Parhaat RGB -LEDit mihin tahansa projektiin (WS2812, Aka NeoPixels): 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Kun työskentelemme LEDien kanssa, haluamme usein hallita niiden tilaa (päälle/pois), kirkkautta ja väriä. Tähän on monia, monia erilaisia tapoja, mutta mikään niistä ei ole niin kompakti ratkaisu kuin WS2812 RGB -LED. Pienessä 5 mm x 5 mm: n pakkauksessaan WS2812 sisältää 3 erittäin kirkasta LEDiä (punainen, vihreä ja sininen) ja pienikokoisen ohjainpiirin (WS2811), joka vaatii vain yhden tiedon syöttämisen kolmen LEDin tilan, kirkkauden ja värin säätämiseksi. Sen kustannuksella, että tarvitaan vain yksi datalinja kolmen LED -valon ohjaamiseen, tarvitaan erittäin tarkka ajoitus kommunikoinnissa WS2811: n kanssa. Tästä syystä tarvitaan reaaliaikainen mikro-ohjain (esim. AVR, Arduino, PIC). Valitettavasti Linux-pohjainen mikrotietokone tai tulkittu mikro-ohjain, kuten Netduino tai Basic Stamp, eivät voi tarjota riittävää ajoitustarkkuutta. Ja niin, tässä opetusohjelmassa käyn läpi yhden näiden LEDien asentamisen ja ohjaamisen Arduino Unolla. Sitten näytän kuinka helppoa on yhdistää useita niistä upean valaistusnäytön saavuttamiseksi! Vaikeustaso: Aloittelija Aika loppuun: 10-15 minuuttia

Vaihe 1: Materiaaliluettelo

Tämä upea RGB -LED tulee 5050 (5 mm x 5 mm) -pakettiin, jossa on 6 tyynyä, jotka on melko helppo juottaa katkaisulaudalle. Koska ainoa tarvittava lisäkomponentti on irrotuskondensaattori, WS2812 tarjoaa rehellisesti parhaan ratkaisun RGB-LEDin värin ja kirkkauden säätämiseen. Sisäänrakennettu vakiovirta -LED -ohjain (WS2811) on erittäin hyödyllinen kahdesta syystä: - Vakiovirta ~ 18mA ohjaa jokaista LEDiä, vaikka jännite vaihtelee. - Virtaa rajoittavia vastuksia (eli rikastinvastuksia) ei tarvitse lisätä virtalähteen ja LEDien väliin. Tarvitsemme vain hyvin yksinkertaisen rakenteen, joka tarjoaa virta-, maadoitus- ja 1 ohjaustulon, jotta voimme luoda mahtavan valaistusnäytön, joka ei koostu yhdestä vaan koko joukosta RGB -LED -valoja. Oikein! Yhdistämällä yhden näistä LED -valoista Data Out -nasta toisen datatulon nastaan voimme ajaa niitä molempia itsenäisesti samalla ohjaustulolla! Jos ei ole selvää, miten tämä tehdään, älä huolestu, tämän opetusohjelman loppuun mennessä olet hyvin matkalla WS2812: n lisäämiseen mihin tahansa haluamaasi projektiin! Tässä opetusohjelmassa käytämme seuraavaa: Materiaalit: 3 x WS2812 RGB-LEDiä (esijuotettu pienelle katkaisulaudalle) 1 x Juotamaton leipälevy, kiinteä johdin (eri värejä; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Katkeava nastaliitin, 0,1 tuuman nousu, 8-nastainen uros (suorakulmainen) 1 x nastaliitin, 0,1 tuuman nousu, 8-nastainen naaras (suorakulmainen) 1 x irrotettava nastaliitin, 0,1 tuuman nousu, 8-nastainen MaleTools: PC USB A/B -kaapelilangan irrotinjuotos Huomautukset: Projektistasi riippuen WS2812 RGB-LEDit ovat saatavana myös ilman katkaisukorttia noin 0,40 dollaria kappaleelta, mutta valmiiksi juotetun vaihtoehdon mukavuus on houkutteleva yksinkertaisiin sovelluksiin.

Vaihe 2: Liitä nastan otsikot

Kaikilla edellisessä vaiheessa luetelluilla materiaaleilla WS2812 RGB -LEDin sytyttäminen on melko suoraviivaista. Ensinnäkin haluamme valmistaa WS2812 Breakout Boards -levyt sijoitettavaksi juottamattomalle leipälevylle. Tätä varten käytämme lankaleikkuria (yleisimmät leikkuutyökalut toimivat yhtä hyvin) erottamaan jokainen 8-nastainen nauha 2 x 3-nastaiseksi. Muista, että leikkauksen tekeminen on hieman hankalaa; Usein olen yrittänyt käyttää kahden uron otsikon välistä uraa leikkauksen oppaana, ja olen lopulta leikannut liikaa muovia otsakkeesta, jonka pidin pitää. "Uhraamalla" tapin, johon haluamme leikata, vältämme ongelman kokonaan. Vedämme pihdillä pois tapin, josta haluamme leikata (tässä tapauksessa 4. ja 8. tapin). Kun nastat on poistettu, voimme helposti leikata nyt tyhjien otsikoiden keskikohdan. Tämä tekniikka toimii yhtä hyvin naarasotsikon kanssa. Oikaisemisen ja leikkaamisen jälkeen meillä pitäisi olla 6 x 3-nastaista otsikkoa, eli 2 x vakio ja 4 x suorakulma (2 x uros, 2 x naaras). Juotosraudan avulla voimme nyt yhdistää nastat jokaiseen kolmesta murtolevystä seuraavalla tavalla. Yhdellä levyllä tulee olla 2 x vakiootsikkoa, kun taas kahdella muulla levyllä on molemmilla 1 x suorakulmainen otsikko. Levylle, jossa on vakiotappien otsikot, asetamme tapit levyn pohjapinnalle (LED -valoa vastakkaiselle puolelle). Muissa kahdessa suorakulmaiset otsikot (yksi kummastakin sukupuolesta) voidaan sijoittaa joko ylä- tai alapintaan. Huomaa, että on tärkeää olla johdonmukainen laudalta toiselle uros- ja naarasotsikoiden sijoittelussa. On hyödyllistä käyttää pinta -asennuskondensaattoria levyjen suuntaamiseen; käyttämällä tätä viitteenä, urospää on juotettava kondensaattoria lähimpään päähän. Kun nastat on juotettu, olemme valmiita yhdistämään yhden niistä Arduinoon!

Vaihe 3: WS2812 Breakout Boardin liittäminen Arduinoon

Tässä vaiheessa teemme tarvittavat yhteydet Arduinon ja yhden WS2812 Breakout Boardsimme välillä. Tätä tarkoitusta varten käytämme juotonta leipälevyä ja 3 x hyppyjohtoa. Jos käytät lankakelaa, nyt on aika leikata 3 kappaletta, joista jokainen on noin 4 tuumaa pitkä. Voimme nyt sijoittaa WS2812 -katkaisulaudan (vakiootsikot) leipälautamme jakajan yli. että Arduino on irrotettu sekä virtalähteestä että USB: stä, jatkamme johdotusta. WS2812 Breakout Boardin alapuolelta löydät jokaisen nastan nimen: VCC, DI (DO), GND. tässä ohjeena jatkamme 5V- ja GND -nastojen yhdistämistä Arduinosta WS2812 -levyn VCC- ja GND -nastoihin., joka on kondensaattoria lähimmän puolen keskitappi.

Vaihe 4: Saa sen vilkkumaan Arduino IDE: n avulla

Oletan, että olet jo asentanut Arduino IDE: n tietokoneellesi-verkossa olevat paljon oppaita selittävät prosessin melko hyvin. Ohjelman, joka meidän on ladattava Arduinollemme, voi ladata täältä. Kun voimme yksinkertaisesti kaksoisnapsauttaa primer.ino-tiedostoa laiteohjelmiston> esimerkit> pohjamaali-kansiossa ladataksesi sen Arduino IDE: hen (wirtten versiolle 1.0.5). Paketti sisältää koodin kääntämiseen tarvittavat kirjastot, joten virheitä ei pitäisi tapahtua. Lähetä kommentti, jos sinulla on ongelmia kääntämisessä. Kun olet valinnut Arduino -korttityypin ja USB -portin Työkalut -valikkovaihtoehdon avulla, lataa koodi ja WS2812: n pitäisi alkaa vilkkua vuorotellen punaisen, vihreän ja sinisen välillä. Näiden WS2812 RGB-LEDien siistein ominaisuus on, että ne voidaan ketjuttaa melko helposti, jotta voidaan luoda pitkiä nauhoja ja matriiseja, jotka sisältävät monia näistä LEDeistä. Seuraavassa vaiheessa teemme juuri tämän 3 valmistamallamme levyllä.

Vaihe 5: RGB -merkkivalojen nauhan tekeminen

Sisäänrakennettu LED-ohjainpiiri (WS2811) mahdollistaa "ketjutuksen" yhdestä LEDistä toiseen käyttämällä vain yhtä datalinjaa (!). Yhdistämällä yhden WS2812: n datalähtö toisen tiedonsiirtoon, voimme hallita koko LED -valon kirkkautta ja väriä jopa 500 niistä Arduinolla! Tiettyjä seikkoja on tietysti otettava huomioon monien LED -valojen käyttämiseksi: - Jokainen pikseli kestää jopa 60 mA (valkoinen täydellä kirkkaudella edellyttää, että kaikki LEDit ovat päällä, jokainen piirustus ~ 20 mA). - Arduino maksimoi RAM -muistinsa käyttämällä 500 LEDiä 30 Hz: n virkistystaajuudella. - Kahden levyn yhdistämiseksi suositeltu enimmäisetäisyys on 6 tuumaa, jotta vältetään virransyöttö ja tietojen vioittuminen. Nämä näkökohdat huomioon ottaen voimme ohjata kaikkia LED-valoja käyttämällä 24-bittistä väritarkkuutta tasaisella kirkkaustasolla, ja melko kestävä muutoksiin (pienissä) akkuvirran muutoksissa. Tämän opetusohjelman valmistelemien levyjen "ketjutukseksi" ketjutamme aluksi yhdistämällä naaraspää toisen levyn toisen puolen urospäähän oikealla Kun Arduino-korttimme on irrotettu virtalähteestä ja USB: stä, asetamme urospää kahden levyn ketjusta juottamattomalle leipälevylle. Varmistamme, että nastat ovat linjassa leipälautaan yhdistetyn WS2812-katkaisulaudan nastojen kanssa Tällaisessa kohdistuksessa on VCC- ja GND-nastat sekä suoraviivaisesta levystä että ketjusta samalla leipälevyn rivillä. Asetamme kaksilevyisen ketjun kolmannen katkaisukortin pään lähelle, joka on kondensaattoria vastapäätä A Kun kaikki on kytketty, voimme käynnistää Arduino IDE: n ja muuttaa tekstieditoria määritelmän "#define NUM_LEDS 1" muuttamiseksi muotoon "#define NUM_LEDS 3". Kun kortti on kytketty takaisin virtalähteeseen ja/tai USB: hen, voimme ladata uuden ohjelman… ja… BAM! Kaikkien kolmen LEDin pitäisi vilkkua juuri näin!

Vaihe 6: Pimeyteen, anna valoa

Tämä Instructable näytti nopeasti, kuinka käyttää WS2812 RGB LEDiä, joka on esijuotettu pienille katkaisulaudoille. Käytimme Arduinoa LEDien kirkkauden ja värin säätämiseen. Yksi asia, joka oli hieman pettymys, on se, että käyttämämme koodi sai LED -valot vilkkumaan kerralla samalla intensiteetillä ja värillä. Tämä toimintatapa ei tarjoa täyden paketin "älykkään" LED -ohjaimen (WS2811) potentiaalia. Ja niin, kokeillaan seuraavia muutoksia alkuperäiseen koodiin. Kuten ennenkin, lataat ja puret tiedoston ja avaat sitten Arduinolle ladattavan laiteohjelmiston (laiteohjelmisto> tehosteet> efektit.ino). Kaikki tähän esittelyyn tarvittavat tiedostot ovat mukana, joten kolmansien osapuolten kirjastoja ei tarvitse lisätä. koodin pitäisi kääntyä ilman muutoksia --- se on jo asetettu käsittelemään 3 LEDiä. Nyt sinun mielikuvituksesi on suunnitella seuraava projekti, jossa nämä erittäin hyödylliset, pienikokoiset RGB -LEDit voivat loistaa valonsa. Voit vapaasti lähettää joitain omia luomuksiasi WS2812: n avulla kommenttiosioon!