Najbolje RGB LED diode za bilo koji projekt (WS2812, Aka NeoPixels): 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Kad radimo sa LED diodama, često volimo kontrolirati njihovo stanje (uključeno/isključeno), svjetlinu i boju. Postoji mnogo, mnogo različitih načina za to, ali nijedan nije tako kompaktno rješenje kao WS2812 RGB LED. U svom sićušnom pakiranju od 5 mm x 5 mm, WS2812 uključuje 3 super svijetle LED diode (crvenu, zelenu i plavu) i kompaktni sklop upravljačkog programa (WS2811) koji zahtijeva samo jedan unos podataka za kontrolu stanja, svjetline i boje 3 LED diode. Na račun potrebe samo jedne podatkovne linije za upravljanje s 3 LED diode, dolazi do zahtjeva za vrlo preciznim mjerenjem vremena u komunikaciji s WS2811. Iz tog razloga potreban je mikrokontroler u stvarnom vremenu (npr. AVR, Arduino, PIC). Nažalost, mikroračunalo zasnovano na Linuxu ili interpretirani mikrokontroler, poput Netduina ili Basic Stampa, ne mogu pružiti dovoljnu točnost mjerenja vremena koja je potrebna. I tako, u ovom Instructable -u prolazim kroz proces postavljanja i upravljanja jednom od ovih LED dioda pomoću Arduino Uno -a. Zatim pokazujem kako je lako povezati nekoliko njih zajedno za izvanredan prikaz osvjetljenja! Razina težine: početnik Vrijeme do završetka: 10-15 minuta

Korak 1: Popis materijala

Ovaj prekrasan RGB LED dolazi u pakiranju od 5050 (5 mm x 5 mm) sa 6 jastučića koji se prilično lako leme na probojnu ploču. Budući da je jedina dodatna potrebna komponenta kondenzator za razdvajanje, WS2812 iskreno nudi najbolje rješenje za kontrolu boje i svjetline RGB LED diode. Ugrađeni LED upravljački program konstantne struje (WS2811) izuzetno je koristan iz dva razloga: - Konstantna struja od ~ 18mA pokreće svaku LED čak i ako napon varira. - Nema potrebe za dodavanjem otpornika za ograničavanje struje (tzv. Prigušnih otpornika) između napajanja i LED dioda. Sve što nam treba je vrlo jednostavan dizajn koji osigurava napajanje, uzemljenje i 1 upravljački ulaz kako bi se stvorio sjajan zaslon za osvjetljenje koji se sastoji ne od jedne, već od čitavog niza RGB LED dioda. Tako je! Spajanjem pina za izlaz podataka jedne od ovih LED dioda s pinom za ulaz podataka druge, možemo ih oboje pokrenuti s istim upravljačkim ulazom! Ako nije očito kako to učiniti, nemojte se mučiti, do kraja ovog uputstva bit ćete na dobrom putu da dodate WS2812 u bilo koji projekt koji želite! Za ovaj Instructable evo što ćemo koristiti: Materijali: 3 x WS2812 RGB LED diode (prethodno lemljene na sićušnu ploču za razbijanje) 1 x Puna jezgra žice bez lemljenja (različite boje; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Odvojni pin konektor, 0,1 "korak, 8-pinski muški (pod pravim kutom) 1 x pin konektor, 0,1" korak, 8-pinski ženski (pod pravim kutom) 1 x konektor sa odvojivim pinom, 0,1 "korak, 8-pinski MaleTools: PC USB A/B lemilica za skidanje žica s kabela Napomene: Ovisno o vašem projektu, WS2812 RGB LED diode dostupne su i bez ploče za probijanje po cijeni od oko 0,40 USD svaka, ali pogodnost opcije prethodno lemljenja privlačna je za jednostavne aplikacije.

Korak 2: Spajanje pin zaglavlja

Uz sve materijale navedene u prethodnom koraku, sasvim je jednostavno upaliti WS2812 RGB LED. Prvo želimo pripremiti ploče za razbijanje WS2812 za postavljanje na ploču za lemljenje. Da bismo to učinili, koristimo rezač žice (najčešći alati za rezanje jednako će dobro funkcionirati) za odvajanje svake 8-pinske trake na 2 x 3-pin komade. Imajte na umu da je rezanje malo zeznuto; često sam pokušavao upotrijebiti utor između dva muška zaglavlja kao vodič za rez, pa sam na kraju skinuo previše plastike s zaglavlja koje sam htio zadržati. 'Žrtvovanjem' igle gdje želimo napraviti rez, potpuno izbjegavamo problem. Kliještima povlačimo klin gdje želimo rezati (u ovom slučaju 4. i 8. klin). Nakon što ste izvadili igle, lako možemo izrezati sredinu sada praznih zaglavlja. Ova tehnika jednako dobro funkcionira s ženskim zaglavljem. Nakon vađenja i rezanja, trebali bismo imati 6 x 3-pin zaglavlja, odnosno 2 x standardna i 4 x pravokutna (2 x muški, 2 x ženski). Pomoću lemilice sada možemo spojiti igle na svaku od tri ploče za razbijanje na sljedeći način. Jedna ploča treba imati 2 x standardna zaglavlja, dok bi druge dvije ploče trebale imati 1 x pravokutnu zaglavlje. Na ploču koja će imati standardna zaglavlja iglica, postavljamo pinove na donju površinu ploče (na stranu suprotnu od mjesta na kojoj je LED). Na druga dva, zaglavlja pod pravim kutom (po jedan iz svakog spola) mogu se postaviti bilo na gornju ili donju površinu. Imajte na umu da je važno biti dosljedan, s jedne ploče na drugu, o postavljanju muškog i ženskog zaglavlja. Za orijentiranje ploča korisno je koristiti kondenzator za površinsko postavljanje; koristeći ovo kao referencu, muško zaglavlje treba zalemiti na kraj najbliži kondenzatoru. Nakon što su pinovi zalemljeni, spremni smo za spajanje jedne od njih na Arduino!

Korak 3: Spajanje probojne ploče WS2812 na Arduino

U ovom koraku uspostavit ćemo potrebne veze između Arduina i jedne od naših WS2812 ploča za razbijanje. U tu ćemo svrhu koristiti ploču za lemljenje i 3 x kratkospojne žice. Ako koristite kalem od žice, sada je vrijeme da izrežete 3 komada, svaki dugačak oko 4 . Sada možemo postaviti ploču za razbijanje WS2812 (onu sa standardnim zaglavljima) preko razdjelnika naše matične ploče. Provjerite da je Arduino isključen i s izvora napajanja i s USB -a, nastavit ćemo povezivanjem veza. Na donjoj strani ploče za razbijanje WS2812 možemo pronaći naziv svakog pina: VCC, DI (DO), GND. ovo kao vodič nastavljamo s povezivanjem 5V i GND pinova s Arduina na VCC i GND pinove WS2812 ploče. Zatim povezujemo pin 8 na digitalnoj strani Arduina s DI pinom WS2812 ploče, koji je središnji pin na strani koja je najbliža kondenzatoru. Sada smo spremni učitati naš program na Arduino i učiniti da WS2812 treperi!

Korak 4: Neka trepće s Arduino IDE -om

Pretpostavit ću da ste već instalirali Arduino IDE na svoje računalo --- mnoštvo vodiča na webu prilično dobro objašnjava proces. Program koji ćemo morati učitati na naš Arduino možete preuzeti ovdje. Nakon što jednostavno možemo dvaput kliknuti datoteku primer.ino unutar mape firmvera> primjeri> primer da bismo je učitali na Arduino IDE (wirtten za verziju 1.0.5). Paket uključuje potrebne knjižnice za prevođenje koda tako da ne bi trebalo biti grešaka. Molimo vas da ostavite komentar ako naiđete na probleme pri sastavljanju. Nakon odabira vrste Arduino ploče i USB priključka pomoću opcije izbornika Alati, prenesite kôd i WS2812 bi trebao početi treptati naizmjenično između crvene, zelene i plave. Najbliža značajka ovih WS2812 RGB LED dioda je ta što se mogu prilično lako vezati "tratinčicom" za stvaranje dugih traka i nizova koji sadrže mnoge od ovih LED dioda. U sljedećem koraku radimo upravo to s 3 ploče koje smo pripremili.

Korak 5: Napravite traku od RGB LED dioda

Ugrađeno LED upravljačko kolo (WS2811) omogućuje "lančano povezivanje" jedne LED diode na drugu koristeći samo 1 podatkovnu liniju (!). Spajanjem Izlaza podataka jednog WS2812 u Ulaz podataka drugog, možemo kontrolirati svjetlinu i boju cijelog niza LED -ova do 500 njih na Arduinu! Naravno, za pokretanje mnogih LED dioda potrebno je razmotriti sljedeće: - Svaki piksel crpi do 60mA (bijela boja pri punoj svjetlini zahtijeva da sve LED diode budu uključene, svaki crtež ~ 20mA). - Arduino će maksimalno iskoristiti svoju RAM memoriju pogonivši 500 LED dioda pri frekvenciji osvježavanja od 30 Hz. - Za spajanje dvije ploče zajedno, preporučeno maksimalno razdvajanje je 6 "kako bi se izbjegli padovi napajanja i oštećenje podataka. S obzirom na ta razmatranja, sve LED diode možemo upravljati pomoću 24-bitne razlučivosti boje, pri dosljednim razinama svjetline, i prilično otporan na promjene na (malim) promjenama u napajanju baterije. Da 'lansiramo lance' ploče koje smo pripremili za ovaj Instructable započinjemo povezivanjem ženskog kraja s jedne na muški kraj druge od dviju ploča s desnom kutna zaglavlja. Zatim, s isključenom Arduino pločom iz napajanja i USB-a, stavljamo muški kraj s lanca s dvije ploče na ploču za lemljenje. Osiguravamo da se igle poravnaju s onima na WS2812 razdjelnoj ploči koja je bila spojena na ploču već. Takvo poravnanje imat će VCC i GND pinove s ploče s pravim zaglavljem i lanca na istom redu matične ploče. Lanac s dvije ploče postavljamo blizu kraja treće ploče za razbijanje koja je nasuprot kondenzatora A. Nakon što je sve povezano, možemo pokrenuti Arduino IDE i pomoću uređivača teksta promijeniti definiciju "#define NUM_LEDS 1" u "#define NUM_LEDS 3". Nakon povezivanja ploče natrag na napajanje i/ili USB, možemo učitati novi program … i … BAM! Sve tri LED diode trebale bi treperiti upravo tako!

Korak 6: U tamu, neka bude svjetla

Ovaj Instructable vam je brzo pokazao kako koristiti WS2812 RGB LED prethodno lemljen na male ploče za razbijanje. Koristili smo Arduino za kontrolu svjetline i boje LED dioda. Jedna stvar koja je bila pomalo razočaravajuća je to što je kod koji smo koristili natjerao LED diode da sve trepere odjednom, istim intenzitetom i bojom. Ovaj način rada ne pokazuje puni potencijal 'pametnog' LED upravljačkog programa (WS2811) koji je ugrađen u ovaj paket. Pokušajmo sljedeće izmjene izvornog koda. Kao i do sada, datoteku ćete preuzeti i raspakirati, a zatim otvoriti firmver za učitavanje na Arduino (firmware> effects> effects.ino). Uključene su sve datoteke potrebne za ovu demonstraciju pa nema potrebe za dodavanjem biblioteka trećih strana; kod bi se trebao kompajlirati bez ikakvih izmjena --- već je podešen za rukovanje s 3 LED diode. Sada je na vašoj mašti da osmislite sljedeći projekt gdje bi ove vrlo korisne, kompaktne RGB LED diode mogle zasjati. Slobodno objavite neke svoje kreacije koristeći WS2812 u odjeljku za komentare!