LED RGB Terbaik untuk Mana-mana Projek (WS2812, Aka NeoPixels): 6 Langkah (dengan Gambar)

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

Semasa kami bekerja dengan LED, kami sering ingin mengawal keadaan (hidup / mati), kecerahan dan warna. Terdapat banyak, banyak cara untuk menyelesaikannya, tetapi tidak ada penyelesaian yang ringkas seperti LED WS2812 RGB. Dalam pakej 5mm x 5mm yang kecil, WS2812 merangkumi 3 LED super terang (Merah, Hijau, dan Biru) dan litar pemacu padat (WS2811) yang hanya memerlukan satu input data untuk mengawal keadaan, kecerahan, dan warna 3 LED. Dengan perbelanjaan hanya memerlukan satu baris data untuk mengendalikan 3 LED, muncul permintaan untuk waktu yang sangat tepat dalam komunikasi dengan WS2811. Atas sebab ini, mikrokontroler masa nyata (mis., AVR, Arduino, PIC) diperlukan. Malangnya, komputer mikro berasaskan Linux atau mikrokontroler yang ditafsirkan seperti Netduino atau Basic Stamp tidak dapat memberikan ketepatan masa yang mencukupi yang diperlukan. Oleh itu, dalam Instructable ini saya melalui proses penyediaan, dan mengendalikan salah satu LED ini dengan Arduino Uno. Kemudian, saya menunjukkan betapa mudahnya menghubungkan beberapa daripadanya untuk paparan pencahayaan yang hebat! Tahap kesukaran: Permulaan Masa hingga selesai: 10-15 Minit

Langkah 1: Senarai Bahan

LED RGB yang hebat ini hadir dalam pakej 5050 (5mm x 5mm) dengan 6 pad yang cukup mudah disolder ke papan pemecah. Kerana satu-satunya komponen tambahan yang diperlukan adalah kapasitor penyahgandingan, WS2812 dengan jujur menawarkan penyelesaian terbaik untuk mengawal warna dan kecerahan LED RGB. Pemacu LED arus terus tertanam (WS2811) sangat berguna kerana dua sebab: - Arus tetap ~ 18mA akan mendorong setiap LED walaupun voltan berbeza. - Tidak perlu menambah perintang pengehad arus (perintang tercekik a.k.a) antara bekalan kuasa dan LED. Yang kami perlukan adalah reka bentuk yang sangat mudah untuk menyediakan Power, Ground, dan 1 Input Kawalan untuk membuat paparan pencahayaan yang hebat yang terdiri daripada bukan satu, tetapi rangkaian LED RGB. Betul! Dengan menyambungkan pin Data Out dari salah satu LED ini, ke pin Data In yang lain, kita dapat menggerakkan keduanya secara bebas dengan Input Kawalan yang sama! Sekiranya tidak jelas bagaimana melakukan ini, jangan risau, pada akhir Instruksional ini, anda akan dapat menambah WS2812 ke mana-mana projek yang anda mahukan! Untuk ini, inilah yang akan kita gunakan: Bahan: 3 x LED WS2812 RGB (pra-disolder ke papan pelindung kecil) 1 x Kawat Teras Padat Papan Roti Solderless (warna pelbagai; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Penyambung Pin Break-away, 0,1 "Pitch, Male 8-Pin (Right-Angle) 1 x Pin Connector, 0.1" Pitch, 8-Pin Female (Right-Angle) 1 x Breakaway Pin Connector, 0.1 "Pitch, 8-Pin MaleTools: PC USB A / B Cable Wire Stripper Soldering IronNota: Bergantung pada projek anda, LED WS2812 RGB juga tersedia tanpa papan pelarian dengan harga sekitar $ 0.40 setiap satu, tetapi kemudahan pilihan pra-solder menarik untuk aplikasi sederhana.

Langkah 2: Menyambungkan Pin Header

Dengan semua bahan yang disenaraikan pada langkah sebelumnya, cukup tepat untuk menyalakan LED RGB WS2812. Pertama, kami ingin menyediakan Papan Pemecahan WS2812 untuk meletakkannya di papan roti tanpa pateri. Untuk melakukan ini, kami menggunakan pemotong kawat (alat pemotong yang paling biasa akan berfungsi juga) untuk memisahkan setiap jalur 8-Pin menjadi kepingan 2 x 3-Pin. Perlu diingat bahawa membuat potongan sedikit sukar; sering kali saya cuba menggunakan alur antara dua kepala lelaki sebagai panduan untuk memotong, dan saya akhirnya mencukur terlalu banyak plastik dari tandukan yang ingin saya simpan. Dengan 'mengorbankan' pin di mana kita ingin memotong, kita mengelakkan masalah sama sekali. Dengan menggunakan sepasang tang, kami melepaskan pin di mana kami mahu memotong (dalam kes ini, pin ke-4 dan ke-8). Setelah pin dikeluarkan, kita dapat memotong bahagian tengah tajuk yang sekarang kosong dengan mudah. Teknik ini berfungsi sama dengan header wanita. Setelah mencungkil dan memotong, kita harus mempunyai header 6 x 3-Pin, iaitu 2 x standard dan 4 x sudut kanan (2 x lelaki, 2 x perempuan). Dengan bantuan besi pematerian, kita kini boleh menyambungkan pin ke setiap tiga papan pelindung dengan cara berikut. Satu papan harus mempunyai header standard 2 x, sedangkan dua papan yang lain masing-masing harus mempunyai 1 header sudut kanan. Di papan yang mempunyai header pin standard, kami meletakkan pin di permukaan bawah papan (sisi yang bertentangan dengan tempat LED berada). Pada dua yang lain, tajuk sudut kanan (salah satu dari setiap jantina) dapat diletakkan sama ada di permukaan atas atau bawah. Perhatikan bahawa penting untuk konsisten, dari satu papan ke papan yang lain, pada penempatan tajuk lelaki dan wanita. Adalah berguna untuk menggunakan kapasitor pelekap permukaan untuk mengorientasikan papan; Dengan menggunakan ini sebagai rujukan, header lelaki harus disolder ke hujung paling dekat dengan kapasitor. Setelah pin disolder, kami bersedia menghubungkan salah satu daripadanya ke Arduino!

Langkah 3: Menghubungkan WS2812 Breakout Board ke Arduino

Dalam langkah ini, kita akan membuat hubungan yang diperlukan antara Arduino, dan salah satu WS2812 Breakout Boards kami. Untuk tujuan ini, kami akan menggunakan papan roti tanpa pateri, dan 3 jumper wayar. Sekiranya anda menggunakan gulungan dawai, sekarang adalah masa untuk memotong 3 keping, masing-masing panjangnya sekitar 4 . Kami sekarang boleh meletakkan WS2812 Breakout Board (satu dengan header standard) di seberang pembahagi papan roti kami. Pastikan bahawa Arduino terputus dari kedua-dua sumber kuasa dan USB, kami akan meneruskan penyambungannya. Di bahagian bawah WS2812 Breakout Board kita dapat menemukan nama setiap pin: VCC, DI (DO), GND. ini sebagai panduan kami terus menyambungkan pin 5V dan GND dari Arduino ke pin VCC dan GND dari papan WS2812. Kemudian, kami menyambungkan pin 8 di sisi Digital Arduino ke pin DI papan WS2812, yang merupakan pin tengah sisi yang paling dekat dengan kapasitor. Sekarang kami sudah bersedia memuatkan program kami ke Arduino, dan menjadikan WS2812 berkelip!

Langkah 4: Menjadikan Berkedip Dengan Arduino IDE

Saya menganggap anda sudah memasang Arduino IDE ke komputer anda --- banyak panduan di web menerangkan prosesnya dengan cukup baik. Program yang perlu kami muatkan ke Arduino kami boleh dimuat turun di sini. Selepas kita boleh klik dua kali fail primer.ino di dalam firmware> contoh> folder primer untuk memuatkannya ke Arduino IDE (wirtten untuk versi 1.0.5). Pakej ini merangkumi perpustakaan yang diperlukan untuk menyusun kod sehingga tidak ada kesalahan, sila hantarkan komen jika anda menghadapi masalah menyusun. Setelah memilih jenis papan Arduino, dan port USB menggunakan pilihan menu Alat, muat naik kod, dan WS2812 akan mula berkedip bergantian antara Merah, Hijau, dan Biru. Ciri paling kemas mengenai LED RGB WS2812 ini adalah bahawa mereka boleh 'dirantai daisy' dengan mudah untuk membuat jalur panjang dan tatasusunan yang mengandungi banyak LED ini. Pada langkah seterusnya kita melakukan ini dengan tepat dengan 3 papan yang telah kita sediakan.

Langkah 5: Membuat Jalur LED RGB

Litar pemacu LED tertanam (WS2811) memungkinkan 'daisy-chaining' satu LED ke yang berikutnya hanya menggunakan 1 baris data (!). Dengan menghubungkan Output Data satu WS2812 ke Input Data yang lain, kita dapat mengawal kecerahan dan warna keseluruhan array LED hingga 500 daripadanya di Arduino! Sudah tentu, untuk menggerakkan banyak LED beberapa pertimbangan mengikut urutan: - Setiap piksel menarik hingga 60mA (putih pada kecerahan penuh memerlukan semua LED menyala, setiap gambar ~ 20mA). - Arduino akan memaksimumkan RAM dengan 500 LED pada kadar penyegaran 30 Hz. - Untuk menghubungkan dua papan bersama-sama, pemisahan maksimum yang disarankan adalah 6 "untuk mengelakkan penurunan kuasa, dan kerosakan data. Dengan pertimbangan ini, kita dapat menggerakkan semua LED menggunakan resolusi warna 24-bit, pada tahap kecerahan yang konsisten, dan cukup tahan terhadap perubahan pada perubahan daya bateri (kecil). Untuk 'daisy-chain' papan yang kami sediakan untuk ini diajar kami mulakan dengan menghubungkan hujung wanita dari satu ke hujung lelaki yang lain dari kedua papan dengan kanan- pengepala sudut. Kemudian, dengan papan Arduino kami terputus dari Daya dan USB, kami meletakkan hujung lelaki dari rantai dua papan pada papan roti tanpa pateri. Kami memastikan bahawa pin sejajar dengan pin di Papan Pemecah WS2812 yang disambungkan ke papan roti sudah. Penjajaran seperti itu akan mempunyai pin VCC dan GND dari papan kepala lurus dan rantai pada barisan papan roti yang sama. Kami meletakkan rantai dua papan berhampiran hujung Papan Pemecah Ketiga yang bertentangan dengan kapasitor A Setelah semuanya tersambung, kita dapat menghidupkan Arduino IDE dan menggunakan Editor Teks untuk mengubah definisi "#define NUM_LEDS 1" menjadi "#define NUM_LEDS 3". Setelah menyambungkan papan kembali ke Kuasa dan / atau USB, kami dapat memuat naik program baru… dan… BAM! Ketiga LED mesti berkelip begitu sahaja!

Langkah 6: Ke dalam Kegelapan, Biarkan Cahaya

Instructable ini dengan cepat menunjukkan kepada anda bagaimana menggunakan WS2812 RGB LED yang disolder sebelumnya ke papan pelindung kecil. Kami menggunakan Arduino untuk mengawal kecerahan dan warna LED. Satu perkara yang sedikit mengecewakan adalah bahawa kod yang kami gunakan menjadikan LED sekelip mata, dengan intensiti dan warna yang sama. Cara operasi ini tidak menunjukkan potensi penuh pemacu LED 'pintar' (WS2811) yang disertakan dalam pakej ini. Oleh itu, mari kita cuba pengubahsuaian berikut pada kod asal. Seperti sebelumnya, anda akan memuat turun dan membuka zip fail, dan kemudian membuka firmware yang akan dimuat ke Arduino (firmware> effects> effects.ino). Semua fail yang diperlukan untuk demo ini disertakan sehingga tidak perlu menambahkan perpustakaan pihak ketiga; kod harus disusun tanpa sebarang pengubahsuaian --- ia sudah siap untuk mengendalikan 3 LED. Sekarang terserah kepada imaginasi anda untuk merancang projek seterusnya di mana LED RGB yang sangat berguna dan padat ini dapat menyinari cahaya mereka. Jangan ragu untuk menghantar beberapa ciptaan anda sendiri menggunakan WS2812 di bahagian komen!