Začetek uporabe LED NeoPixel / WS2812 RGB: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

[Predvajaj video]

V tem navodilu bomo raziskali naslovljivo RGB LED (WS2812) ali popularno znano kot Adafruit NeoPixel. NeoPixel je družina obročev, trakov, plošč in palic utripajočih, barvitih miniaturnih LED. Te se lahko povezujejo od enega do drugega, tako da lahko skupaj napajate in programirate dolgo linijo NeoPixels, da tvorijo neskončen niz LED. S temi LED trakovi lahko kateremu koli projektu dodate zapletene svetlobne učinke.

Vse moje projekte najdete na:

Na voljo so z majhnim paketom za površinsko montažo 5050 (5 mm x 5 mm), ki vključuje tri svetle LED diode (rdečo, zeleno in modro) in integriran gonilniški čip (WS2811). Za nadzor stanja, svetlosti in barve vseh treh LED diod potrebuje le en vnos podatkov. Če priključite izhodni pin podatkov na vhodni pin naslednjih trakov, lahko LED -diode verižno povežete na teoretično poljubno dolžino.

S kombinacijami vrednosti RGB (0 - 255) lahko reproducirate skoraj vsako barvo, zato je v nekem smislu krmilna LED RGB univerzalna LED.

1. korak: Uporabljeni deli in orodja

Deli:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Napajanje 5V /2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Mostične žice (Amazon)

6. 8 x 32 prilagodljiva matrika WS2812 (Sparkfun)

Orodja:

1. Spajkalnik (Amazon)

2. Rezalnik / odstranjevalec žice (Amazon)

Korak: Vrsta LED traku RGB

Obstajata 2 glavni vrsti LED trakov RGB: analogni in digitalni

1. Analogni trak:

Vse LED diode v trakovih so povezane vzporedno, zato deluje kot ena velika tribarvna LED. Na celotne trakove / strune lahko nastavite določeno barvo. So zelo enostavne za uporabo in poceni, vendar je pri tej vrsti omejitev LED trakovi ne morejo nadzorovati posameznih barv LED.

Na vsakem od teh trakov boste najprej videli (od leve proti desni) LED, nato pa SMD upor.

2. Digitalni trak:

Digitalni trak je, da vsako LED osvetlite posebej in delate na drugačen način. Imajo čip za vsako LED, za uporabo traku morate poslati digitalno kodirane podatke na čipe. Zaradi dodatne kompleksnosti čipa so dražji.

Upoštevajte puščice, ki označujejo smer podatkov. Če trak priključite v obratni smeri, ne bo delovalo.

3. korak: Vrste naslovljivih RGB LED trakov

Naslovljive LED imajo različne številke modelov, kot so WS2801, WS2811, WS2812 ali WS2812B. Če ste novi pri tej vrsti LED, se lahko med njimi zmedete, zato jih najprej identificirajmo. V bistvu sta WS2801 in WS2811 ime IC, ki lahko nadzoruje največ 3 LED. Vendar je WS2812 izboljšana različica, v kateri je IC WS2811 integriran neposredno v LED paket 5050 RGB. Najnovejši model je WS2812B.

V tej vadnici bomo uporabili najnovejši model WS2812B.

Vir slike: Adafruit, Sparkfun, Polou

4. korak: Zatiči WS2801 in WS2811 / WS2812

Model WS2801 ima 4 vhodne zatiče (Vcc, GND, podatki, ura), medtem ko imata modela WS2811 in WS2812 samo 3 zatiči

(Vcc, GND in podatki)

PIN - WS2801

5V -> Napajanje (+5V)

CI -> Ura signala ure

CO -> Izhod signala ure

DI -> Vnos podatkov

DO -> Izhod podatkov

GND -> Ozemljitev

PIN WS2812

5V -> Napajanje (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> Vnos podatkov

DO -> Izhod podatkov

GND -> Ozemljitev

5. korak: Napajanje

Preden se lotite katerega koli projekta LED traku, morate najprej razmisliti o napajanju. Ena od teh LED RGB vsebuje 3 LED (rdečo, modro in zeleno). Vemo, da ena LED pri največji svetlosti črpa tok približno 20 mA, zato lahko ena LED WS2812 pri največji svetlosti črpa 3 x 20 mA = 60 mA - belo.

Ali lahko tečem neposredno z Arduinom?

Odgovor je preprosto NE. Ker bo količina toka, potrebnega za celoten trak, precej večja, kot jo lahko prenese vaš Arduino.

Za to potrebujete ločeno regulirano napajanje. Napajalnik mora zagotavljati pravilno napetost in biti sposoben napajati zadosten tok. V večini trakov WS2812 je delovna napetost 5 voltov DC.

Primer: Za matriko WS2812 8 x 8 (64 LED) potrebujete 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) pri vseh LED, nastavljenih na največjo svetlost (bela barva). Ni pa priporočljivo, da zmanjšate svetlost, da dosežete največjo življenjsko dobo.

Priporočam, da nastavite svetlost pod 50 %. Torej potrebujete 3,84 x 0,5 = 1,92A

Priporočeno napajanje je torej 5V / 2A, če upoštevate določeno mejo.

6. korak: Priprava napajalnika

Zelo enostavno je upravljati LED trak WS2812B brez dodatnega vezja in ločenih komponent. Če imate Arduino, 5V napajanje in nekaj mostičkov, se lahko z njim igrate.

Priprava napajalnika:

Za delovanje LED diod NeoPixel sem uporabil 5V/2A regulirano napajanje.

Potrebujemo dve povezavi GND: eno na LED trak, drugo pa na Arduino.

Arduino povezava:

Povezava Arduino je zelo enostavna.

LED trak DIN -> Arduino D6

Napajanje GND -> Arduino GND

Če uporabljate zunanji napajalnik za napajanje LED traku in Arduina, morate priključiti 5V napajanje na pin 5V Arduino.

Dobre prakse v skladu z Adafruit:

1. Dodajanje velikega kondenzatorja (1000 µF, 6,3 V ali več) na priključke + in -. To preprečuje, da bi začetni udar toka poškodoval slikovne pike.

2. Dodajanje upora od 300 do 500 ohmov med podatkovnim zatičem vašega mikrokrmilnika in vnosom podatkov na prvem NeoPixelu lahko pomaga preprečiti napetostne sunke, ki bi sicer lahko poškodovali vašo prvo slikovno piko. Dodajte enega med mikro in NeoPixels.

3. Pri priključitvi NeoPixels na kateri koli vir električne energije ali mikrokrmilnik v živo, VEDNO PRED VSAKIM DRUGIM POVEZITE OZEMLJENJE (-). Nasprotno pa pri ločevanju odklopite ozemljitev nazadnje.

7. korak: Vožnja 8x8 Neo Matrix

Matrika LED vsebuje 64 LED RGB, ki uporabljajo gonilnik WS8211. Vsako slikovno piko je mogoče nasloviti posamično, za nadzor vseh LED -jev pa boste potrebovali le en zatič Arduino.

Na zadnji strani matrike sta dva vhoda: vhod (3pins) in Output (3pins).

Vhodna vrata so priključena na zunanji napajalnik Arduino in 5 V. Povezava je naslednja

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrični napajalnik

5V-5V

GNDGND

Opomba: Ne pozabite priključiti GND napajalnika in Arduina.

Zdaj vklopite vezje in naložite kodo za ogled nekaj animacij. Svetlost LED diod sem nastavil na približno 30%.

Koda Arduino:

Koda in knjižnice so priložene datoteki zip. Prenesite jo. Videoposnetek si lahko ogledate, če želite vedeti, kako uporabljati programsko opremo.

8. korak: Vožnja prilagodljive matrice 8X32 WS2812 RGB

Prilagodljiva matrika 8x32 je zelo kul, naročil sem jo pri Sparkfunu. Ustvarite lahko animacije, igre ali jih celo vključite v zabaven projekt e-tekstila. Poleg vsega tega se lahko zaradi prilagodljive podlage ta LED matrika upogne in skloni, da se prilega skoraj vsaki ukrivljeni površini.

Povezava z arduinom je podobna drugi matriki / traku NeoPixel LED.

Matrix je opremljen s priključnimi žicami, zato ga ni treba spajkati.

Rumena: GND

Rdeča: +5V

Zelena: Podatki

Če vam je bil ta članek všeč, ga ne pozabite posredovati! Za več projektov in idej DIY me spremljajte. Hvala vam !!!