Bermula dengan LED NeoPixel / WS2812 RGB: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

[Mainkan Video]

Dalam Instructable ini, kita akan meneroka mengenai LED RGB yang dapat dialamatkan (WS2812) atau dikenali sebagai Adafruit NeoPixel. NeoPixel adalah keluarga cincin, jalur, papan & batang LED mini yang berwarna-warni. Ini dapat dirantai dari satu ke yang berikutnya sehingga anda dapat mengaktifkan dan memprogramkan garis panjang NeoPixels bersama-sama untuk membentuk rentetan LED yang tidak berkesudahan. Anda boleh menggunakan jalur LED ini untuk menambahkan kesan pencahayaan yang kompleks pada projek anda.

Anda boleh mendapatkan semua projek saya di:

Mereka dilengkapi dengan pakej permukaan 5050 (5mm x 5mm) kecil yang merangkumi tiga LED terang (Merah, Hijau, dan Biru) dan cip pemacu bersepadu (WS2811). Ia hanya memerlukan satu input data untuk mengawal keadaan, kecerahan, dan warna ketiga LED. Dengan menyambungkan pin output data ke pin input data dari jalur berikutnya, adalah mungkin untuk daisy mengaitkan LED dengan panjang teorinya secara teoritis.

Dengan kombinasi nilai RGB (0 - 255), anda dapat menghasilkan semula hampir semua warna, jadi dalam arti LED RGB yang terkawal adalah LED universal.

Langkah 1: Bahagian dan Alatan Yang Digunakan

Bahagian:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Bekalan Kuasa 5V / 2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Kawat Jumper (Amazon)

6. Matriks WS2812 8 x 32 Fleksibel (Sparkfun)

Alat:

1. Besi Pematerian (Amazon)

2. Pemotong Kawat / Stripper (Amazon)

Langkah 2: Jenis Jalur LED RGB

Terdapat 2 jenis jalur LED RGB utama: Jalur analog dan Jalur Digital

1. Jalur analog:

Semua LED dalam jalur disambungkan secara selari, jadi ia berfungsi seperti LED tiga warna tunggal. Anda boleh menetapkan warna tertentu ke seluruh jalur / tali. Mereka sangat mudah digunakan dan murah tetapi batasan dalam jenis ini Jalur LED adalah bahawa anda tidak dapat mengawal warna LED individu.

Pada setiap jalur ini, anda akan melihat (dari kiri ke kanan) pertama LED, diikuti oleh perintang SMD.

2. Jalur digital:

Jalur digital ialah anda menangani setiap LED secara individu dan bekerja dengan cara yang berbeza. Mereka mempunyai cip untuk setiap LED, untuk menggunakan jalur yang anda perlukan untuk menghantar data berkod digital ke cip. Kerana kerumitan cip tambahan, ia lebih mahal.

Perhatikan anak panah yang menunjukkan arah Data. Sekiranya anda menyambungkan jalur ke arah terbalik, ia tidak akan berfungsi.

Langkah 3: Jenis Jalur LED RGB yang Boleh Ditujukan

LED beralamat dilengkapi dengan nombor model yang berbeza seperti WS2801, WS2811, WS2812 atau WS2812B. Sekiranya anda baru menggunakan jenis LED ini, anda mungkin keliru di antara mereka. Oleh itu, mari kenal pasti terlebih dahulu. Pada dasarnya WS2801 dan WS2811 adalah nama IC yang dapat mengawal maksimum 3 LED. Walau bagaimanapun WS2812 adalah versi yang lebih baik di mana IC WS2811 disatukan terus ke dalam pakej LED 5050 RGB. Model terbaru ialah WS2812B.

Dalam tutorial ini kita akan menggunakan model terbaru WS2812B.

Sumber Imej: Adafruit, Sparkfun, Polou

Langkah 4: Pin WS2801 dan WS2811 / WS2812

Model WS2801 mempunyai 4 pin input (Vcc, GND, Data, Clock) sedangkan model WS2811 dan WS2812 hanya mempunyai 3 pin

(Vcc, GND dan Data)

PIN - WS2801

5V -> Kuasa (+ 5V)

CI -> Input isyarat jam

CO -> Output isyarat jam

DI -> Input Data

DO -> Keluaran Data

GND -> Tanah

PIN WS2812

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

CO -> N / A

DI -> Input Data

DO -> Keluaran Data

GND -> Tanah

Langkah 5: Bekalan Kuasa

Sebelum anda memulakan sebarang projek jalur LED, perkara pertama yang perlu anda fikirkan ialah Bekalan Kuasa. Salah satu LED RGB ini mengandungi 3 LED (Merah, Biru dan Hijau). Kami tahu satu LED menarik kira-kira 20mA semasa pada kecerahan tertinggi. Oleh itu, satu LED WS2812 boleh menarik 3 x 20mA = 60mA pada kecerahan maksimum - putih.

Bolehkah saya menjalankan secara langsung oleh Arduino?

Jawapannya adalah TIDAK. Oleh kerana jumlah arus yang diperlukan untuk keseluruhan jalur akan jauh lebih banyak daripada yang dapat ditangani oleh Arduino anda.

Anda memerlukan bekalan kuasa terkawal untuknya. Bekalan kuasa mesti memberikan voltan yang betul, dan dapat membekalkan arus yang mencukupi. Di kebanyakan jalur WS2812, voltan operasi ialah 5 volt DC.

Contoh: Untuk matriks WS2812 8 x 8 (64 LED), anda memerlukan 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) pada semua LED yang ditetapkan ke kecerahan maksimumnya (Warna Putih). Tetapi tidak dianjurkan, pastikan kecerahan tetap rendah untuk mendapatkan kehidupan maksimum.

Saya boleh mengesyorkan untuk menetapkan kecerahan di bawah 50%. Oleh itu, anda memerlukan 3.84 x 0.5 = 1.92A

Oleh itu, dengan mengambil sedikit margin bekalan kuasa yang disyorkan ialah 5V / 2A.

Langkah 6: Menyiapkan Bekalan Kuasa

Sangat mudah untuk mengawal jalur LED WS2812B tanpa litar tambahan dan komponen diskrit. Sekiranya anda mempunyai bekalan kuasa Arduino, 5V dan sedikit kabel jumper maka anda boleh bermain dengannya.

Menyiapkan Bekalan Kuasa:

Saya menggunakan bekalan kuasa terkawal 5V / 2A untuk menjalankan LED NeoPixel.

Kami memerlukan dua sambungan GND: satu ke jalur LED dan yang lain ke Arduino. Oleh itu, saya menyolder dua wayar ke terminal negatif dan satu wayar ke terminal positif bicu DC.

Sambungan Arduino:

Sambungan Arduino sangat mudah.

Jalur LED DIN -> Arduino D6

Bekalan Kuasa GND -> Arduino GND

Sekiranya anda menggunakan bekalan kuasa luaran untuk menyalakan jalur LED dan Arduino, maka anda mesti menyambungkan bekalan 5V ke pin Arduino 5V.

Amalan Baik seperti Adafruit:

1. Menambah kapasitor besar (1000 µF, 6.3V atau lebih tinggi) merentasi terminal + dan -. Ini menghalang arus awal daripada merosakkan piksel.

2. Menambah perintang 300 hingga 500 Ohm antara pin data mikrokontroler anda dan input data pada NeoPixel pertama dapat membantu mencegah lonjakan voltan yang mungkin merosakkan piksel pertama anda. Sila tambah antara mikro dan NeoPixels anda.

3. Semasa menyambungkan NeoPixels ke mana-mana sumber kuasa langsung atau mikrokontroler, SENTIASA MENGHUBUNGI GROUND (-) SEBELUM SETIAP LAIN. Sebaliknya, putuskan tanah terakhir semasa berpisah.

Langkah 7: Memandu Nex Matrix 8x8

Matriks LED mengandungi 64 RGB LED yang menggunakan pemacu WS8211. Setiap piksel boleh dialamatkan secara individu dan anda hanya memerlukan satu pin Arduino untuk mengawal semua LED.

Di bahagian belakang matriks terdapat dua port: Input (3pins) dan Output (3pins).

Port input disambungkan ke bekalan kuasa luaran Arduino dan 5V. Sambungannya adalah berikut

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Bekalan Kuasa Matriks

5V- 5V

GNDGND

Catatan: Anda tidak boleh lupa untuk menyambungkan GND kedua-dua bekalan kuasa dan Arduino.

Sekarang hidupkan litar dan muat naik kod untuk menonton beberapa animasi. Saya telah menetapkan kecerahan LED kepada sekitar 30%.

Kod Arduino:

Kod dan perpustakaan dilampirkan dalam fail zip. Muat turunnya. Anda boleh menonton video untuk mengetahui cara menggunakan Perisian.

Langkah 8: Memandu MATRIK 8X32 WS2812 RGB yang Fleksibel

Matriks Fleksibel 8x32 cukup hebat. Saya memesannya dari Sparkfun. Anda boleh membuat animasi, permainan, atau memasukkannya ke dalam projek e-tekstil yang menyeronokkan. Di atas semua itu, berkat sokongan fleksibelnya, Matriks LED ini dapat dibengkokkan dan dibungkuk agar sesuai dengan hampir semua permukaan yang melengkung.

Sambungan dengan arduino serupa dengan matriks / Jalur LED NeoPixel yang lain.

Matrix dilengkapi dengan wayar terminal, jadi tidak perlu dipateri.

Kuning: GND

Merah: + 5V

Hijau: Data

Sekiranya anda menikmati artikel ini, jangan lupa menyampaikannya! Ikuti saya untuk lebih banyak projek dan idea DIY. Terima kasih !!!