מדריך אולטימטיבי לחיבור רצועות LED ל- Arduino

מדריך אולטימטיבי לחיבור רצועות LED ל- Arduino

עליית תאורת הלד הייתה סטרטוספירה, וקל להבין מדוע. הם זולים לייצור, צורכים פחות כוח משמעותי מאפשרויות תאורה אחרות, וברוב המקרים לא מתחמם, מה שהופך אותם לבטוחים למגוון שימושים.





אחד ממוצרי ה- LED הנפוצים ביותר הוא רצועת ה- LED. במאמר זה נסקור כיצד להגדיר את שני הסוגים הנפוצים ביותר עם Arduino. הפרויקטים האלה מאוד פשוטים, ואפילו אם אתה א מתחיל עם ארדואינו או אלקטרוניקה DIY, תוכל לעשות זאת.



נשתמש גם ב- Arduino IDE לשליטה עליהם. הפרויקט הזה משתמש ב- Arduino Uno, אם כי תוכל להשתמש כמעט בכל לוח תואם (כגון NodeMCU).





בחר את הרצועה שלך

כשאתה קונה רצועות LED יש לקחת בחשבון כמה דברים. הראשונה היא פונקציונליות. אם אתה מתכנן להשתמש ברצועות בעיקר לתאורת סביבה, אז פשוט 12V RGB LED רצועה ( SMD5050 ) תהיה הבחירה הנכונה.

רבות מהרצועות הללו מגיעות עם שלט אינפרא אדום לשליטה עליהן, אם כי בפרויקט זה נשתמש בארדואינו במקום. הקדישו מעט זמן לקניות, בזמן הכתיבה אפשר היה להשיג את הרצועות האלה בפחות $ 1 למטר .



קרדיט תמונה: phanu suwannarat דרך Shutterstock

דברים לעשות עם פטל פאי 2

אם אתה רוצה משהו קצת יותר טק, שקול את WS2811 / 12 / 12B . רצועות אלה (המכונה לפעמים Neopixels ) יש ערכות שבבים משולבות המאפשרות לטפל בהן בנפרד. המשמעות היא שהם מסוגלים ליותר מסתם תאורה סביבתית.



אתה יכול להשתמש בהם כדי לבנות תצוגת פיקסל LED זולה מאפס. אתה יכול אפילו להשתמש בהם לייצור מנורת ענן פנימית אישית שלך.

רצועות אלה דורשות רק 5 וולט כדי להפעיל אותן. אמנם אפשר להפעיל כמויות קטנות מהן ישירות מלוח Arduino, אבל בדרך כלל כדאי להשתמש באספק כוח נפרד של 5V כדי להציל את עצמך מהריח של Arduino מטוגן. אם אתה מחפש נוריות הניתנות לתכנות בנפרד, אלה הן עבורך. בזמן הכתיבה, הם זמינים בסביבות 4 $ למטר .



דבר נוסף שיש לקחת בחשבון הוא היכן סביר להניח שיש להשתמש ברצועות אלה. שני סוגי הרצועות הללו באים באורכים משתנים, בצפיפות LED (מספר הלדים למטר) ובדרגות שונות של בידוד מזג האוויר.

כאשר מסתכלים על פסי LED, שימו לב למספרים המופיעים ברשימה. בדרך כלל, המספר הראשון יהיה מספר נוריות הלדים למטר, והאותיות IP ואחריו מספרים תהיה הגנה מפני מזג האוויר. לדוגמה, אם כתוב ברשימה 30 IP67 , זה אומר שיהיה 30 נוריות למטר. ה 6 מציין שהוא אטום לחלוטין מאבק, ו 7 כלומר הוא מוגן מפני טבילה זמנית במים. (למידע נוסף על בידוד מזג אוויר ודירוג IP .) ברגע שיש לך את רצועת הלד שבחרת, הגיע הזמן לקשר אותה עם ארדואינו. נתחיל עם ה- SMD5050.

מתחברים

על מנת לחבר רצועת LED 12V ל- Arduino, תזדקק לכמה רכיבים:

  • רצועת LED 12V RGB ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (כל לוח תואם יעשה)
  • 3 x 10k נגדי אוהם
  • 3 x רמת לוגיקה ערוצי MOSFET של ערוץ N
  • 1 x לוח לחם
  • חוטי חיבור
  • ספק כוח 12V

לפני הקמת המעגל, בואו נדבר על MOSFETs .

בכל פעם שאתה שולט במשהו שהוא גבוה יותר מהמיקרו -בקר שלך, אתה צריך משהו בין לבין כדי לעצור את הלוח שלך להיות מטוגן. אחת הדרכים הפשוטות לעשות זאת היא שימוש ב- MOSFET. על ידי שליחת אפנון רוחב הדופק ( PWM ) מאותת ל שַׁעַר רגל, אפשר לשלוט בכוח העובר בין לנקז ו מָקוֹר רגליים. על ידי העברת כל אחד מצבעי רצועת ה- LED דרך ה- MOSFET, תוכל לשלוט על הבהירות של כל צבע בנפרד ברצועת ה- LED.

בעת שימוש בבקרי מיקרו, חשוב להשתמש ברכיבים ברמת לוגיקה על מנת להבטיח שהדברים פועלים כפי שאתה רוצה. ודא שה- MOSFET שלך רמת לוגיקה ולא תֶקֶן .

הגדר את המעגל שלך כך:

  1. חבר סיכות ארדואינו 9 , 6 , ו 5 אל ה שַׁעַר רגלי שלושת ה- MOSFET, וחבר א 10k הנגד בקנה אחד עם כל אחת למסילה הקרקעית.
  2. חבר את מָקוֹר רגליים למעקה הקרקע.
  3. חבר את לנקז רגליים אל ירוק , נֶטוֹ , ו כָּחוֹל מחברים ברצועת LED.
  4. חבר את מסילת הכוח ל- +12V מחבר רצועת ה- LED (שים לב שבתמונה זו חוט החשמל שחור כדי להתאים לצבעי המחברים ברצועת ה- LED שלי).
  5. חבר את קרקע הארדואינו למעקה הקרקע.
  6. חבר את שלך 12v אספקת חשמל למסילות החשמל.

ברוב רצועות הלד יש מחברי Dupont [Broken URL Removed], שקל להתחבר אליהם. אם שלך לא, ייתכן שתצטרך להלחם חוטים לרצועת LED. אל תיבהל אם אתה די חדש בהלחמה, זוהי עבודה קלה, ויש לנו מדריך להתחלת הלחמה אם תזדקק לה.

אנו נפעיל את לוח ה- Arduino שלנו באמצעות USB לפרויקט זה. תוכל לבחור להפעיל את הלוח באמצעות סיכת ה- VIN, אך וודא שאתה מכיר את מגבלות ההספק ללוח שלך לפני שתעשה זאת.

כאשר המעגל הושלם הוא אמור להיראות בערך כך:

כעת, לאחר שחיברת את הכל, הגיע הזמן לעשות סקיצה פשוטה של ​​ארדואינו לשליטה עליה.

דוהה

חבר את לוח ה- Arduino למחשב שלך באמצעות USB ופתח את ה- Arduino IDE. ודא שבחרת את הלוח ואת מספר היציאה הנכונים עבור הלוח שלך כלים> לוח ו כלים> יציאה תפריטים. פתח סקיצה חדשה ושמור אותה בשם מתאים.

רישום זה ידהה את האורות בצבע אחד בכל פעם, ישאר אותם דלוקים למשך מספר שניות, ואז ידהה אותם עד שהם שוב כבויים. תוכל לעקוב כאן ולערוך את הסקיצה בעצמך, או פשוט להוריד את קוד מלא מ- GitHub.

התחל בהגדרת איזה סיכות ישמש לשליטה ב- MOSFET.

#define RED_LED 6
#define BLUE_LED 5
#define GREEN_LED 9

בשלב הבא אתה צריך כמה משתנים. צור אוברול בְּהִירוּת משתנה, יחד עם משתנה לכל בהירות כל צבע. נשתמש רק במשתנה הבהירות הראשי לכיבוי הנורות, לכן הגדר אותו לערך הבהירות המרבי של 255 כאן.

יהיה עליך גם ליצור משתנה כדי לשלוט על מהירות ההתפוגגות.

int brightness = 255;
int gBright = 0;
int rBright = 0;
int bBright = 0;
int fadeSpeed = 10;

ב שלך להכין פונקציה נגדיר את סיכות הארדואינו לפלט. כמו כן, נתקשר למספר פונקציות עם עיכוב של 5 שניות בין לבין. פונקציות אלה עדיין אינן קיימות, אך אל דאגה, נגיע אליהן.

void setup() {
pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
pinMode(RED_LED, OUTPUT);
pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);
TurnOn();
delay(5000);
TurnOff();
}

כעת צור את ה- להדליק () שיטה:

void TurnOn() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(RED_LED, rBright);
rBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}

for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(BLUE_LED, bBright);
bBright += 1;
delay(fadeSpeed);
}
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, gBright);
gBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}
}

שלושת אלה ל לולאות לוקחות כל צבע עד להירותו המלאה לאורך זמן שצוין על ידי fadeSpeed ערך.

לבסוף אתה צריך ליצור את לכבות() שיטה:

void TurnOff() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, brightness);
analogWrite(RED_LED, brightness);
analogWrite(BLUE_LED, brightness);

brightness -= 1;
delay(fadeSpeed);
}
}
void loop() {
}

שיטה זו מיישמת את שלנו בְּהִירוּת משתנה לשלושת סיכות הצבע ומצמצם אותן לאפס לאורך זמן. אנו זקוקים לשיטת לולאה ריקה גם כאן, על מנת להימנע משגיאות הידור.

לאחר השלמת הסקיצה הזו, שמור אותה. אמת את הסקיצה והעלה אותו ללוח ה- Arduino שלך. אם אתה מקבל שגיאות, בדוק שוב את הקוד אם יש שגיאות הקלדה מטרידות או חסר פסיק.

עכשיו אתה אמור לראות את רצועת ה- LED שלך עולה כל צבע בנפרד, מחזיקה את הצבע הלבן למשך 5 שניות, ואז דוהה באופן אחיד לשום דבר:

אם אתה נתקל בקשיים, בדוק שוב את החיווט ואת הקוד שוב.

פרויקט זה הוא דרך פשוטה להתחיל, אך ניתן להרחיב את הרעיונות המכוסים בו כדי ליצור תאורה אפקטיבית באמת. בעזרת עוד כמה רכיבים תוכל ליצור אזעקת זריחה משלך. אם קיבלת ערכת התחלה עם ה- Arduino שלך תוכל להשתמש בכל כפתור או חיישן כדי להפעיל את נוריות הלדים שלך כשאתה נכנס לחדר, למשל:

אפליקציות בהן ניתן להוריד מוזיקה

כעת, לאחר שסיקרנו את שנות ה- SMD5050 , בואו נעבור ל WS2812B רצועות.

רעיונות מבריקים

רצועות אלה דורשות פחות רכיבים בכדי להפעיל אותן, ויש מרחב מרווח לגבי אילו ערכים של רכיבים אתה יכול להשתמש. הקבל במעגל זה מוודא כי נוריות ה- 5v יקבלו אספקת חשמל יציבה. הנגד מבטיח שאות הנתונים המתקבל מהארדואינו נקי מכל הפרעה.

אתה תצטרך:

  • WS2811 / 12 / 12B רצועת LED 5v (לכל שלושת הדגמים יש שבבים משולבים ועובדים בערך באותו אופן)
  • 1 x Arduino Uno (או לוח תואם דומה)
  • 1 x 220-440 אוהם הנגד (כל דבר בין שני הערכים האלה בסדר)
  • 1 x 100-1000 מיקרופראד קבלים (כל דבר בין שני הערכים האלה בסדר)
  • לוח לחם וחיבור חוטים
  • ספק כוח 5V

הגדר את המעגל שלך כפי שמוצג בתרשים:

שים לב שהקבל חייב להיות בכיוון הנכון. אתה יכול לדעת איזה צד מתחבר למסילת הקרקע על ידי חיפוש סימן המינוס (-) בגוף הקבל.

הפעם אנו מפעילים את הארדואינו באמצעות אספקת החשמל 5V. זה גורם לפרויקט לעמוד לבד ברגע שסיימנו, אם כי יש כאן דברים חשובים שיש לשים לב אליהם.

ראשית, וודא כי הלוח שלך יכול לקבל מתח של 5V לפני חיבורו למקור החשמל. כמעט כל לוחות הפיתוח פועלים ב -5 וולט דרך יציאת ה- USB, אך סיכות הכניסה לחשמל בחלק מהן יכולות לפעמים לדלג על וויסות המתח ולהפוך אותן לטוסט.

כמו כן, נוהג לוודא כי מספר מקורות כוח נפרדים אינם מחוברים ל- Arduino - נתק את כבל ה- USB בכל פעם שאתה משתמש באספקת חשמל חיצונית.

ברגע שאתה מחובר לחשמל זה אמור להיראות כך:

כעת, לאחר שרצועת ה- LED שלנו מחוברת, בואו נעבור לקוד.

קצב רענון טלוויזיה 60 מול 120

אורות רוקדים

על מנת לתכנת את הלוח שלנו בבטחה, נתק את יַיִן קו מקו החשמל. תחבר אותו שוב מאוחר יותר.

חבר את ה- Arduino שלך למחשב ופתח את ה- IDE של Arduino. בדוק שבחרת את הלוח ומספר היציאה הנכונים כלים> לוח ו כלים> יציאה תפריטים.

אנו נשתמש ב- FastLED ספרייה כדי לבדוק את ההתקנה שלנו. תוכל להוסיף את הספרייה על ידי לחיצה על סקיצה> כלול ספרייה> נהל ספריות ומחפש FastLED. לחץ על התקן, והספרייה תתווסף ל- IDE.

תַחַת קובץ> דוגמאות> FastLED בחר את DemoReel100 סְקִיצָה. סקיצה זו מחזורת דברים שונים שניתן לעשות עם WS2812 פסי LED, וההגדרה היא קלה להפליא.

כל מה שאתה צריך לשנות הוא ה- DATA_PIN משתנה כך שיתאים סיכה 13 , וה NUM_LEDS משתנה כדי להגדיר כמה נוריות יש ברצועה בה אתה משתמש. במקרה זה, אני משתמש רק בשורה קטנה של 10 נוריות LED שנחתכו מרצועה ארוכה יותר. השתמש יותר במופע אור גדול יותר!

זהו זה! העלה את הסקיצה ללוח שלך, נתק את כבל ה- USB והפעל את אספקת החשמל 5V שלך. לבסוף, חבר מחדש את ה- VIN של Arduino לקו החשמל וצפה בתוכנית!

אם לא קורה כלום, בדוק את החיווט שלך ושציינת את סיכת הארדואינו הנכונה במערכון ההדגמה.

אינסוף אפשרויות

מערכון ההדגמה מציג כמה משילובי האפקטים האפשריים שניתן להשיג עם רצועות WS2812. בנוסף להעלאה מרצועות LED רגילות, ניתן להשתמש בהן גם בפועל. פרויקט הבא טוב יהיה לבנות אמבילייט משלך עבור מרכז המדיה שלך.

למרות שרצועות אלה בהחלט פונקציונליות יותר משנות ה- SMD5050, אל תיתן עדיין הנחות ברצועות ה- LED הרגילות של 12V. הם ללא תחרות מבחינת המחיר, ויש מספר עצום של יישומים עבור פסי אור LED .

לימוד עבודה עם פסי LED היא דרך טובה להכיר תכנות בסיסי בארדואינו, אך הדרך הטובה ביותר ללמוד היא על ידי התעסקות. שנה את הקוד למעלה וראה מה אתה יכול לעשות! אם כל זה היה קצת יותר מדי עבורך, שקול להתחיל עם פרויקטים אלה של Arduino למתחילים .

זיכויים בתמונה: mkarco/Shutterstock

לַחֲלוֹק לַחֲלוֹק צִיוּץ אימייל Canon לעומת ניקון: איזה מותג מצלמות עדיף?

קנון וניקון הם שני השמות הגדולים ביותר בתעשיית המצלמות. אבל איזה מותג מציע את המערך הטוב ביותר של מצלמות ועדשות?

קרא הבא נושאים קשורים
  • עשה זאת בעצמך
  • ארדואינו
  • רצועת לד
  • אורות LED
על הסופר איאן באקלי(פורסמו 216 מאמרים)

איאן באקלי הוא עיתונאי, מוזיקאי, מבצע ומפיק וידאו עצמאי המתגורר בברלין, גרמניה. כשהוא לא כותב או על במה, הוא מתעסק עם מוצרי אלקטרוניקה DIY או קוד בתקווה להפוך למדען מטורף.

עוד מאת איאן באקלי

הירשם לניוזלטר שלנו

הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים, סקירות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!

לחצו כאן להרשמה