NeoPixel / WS2812 RGB LED- ով սկսելը. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

[Նվագարկել տեսանյութը]

Այս Ուղեցույցում մենք ուսումնասիրելու ենք հասցեագրվող RGB LED (WS2812) կամ հանրահայտորեն հայտնի Adafruit NeoPixel անվանումը: NeoPixel- ը օղակների, շերտերի, տախտակների և ձողիկներով, գունագեղ մանրանկարիչ LED- ների ընտանիք է: Սրանք միմյանցից շղթայվող են, որպեսզի կարողանաք միացնել և ծրագրավորել NeoPixels- ի երկար շարանը միասին ՝ LED- ների անվերջ շարք ստեղծելու համար: Դուք կարող եք օգտագործել այս LED շերտերը `ձեր նախագծերից ցանկացածին լուսավորման բարդ էֆեկտներ ավելացնելու համար:

Իմ բոլոր նախագծերը կարող եք գտնել այստեղ ՝

Նրանք գալիս են 5050 (5 մմ x 5 մմ) մակերեսին ամրացվող փոքրիկ փաթեթով, որը ներառում է երեք վառ LED (կարմիր, կանաչ և կապույտ) և ինտեգրված վարորդական չիպ (WS2811): Բոլոր երեք LED- ների վիճակը, պայծառությունն ու գույնը վերահսկելու համար այն պահանջում է տվյալների միայն մեկ մուտքագրում: Տվյալների ելքային կապը միացնելով հաջորդ շերտերի տվյալների մուտքագրման քորոցին `հնարավոր է շղթայել LED- ները տեսականորեն կամայական երկարությամբ:

RGB արժեքների համադրությամբ (0 - 255) կարող եք վերարտադրել գրեթե ցանկացած գույնի, այնպես որ ինչ -որ առումով վերահսկելի RGB LED- ը ունիվերսալ LED է:

Քայլ 1: Օգտագործված մասեր և գործիքներ

Մասեր:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A էլեկտրամատակարարում (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. 8 x 32 ibleկուն WS2812 մատրիցա (Sparkfun)

Գործիքներ:

1. Sոդման երկաթ (Amazon)

2. Մետաղալար / մերկացուցիչ (Amazon)

Քայլ 2: RGB LED շերտի տեսակը

Գոյություն ունի RGB LED շերտի 2 հիմնական տեսակ ՝ անալոգային ժապավեն և թվային ժապավեն

1. Անալոգային ժապավեն

Շերտերի բոլոր LED- ները զուգահեռաբար միացված են, ուստի այն գործում է որպես մեկ հսկայական եռագույն LED: Դուք կարող եք որոշակի գույն սահմանել ամբողջ ժապավենների / տողերի վրա: Դրանք շատ հեշտ օգտագործման և էժան են, բայց այս տեսակի սահմանափակումները LED շերտերն այն են, որ դուք չեք կարող վերահսկել LED- ի առանձին գույները:

Այս շերտերից յուրաքանչյուրի վրա դուք կտեսնեք (ձախից աջ) նախ LED- ն, որին հաջորդում է SMD դիմադրությունը:

2. Թվային ժապավեն

Թվային ժապավենն այն է, որ դուք յուրաքանչյուր LED- ին դիմում եք առանձին և աշխատում եք այլ կերպ: Նրանք ունեն LED- ի յուրաքանչյուր LED- ի համար, շերտը օգտագործելու համար դուք պետք է թվային կոդավորված տվյալներ ուղարկեք չիպերին: Չիպի լրացուցիչ բարդության պատճառով դրանք ավելի թանկ են:

Ուշադրություն դարձրեք Տվյալների ուղղությունը նշող սլաքներին: Եթե ժապավենը հակառակ ուղղությամբ միացնեք, այն չի աշխատի:

Քայլ 3. Հասցեավորվող RGB LED շերտի տեսակները

Հասցեավորվող LED- ն ունի տարբեր մոդելների համարներ, ինչպիսիք են WS2801, WS2811, WS2812 կամ WS2812B: Եթե դուք նորեկ եք այս տեսակի LED- ների մեջ, կարող եք նրանց մեջ շփոթվել: Այսպիսով, եկեք առաջինը ճանաչենք դրանք: Հիմնականում WS2801 և WS2811 են IC- ի անունները, որոնք կարող են կառավարել առավելագույնը 3 LED: Այնուամենայնիվ, WS2812- ը բարելավված տարբերակ է, որում WS2811 IC- ն ուղղակիորեն ինտեգրված է 5050 RGB LED փաթեթին: Ամենաթարմ մոդելը WS2812B է:

Այս ձեռնարկում մենք կօգտագործենք վերջին մոդելը WS2812B:

Պատկերի աղբյուր ՝ Ադաֆրուտ, Սպարկֆուն, Պոլու

Քայլ 4: WS2801 և WS2811 / WS2812 կապում

WS2801 մոդելը ունի 4 մուտքային կապ (Vcc, GND, Data, Clock), մինչդեռ WS2811 և WS2812 մոդելը ունեն ընդամենը 3 կապում

(Vcc, GND և տվյալներ)

PIN - WS2801

5V -> հոսանք (+5V)

CI -> ockամացույցի ազդանշանի մուտքագրում

CO -> ockամացույցի ազդանշան Ելք

DI -> Տվյալների մուտքագրում

DO -> Տվյալների ելք

GND -> Գրունտ

PIN WS2812

5V -> Հզորություն (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> Տվյալների մուտքագրում

DO -> Տվյալների ելք

GND -> Գրունտ

Քայլ 5: Էներգամատակարարում

Նախքան LED շերտի նախագիծ սկսելը, առաջին բանը, որի մասին պետք է մտածել, էներգիայի մատակարարումն է: Այս RGB LED- ներից մեկը պարունակում է 3 LED (կարմիր, կապույտ և կանաչ): Մենք գիտենք, որ մեկ LED- ը նկարում է մոտավորապես 20 մԱ հոսանք իր ամենաբարձր պայծառությամբ: Այսպիսով, մեկ WS2812 LED կարող է նկարել 3 x 20mA = 60 մԱ առավելագույն պայծառությամբ `սպիտակ:

Կարո՞ղ եմ ուղղակիորեն աշխատել Arduino- ի միջոցով:

Պատասխանը պարզապես ՈՉ: Քանի որ ամբողջ շերտի համար պահանջվող հոսանքի չափը շատ ավելին կլինի, քան կարող է ձեր Arduino- ն գործածել:

Դրա համար ձեզ հարկավոր է առանձին կարգավորվող էներգիայի մատակարարում: Էներգամատակարարումը պետք է ապահովի ճիշտ լարումը և կարողանա ապահովել բավարար հոսանք: WS2812 շերտերի մեծ մասում աշխատանքային լարումը 5 վոլտ DC է:

Օրինակ ՝ WS2812 8 x 8 մատրիցի (64 LED) համար ձեզ հարկավոր է 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) բոլոր լուսադիոդների վրա, որոնք սահմանված են առավելագույն պայծառության վրա (Սպիտակ գույն): Բայց դա նպատակահարմար չէ, պահպանեք պայծառությունն ավելի ցածր ՝ առավելագույն կյանք ստանալու համար:

Ես կարող եմ խորհուրդ տալ պայծառությունը սահմանել 50 %-ից ցածր: Այսպիսով, ձեզ հարկավոր է 3.84 x 0.5 = 1.92A

Այսպիսով, որոշ լուսանցք ընդունելով, առաջարկվող սնուցման աղբյուրը 5V / 2A է:

Քայլ 6: Էներգամատակարարման պատրաստում

Շատ հեշտ է վերահսկել WS2812B LED ժապավենը առանց լրացուցիչ սխեմաների և դիսկրետ բաղադրիչների: Եթե ունեք Arduino, 5V սնուցման աղբյուր և մի քանի լարային լարեր, կարող եք խաղալ դրա հետ:

Էներգամատակարարման պատրաստում

NeoPixel LED- ները գործարկելու համար ես օգտագործել եմ 5V/2A կարգավորվող սնուցման աղբյուր:

Մեզ պետք է երկու GND միացում ՝ մեկը LED ժապավենին, իսկ մյուսը ՝ Arduino- ին: Այսպիսով, ես երկու լար միացրեցի բացասական տերմինալին և մեկ մետաղալար ՝ DC խցիկի դրական տերմինալին:

Arduino միացում

Arduino կապը շատ հեշտ է:

LED շերտի DIN -> Arduino D6

Էլեկտրամատակարարում GND -> Arduino GND

Եթե արտաքին հոսանքի աղբյուրը օգտագործում եք ինչպես LED շերտի, այնպես էլ Arduino- ի սնուցման համար, ապա դուք պետք է միացնեք 5 Վ լարման մատակարարումը Arduino 5V կապին:

Լավ պրակտիկա ըստ Adafruit- ի

1. Ավելացնել մեծ կոնդենսատոր (1000 μF, 6.3V կամ ավելի բարձր) + և - տերմինալների վրա: Սա կանխում է հոսանքի սկզբնական ներխուժումը փիքսելները վնասելուց:

2. Ձեր միկրոկառավարիչի տվյալների քորոցի և առաջին NeoPixel- ի տվյալների մուտքագրման միջև 300 -ից 500 Օմ դիմադրության ավելացումը կարող է կանխել լարման թռիչքները, որոնք հակառակ դեպքում կարող են վնասել ձեր առաջին պիքսելին: Ավելացրեք մեկը ձեր միկրո և NeoPixels- ի միջև:

3. NeoPixels- ը ցանկացած կենդանի էներգիայի աղբյուրի կամ միկրոկոնտրոլերի հետ միացնելիս ՄԻՇՏ ՄԻԱԵՔ ԳՈՐԸ (-) ՈYրիշ ՈFԻORE ՄԻՆՉԵՎ: Ընդհակառակը, անջատելիս հողը վերջինը անջատեք:

Քայլ 7. 8x8 Neo Matrix վարելը

LED մատրիցը պարունակում է 64 RGB LED, որոնք օգտագործում են WS8211 վարորդը: Յուրաքանչյուր պիքսել անհատապես հասցեական է, և ձեզ կպահանջվի միայն մեկ Arduino պին `բոլոր LED- ները վերահսկելու համար:

Մատրիցի հետևի մասում կան երկու նավահանգիստ ՝ մուտք (3 պին) և ելք (3 պին):

Մուտքային պորտը միացված է Arduino- ի և 5V արտաքին էներգիայի աղբյուրին: Կապը հետևյալն է

Մատրիցա Արդուինո

DIN D6

GND GND

Մատրիցային էներգիայի մատակարարում

5V- 5V

GNDGND

Նշում. Դուք չպետք է մոռանաք միացնել ինչպես սնուցման աղբյուրը, այնպես էլ Arduino- ն:

Այժմ միացրեք միացումը և վերբեռնեք կոդը ՝ մի քանի անիմացիա դիտելու համար: LED- ների պայծառությունը սահմանել եմ մոտ 30%:

Arduino կոդ:

Կոդը և գրադարանները կցված են zip ֆայլում: Ներբեռնեք այն: Կարող եք դիտել տեսանյութը `իմանալու, թե ինչպես օգտագործել Softwareրագրակազմը:

Քայլ 8. Driկուն 8X32 WS2812 RGB ՄԱՏՐԻՔՍ վարելը

8x32 lexկուն մատրիցը բավականին թույն է: Ես այն պատվիրեցի Sparkfun- ից: Դուք կարող եք ստեղծել անիմացիաներ, խաղեր կամ նույնիսկ դրանք ներառել զվարճալի էլեկտրոնային տեքստիլ նախագծի մեջ: Այս ամենի վրա, ճկուն հետևի շնորհիվ, այս LED մատրիցը կարող է թեքվել և խոնարհվել ՝ տեղավորվելով գրեթե ցանկացած կոր մակերևույթի վրա:

Արդուինոյի հետ կապը նման է մյուս NeoPixel LED մատրիցային / ժապավենին:

Մատրիցան գալիս է տերմինալային լարերով, այնպես որ կպցնելու կարիք չկա:

Դեղին ՝ GND

Կարմիր ՝ +5 Վ

Կանաչ: Տվյալներ

Եթե ձեզ դուր եկավ այս հոդվածը, մի մոռացեք փոխանցել այն: Հետևեք ինձ ավելի շատ DIY նախագծերի և գաղափարների համար: Շնորհակալություն !!!