Najboljše LED diode RGB za kateri koli projekt (WS2812, Aka NeoPixels): 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ko delamo z LED, pogosto radi nadzorujemo njihovo stanje (vklop/izklop), svetlost in barvo. Obstaja veliko, veliko različnih načinov za to, vendar noben ni tako kompaktna rešitev kot LED WS2812 RGB. WS2812 v svojem majhnem paketu 5 mm x 5 mm vključuje 3 super svetle LED diode (rdečo, zeleno in modro) in kompaktno vezje gonilnika (WS2811), ki zahteva le en vnos podatkov za nadzor stanja, svetlosti in barve treh LED.. Na račun potrebe po samo eni podatkovni liniji za krmiljenje treh LED diod obstaja potreba po zelo natančnem merjenju časa v komunikaciji z WS2811. Zaradi tega je potreben mikrokrmilnik v realnem času (npr. AVR, Arduino, PIC). Na žalost mikroračunalnik s sistemom Linux ali interpretirani mikrokrmilnik, kot sta Netduino ali Basic Stamp, ne moreta zagotoviti potrebne časovne natančnosti. In tako v tem navodilu hodim skozi postopek nastavitve in krmiljenja ene od teh LED z Arduino Uno. Nato pokažem, kako enostavno jih je povezati med seboj za odličen svetlobni prikaz! Raven težavnosti: Začetnik Čas do zaključka: 10-15 minut

1. korak: Seznam materialov

Ta čudovita LED dioda RGB je v paketu 5050 (5 mm x 5 mm) s 6 blazinicami, ki jih je dokaj enostavno spajkati na odbojno ploščo. Ker je edina dodatna potrebna komponenta kondenzator za odklop, WS2812 iskreno ponuja najboljšo rešitev za nadzor barve in svetlosti LED RGB. Vgrajen gonilnik LED s konstantnim tokom (WS2811) je izjemno uporaben iz dveh razlogov: - konstanten tok ~ 18 mA bo poganjal vsako LED, tudi če se napetost spreminja. - Med napajalnikom in LED diodami ni treba dodajati tokovno omejevalnih uporov (tudi dušilnih uporov). Vse, kar potrebujemo, je zelo preprosta zasnova, ki omogoča napajanje, ozemljitev in 1 nadzorni vhod, da ustvarite čudovit svetlobni zaslon, ki ga sestavlja ne ena, ampak celotna paleta LED RGB. Tako je! S priključitvijo podatkovnega izhoda ene od teh LED na vhodni vhod druge podatkovne vtičnice lahko oba poganjamo neodvisno z istim krmilnim vhodom! Če ni očitno, kako to storiti, ne skrbite, do konca tega navodila boste na dobri poti, da dodate WS2812 v kateri koli projekt, ki ga želite! Za ta Instructable bomo uporabili naslednje: Materiali: 3 x WS2812 RGB LED diode (predhodno spajkane na majhno prelomno ploščo) 1 x Trdna jedrna žica brez spajkanja (različne barve; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Odklopni konektor, 0,1 "nagib, 8-pinski moški (pod pravim kotom) 1 x konektor, 0,1" nagib, 8-pinski ženski (desni kot) 1 x priključek za vlečni pin, 0,1 "korak, 8-pinski MaleTools: PC USB A/B spajkalnik za odstranjevanje kablov Opombe: Odvisno od vašega projekta so LED diode WS2812 RGB na voljo tudi brez odklopne plošče za približno 0,40 USD, vendar je udobje vnaprej spajkane možnosti privlačno za preproste aplikacije.

2. korak: Priključitev glav pinov

Z vsemi materiali, navedenimi v prejšnjem koraku, je povsem enostavno zasvetiti LED WS2812 RGB. Najprej želimo pripraviti odbojne plošče WS2812 za njihovo namestitev na brezlemno ploščo. Če želite to narediti, z rezalnikom žice (najpogostejša orodja za rezanje delujejo enako dobro) ločimo vsak 8-pinski trak na 2 x 3-pin kose. Upoštevajte, da je rez nekoliko težaven; pogosto sem poskušal uporabiti utor med dvema moškima glavoma kot vodilo za rez in na koncu sem s glave odrezal preveč plastike. Z 'žrtvovanjem' čepa, kjer želimo narediti rez, se težavi v celoti izognemo. S kleščami izvlečemo zatič, kjer želimo rezati (v tem primeru 4. in 8. zatič). Po odstranitvi zatičev lahko preprosto odrežemo sredino zdaj praznih glav. Ta tehnika deluje enako dobro z žensko glavo. Po pobiranju in rezanju bi morali imeti 6 x 3-pinske glave, to je 2 x standardne in 4 x pravokotne (2 x moški, 2 x ženski). S pomočjo spajkalnika lahko sedaj zatiče na vsako od treh odklopnih plošč povežemo na naslednji način. Ena plošča mora imeti 2 x standardni glavi, drugi dve plošči pa 1 x pravokotno glavo. Na ploščo, ki bo imela standardne glave zatičev, namestimo zatiče na spodnjo površino plošče (stran nasproti tiste, kjer je LED). Na drugih dveh pa lahko pravokotne glave (po eno za vsak spol) postavite na zgornjo ali spodnjo površino. Upoštevajte, da je pri postavitvi moških in ženskih glav pomembno, da ste dosledni, od ene plošče do druge. Za orientacijo plošč je koristno uporabiti kondenzator za površinsko montažo; če to uporabite kot referenco, je treba moški del spajkati do konca, ki je najbližje kondenzatorju. Ko so zatiči spajkani, smo pripravljeni enega od njih priključiti na Arduino!

3. korak: Povezovanje odmične plošče WS2812 z Arduinom

V tem koraku bomo vzpostavili potrebne povezave med Arduinom in eno od naših odbojnih plošč WS2812. V ta namen bomo uporabili lemljeno ploščo in 3 x mostične žice. Če uporabljate žico z žico, je zdaj čas, da izrežete 3 kose, dolge približno 4 palce. Zdaj lahko pregradno ploščo WS2812 (tisto s standardnimi glavami) postavimo čez razdelilnik naše mize. Prepričajte se da je Arduino odklopljen tako od vira napajanja kot od USB, bomo nadaljevali z ožičenjem povezav. Na spodnji strani odmične plošče WS2812 lahko najdemo ime vsakega zatiča: VCC, DI (DO), GND. to vodilo nadaljujemo s priključitvijo zatičev 5V in GND z Arduina na zatiče VCC in GND na plošči WS2812. Nato priključimo pin 8 na digitalni strani Arduina na DI pin na plošči WS2812, ki je osrednji zatič strani, ki je najbližje kondenzatorju. Zdaj smo pripravljeni naložiti program na Arduino in utripati WS2812!

4. korak: Ustvarite utripanje z Arduino IDE

Predvidevam, da ste v računalnik že namestili Arduino IDE-veliko vodnikov v spletu precej dobro razlaga postopek. Program, ki ga moramo naložiti v naš Arduino, lahko prenesete tukaj. Ko lahko preprosto dvokliknemo datoteko primer.ino znotraj mape vdelane programske opreme> primeri> primer, da jo naložimo v Arduino IDE (wirtten za različico 1.0.5). Paket vključuje potrebne knjižnice za sestavljanje kode, zato ne bi smelo biti napak. Če naletite na težave pri sestavljanju, napišite komentar. Ko izberete vrsto plošče Arduino in vrata USB z možnostjo menija Orodja, naložite kodo, WS2812 pa mora začeti utripati izmenično med rdečo, zeleno in modro. Najlažja lastnost teh LED-diod WS2812 RGB je, da jih je mogoče dokaj enostavno 'z marjeticami' ustvariti za ustvarjanje dolgih trakov in nizov, ki vsebujejo veliko teh LED. V naslednjem koraku naredimo prav to s tremi ploščami, ki smo jih pripravili.

5. korak: Naredite trak RGB LED

Vgrajeno vezje gonilnika LED (WS2811) omogoča "vezavo" ene LED na drugo z uporabo samo 1 podatkovne vrstice (!). S povezovanjem podatkovnega izhoda enega WS2812 v podatkovni vhod drugega lahko nadzorujemo svetlost in barvo celotnega niza LED, do 500 na Arduinu! Seveda je za pogon številnih LED -jev potrebno upoštevati naslednje: - Vsaka slikovna pika črpa do 60 mA (bela pri polni svetlosti zahteva, da so prižgane vse LED, vsaka risba ~ 20 mA). - Arduino bo povečal svoj RAM, porabil 500 LED s frekvenco osveževanja 30 Hz. - Če želite povezati dve plošči skupaj, je priporočena največja ločitev 6 ", da se izognete napakam in poškodbam podatkov. Upoštevajoč te pomisleke, lahko poganjamo vse LED z 24-bitno barvno ločljivostjo pri konstantnih stopnjah svetlosti, in precej odporen na spremembe pri (majhnih) spremembah moči akumulatorja. Pri ploščah "marjetice", ki smo jih pripravili za to navodilo, začnemo s povezovanjem ženskega konca z enega na moški konec druge od obeh plošč z desno kotne glave. Potem, ko je naša plošča Arduino odklopljena od napajanja in USB, namestimo moški konec verige z dvema ploščama na brezlemno ploščo za spajkanje. Zagotavljamo, da se zatiči poravnajo s tistimi na plošči WS2812 Breakout Board, ki je bila priključena na ploščo že. Takšna poravnava bo imela zatiče VCC in GND iz plošče z ravno glavo in verige na isti vrsti plošče. Verigo z dvema ploščama postavimo blizu konca tretje odklopne plošče, ki je nasproti kondenzatorja A. Če je vse povezano, lahko zaženemo Arduino IDE in z urejevalnikom besedila spremenimo definicijo "#define NUM_LEDS 1" v "#define NUM_LEDS 3". Po priključitvi plošče nazaj na napajanje in/ali USB lahko naložimo nov program … in … BAM! Vse tri LED diode bi morale utripati kar tako!

Korak 6: V temo, naj bo svetloba

Ta Instructable vam je hitro pokazal, kako uporabljati WS2812 RGB LED, vnaprej spajkano na drobne odbojne plošče. Za nadzor svetlosti in barve LED smo uporabili Arduino. Nekaj razočaranja je, da je koda, ki smo jo uporabili, LED -diode utripale naenkrat z enako intenzivnostjo in barvo. Ta način delovanja ne kaže celotnega potenciala "pametnega" gonilnika LED (WS2811), ki je vgrajen v ta paket. Torej, poskusimo naslednje spremembe prvotne kode. Kot prej boste datoteko prenesli in razpakirali, nato pa odprli vdelano programsko opremo, ki jo želite naložiti na Arduino (vdelana programska oprema> učinki> učinki.ino). Vse datoteke, potrebne za to predstavitev, so vključene, zato ni potrebe po dodajanju knjižnic tretjih oseb; koda bi se morala zbrati brez kakršnih koli sprememb --- že je nastavljena za upravljanje s tremi LED. Zdaj je na vaši domišljiji, da oblikujete naslednji projekt, kjer bodo te zelo uporabne, kompaktne LED diode RGB zasijale. V rubriko za komentarje lahko objavite nekaj svojih kreacij z uporabo WS2812!