Alustamine NeoPixeli / WS2812 RGB LED -iga: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

[Esita videot]

Selles juhendis uurime adresseeritavat RGB LED -i (WS2812) või rahva nimega Adafruit NeoPixel. NeoPixel on pulseerivate värviliste miniatuursete LED -ide rõngaste, ribade, tahvlite ja pulgade perekond. Neid saab ketti ühendada ühelt teisele, nii et saate toita ja programmeerida pika rea NeoPixeleid, et moodustada lõputu valgusdioodide jada. Nende LED -ribade abil saate oma projektile lisada keerukaid valgusefekte.

Kõik minu projektid leiate siit:

Nendega on kaasas väike 5050 (5 mm x 5 mm) pinnale paigaldatav pakett, mis sisaldab kolme eredat LED-i (punane, roheline ja sinine) ja integreeritud draiverikiipi (WS2811). Kõigi kolme valgusdioodi oleku, heleduse ja värvi juhtimiseks on vaja ainult ühte andmesisestust. Ühendades andmete väljundtihvti järgmiste ribade andmesisestusnõelaga, on võimalik valgusdioodid aheldada teoreetiliselt suvalise pikkusega.

RGB väärtuste kombinatsioonidega (0 - 255) saate reprodutseerida peaaegu kõiki värve, nii et teatud mõttes on kontrollitav RGB LED universaalne LED.

Samm: kasutatud osad ja tööriistad

Osad:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A toiteallikas (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Jumper juhtmed (Amazon)

6. 8 x 32 painduv WS2812 maatriks (Sparkfun)

Tööriistad:

1. Jootekolb (Amazon)

2. Traadi lõikur / eemaldaja (Amazon)

Samm: RGB LED -riba tüüp

RGB LED -ribasid on kahte peamist tüüpi: analoogriba ja digitaalne riba

1. Analoogriba:

Kõik ribade valgusdioodid on ühendatud paralleelselt, nii et see toimib nagu üks suur kolmevärviline LED. Saate määrata teatud värvi kogu ribadele / stringidele. Neid on väga lihtne kasutada ja odavad, kuid seda tüüpi piirangud LED -ribad on see, et te ei saa üksikute LED -ide värve juhtida.

Kõigil neil ribadel näete (vasakult paremale) esmalt LED -i, millele järgneb SMD -takisti.

2. Digitaalne riba:

Digitaalne riba on see, et käsitlete iga LED -i eraldi ja töötate erineval viisil. Neil on iga LED -i jaoks kiip, riba kasutamiseks peate saatma kiipidele digitaalselt kodeeritud andmed. Kiibi täiendava keerukuse tõttu on need kallimad.

Pange tähele nooli, mis näitavad andmete suunda. Kui ühendate riba vastupidises suunas, see ei tööta.

Samm: adresseeritava RGB LED -riba tüübid

Aadressitavad LED -id on varustatud erinevate mudelinumbritega nagu WS2801, WS2811, WS2812 või WS2812B. Kui olete seda tüüpi LED -idega uus, võite nende seas segadusse sattuda. Nii et saate need kõigepealt kindlaks teha. Põhimõtteliselt on WS2801 ja WS2811 IC nimi, mis suudab juhtida maksimaalselt 3 LED -i. Kuid WS2812 on täiustatud versioon, milles WS2811 IC on integreeritud otse 5050 RGB LED -paketti. Viimane mudel on WS2812B.

Selles õpetuses kasutame uusimat mudelit WS2812B.

Pildi allikas: Adafruit, Sparkfun, Polou

4. samm: WS2801 ja WS2811 / WS2812 tihvtid

WS2801 mudelil on 4 sisendnõela (Vcc, GND, Data, Clock), samas kui mudelitel WS2811 ja WS2812 on ainult 3 kontakti

(Vcc, GND ja andmed)

PIN -kood - WS2801

5V -> Toide (+5V)

CI -> Kella signaali sisend

CO -> Kella signaal Väljund

DI -> Andmesisestus

DO -> Andmete väljund

GND -> Maa

PIN WS2812

5V -> Võimsus (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> Andmesisestus

DO -> Andmete väljund

GND -> Maa

Samm: toiteallikas

Enne mis tahes LED -ribaprojekti alustamist peate kõigepealt mõtlema toiteallikale. Üks neist RGB -LED -idest sisaldab 3 LED -i (punane, sinine ja roheline). Me teame, et üks LED tõmbab suurima heledusega umbes 20 mA voolu. Seega võib üks WS2812 LED maksimaalse heleduse korral tõmmata 3 x 20 mA = 60 mA - valge.

Kas ma saan Arduino otse joosta?

Vastus on lihtsalt EI. Kuna kogu riba jaoks vajalik vool on palju suurem, kui teie Arduino suudab.

Selle jaoks on vaja eraldi reguleeritud toiteallikat. Toiteallikas peab tagama õige pinge ja suutma toita piisavalt voolu. Enamikus WS2812 ribades on tööpinge 5 volti alalisvoolu.

Näide: WS2812 8 x 8 maatriksi (64 LED) jaoks on vaja 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A), kui kõik LED -id on seatud maksimaalsele heledusele (valge värv). Kuid see pole soovitav, maksimaalse eluea saavutamiseks hoidke heledust madalamal.

Soovitan heleduse seadistada alla 50 %. Seega vajate 3,84 x 0,5 = 1,92A

Seega, võttes mõningase varu, on soovitatav toiteallikas 5V / 2A.

6. samm: toiteallika ettevalmistamine

WS2812B LED -riba on väga lihtne juhtida ilma täiendavate vooluahelate ja diskreetsete komponentideta. Kui teil on Arduino, 5 V toiteallikas ja vähe hüppajajuhtmeid, saate sellega mängida.

Toiteallika ettevalmistamine:

Kasutasin NeoPixeli LED -ide käitamiseks 5V/2A reguleeritud toiteallikat.

Vajame kahte GND -ühendust: üks LED -ribale ja teine Arduinole. Nii ma jootsin kaks juhtmest negatiivse klemmi külge ja ühe juhtme alalisvoolu pesa positiivse klemmi külge.

Arduino ühendus:

Arduino ühendus on väga lihtne.

LED -riba DIN -> Arduino D6

Toiteallikas GND -> Arduino GND

Kui kasutate välist toiteallikat nii LED -riba kui ka Arduino toiteks, peate 5V toite ühendama Arduino 5V kontaktiga.

Adafruit'i head tavad:

1. Suure kondensaatori (1000 µF, 6,3 V või kõrgem) lisamine klemmidele + ja -. See hoiab ära voolu esialgse sissetungimise pikslite kahjustamise.

2. 300 kuni 500 oomi takisti lisamine mikrokontrolleri andmeside ja esimese NeoPixeli sisestatud andmete vahele võib aidata vältida pingepiike, mis võivad muidu teie esimest pikslit kahjustada. Lisage üks oma mikro- ja NeoPixelite vahele.

3. NeoPixelite ühendamisel mis tahes vooluallika või mikrokontrolleriga ühendage ALATI ENNE MUUD TEADMED (-). Vastupidi, eraldage maapind lahutamisel viimasena.

Samm 7: 8x8 Neo maatriksiga sõitmine

LED -maatriks sisaldab 64 RGB -valgusdioodi, mis kasutavad draiverit WS8211. Iga piksel on individuaalselt adresseeritav ja kõigi LED -ide juhtimiseks vajate ainult ühte Arduino tihvti.

Maatriksi tagaküljel on kaks porti: sisend (3pins) ja output (3pins).

Sisendport on ühendatud Arduino ja 5V välise toiteallikaga. Ühendus on järgmine

Maatriks Arduino

DIN D6

GND GND

Maatriksi toiteallikas

5V-5V

GNDGND

Märkus. Ärge unustage ühendada nii toiteallika kui ka Arduino GND.

Nüüd lülitage ahel sisse ja laadige kood üles, et vaadata mõnda animatsiooni. Olen seadnud valgusdioodide heleduseks umbes 30%.

Arduino kood:

Kood ja teegid on lisatud zip -faili. Laadige see alla. Saate vaadata videot, et teada saada, kuidas tarkvara kasutada.

8. samm: paindliku 8X32 WS2812 RGB MATRIX -i juhtimine

8x32 painduv maatriks on päris lahe. Tellisin selle Sparkfunist. Saate luua animatsioone, mänge või isegi lisada need lõbusasse e-tekstiiliprojekti. Lisaks sellele saab tänu oma paindlikule alusele seda LED -maatriksit painutada ja painutada, et see sobiks peaaegu igale kõverale pinnale.

Ühendus arduinoga on sarnane teise NeoPixeli LED -maatriksi / ribaga.

Matrixil on klemmjuhtmed, seega pole vaja jootma hakata.

Kollane: GND

Punane: +5V

Roheline: andmed

Kui teile see artikkel meeldis, ärge unustage seda edasi anda! Jälgige mind, et saada rohkem DIY projekte ja ideid. Aitäh !!!