Полное руководство по подключению светодиодных лент к Arduino

Полное руководство по подключению светодиодных лент к Arduino

Рост светодиодного освещения был стратосферным, и легко понять, почему. Они дешевы в производстве, потребляют значительно меньше энергии, чем другие варианты освещения, и в большинстве случаев не нагреваются, что делает их безопасными для различных целей.





Одним из самых распространенных светодиодных продуктов является светодиодная лента. В этой статье мы расскажем, как настроить два наиболее распространенных типа с помощью Arduino. Эти проекты очень простые, и даже если вы новичок с Arduino или электроники своими руками, вы сможете это сделать.



Мы также будем использовать IDE Arduino для управления ими. В этом проекте используется Arduino Uno, хотя вы можете использовать практически любую совместимую плату (например, NodeMCU).





Выберите свою полосу

При покупке светодиодных лент следует учитывать несколько моментов. Во-первых, функциональность. Если вы планируете использовать полосы в основном для внешнего освещения, то простой 12v RGB светодиод полоска ( SMD5050 ) будет правильным выбором.

Многие из этих полосок поставляются с инфракрасным пультом дистанционного управления для управления ими, хотя в этом проекте вместо этого мы будем использовать Arduino. Потратьте немного времени на покупки, на момент написания можно было получить эти полоски всего за 1 доллар за метр .



Изображение предоставлено: phanu suwannarat через Shutterstock

найти все аккаунты, связанные с моим адресом электронной почты, бесплатно

Если вы хотите что-то более технологичное, рассмотрите WS2811 / 12 / 12B . Эти полоски (иногда называемые Неопиксели ) имеют интегрированные наборы микросхем, которые позволяют решать их индивидуально. Это означает, что они способны не только на естественное освещение.



Вы можете использовать их для создания дешевого пиксельного светодиодного дисплея с нуля. Вы даже можете использовать их, чтобы сделать свой собственный домашний светильник с грозовыми облаками.

Для питания этих полос требуется всего 5 В. Хотя их можно запитать в небольшом количестве непосредственно от платы Arduino, обычно рекомендуется использовать отдельный источник питания 5 В, чтобы избавиться от запаха жареной Arduino. Если вам нужны индивидуально программируемые светодиоды, они для вас. На момент написания они доступны примерно для 4 доллара за метр .



Еще одна вещь, которую следует учитывать, - это то, где эти полоски могут быть использованы. Оба этих типа лент бывают разной длины, плотности светодиодов (количество светодиодов на метр) и разной степени защиты от атмосферных воздействий.

При просмотре светодиодных лент обращайте внимание на цифры в списке. Обычно первая цифра - это количество светодиодов на метр, а буквы IP с последующими цифрами будет его защита от атмосферных воздействий. Например, если в листинге указано 30 IP67 , это означает, что будет 30 Светодиоды на метр. В 6 означает, что он полностью защищен от пыли, а 7 означает, что он защищен от временного погружения в воду. (Узнать больше о защита от атмосферных воздействий и степень защиты IP .) Когда у вас есть выбранная светодиодная лента, самое время подключить ее к Arduino. Начнем с SMD5050.

Подключение

Чтобы подключить светодиодную ленту 12 В к Arduino, вам понадобится несколько компонентов:

  • Светодиодная лента RGB 12в ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (подойдет любая совместимая плата)
  • 3 х 10 тыс. Ом резисторы
  • 3 х Логический уровень N-канальные полевые МОП-транзисторы
  • 1 х макет
  • Монтажные провода
  • Источник питания 12 В

Перед настройкой схемы поговорим о МОП-транзисторы .

Когда вы управляете чем-то, что имеет более высокое напряжение, чем ваш микроконтроллер, вам нужно что-то среднее, чтобы ваша плата не поджарилась. Один из более простых способов сделать это - использовать полевой МОП-транзистор. Посылая широтно-импульсную модуляцию ( ШИМ ) сигналы ворота ногой, можно контролировать, сколько мощности проходит между осушать а также источник ноги. Пропуская каждый из цветов светодиодной ленты через полевой МОП-транзистор, вы можете управлять яркостью каждого отдельного цвета на светодиодной полосе.

При использовании микроконтроллеров важно использовать компоненты логического уровня, чтобы все работало так, как вы хотите. Убедитесь, что ваши полевые МОП-транзисторы логический уровень и не стандарт .

Настройте свою схему следующим образом:

  1. Подключите контакты Arduino 9 , 6 , а также 5 к ворота ножки трех полевых МОП-транзисторов и подключите 10 тыс. резистор на одной линии с шиной заземления.
  2. Подключите Источник ноги к заземляющему рельсу.
  3. Подключите Осушать ноги к Зеленый , Сеть , а также Синий разъемы на светодиодной ленте.
  4. Подключите шину питания к + 12В разъем светодиодной ленты (обратите внимание, что на этом изображении провод питания черный, чтобы соответствовать цвету разъемов на моей светодиодной полосе).
  5. Подключите заземление Arduino к шине заземления.
  6. Подключите свой 12v питание на шины питания.

Большинство светодиодных лент имеют разъемы Dupont [Broken URL Removed], к которым легко подключиться. В противном случае вам может потребоваться припаять провода к светодиодной ленте. Не паникуйте, если вы новичок в пайке, это простая работа, и у нас есть руководство по началу работы с пайкой, если она вам понадобится.

Для этого проекта мы будем питать нашу плату Arduino от USB. Вы можете выбрать питание своей платы с помощью вывода VIN, но убедитесь, что вы знаете ограничения мощности для вашей платы, прежде чем делать это.

Когда ваша схема будет завершена, она должна выглядеть примерно так:

Теперь, когда вы все подключили, пришло время сделать простой скетч Arduino для управления им.

Fade It Up

Подключите плату Arduino к компьютеру через USB и откройте Arduino IDE. Убедитесь, что вы выбрали правильную плату и номер порта для вашей платы в Инструменты> Доска а также Инструменты> Порт меню. Откройте новый эскиз и сохраните его с соответствующим именем.

Этот набросок будет затемнять огни одним цветом за раз, держать их включенными в течение нескольких секунд, а затем затемнять их, пока они снова не погаснут. Вы можете пройти здесь и сделать набросок самостоятельно или просто скачать полный код из GitHub.

Начните с определения того, какие булавки будет использоваться для управления полевыми МОП-транзисторами.

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

Далее вам понадобятся некоторые переменные. Создайте общий яркость переменная, а также переменная для яркости каждого отдельного цвета. Мы будем использовать только основную переменную яркости для выключения светодиодов, поэтому установите здесь максимальное значение яркости 255.

вам также нужно будет создать переменную, чтобы контролировать, насколько быстро будет происходить затухание.

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

В вашей настраивать функция, мы установим наши выводы Arduino на вывод. Мы также вызовем несколько функций с задержкой в ​​5 секунд между ними. Этих функций еще нет, но не волнуйтесь, мы до них доберемся.

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

Теперь создайте Включить () метод:

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);
}
}

Эти три для петли принимают каждый цвет до его полной яркости за время, указанное fadeSpeed ценить.

Наконец, вам нужно создать Выключать() метод:

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() {
}

В этом методе применяются наши яркость переменная для всех трех цветных выводов и уменьшает их до нуля в течение определенного периода времени. Здесь нам также нужен метод пустого цикла, чтобы избежать ошибок компиляции.

Как только вы закончите этот набросок, сохраните его. Проверьте эскиз и загрузите его на плату Arduino. Если вы получаете ошибки, проверьте код еще раз на наличие надоедливых опечаток или пропущенных точек с запятой.

Теперь вы должны увидеть, как ваша светодиодная лента наращивает каждый цвет индивидуально, удерживая белый цвет в течение 5 секунд, а затем равномерно исчезает до нуля:

Если у вас возникли трудности, еще раз проверьте проводку и код.

Этот проект - простой способ начать работу, но идеи, описанные в нем, можно расширить, чтобы сделать освещение действительно эффективным. С помощью всего лишь нескольких компонентов вы можете создать свой собственный будильник восхода солнца. Если у вас есть стартовый комплект с Arduino, вы можете использовать любую кнопку или датчик для включения светодиодов при входе в комнату, например:

продолжайте терять подключение к Интернету Windows 10

Теперь, когда мы рассмотрели SMD5050s , перейдем к WS2812B полоски.

Яркие идеи

Эти полоски требуют меньшего количества компонентов для их запуска, и есть некоторая свобода действий в отношении того, какие именно значения компонентов вы можете использовать. Конденсатор в этой цепи обеспечивает стабильное питание 5-вольтовых светодиодов. Резистор обеспечивает отсутствие помех в сигнале данных, полученном от Arduino.

Тебе понадобится:

  • WS2811 / 12 / 12B Светодиодная лента 5 В (все три модели имеют встроенные микросхемы и работают примерно одинаково)
  • 1 x Arduino Uno (или аналогичная совместимая плата)
  • 1 х 220-440 Ом Резистор (все, что находится между этими двумя значениями, нормально)
  • 1 х 100-1000 мкФ Конденсатор (все, что находится между этими двумя значениями, нормально)
  • Макетная плата и провода для подключения
  • Источник питания 5В

Настройте свою схему, как показано на схеме:

Обратите внимание, что конденсатор должен иметь правильную ориентацию. Вы можете определить, с какой стороны крепится шина заземления, по знаку минус (-) на корпусе конденсатора.

На этот раз мы запитываем Arduino от источника питания 5 В. Это делает проект автономным после того, как мы закончили, хотя здесь есть важные моменты, на которые следует обратить внимание.

Во-первых, убедитесь, что ваша плата может потреблять питание 5 В, прежде чем подключать ее к источнику питания. Почти все платы для разработки работают от 5 В через порт USB, но контакты ввода питания на некоторых могут иногда пропускать регуляторы напряжения и превращать их в тосты.

Кроме того, рекомендуется убедиться, что к Arduino не подключены несколько отдельных источников питания - отсоединяйте USB-кабель всякий раз, когда вы используете внешний источник питания.

После подключения он должен выглядеть так:

Теперь, когда наша светодиодная лента подключена, перейдем к коду.

как отправить булавку

Танцующие огни

Чтобы безопасно программировать нашу плату, отключите ВИНО линия от ЛЭП. Вы снова прикрепите его позже.

Подключите Arduino к компьютеру и откройте Arduino IDE. Убедитесь, что вы выбрали правильную плату и номер порта в Инструменты> Доска а также Инструменты> Порт меню.

Мы будем использовать FastLED библиотека для тестирования нашей установки. Вы можете добавить библиотеку, нажав на Sketch> Включить библиотеку> Управление библиотеками и ищет FastLED. Нажмите «Установить», и библиотека будет добавлена ​​в IDE.

Под Файл> Примеры> FastLED выберите DemoReel100 эскиз. Этот скетч циклически повторяет различные вещи, которые можно сделать с помощью WS2812 Светодиодные ленты невероятно просты в установке.

Все, что вам нужно изменить, это DATA_PIN переменная, чтобы она соответствовала вывод 13 , а NUM_LEDS переменная, чтобы определить, сколько светодиодов в полосе, которую вы используете. В этом случае я использую только небольшую линию из 10 светодиодов, вырезанную из более длинной полосы. Используйте больше для большего светового шоу!

Вот и все! Загрузите эскиз на свою доску, отсоедините USB-кабель и включите источник питания 5 В. Наконец, снова подключите VIN Arduino к линии питания и смотрите шоу!

Если ничего не происходит, проверьте свою проводку и убедитесь, что вы указали правильный вывод Arduino в демонстрационном эскизе.

Безграничные возможности

Демонстрационный эскиз демонстрирует некоторые из множества возможных комбинаций эффектов, которые могут быть достигнуты с помощью полосок WS2812. Помимо того, что они являются шагом вперед по сравнению с обычными светодиодными лентами, они также могут найти практическое применение. Следующим хорошим проектом будет создать свой собственный амбилайт для вашего медиацентра.

Хотя эти полосы определенно более функциональны, чем SMD5050, пока не стоит сбрасывать со счетов стандартные светодиодные ленты на 12 В. Они не имеют себе равных по цене, и существует огромное количество применения для светодиодных лент .

Обучение работе со светодиодными лентами - хороший способ познакомиться с основами программирования на Arduino, но лучший способ научиться - это повозиться. Измените приведенный выше код и посмотрите, что вы можете сделать! Если все это было для вас слишком много, подумайте о том, чтобы начать с эти проекты Arduino для начинающих .

Кредиты изображений: mkarco / Shutterstock

Делиться Делиться Твитнуть Эл. адрес Canon против Nikon: какой бренд камеры лучше?

Canon и Nikon - два крупнейших имени в индустрии фотоаппаратов. Но какой бренд предлагает лучшую линейку камер и объективов?

Читать далее Похожие темы
  • Сделай сам
  • Ардуино
  • Светодиодная полоса
  • Светодиодные светильники
Об авторе Ян Бакли(Опубликовано 216 статей)

Ян Бакли - независимый журналист, музыкант, исполнитель и видеопродюсер, живущий в Берлине, Германия. Когда он не пишет или на сцене, он возится с электроникой или кодом своими руками в надежде стать безумным ученым.

Ещё от Ian Buckley

Подписывайтесь на нашу новостную рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!

Нажмите здесь, чтобы подписаться