Aloitusopas NeoPixel / WS2812 RGB -LED: 8 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

[Toista video]

Tässä opetusohjelmassa tutustumme osoitteelliseen RGB -LEDiin (WS2812) tai yleisesti tunnettuun nimellä Adafruit NeoPixel. NeoPixel on värikkäiden miniatyyri -LED -valojen sormusten, nauhojen, levyjen ja tikkujen perhe. Nämä ovat ketjutettavissa yhdestä toiseen, joten voit syöttää ja ohjelmoida pitkän NeoPixels -rivin yhdessä muodostaaksesi loputtoman merkkijonon. Näiden LED -nauhojen avulla voit lisätä monimutkaisia valotehosteita mihin tahansa projektiin.

Löydät kaikki projektini osoitteesta:

Niiden mukana tulee pieni 5050 (5 mm x 5 mm) pinta-asennuspaketti, joka sisältää kolme kirkasta LEDiä (punainen, vihreä ja sininen) ja integroidun ohjainsirun (WS2811). Se vaatii vain yhden syötteen kaikkien kolmen LEDin tilan, kirkkauden ja värin säätämiseksi. Liittämällä datan ulostulonappi seuraavien liuskojen tietojen syöttönastapiin on mahdollista ketjuttaa LEDit teoreettisesti mielivaltaiseen pituuteen.

RGB -arvojen (0 - 255) yhdistelmillä voit toistaa melkein mitä tahansa väriä, joten hallittavissa oleva RGB -LED on tietyssä mielessä universaali LED.

Vaihe 1: Käytetyt osat ja työkalut

Osat:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A virtalähde (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Hyppyjohdot (Amazon)

6. 8 x 32 joustava WS2812 -matriisi (Sparkfun)

Työkalut:

1. juotosrauta (Amazon)

2. Wire Cutter / Stripper (Amazon)

Vaihe 2: RGB -LED -nauhan tyyppi

RGB -LED -nauhoja on kahta päätyyppiä: analoginen nauha ja digitaalinen nauha

1. Analoginen liuska:

Kaikki nauhojen LEDit on kytketty rinnakkain, joten se toimii kuin yksittäinen valtava kolmivärinen LED. LED -nauhat ovat, että et voi hallita yksittäisten LEDien värejä.

Jokaisessa näistä nauhoista näet (vasemmalta oikealle) ensin LED -valon ja sen jälkeen SMD -vastuksen.

2. Digitaalinen nauha:

Digitaalinen nauha on, että osoitat jokaisen LEDin erikseen ja työskentelet eri tavalla. Heillä on siru jokaiselle LED -valolle, jotta voit käyttää nauhaa lähettämällä digitaalisesti koodattuja tietoja siruille. Sirun erityisen monimutkaisuuden vuoksi ne ovat kalliimpia.

Huomaa nuolet, jotka osoittavat datan suunnan. Jos liität nauhan päinvastaiseen suuntaan, se ei toimi.

Vaihe 3: Osoitettavan RGB -LED -nauhan tyypit

Osoitettavalla LEDillä on eri mallinumerot, kuten WS2801, WS2811, WS2812 tai WS2812B. Jos olet uusi tämän tyyppisessä LED -valossa, saatat hämmentyä niiden joukosta, joten voit tunnistaa ne ensin. Pohjimmiltaan WS2801 ja WS2811 ovat IC: n nimi, joka voi ohjata enintään 3 LEDiä. Kuitenkin WS2812 on parannettu versio, jossa WS2811 IC on integroitu suoraan 5050 RGB LED -pakettiin. Uusin malli on WS2812B.

Tässä opetusohjelmassa käytämme uusinta mallia WS2812B.

Kuvan lähde: Adafruit, Sparkfun, Polou

Vaihe 4: WS2801 ja WS2811 / WS2812 nastat

WS2801 -mallissa on 4 sisääntulonappia (Vcc, GND, Data, Clock), kun taas WS2811 ja WS2812 -mallissa on vain 3 nastaa

(Vcc, GND ja data)

PIN -koodi - WS2801

5V -> Teho (+5V)

CI -> Kellosignaalin tulo

CO -> Kellosignaali Lähtö

DI -> Tietojen syöttö

TEE -> Tiedonlähtö

GND -> Maa

PIN -koodi WS2812

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

CO -> N/A

DI -> Tietojen syöttö

TEE -> Tiedonlähtö

GND -> Maa

Vaihe 5: Virtalähde

Ennen kuin aloitat minkä tahansa LED -nauhaprojektin, ensimmäinen asia, joka sinun on harkittava, on virtalähde. Yksi näistä RGB -LED -valoista sisältää 3 LEDiä (punainen, sininen ja vihreä). Tiedämme, että yksi LED ottaa noin 20 mA virran suurimmalla kirkkaudellaan, joten yksi WS2812 -LED voi ottaa 3 x 20 mA = 60 mA suurimmalla kirkkaudella - valkoinen.

Voinko ajaa suoraan Arduinolla?

Vastaus on yksinkertaisesti EI. Koska koko nauhalle tarvittava virran määrä on paljon enemmän kuin Arduino voi kestää.

Tarvitset siihen erillisen säädetyn virtalähteen. Useimmissa WS2812 -nauhoissa käyttöjännite on 5 volttia tasavirtaa.

Esimerkki: WS2812: lle 8 x 8 matriisia (64 LEDiä) tarvitset 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A), kun kaikki LEDit on asetettu suurimmalle kirkkaudelle (valkoinen väri). Mutta se ei ole suositeltavaa, pidä kirkkaus pienempänä saadaksesi mahdollisimman pitkän käyttöiän.

Voin suositella kirkkauden asettamista alle 50 %. Joten tarvitset 3,84 x 0,5 = 1,92A

Joten ottamalla jonkin verran marginaalia suositeltu virtalähde on 5V / 2A.

Vaihe 6: Virtalähteen valmistelu

WS2812B -LED -nauhaa on erittäin helppo ohjata ilman ylimääräisiä piirejä ja erillisiä komponentteja. Jos sinulla on Arduino, 5 V: n virtalähde ja muutama hyppyjohdin, voit pelata sen kanssa.

Virtalähteen valmistelu:

Käytin 5V/2A -säädettyä virtalähdettä NeoPixel -LEDien käyttämiseen.

Tarvitsemme kaksi GND -liitäntää: yhden LED -nauhaan ja toisen Arduinoon, joten juotin kaksi johtoa negatiiviseen liittimeen ja yhden johdon DC -liittimen positiiviseen napaan.

Arduino -yhteys:

Arduino -yhteys on erittäin helppo.

LED -nauha DIN -> Arduino D6

Virtalähde GND -> Arduino GND

Jos käytät ulkoista virtalähdettä sekä LED -nauhan että Arduinon virtalähteeksi, sinun on kytkettävä 5 V: n syöttö Arduino 5 V: n nastaan.

Hyviä käytäntöjä Adafruutin mukaan:

1. Suuren kondensaattorin (1000 µF, 6,3 V tai enemmän) lisääminen + ja - -liittimien poikki. Tämä estää virran alkuvaiheen vahingoittamasta pikseliä.

2. 300-500 ohmin vastuksen lisääminen mikrokontrollerin datatapin ja ensimmäisen NeoPixelin tietojen syöttöön voi auttaa estämään jännitepiikkejä, jotka voivat muuten vahingoittaa ensimmäistä pikseliäsi. Lisää yksi mikro- ja NeoPixels -väliin.

3. Kun liität NeoPixelit mihin tahansa jännitteelliseen virtalähteeseen tai mikro -ohjaimeen, LIITÄ AINA MAA (-) ENNEN MUUTA. Päinvastoin, irrota maa viimeiseksi erottaessasi.

Vaihe 7: 8x8 Neo -matriisin ajaminen

LED -matriisi sisältää 64 RGB -LEDiä, jotka käyttävät WS8211 -ohjainta. Jokainen pikseli on yksilöllisesti osoitettavissa ja tarvitset vain yhden Arduino -nastan kaikkien LEDien ohjaamiseen.

Matriisin takana on kaksi porttia: Tulo (3pins) ja Output (3pins).

Tuloportti on kytketty Arduinon ja 5 V: n ulkoiseen virtalähteeseen

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrix -virtalähde

5V- 5V

GNDGND

Huomaa: Älä unohda liittää sekä virtalähteen että Arduinon GND -liitäntää.

Käynnistä nyt piiri ja lataa koodi katsomaan muutamia animaatioita. Olen asettanut LED -valojen kirkkaudeksi noin 30%.

Arduino -koodi:

Koodi ja kirjastot on liitetty zip -tiedostoon, lataa se Voit katsoa videon tietääksesi ohjelmiston käytön.

Vaihe 8: Joustavan 8X32 WS2812 RGB -matriisin ajaminen

8x32 joustava matriisi on aika siisti, tilasin sen Sparkfunilta. Voit luoda animaatioita, pelejä tai jopa sisällyttää ne hauskaan e-tekstiiliprojektiin. Kaiken lisäksi joustavan taustan ansiosta tämä LED -matriisi voidaan taivuttaa ja taipua sopimaan melkein mihin tahansa kaarevaan pintaan.

Yhteys arduinoon on samanlainen kuin muu NeoPixel LED -matriisi / nauha.

Matrixissa on liitäntäjohdot, joten sinun ei tarvitse juottaa.

Keltainen: GND

Punainen: +5V

Vihreä: Tiedot

Jos pidit tästä artikkelista, älä unohda välittää sitä eteenpäin! Seuraa minua saadaksesi lisää DIY -projekteja ja ideoita. Kiitos !!!