Sterowanie ciągiem LED: 11 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Ten samouczek obejmuje rozpoczęcie pracy z ciągami świetlnymi LED. Zacząłem od szukania sposobu na zastąpienie standardowego sznurka żarowego na choince.

Dla mnie rozpoczęcie pracy wymagało wielu witryn i filmów. Mam nadzieję, że ten przewodnik pomoże ci szybciej przejść do interesujących części.

Gdy już zaczniesz od kontrolera i pojedynczego łańcucha świetlnego, możesz to zrobić na wiele sposobów. Po zbudowaniu kontrolera ten przewodnik pomoże Ci przejść do:

• Programowanie z edytorem Arduino
• Dodawanie nowych efektów i więcej świateł
• Sterowanie ciągiem LED z urządzenia mobilnego lub automatyki domowej
• Integracja z większym pokazem świetlnym

Krok 1: Zbierz materiały

Potrzebne części:

Zestaw oświetlenia LED (link) Ten zestaw zawiera ciąg LED WS2811 (wersja 5V), zasilacz 3A i gotowy sterownik. Tutaj wystarczy, że możesz upewnić się, że wszystko działa, zanim zastosujesz się do tego przewodnika. Wersja 5V została wybrana, ponieważ to napięcie może również zasilać Arduino

Minikontroler Wemos D1 (łącze) Wybrano go ze względu na niewielkie rozmiary, łączność Wi-Fi i łatwość okablowania. Poza tym miałem już jeden, z którym mogłem poeksperymentować

Złącze zasilania (link) Potrzebne do podłączenia zasilania bezpośrednio do łańcucha świetlnego. Dużo w opakowaniu, ale potrzebujesz 1 męskiego złącza

Przełącznik dotykowy (link) Rozmiar: 6 x 6 x 5 mm, 4 piny. Wiele w pakiecie, ale potrzebujesz tylko jednego

Dodatkowe światła (link) W razie potrzeby. Upewnij się, że kupujesz wersję 5V. Zapoznaj się z poniższymi instrukcjami, jeśli chcesz zasilać wiele strun

Krok 2: Montaż kontrolera

Aby rozpocząć, potrzebujesz 3-przewodowego warkocza, który jest dostarczany z ciągiem świetlnym LED. Możesz znaleźć odpowiednie przewody, obserwując, jak złącze łączy się ze sznurkiem. Przewód z kreskami jest ujemny, środek to linia danych, a pozostały przewód zewnętrzny jest dodatni.

Aby okablować kontroler D1, wykonaj następujące połączenia lutowane:

• Do pinu 5V wlutować dodatni (prawdopodobnie czerwony)
• Przylutuj ujemny (prawdopodobnie biały) do pinu GND
• Przylutuj dane (prawdopodobnie zielone) do D2.
• Użyj gorącego kleju na drutach i płycie (aby była bardziej wytrzymała)

Aby podłączyć przełącznik, przylutuj:

• Jedna strona do pinu 3,3 V
• Jedna strona do kołka D7
• Przylutuj D7 bezpośrednio do D8 (np. zmostkuj piny)
• Odetnij pozostałe nieużywane szpilki

Przełącznik jest podłączony do 3,3 V i D7, ponieważ dobrze pasuje bezpośrednio na płytkę. Jednak D7 pływa na D1 mini, więc nie może sam wykryć zmian stanu. Aby to zadziałało, przylutuj D7 do D8 tak, aby D7 był wyciągnięty wysoko na otwarty. Kod w załączonym szkicu Arduino pokazuje, jak korzystać z przełącznika.

Krok 3: Montaż sznurka świetlnego

W tym kroku zamierzamy w inny sposób podłączyć zasilanie bezpośrednio do struny. Spowoduje to jednoczesne zasilanie łańcucha i kontrolera D1. Kolejną zaletą tego podejścia jest to, że D1 pozostaje zasilany po odłączeniu od USB.

Podłącz złącze zasilania do luźnych przewodów na końcu z gniazdem pinów. Oglądaj pozytywne i negatywne (patrz Krok 2, aby znaleźć każdy).

Krok 4: Programowanie kontrolera

Aby przygotować środowisko Arduino, postępuj zgodnie z poniższymi wskazówkami:

• https://www.instructables.com/id/Programming-the-WeMos-Using-Arduino-SoftwareIDE/
• Postępuj zgodnie z tym przewodnikiem, aby zainstalować bibliotekę FastLED

Aby rozpocząć, użyj dołączonego programu INO.

Ten kod wykonuje następujące czynności:

• Wykorzystuje bibliotekę FastLED do animowania ciągu LED
• Demonstruje różne efekty świetlne
• Używa przycisku do zmiany efektów
• Utrzymuje jasność na poziomie 50%, co jest wystarczająco jasne i zmniejsza pobór prądu.
• Ustawia temperaturę kolorów dla używanego typu łańcucha.
• Ogranicza diody do 50, które należy zmienić przy dodawaniu dodatkowych stringów

Zwróć uwagę, że kolor biały jest generowany przez włączenie w strunie koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego w równych ilościach. To sprawia, że biel wygląda inaczej niż ciągi LED tylko w kolorze białym sprzedawane na choinki. Możemy to wykorzystać, aby ustawić standardowy kolor na coś bardziej naturalnego i przypominającego żarówki. Odkryłem, że "CRGB::Khaki" daje bardziej naturalny kolor.

• Biblioteka animacji FastLED
• Prosty przykład na

Krok 5: Złóż wszystko razem

Aby rozpocząć korzystanie z nowego kontrolera, wykonaj następujące czynności:

• Otwórz szkic Arduino
• Użyj IDE, aby załadować go do Wemos D1 mini

Aby potwierdzić, że działa:

• Sprawdź, czy dioda LED na tablicy D1 świeci
• Zobacz, jak sznurek świeci na biało

Możesz przełączać się między efektami, klikając przycisk przylutowany do D1 mini.

Krok 6: Dodatkowe efekty świetlne

To świetny zestaw przykładów korzystania z biblioteki FastLED.

https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/

Dostosuj te efekty do szkicu Arduino.

Sparkle to zabawny efekt. W tym celu zmień kod, aby ustawić wybraną diodę LED na kolor czarny, a nie jasny biały.

//modify://#define MAX_SEQUENCE 4 // //dodaj te wiersze do instrukcji switch: //case 4: // SnowSparkle2(CRGB::Khaki, CRGB::Black, 20, random(100, 1000)); // przerwa; //dodaj te wiersze na końcu pliku: void SnowSparkle2(int val, int val2, int SparkleDelay, int SpeedDelay) { setAll2(val); int Piksel = losowo(NUM_LEDS); diody[Piksel] = wart2; FastLED.show(); FastLED.delay(SparkleDelay); diody[Piksel] = wartość; FastLED.show(); FastLED.delay(SpeedDelay); }

Krok 7: Rozszerzanie łańcucha świetlnego

Sznurki można przedłużyć za pomocą dołączonych zatyczek. Jednak napięcie spadnie po około 2 strunach. Można to naprawić, prowadząc przewody 5 V równolegle z ciągiem świetlnym LED. Możesz użyć luźnych przewodów, aby to osiągnąć - zwróć uwagę na biegunowość dodatnią/ujemną.

Przykład okablowania ciągów na tej stronie:

https://www.billporter.info/2017/01/07/the-engineers-guide-to-diy-komputerowo-kontrolowane-oświetlenia-wakacje/

Dobre wyjaśnienie okablowania i spadku napięcia w:

https://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Positional-RGB-LED-Christmas-Tr/

Ta instrukcja zawiera również dobrą wskazówkę dotyczącą owijania diod LED taśmą elektryczną. Scotch Super 88 (szerokość 3/4”) działa dobrze.

Ponadto MAX_LED w szkicu Arduino musi zostać zmieniony po dodaniu większej liczby diod LED.

Krok 8: Pilot zdalnego sterowania

Aby zdalnie sterować struną, użyj Blynk. Odniesienie pod adresem:

https://www.blynk.cc/rozpoczęcie/

Dodaj wymagany kod Blynk do szkicu Arduino. Możesz skonfigurować aplikację Blynk tak, aby:

• Zmień efekty
• Użyj zebry RGB, aby zmienić kolor
• Kontroluj jasność

Zobacz załączony szkic Arduino, aby uzyskać zmiany dotyczące Blynk. Kroki:

1. Dodaj biblioteki Blynk do Arduino
2. Załóż konto Blynk
3. Pobierz aplikację na telefon
4. Utwórz nowy projekt. Spowoduje to utworzenie kodu autoryzacyjnego dla tego projektu.
5. Zmodyfikuj załączony szkic, aby zawierał kod uwierzytelniania, nazwę Wi-Fi i hasło Wi-Fi
6. Użyj edytora Arduino, aby załadować do D1 mini.

Krok 9: Łączenie z automatyką domową

Możesz kontrolować ciąg, dodając klienta MQTT do szkicu Arduino. Zainstaluj brokera MQTT na automatyce domowej (np. OpenHAB lub Home Assistant).

Więcej informacji na:

https://www.baldengineer.com/mqtt-tutorial.html

Krok 10: Robienie pokazu świetlnego

Inspiracja na

Lokalizacja pikseli w XLights

Wyjaśnienie protokołu DMX

Biblioteka Artnet

Wyjaśnienie, co się właściwie dzieje

Krok 11: Zrób więcej

Boże Narodzenie zrób to sam

Pełna instrukcja z pełnymi objaśnieniami