwiema wartościami jest w porządku)
• 1 x 100-1000 microFarad Kondensator (wszystko między tymi dwiema wartościami jest w porządku)
• Deski do krojenia chleba i druty
• Zasilacz 5 V.

Skonfiguruj obwód, jak pokazano na schemacie:

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

Tym razem zasilamy Arduino za pomocą zasilacza 5 V. To sprawia, że ​​projekt jest samodzielny, kiedy skończymy, choć należy tutaj zwrócić uwagę na ważne rzeczy.

Po pierwsze, upewnij się, że Twoja tablica może pobierać napięcie 5 V przed podłączeniem go do źródła zasilania. Prawie wszystkie płyty rozwojowe działają przy napięciu 5 V przez port USB, ale na niektórych pinach wejściowych mocy czasami można pominąć regulatory napięcia i zamienić je w tosty.

Dobrą praktyką jest również upewnienie się, że do Arduino nie jest podłączonych wiele oddzielnych źródeł zasilania - odłącz kabel USB za każdym razem, gdy używasz zewnętrznego źródła zasilania.

Po podłączeniu powinien wyglądać tak:

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

Dancing Lights

Aby bezpiecznie zaprogramować naszą tablicę, odłącz VIN linia od linii energetycznej. Dołączasz go później.

Podłącz Arduino do komputera i otwórz Arduino IDE. Sprawdź, czy wybrano prawidłowy numer karty i portu w Narzędzia> Płyta i Narzędzia> Port menu.

Będziemy korzystać z FastLED bibliotekę, aby przetestować naszą konfigurację. Możesz dodać bibliotekę, klikając Szkic> Uwzględnij bibliotekę> Zarządzaj bibliotekami i szukanie FastLED. Kliknij zainstaluj, a biblioteka zostanie dodana do IDE.

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

Wszystko, co musisz zmienić, to DATA_PIN zmienna, aby pasowała pin 13, i NUM_LEDS zmienna, aby określić, ile diod LED znajduje się w używanym pasku. W tym przypadku używam tylko małej linii 10 diod LED wyciętych z dłuższego paska. Użyj więcej, aby uzyskać większy pokaz świetlny!

To jest to! Prześlij szkic na tablicę, odłącz kabel USB i włącz zasilacz 5 V. Na koniec podłącz ponownie numer VIN Arduino do linii zasilania i obejrzyj program!

Jeśli nic się nie stanie, sprawdź okablowanie i czy w szkicu demonstracyjnym podałeś prawidłowy pin Arduino.

Niekończące się możliwości

Szkic demonstracyjny pokazuje niektóre z wielu możliwych kombinacji efektów, które można uzyskać za pomocą pasków WS2812. Oprócz tego, że stanowią krok naprzód w stosunku do zwykłych taśm LED, można je również wykorzystać w praktyce. Kolejnym dobrym projektem byłoby zbudowanie własnego systemu Ambilight. 8 najlepszych zestawów TV Ambilight do przyjemnego oświetlenia tła. 8 najlepszych zestawów TV Ambilight do przyjemnego oświetlenia tła. Ambilight dodaje do telewizorów bezpłatne efekty podświetlenia otoczenia, które poprawiają zawartość wideo na ekranie. Ale istnieje wiele zestawów Ambilight. Który jest dla Ciebie najlepszy? dla twojego centrum medialnego.

Chociaż paski te są zdecydowanie bardziej funkcjonalne niż SMD5050, nie rezygnuj jeszcze ze standardowych pasków LED 12 V. Są bezkonkurencyjne pod względem ceny i istnieje ogromna liczba zastosowań pasków świetlnych LED. 22 sposoby na rozjaśnienie życia za pomocą pasków LED RGB. 22 sposoby na rozjaśnienie życia za pomocą pasków LED RGB. Możesz kupić pięć metrów diod LED RGB. rozłóż oświetlenie za mniej niż 10 USD - oto kilka świetnych pomysłów na projekty, które można wykorzystać w całym domu. .

Nauka pracy z taśmami LED to dobry sposób na zapoznanie się z podstawowym programowaniem 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, zastanów się, czy nie zacząć od tych projektów Arduino dla początkujących 15 wielkich projektów Arduino dla początkujących 15 wielkich projektów Arduino dla początkujących Zainteresowanych projektami Arduino, ale nie wiesz, od czego zacząć? Te projekty dla początkujących nauczą Cię, jak zacząć. .

Kredyty obrazkowe: mkarco / Shutterstock