Labākās RGB gaismas diodes jebkuram projektam (WS2812, Aka NeoPixels): 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Strādājot ar gaismas diodēm, mums bieži patīk kontrolēt to stāvokli (ieslēgts/izslēgts), spilgtumu un krāsu. Ir daudz, daudz dažādu veidu, kā to panākt, taču neviens nav tik kompakts risinājums kā WS2812 RGB LED. Savā mazajā 5 mm x 5 mm iepakojumā WS2812 ietver 3 īpaši spilgtas gaismas diodes (sarkanu, zaļu un zilu) un kompaktu draivera ķēdi (WS2811), kurai nepieciešama tikai viena datu ievade, lai kontrolētu 3 gaismas diodes stāvokli, spilgtumu un krāsu. Uz rēķina, ka, lai kontrolētu 3 gaismas diodes, ir nepieciešama tikai viena datu līnija, tiek pieprasīts ļoti precīzs laiks saziņai ar WS2811. Šī iemesla dēļ ir nepieciešams reāllaika mikrokontrolleris (piemēram, AVR, Arduino, PIC). Diemžēl uz Linux balstīts mikrodators vai interpretēts mikrokontrolleris, piemēram, Netduino vai Basic Stamp, nevar nodrošināt nepieciešamo laika precizitāti. Un šajā instrukcijā es eju cauri vienas no šīm gaismas diodēm iestatīšanas un kontroles procesam, izmantojot Arduino Uno. Tad es parādīšu, cik viegli ir savienot vairākus no tiem, lai iegūtu lielisku apgaismojuma displeju! Grūtības līmenis: iesācējs Laiks līdz pabeigšanai: 10-15 minūtes

1. solis: Materiālu saraksts

Šis brīnišķīgais RGB LED ir 5050 (5 mm x 5 mm) iepakojumā ar 6 spilventiņiem, kurus ir diezgan viegli pielodēt uz sadalīšanas dēļa. Tā kā vienīgais nepieciešamais papildu komponents ir atvienošanas kondensators, WS2812 godīgi piedāvā labāko risinājumu RGB gaismas diodes krāsu un spilgtuma kontrolei. Iebūvētais nemainīgās strāvas LED draiveris (WS2811) ir ārkārtīgi noderīgs divu iemeslu dēļ: - nemainīga strāva ~ 18mA vadīs katru LED pat tad, ja spriegums mainās. - Starp barošanas avotu un gaismas diodēm nav jāpievieno strāvu ierobežojoši rezistori (pazīstami arī kā droseles rezistori). Viss, kas mums nepieciešams, ir ļoti vienkāršs dizains, lai nodrošinātu jaudu, zemi un 1 vadības ieeju, lai izveidotu satriecošu apgaismojuma displeju, kas sastāv nevis no viena, bet visa RGB gaismas diodes. Tieši tā! Savienojot vienas no šīm gaismas diodēm datu izvades tapu un citas datu ievades tapu, mēs varam vadīt tās abas neatkarīgi ar to pašu vadības ievadi! Ja nav skaidrs, kā to izdarīt, neuztraucieties, līdz šīs pamācības beigām jūs būsit gatavs pievienot WS2812 jebkuram vēlamajam projektam! Šajā instrukcijā mēs izmantosim šādus materiālus: Materiāli: 3 x WS2812 RGB gaismas diodes (iepriekš lodētas uz neliela sadalīšanas paneļa) Atdalāms tapas savienotājs, 0,1 collu solis, 8 kontaktu tēviņš (taisns leņķis) MaleTools: datora USB A/B kabeļu vadu noņēmējs Lodāmurs Piezīmes: Atkarībā no jūsu projekta WS2812 RGB gaismas diodes ir pieejamas arī bez sadales paneļa par aptuveni 0,40 ASV dolāriem katrā, taču iepriekš pielodētās opcijas ērtības ir pievilcīgas vienkāršiem lietojumiem.

2. darbība: tapas galvenes pievienošana

Izmantojot visus materiālus, kas uzskaitīti iepriekšējā solī, ir diezgan viegli iedegties WS2812 RGB gaismas diode. Pirmkārt, mēs vēlamies sagatavot WS2812 sadalīšanas dēļus, lai tos novietotu uz bezlodēšanas maizes dēļa. Lai to izdarītu, mēs izmantojam stiepļu griezēju (visizplatītākie griezējinstrumenti darbosies tikpat labi), lai atdalītu katru 8-pin sloksni 2 x 3-pin gabalos. Paturiet prātā, ka griezuma veikšana ir nedaudz sarežģīta; bieži esmu mēģinājis izmantot gropi starp diviem vīriešu galviņām kā norādījumu griezumam, un esmu beidzis nošķelt pārāk daudz plastmasas no galvenes, kuru es gribēju paturēt. “Upurējot” tapu vietā, kur vēlamies veikt griezumu, mēs vispār izvairāmies no problēmas. Izmantojot knaibles, mēs noņemam tapu vietā, kur mēs vēlamies griezt (šajā gadījumā 4. un 8. tapa). Kad tapas ir noņemtas, mēs varam viegli izgriezt tukšo galvenes vidusdaļu. Šī metode vienlīdz labi darbojas ar sieviešu galveni. Pēc atdalīšanas un griešanas mums vajadzētu būt 6 x 3-pin galvenēm, tas ir, 2 x standarta un 4 x taisnleņķa (2 x vīrieši, 2 x sievietes). Ar lodāmura palīdzību mēs tagad varam savienot tapas ar katru no trim sadalīšanas dēļiem šādā veidā. Vienai plāksnei jābūt 2 x standarta galvenēm, bet pārējām divām plāksnēm-1 x taisnleņķa galvene. Uz tāfeles, kurai būs standarta tapas, mēs ievietojam tapas uz tāfeles apakšējās virsmas (pusē, kas atrodas pretī gaismas diodes atrašanās vietai). Pārējos divos taisnleņķa galvenes (viena no katra dzimuma) var novietot vai nu uz augšējās, vai apakšējās virsmas. Ņemiet vērā, ka ir svarīgi būt konsekventam starp vīriešu un sieviešu galvenes izvietojumu. Plākšņu orientēšanai ir noderīgi izmantot virsmas stiprinājuma kondensatoru; izmantojot šo kā atsauci, vīrieša galvene jāpielodē līdz kondensatoram vistuvāk esošajam galam. Kad tapas ir pielodētas, mēs esam gatavi vienu no tiem savienot ar Arduino!

3. darbība. WS2812 Breakout Board savienošana ar Arduino

Šajā solī mēs izveidosim nepieciešamos savienojumus starp Arduino un vienu no mūsu WS2812 sadalīšanas dēļiem. Šim nolūkam mēs izmantosim bez lodēšanas maizes dēli un 3 x džemperu vadus. Ja izmantojat stieples spoli, tagad ir pienācis laiks izgriezt 3 gabalus, katrs apmēram 4 collu garš. Tagad mēs varam novietot WS2812 sadalīšanas dēli (vienu ar standarta galvenēm) pāri mūsu maizes dēļa sadalītājam. ka Arduino ir atvienots gan no barošanas avota, gan no USB, mēs turpināsim pieslēgt vadus. WS2812 sadalīšanas dēļa apakšpusē var atrast katras tapas nosaukumu: VCC, DI (DO), GND. kā pamācību mēs turpinām savienot 5V un GND tapas no Arduino attiecīgi ar WS2812 plates VCC un GND tapām. Pēc tam mēs savienojam 8. tapu Arduino digitālajā pusē ar WS2812 plates DI tapu, kas ir kondensatoram vistuvākās puses centrālā tapa. Tagad mēs esam gatavi ielādēt savu programmu Arduino un likt mirgot WS2812!

4. solis: mirgošana ar Arduino IDE

Es pieņemu, ka jūs jau esat instalējis Arduino IDE savā datorā-daudz tīmekļa rokasgrāmatu izskaidro procesu diezgan labi. Programmu, kas mums jāielādē mūsu Arduino, var lejupielādēt šeit. Pēc tam, kad mēs varam vienkārši dubultklikšķi uz faila primer.ino programmaparatūras> piemēri> primer mapē, lai to ielādētu Arduino IDE (wirtten versijai 1.0.5). Komplektā ir iekļautas nepieciešamās bibliotēkas, lai kods varētu apkopot, lai nebūtu nekādu kļūdu. Lūdzu, ievietojiet komentāru, ja sastādīšanas laikā rodas kādas problēmas. Pēc Arduino plates veida un USB porta izvēles, izmantojot izvēlnes Rīki opciju, augšupielādējiet kodu, un WS2812 jāsāk mirgot pārmaiņus starp sarkanu, zaļu un zilu. Visprecīzākā šo WS2812 RGB gaismas diodes iezīme ir tā, ka tās var diezgan viegli “saķēdēt”, lai izveidotu garas sloksnes un masīvus, kuros būtu daudz šo LED. Nākamajā solī mēs to darām tieši ar 3 sagatavotajiem dēļiem.

5. solis: RGB gaismas diodes sloksnes izgatavošana

Iebūvētā LED draivera shēma (WS2811) ļauj “savienot ķēdi” vienu gaismas diodi ar nākamo, izmantojot tikai 1 datu līniju (!). Savienojot viena WS2812 datu izvadi ar cita datu ievadi, mēs varam kontrolēt visa Arduino gaismas diožu klāsta spilgtumu un krāsu, līdz pat 500 no tām! Protams, lai vadītu daudzas gaismas diodes, ir jāņem vērā daži apsvērumi: - katrs pikselis uzņem līdz 60 mA (balts ar pilnu spilgtumu prasa, lai visas gaismas diodes būtu ieslēgtas, katrs zīmējums - ~ 20 mA). - Arduino maksimāli izmantos savu RAM, vadot 500 gaismas diodes ar atsvaidzes frekvenci 30 Hz. - Lai savienotu divus paneļus kopā, ieteicamais maksimālais attālums ir 6 collas, lai izvairītos no strāvas padeves pārtraukumiem un datu bojājumiem. Paturot prātā šos apsvērumus, mēs varam vadīt visas gaismas diodes, izmantojot 24 bitu krāsu izšķirtspēju, vienmērīgā spilgtuma līmenī, un diezgan izturīgs pret izmaiņām (nelielās) akumulatora jaudas izmaiņās. Lai “sagatavotu ķēdi” plāksnēm, kuras mēs sagatavojām šai pamācībai, mēs vispirms savienojam sieviešu galu no viena līdz otra vīrieša galam no diviem dēļiem ar labo leņķa galvenes. Pēc tam, kad mūsu Arduino plāksne ir atvienota no strāvas un USB, mēs ievietojam vīriešu galu no divu dēļu ķēdes uz bezlodēšanas maizes dēļa. Mēs nodrošinām, ka tapas sakrīt ar tām, kas atrodas uz maizes dēļa WS2812 sadalīšanas dēļa jau. Šādai izlīdzināšanai būs VCC un GND tapas gan no tiešās galvenes plates, gan no ķēdes vienā maizes dēļa rindā. Mēs ievietojam divu dēļu ķēdi netālu no trešās sadalīšanas plāksnes gala, kas atrodas pretī kondensatoram A. Ja viss ir savienots, mēs varam aktivizēt Arduino IDE un izmantot teksta redaktoru, lai mainītu definīciju "#define NUM_LEDS 1" uz "#define NUM_LEDS 3". Pēc tāfeles pievienošanas barošanai un/vai USB mēs varam augšupielādēt jauno programmu … un … BAM! Visām trim gaismas diodēm vajadzētu mirgot tieši tāpat!

6. solis: tumsā, lai ir gaisma

Šī pamācība ātri parādīja, kā izmantot WS2812 RGB LED, kas ir iepriekš lodēts uz maziem sadalīšanas dēļiem. Mēs izmantojām Arduino, lai kontrolētu gaismas diodes spilgtumu un krāsu. Viena lieta, kas bija nedaudz neapmierinoša, ir tas, ka mūsu izmantotais kods lika gaismas diodēm mirgot vienlaikus ar vienādu intensitāti un krāsu. Šis darbības režīms pilnībā neizmanto šajā komplektā iekļautā “viedā” LED draivera (WS2811) potenciālu. Tātad, izmēģināsim šādas sākotnējā koda izmaiņas. Tāpat kā iepriekš, lejupielādējiet un izpakojiet failu un pēc tam atveriet programmaparatūru, kas jāielādē Arduino (programmaparatūra> efekti> effects.ino). Visi demonstrācijai nepieciešamie faili ir iekļauti, tāpēc nav nepieciešams pievienot trešo pušu bibliotēkas; kods jāapkopo bez izmaiņām --- tas jau ir iestatīts, lai apstrādātu 3 gaismas diodes. Tagad jūsu iztēles ziņā ir izstrādāt nākamo projektu, kurā šīs ļoti noderīgās, kompaktās, RGB gaismas diodes varētu iedegties. Jūtieties brīvi ievietot dažus savus darbus, izmantojot WS2812 komentāru sadaļā!