תחילת העבודה עם LED NeoPixel / WS2812 RGB: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

[נגן סרטון]

במדריך זה נחקור אודות ה- RGB LED הניתן להתייחסות (WS2812) או בשמו העממי Adafruit NeoPixel. NeoPixel היא משפחה של טבעות, רצועות, לוחות ומקלות של נוריות LED מיניאטוריות וצבעוניות. אלה ניתנים לשרשרת מאחד לשני, כך שתוכל להפעיל ולתכנת שורה ארוכה של NeoPixels יחד כדי ליצור שורה אינסופית של נוריות LED. אתה יכול להשתמש ברצועות LED אלה כדי להוסיף אפקטים של תאורה מורכבים לכל פרויקט שלך.

אתה יכול למצוא את כל הפרויקטים שלי ב:

הם מגיעים עם חבילה זעירה של 5050 (5 מ"מ x 5 מ"מ) הכוללת שלוש נוריות בהירות (אדום, ירוק וכחול) ושבב נהג משולב (WS2811). זה דורש קלט נתונים אחד בלבד כדי לשלוט במצב, בהירות וצבע של כל שלושת הלדים. על ידי חיבור סיכת פלט הנתונים לפין קלט הנתונים של הרצועות הבאות, ניתן לחרב דייזי את נוריות האורך לאורכה שרירותית תיאורטית.

עם שילובים של ערכי RGB (0 - 255) אתה יכול לשחזר כמעט כל צבע, כך שבמובן מסוים LED RGB הניתן לשליטה הוא LED אוניברסלי.

שלב 1: חלקים וכלים בשימוש

חלקים:

1. 8 x 8 ניאו מטריקס (בנגגוד)

2. ארדואינו אונו (אמזון)

3. ספק כוח 5V /2A (אמזון)

4. שקע DC (אמזון)

5. חוטי מגשר (אמזון)

6. 8 x 32 מטריקס גמישה WS2812 (Sparkfun)

כלים:

1. מלחם (אמזון)

2. חוט חוט / חשפן (אמזון)

שלב 2: סוג רצועת LED RGB

ישנם 2 סוגים עיקריים של רצועת LED RGB: רצועה אנלוגית ורצועה דיגיטלית

1. רצועה אנלוגית:

כל הלדים ברצועות מחוברים במקביל, כך שהוא מתנהג כמו נורא יחיד בעל שלושה צבעים. אתה יכול להגדיר צבע מסוים לכל הרצועות / מחרוזות. הם מאוד קלים לשימוש וזולים אך המגבלה בסוג זה של רצועות LED היא שאתה לא יכול לשלוט בצבעי LED הבודדים.

בכל אחת מהרצועות האלה תראה (משמאל לימין) תחילה את הנורית, ואחריה נגד SMD.

2. רצועה דיגיטלית:

פס דיגיטלי הוא שאתה פונה לכל לד בנפרד ועובד בצורה אחרת. יש להם שבב לכל LED, כדי להשתמש ברצועה צריך לשלוח נתונים מקודדים דיגיטלית לשבבים. בגלל המורכבות הנוספת של השבב, הם יקרים יותר.

שימו לב לחצים המציינים כיוון נתונים. אם תחברו את הרצועה לכיוון ההפוך היא לא תעבוד.

שלב 3: סוגי רצועות LED מסוג RGB להתייחסות

LED שניתן להתייחס אליו מגיע עם מספרי דגמים שונים כמו WS2801, WS2811, WS2812 או WS2812B. אם אתה חדש בסוג זה של LED, אתה עלול להתבלבל ביניהם, אז בוא נזהה אותם תחילה. בעיקרון WS2801 ו- WS2811 הם שמו של ה- IC שיכול לשלוט על 3 נוריות לכל היותר. אולם WS2812 היא גרסה משופרת שבה WS2811 IC משולב ישירות בחבילת LED 5050 RGB. הדגם העדכני ביותר הוא WS2812B.

במדריך זה נשתמש בדגם העדכני ביותר WS2812B.

מקור התמונה: Adafruit, Sparkfun, Polou

שלב 4: סיכות WS2801 ו- WS2811 / WS2812

לדגם WS2801 יש 4 סיכות כניסה (Vcc, GND, Data, Clock) ואילו לדגם WS2811 ו- WS2812 יש רק 3 סיכות

(Vcc, GND ונתונים)

PIN - WS2801

5V -> כוח (+5V)

CI -> קלט אות שעון

CO -> פלט אות שעון

DI -> קלט נתונים

DO -> פלט נתונים

GND -> קרקע

PIN WS2812

5V -> הספק (+5V) CI -> לא רלוונטי

CO -> לא רלוונטי

DI -> קלט נתונים

DO -> פלט נתונים

GND -> קרקע

שלב 5: ספק כוח

לפני שתתחיל בכל פרויקט רצועות LED, הדבר הראשון שעליך לחשוב עליו הוא ספק כוח. אחד מ- RGB LED הזה מכיל 3 נוריות (אדום, כחול וירוק). אנו יודעים ש- LED אחד שואב כ- 20mA בבהירות הגבוהה ביותר שלו, כך ש- WS2812 יחיד יכול לצייר 3 x 20mA = 60mA בהירות מרבית - לבן.

האם אני יכול לרוץ ישירות על ידי Arduino?

התשובה היא פשוט לא. מכיוון שכמות הזרם הדרושה לרצועה כולה תהיה הרבה יותר ממה שהארדואינו שלך יכול להתמודד.

אתה צריך אספקת חשמל נפרדת בשביל זה. ספק הכוח חייב לספק את המתח הנכון, ומסוגל לספק זרם מספיק. ברוב רצועות WS2812, מתח ההפעלה הוא 5 וולט DC.

דוגמה: עבור WS2812 8 x 8 מטריצה (64 נוריות) אתה צריך 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) בכל הנורות המוגדרות לבהירותו המרבית (צבע לבן). אבל זה לא מומלץ, שמור על בהירות נמוכה יותר כדי לקבל חיים מרביים.

אני יכול להמליץ להגדיר את הבהירות מתחת ל -50 %. אז אתה צריך 3.84 x 0.5 = 1.92A

אז על ידי לקיחת קצת שוליים אספקת החשמל המומלצת היא 5V / 2A.

שלב 6: הכנת ספק הכוח

קל מאוד לשלוט ברצועת LED WS2812B ללא מעגלים נוספים ורכיבים נפרדים. אם יש לך ספק כוח Arduino, 5V ומעט חוטי מגשר אז תוכל לשחק עם זה.

הכנת ספק הכוח:

השתמשתי באספקת חשמל מוסדרת 5V/2A להפעלת נוריות ה- NeoPixel.

אנחנו צריכים שני חיבור GND: אחד לרצועת ה- LED והשני ל- Arduino. אז הלחמתי שני חוטים למסוף השלילי וחוט אחד למסוף החיובי של שקע DC.

חיבור Arduino:

חיבור Arduino קל מאוד.

רצועת LED DIN -> Arduino D6

ספק כוח GND -> GNU Arduino

אם אתה משתמש באספקת החשמל החיצונית כדי להפעיל את רצועת ה- LED ואת ה- Arduino, עליך לחבר את אספקת 5V לסיכה 5V Arduino.

שיטות עבודה טובות לפי Adafruit:

1. הוספת קבלים גדולים (1000 µF, 6.3V ומעלה) על פני מסופי + ו- -. זה מונע מההקפה הראשונית של הזרם לפגוע בפיקסלים.

2. הוספת נגד של 300 עד 500 אוהם בין סיכת הנתונים של המיקרו -בקר שלך לבין קלט הנתונים ב- NeoPixel הראשון יכולה לסייע במניעת קפיצות מתח שעלולות לפגוע בפיקסל הראשון שלך. אנא הוסף אחד בין המיקרו וה- NeoPixels שלך.

3. בעת חיבור NeoPixels לכל מקור כוח חי או מיקרו -בקר, תמיד חיבר את הקרקע (-) לפני כל דבר אחר. לעומת זאת, נתק את הקרקע אחרונה בעת ההפרדה.

שלב 7: נהיגת מטריקס ניאו 8x8

מטריצת ה- LED מכילה 64 נוריות RGB המשתמשות במנהל ההתקן WS8211. כל פיקסל ניתן להתייחסות בנפרד ותדרשו רק סיכת ארדואינו אחת לשליטה בכל הנורות.

בצד האחורי של המטריצה יש שתי יציאות: קלט (3 פינים) ופלט (3 פינים).

יציאת הכניסה מחוברת לאספקת החשמל החיצונית Arduino ו- 5V

מטריקס ארדואינו

DIN D6

GND GND

ספק כוח מטריקס

5V- 5V

GNDGND

הערה: אל תשכח לחבר את ה- GND של ספק הכוח ושל Arduino.

כעת הפעל את המעגל והעלה את הקוד כדי לצפות בכמה אנימציות. הגדרתי את בהירות הנורות לכ -30%.

קוד ארדואינו:

הקוד והספריות מצורפות בקובץ ה- zip. הורד אותו. תוכל לצפות בסרטון כדי לדעת כיצד להשתמש בתוכנה.

שלב 8: נהיגה ב- 8X32 WS2812 RGB MATRIX גמיש

המטריצה הגמישה 8x32 די מגניבה. הזמנתי אותה מ- Sparkfun. אתה יכול ליצור אנימציות, משחקים או אפילו לשלב אותן בפרויקט כיף של טקסטיל אלקטרוני. נוסף על כל זאת, הודות לתמיכה הגמישה שלה, ניתן לכופף ולהרכין את מטריצת ה- LED הזו כך שתתאים כמעט לכל משטח מפותל.

החיבור עם ארדואינו דומה למטריצת LED / רצועת LED NeoPixel אחרת.

המטריקס מגיעה עם חוטי מסוף, כך שאין צורך בהלחמה.

צהוב: GND

אדום: +5V

ירוק: נתונים

אם נהנית ממאמר זה, אל תשכח להעביר אותו! עקוב אחריי לפרויקטים נוספים ורעיונות DIY. תודה !!!