Za početak rada sa NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

[Reproduciraj video]

U ovom Instructableu istraživat ćemo o adresibilnoj RGB LED (WS2812) ili popularno poznatoj kao Adafruit NeoPixel. NeoPixel je porodica prstenova, traka, ploča i štapića od pulsirajućih, šarenih minijaturnih LED dioda. Oni se mogu slagati od jednog do drugog, tako da možete napajati i programirati dugi niz NeoPixela zajedno kako biste formirali beskrajan niz LED dioda. Ove LED trake možete koristiti za dodavanje složenih svjetlosnih efekata bilo kojem projektu.

Sve moje projekte možete pronaći na:

Dolaze s malim paketom za površinsko montiranje 5050 (5 mm x 5 mm) koji uključuje tri svijetle LED diode (crvenu, zelenu i plavu) i integrirani upravljački čip (WS2811). Za kontrolu stanja, svjetline i boje sve tri LED diode potreban je samo jedan unos podataka. Spajanjem izlaznog pina za podatke na ulazni pin za sljedeće trake moguće je lansirati LED diode na teoretski proizvoljnu dužinu.

Kombinacijom RGB vrijednosti (0 - 255) možete reproducirati bilo koju boju, pa je u određenom smislu kontrolisana RGB LED univerzalna LED.

Korak 1: Korišteni dijelovi i alati

Dijelovi:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Napajanje 5V /2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Žice za kratkospojnike (Amazon)

6. 8 x 32 Fleksibilna matrica WS2812 (Sparkfun)

Alati:

1. Lemilica (Amazon)

2. Rezač / skidač žice (Amazon)

Korak 2: Vrsta RGB LED trake

Postoje 2 glavne vrste RGB LED traka: analogna i digitalna traka

1. Analogna traka:

Sve LED diode na trakama spojene su paralelno, pa se ponaša kao jedna velika trobojna LED lampica. Možete postaviti određenu boju cijelim trakama / žicama. Vrlo su jednostavne za upotrebu i jeftine, ali ograničenje u ovoj vrsti LED trake ne mogu kontrolirati pojedinačne boje LED dioda.

Na svakoj od ovih traka prvo ćete vidjeti (slijeva nadesno) LED diodu, a zatim SMD otpornik.

2. Digitalna traka:

Digitalna traka je da se svakom LED -u obraćate pojedinačno i radite na drugačiji način. Imaju čip za svaku LED diodu, za korištenje trake morate poslati digitalno kodirane podatke na čipove. Zbog dodatne složenosti čipova, oni su skuplji.

Obratite pažnju na strelice koje označavaju smjer podataka. Ako spojite traku u obrnutom smjeru, neće raditi.

Korak 3: Vrste adresabilnih RGB LED traka

Adresibilne LED diode dolaze s različitim brojevima modela poput WS2801, WS2811, WS2812 ili WS2812B. Ako ste tek počeli koristiti ovu vrstu LED dioda, možete se zbuniti među njima. Pa ćemo ih prvo identificirati. U osnovi WS2801 i WS2811 su naziv IC -a koji može kontrolirati najviše 3 LED diode. Međutim, WS2812 je poboljšana verzija u kojoj je WS2811 IC integriran izravno u 5050 RGB LED paket. Najnoviji model je WS2812B.

U ovom vodiču koristit ćemo najnoviji model WS2812B.

Izvor slike: Adafruit, Sparkfun, Polou

Korak 4: Igle WS2801 i WS2811 / WS2812

Model WS2801 ima 4 ulaza (Vcc, GND, podaci, sat), dok model WS2811 i WS2812 imaju samo 3 pina

(Vcc, GND i podaci)

PIN - WS2801

5V -> Napajanje (+5V)

CI -> Ulaz signala sata

CO -> Signal sata Izlaz

DI -> Unos podataka

DO -> Izlaz podataka

GND -> Uzemljenje

PIN WS2812

5V -> Napajanje (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> Unos podataka

DO -> Izlaz podataka

GND -> Uzemljenje

Korak 5: Napajanje

Prije nego započnete bilo koji projekt LED trake, prvo o čemu morate razmisliti je o napajanju. Jedna od ovih RGB LED sadrži 3 LED diode (crvenu, plavu i zelenu). Znamo da jedna LED crpi struju približno 20mA pri najvećoj svjetlini. Dakle, jedna LED WS2812 može izvući 3 x 20mA = 60mA pri maksimalnoj svjetlini - bijela.

Mogu li izravno pokrenuti Arduino?

Odgovor je jednostavno NE. Budući da će količina struje potrebna za cijelu traku biti znatno veća nego što vaš Arduino može podnijeti.

Za to vam je potrebno zasebno regulirano napajanje. Napajanje mora osigurati ispravan napon i moći napajati dovoljnu struju. U većini traka WS2812 radni napon je 5 V DC.

Primjer: Za WS2812 matricu 8 x 8 (64 LED) potrebno vam je 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) na svim LED diodama postavljenim na maksimalnu svjetlinu (bijela boja). Ali nije preporučljivo držati svjetlinu nižom kako biste dobili maksimalni vijek trajanja.

Mogu preporučiti da postavite svjetlinu ispod 50 %. Dakle, trebate 3,84 x 0,5 = 1,92A

Dakle, uz određenu marginu, preporučeno napajanje je 5V / 2A.

Korak 6: Priprema izvora napajanja

Vrlo je jednostavno kontrolirati LED traku WS2812B bez dodatnih sklopova i diskretnih komponenti. Ako imate Arduino, 5V napajanje i nekoliko kratkospojnih žica, tada se možete igrati s njim.

Priprema napajanja:

Koristio sam 5V/2A regulisano napajanje za pokretanje NeoPixel LED dioda.

Potrebna su nam dva GND priključka: jedan na LED traku, a drugi na Arduino. Tako sam lemio dvije žice na negativni terminal i jednu žicu na pozitivni priključak istosmjerne utičnice.

Arduino veza:

Arduino povezivanje je vrlo jednostavno.

LED traka DIN -> Arduino D6

Napajanje GND -> Arduino GND

Ako koristite vanjsko napajanje za napajanje LED trake i Arduina, tada morate spojiti 5V napajanje na Arduino 5V pin.

Dobre prakse prema Adafruit -u:

1. Dodavanje velikog kondenzatora (1000 µF, 6.3V ili više) preko + i - priključaka. Time se sprječava da početni udar struje ošteti piksele.

2. Dodavanjem otpornika od 300 do 500 Ohma između podatkovnog pina vašeg mikrokontrolera i unosa podataka na prvom NeoPixelu možete spriječiti skokove napona koji bi inače mogli oštetiti vaš prvi piksel. Dodajte jedan između mikro i NeoPixela.

3. Kada povezujete NeoPixels na bilo koji izvor napajanja pod naponom ili mikrokontroler, UVIJEK POVEZUJTE UZEMLJENJE (-) PRE NIŠTA DRUGOG. Nasuprot tome, pri odvajanju posljednji odspojite uzemljenje.

Korak 7: Vožnja 8x8 Neo Matrix

LED matrica sadrži 64 RGB LED diode koje koriste upravljački program WS8211. Svaki piksel je pojedinačno adresabilan i trebat će vam samo jedan Arduino pin za kontrolu svih LED dioda.

Na stražnjoj strani matrice nalaze se dva priključka: Ulazni (3 pinova) i Izlazni (3 pinska).

Ulazni port je spojen na Arduino i 5V vanjsko napajanje. Veza je sljedeća

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrično napajanje

5V- 5V

GNDGND

Napomena: Ne biste trebali zaboraviti spojiti GND napajanja i Arduino.

Sada uključite strujno kolo i učitajte kôd za gledanje nekoliko animacija. Postavio sam svjetlinu LED dioda na oko 30%.

Arduino kod:

Kôd i biblioteke su priloženi u zip datoteci. Preuzmite je. Video možete pogledati kako biste znali koristiti softver.

Korak 8: Vožnja fleksibilnom 8X32 WS2812 RGB MATRIX

Fleksibilna matrica 8x32 je super. Naručio sam je od Sparkfuna. Možete stvoriti animacije, igre ili ih čak ugraditi u zabavan projekt e-tekstila. Povrh svega, zahvaljujući fleksibilnoj podlozi, ova LED matrica može se saviti i saviti kako bi stala na gotovo svaku zakrivljenu površinu.

Veza s arduinom slična je s drugom NeoPixel LED matricom / trakom.

Matrix dolazi s terminalnim žicama, pa nema potrebe za lemljenjem.

Žuta: GND

Crvena: +5V

Zelena: Podaci

Ako vam se svidio ovaj članak, ne zaboravite ga proslijediti! Pratite me za još DIY projekata i ideja. Hvala ti !!!