Pierwsze kroki z diodą LED NeoPixel / WS2812 RGB: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

[Odtwórz wideo]

W tej instrukcji omówimy adresowalną diodę LED RGB (WS2812) lub popularnie znaną jako Adafruit NeoPixel. NeoPixel to rodzina pierścieni, listew, płytek i sztyftów pulsujących, kolorowych miniaturowych diod LED. Można je łączyć w łańcuchy, dzięki czemu można zasilać i programować razem długą linię NeoPixels, tworząc niekończący się ciąg diod LED. Możesz użyć tych taśm LED, aby dodać złożone efekty świetlne do dowolnego projektu.

Wszystkie moje projekty można znaleźć na:

Są one dostarczane z małym pakietem do montażu powierzchniowego 5050 (5 mm x 5 mm), który zawiera trzy jasne diody LED (czerwoną, zieloną i niebieską) oraz zintegrowany układ sterownika (WS2811). Wymaga tylko jednego wejścia danych, aby kontrolować stan, jasność i kolor wszystkich trzech diod LED. Podłączając pin wyjściowy danych do pinu wejściowego danych kolejnych pasków, możliwe jest szeregowe łączenie diod LED na teoretycznie dowolną długość.

Dzięki kombinacji wartości RGB (0 - 255) można odtworzyć prawie każdy kolor, więc w pewnym sensie kontrolowana dioda LED RGB jest uniwersalną diodą LED.

Krok 1: Używane części i narzędzia

Części:

1. Matryca Neo 8x8 (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazonka)

3. Zasilacz 5V/2A (Amazon)

4. Gniazdo prądu stałego (Amazonka)

5. Przewody połączeniowe (Amazonka)

6. 8 x 32 elastyczna matryca WS2812 (Sparkfun)

Narzędzia:

1. Lutownica (Amazonka)

2. Przecinak do drutu / Striptizerka (Amazon)

Krok 2: Rodzaj taśmy LED RGB

Istnieją 2 główne typy taśm LED RGB: pasek analogowy i pasek cyfrowy

1. Pasek analogowy:

Wszystkie diody LED w paskach są połączone równolegle, dzięki czemu zachowuje się jak pojedyncza ogromna trójkolorowa dioda LED. Można ustawić konkretny kolor dla całych pasków/stringów. Są bardzo proste w obsłudze i niedrogie ale ograniczenie w tego typu Taśmy LED polegają na tym, że nie można kontrolować poszczególnych kolorów LED.

Na każdym z tych pasków zobaczysz (od lewej do prawej) najpierw diodę LED, a następnie rezystor SMD.

2. Pasek cyfrowy:

Pasek cyfrowy polega na tym, że do każdej diody LED adresujesz indywidualnie i działasz w inny sposób. Posiadają chip dla każdej diody LED, aby użyć paska należy przesłać cyfrowo zakodowane dane do chipów. Ze względu na dodatkową złożoność chipa są droższe.

Zwróć uwagę na strzałki wskazujące kierunek danych. Jeśli podłączysz pasek w odwrotnym kierunku, nie zadziała.

Krok 3: Rodzaje adresowalnych taśm LED RGB

Adresowalne diody LED są dostarczane z różnymi numerami modeli, takimi jak WS2801, WS2811, WS2812 lub WS2812B. Jeśli jesteś nowy w tego typu diodach LED, możesz się między nimi pomylić. Więc najpierw je zidentyfikuj. Zasadniczo WS2801 i WS2811 to nazwa układu scalonego, który może sterować maksymalnie 3 diodami LED. Jednak WS2812 to ulepszona wersja, w której układ scalony WS2811 jest zintegrowany bezpośrednio z pakietem 5050 RGB LED. Najnowszy model to WS2812B.

W tym samouczku użyjemy najnowszego modelu WS2812B.

Źródło obrazu: Adafruit, Sparkfun, Polou

Krok 4: Piny WS2801 i WS2811 / WS2812

Model WS2801 ma 4 piny wejściowe (Vcc, GND, Data, Clock), podczas gdy modele WS2811 i WS2812 mają tylko 3 piny

(Vcc, GND i dane)

PIN - WS2801

5V -> Moc (+5V)

CI -> Wejście sygnału zegara

CO -> Wyjście sygnału zegara

DI -> Wejście danych

ZRÓB -> Wyjście danych

GND -> Uziemienie

PIN WS2812

5V -> Zasilanie (+5V) CI -> Nie dotyczy

CO - >Nie dotyczy

DI -> Wprowadzanie danych

ZRÓB ->Wyjście danych

GND -> Uziemienie

Krok 5: Zasilanie

Przed rozpoczęciem jakiegokolwiek projektu taśmy LED, pierwszą rzeczą, o której musisz pomyśleć, jest zasilanie. Jedna z tych diod RGB zawiera 3 diody LED (czerwoną, niebieską i zieloną). Wiemy, że pojedyncza dioda LED pobiera około 20mA prądu przy najwyższej jasności. Tak więc pojedyncza dioda WS2812 może pobierać 3 x 20mA = 60mA przy maksymalnej jasności - biała.

Czy mogę uruchomić bezpośrednio przez Arduino?

Odpowiedź brzmi po prostu NIE. Ponieważ ilość prądu wymaganego dla całej listwy będzie znacznie większa niż Twoje Arduino może obsłużyć.

Potrzebujesz do tego oddzielnego regulowanego zasilacza. Zasilacz musi zapewniać prawidłowe napięcie i być w stanie dostarczyć wystarczający prąd. W większości pasków WS2812 napięcie robocze wynosi 5 woltów prądu stałego.

Przykład: Dla matrycy WS2812 8 x 8 (64 diody LED) potrzebujesz 64 x 60mA = 3840 mA (3,84 A) przy wszystkich diodach ustawionych na maksymalną jasność (kolor biały). Ale nie jest wskazane, aby utrzymać jasność niższą, aby uzyskać maksymalną żywotność.

Polecam ustawić jasność poniżej 50%. Potrzebujesz więc 3,84 x 0,5 = 1,92 A

Biorąc więc pod uwagę pewien margines, zalecany zasilacz to 5V/2A.

Krok 6: Przygotowanie zasilacza

Sterowanie taśmą LED WS2812B jest bardzo łatwe bez dodatkowych obwodów i dyskretnych elementów. Jeśli masz Arduino, zasilacz 5V i kilka zworek, możesz się z nim bawić.

Przygotowanie zasilacza:

Do zasilania diod NeoPixel użyłem regulowanego zasilacza 5V/2A.

Potrzebujemy dwóch połączeń GND: jednego do paska LED, a drugiego do Arduino. Przylutowałem więc dwa przewody do ujemnego zacisku i jeden przewód do dodatniego zacisku gniazda DC.

Połączenie Arduino:

Połączenie Arduino jest bardzo proste.

Taśma LED DIN -> Arduino D6

Zasilanie GND -> Arduino GND

Jeśli używasz zewnętrznego zasilacza do zasilania zarówno paska LED, jak i Arduino, musisz podłączyć zasilanie 5V do pinu Arduino 5V.

Dobre praktyki zgodnie z Adafruit:

1. Dodanie dużego kondensatora (1000 µF, 6,3 V lub więcej) na zaciskach + i –. Zapobiega to uszkodzeniu pikseli przez początkowy przepływ prądu.

2. Dodanie rezystora 300 do 500 omów między pinem danych mikrokontrolera a wejściem danych na pierwszym NeoPixel może pomóc w zapobieganiu skokom napięcia, które w przeciwnym razie mogłyby uszkodzić pierwszy piksel. Dodaj jeden między mikro i NeoPixels.

3. Podłączając NeoPixels do dowolnego źródła zasilania lub mikrokontrolera, ZAWSZE PODŁĄCZ UZIEMIENIE (–) PRZED WSZYSTKIM INNYM. I odwrotnie, odłącz uziemienie jako ostatnie podczas rozdzielania.

Krok 7: Prowadzenie 8x8 Neo Matrix

Matryca LED zawiera 64 diody RGB, które wykorzystują sterownik WS8211. Każdy piksel jest indywidualnie adresowany, a do sterowania wszystkimi diodami LED potrzebny będzie tylko jeden pin Arduino.

Z tyłu matrycy znajdują się dwa porty: Input (3piny) i Output (3piny).

Port wejściowy jest podłączony do zewnętrznego zasilacza Arduino i 5 V. Połączenie jest następujące

Arduino matrycowe

DIN D6

GND GND

Zasilanie matrycy

5V- 5V

GNDGND

Uwaga: nie należy zapominać o podłączeniu GND zarówno zasilacza, jak i Arduino.

Teraz włącz obwód i prześlij kod, aby obejrzeć kilka animacji. Ustawiłem jasność diod na około 30%.

Kod Arduino:

Kod i biblioteki są załączone w pliku zip. Pobierz go. Możesz obejrzeć film, aby dowiedzieć się, jak korzystać z oprogramowania.

Krok 8: Prowadzenie elastycznej matrycy 8X32 WS2812 RGB

Matryca 8x32 Flexible jest całkiem fajna. Zamówiłem ją w Sparkfun. Możesz tworzyć animacje, gry, a nawet włączać je do zabawnego projektu e-tekstyliów. Co więcej, dzięki elastycznemu podkładowi, matrycę LED można wyginać i wyginać, aby dopasować ją do niemal każdej zakrzywionej powierzchni.

Połączenie z arduino jest podobne do pozostałych matryc/taśm LED NeoPixel.

Matrix jest dostarczany z przewodami zaciskowymi, więc nie ma potrzeby lutowania.

Żółty: GND

Czerwony: +5V

Zielony: dane

Jeśli podobał Ci się ten artykuł, nie zapomnij go przekazać dalej! Śledź mnie, aby uzyskać więcej projektów i pomysłów DIY. Dziękuję Ci !!!