נוריות RGB הטובות ביותר לכל פרויקט (WS2812, Aka NeoPixels): 6 שלבים (עם תמונות)

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

כאשר אנו עובדים עם נוריות LED, אנו אוהבים לעתים קרובות לשלוט על מצבם (הפעלה/כיבוי), הבהירות והצבע. ישנן דרכים רבות ושונות לעשות זאת, אך אף אחת מהן אינה פתרון קומפקטי כמו ה- LED WS2812 RGB. בחבילה הזעירה של 5 מ"מ על 5 מ"מ, WS2812 כולל 3 נוריות LED בהירות במיוחד (אדום, ירוק וכחול) ומעגל נהג קומפקטי (WS2811) הדורש רק קלט נתונים אחד כדי לשלוט על המצב, הבהירות והצבע של שלוש הנורות.. על חשבון הצורך בקו נתונים אחד בלבד לשליטה על 3 נוריות, יש דרישה לתזמון מדויק במיוחד בתקשורת עם ה- WS2811. מסיבה זו, נדרש מיקרו בקר בזמן אמת (למשל AVR, Arduino, PIC). למרבה הצער, מחשב מיקרו מבוסס לינוקס או מיקרו-בקר מפורש כגון Netduino או Basic Stamp אינם יכולים לספק את דיוק התזמון הדרוש. וכך, במדריך זה אני עובר את תהליך ההקמה ושליטה באחד מנורות הלדים הללו עם אונו Arduino. לאחר מכן, אני מראה כמה קל לחבר כמה מהם יחד לתצוגת תאורה מדהימה! רמת קושי: מתחילים זמן עד גמר: 10-15 דקות

שלב 1: רשימת חומרים

LED RGB הנפלא הזה מגיע באריזה של 5050 (5 מ"מ x 5 מ"מ) עם 6 רפידות שקל למדי להלחם על לוח פריצה. מכיוון שהרכיב הנוסף היחיד הדרוש הוא קבל ניתוק צימוד, ה- WS2812 באמת מציע את הפתרון הטוב ביותר לשליטה בצבע ובהירות של LED RGB. נהג ה- LED הזרם הקבוע (WS2811) מועיל להפליא משתי סיבות: - זרם קבוע של ~ 18mA יניע כל LED גם אם המתח משתנה. - אין צורך להוסיף נגדים המגבילים זרם (נגני חנק) בין ספק הכוח לנורות הלדים. כל מה שאנחנו צריכים הוא עיצוב פשוט מאוד לספק כניסת כוח, קרקע ושליטה אחת על מנת ליצור תצוגת תאורה מדהימה המורכבת ממערך אחד בלבד, אלא ממכלול שלם של נוריות RGB. זה נכון! על ידי חיבור סיכת ה- Data Out של אחת מנורות הלדים הללו, לסיכת Data In של אחר, נוכל להניע את שניהם באופן עצמאי עם אותה קלט בקרה! אם לא ברור כיצד לעשות זאת, אל תדאג, עד סוף מדריך זה אתה כבר בדרך להוספת WS2812 לכל פרויקט שתרצה! למדריך זה ניתן להשתמש בו: חומרים: 3 x נוריות WS2812 RGB (מולחמות מראש על לוח פריצה זעיר) מחבר פינים מתנתק, 0.1 "פיץ ', זכר 8 פינים (זווית ימנית) 1 x מחבר פינים, 0.1" פינה, נקבה 8 פינים (זווית ימנית) 1 x מחבר סיכה מתנתקת, 0.1 "פינה, 8 פינים MaleTools: מחשב USB A/B חוט חוט חשמלי הלחמה הערות: בהתאם לפרויקט שלך, נוריות ה- WS2812 RGB זמינות גם ללא לוח פריצה במחיר של כ- $ 0.40 לכל אחת, אך הנוחות של האפשרות המולחמת מראש אטרקטיבית ליישומים פשוטים.

שלב 2: חיבור כותרות הסיכה

עם כל החומרים המפורטים בשלב הקודם, די פשוט להדליק נורית WS2812 RGB. ראשית, אנו רוצים להכין את לוחות הפריצה WS2812 להנחתם על לוח הלחם ללא הלחמה. לשם כך אנו משתמשים בחותך תיל (רוב כלי החיתוך הנפוצים יעבדו באותה מידה) כדי להפריד כל רצועה בעלת 8 פינים ל -2 x 3 פינים. זכור כי ביצוע החיתוך הוא קצת מסובך; פעמים רבות ניסיתי להשתמש בחריץ בין שני כותרות זכריות כמדריך לחיתוך, ובסופו של דבר ניתק יותר מדי פלסטיק מכותרת שהתכוונתי לשמור. על ידי 'הקרבת' הסיכה שבה אנו רוצים לבצע את החיתוך, אנו נמנעים לחלוטין מהבעיה. בעזרת צבת אנו מוציאים את הסיכה שבה אנו רוצים לחתוך (במקרה זה את הסיכה הרביעית והשמינית). לאחר הסרת הפינים נוכל לחתוך בקלות את אמצע הכותרות הריקות כעת. טכניקה זו פועלת באותה מידה עם הכותרת הנשית. לאחר חיטוט וחיתוך, עלינו לקבל כותרות של 6 x 3 פינים, כלומר 2 x סטנדרטי ו -4 x בזווית ישרה (2 x זכר, 2 x נקבה). בעזרת מגהץ ניתן כעת לחבר את הפינים לכל אחד משלושת לוחות הפריצה באופן הבא. ללוח אחד יהיו 2 כותרות סטנדרטיות, בעוד ששני הלוחות האחרים צריכים לכלול כותרת אחת x בזווית ישרה. על הלוח שיכיל את ראשי הסיכות הסטנדרטיים, אנו מניחים את הסיכות על המשטח התחתון של הלוח (הצד שממול למקום בו הנורית נמצאת). בשניים האחרים, ניתן להציב את הכותרות בזווית ישרה (אחת מכל מין) על המשטח העליון או התחתון. שים לב שחשוב להיות עקבי, מלוח אחד לשני, במיקום הכותרות הזכריות והנקבות. מועיל להשתמש בקבל הר המשטח לכיוון הלוחות; באמצעות זה כהפניה, יש להלחם את הכותרת הגברית עד הסוף הקרוב ביותר לקבל. לאחר סיכות הלחמה, אנו מוכנים לחבר אחד מהם ל- Arduino!

שלב 3: חיבור לוח הפריצה WS2812 ל- Arduino

בשלב זה ניצור את החיבורים הדרושים בין Arduino, לבין אחד מלוחות הפריצה שלנו WS2812. למטרה זו נשתמש בלוח הלחם ללא הלחמה ו -3 חוטי מגשר. אם אתה משתמש בסליל חוט, זה הזמן לחתוך 3 חתיכות, כל אחת באורך של כ -4 . כעת אנו יכולים למקם את לוח הפריצה WS2812 (זה עם הכותרות הסטנדרטיות) על פני המחיצה של לוח הלחם שלנו. מוודא כי הארדואינו מנותק ממקור חשמל ו- USB, נמשיך לחבר את החיבורים. בצד התחתון של לוח הפריצה WS2812 נוכל למצוא את שמו של כל סיכה: VCC, DI (DO), GND. שימוש כמדריך אנו ממשיכים לחבר את סיכות 5V ו- GND מהארדואינו לסיכות VCC ו- GND של לוח WS2812, בהתאמה. לאחר מכן, אנו מחברים את סיכה 8 בצד הדיגיטלי של הארדואינו לפין DI של לוח WS2812., המהווה את הסיכה המרכזית של הצד הקרוב ביותר לקבל. כעת אנו מוכנים לטעון את התוכנית שלנו ל- Arduino, ולגרום ל- WS2812 להבהב!

שלב 4: לגרום לזה להבהב עם ה- IDE של Arduino

אני מניח שכבר התקנת את ה- Arduino IDE למחשב שלך --- הרבה מדריכים באינטרנט מסבירים את התהליך די טוב. ניתן להוריד את התוכנית שנצטרך לטעון ל- Arduino שלנו כאן. לאחר שנוכל פשוט ללחוץ פעמיים על קובץ primer.ino בתוך הקושחה> דוגמאות> תיקיית פריימר כדי לטעון אותו על Arduino IDE (wirtten לגרסה 1.0.5). החבילה כוללת את הספריות הדרושות לעריכת הקוד כך שלא אמורות להיות שגיאות. אנא פרסם הערה אם נתקלת בבעיות בהרכבה. לאחר בחירת סוג לוח Arduino ויציאת USB באמצעות אפשרות התפריט כלים, העלה את הקוד ו- WS2812 אמור להתחיל להבהב לסירוגין בין אדום, ירוק וכחול. המאפיין המסודר ביותר לגבי נוריות ה- RGB מסוג WS2812 הוא שניתן לשרשר אותן בקלות למדי כדי ליצור רצועות ומערכים ארוכים המכילים הרבה מנורות אלה. בשלב הבא אנו עושים זאת בדיוק עם 3 הלוחות שהכנו.

שלב 5: יצירת רצועת נוריות RGB

מעגל הנהג LED המשובץ (WS2811) מאפשר 'שרשרת דייזי' נורית אחת לשנייה באמצעות שורת נתונים אחת בלבד (!). על ידי חיבור פלט הנתונים של WS2812 אחד לכניסת הנתונים של אחר, אנו יכולים לשלוט על הבהירות והצבע של מערך שלם של נוריות LED עד 500 מתוכן על Arduino! כמובן שכדי להניע נוריות רבות יש כמה שיקולים בסדר: - כל פיקסל מצייר עד 60mA (לבן במלוא הבהירות דורש שכל הנורות יהיו דולקות, כל ציור ~ 20mA). - ארדואינו יפיק את מירב ה- RAM שלו בנסיעה של 500 נוריות LED בקצב רענון של 30 הרץ. - כדי לחבר שני לוחות יחד, ההפרדה המקסימלית המומלצת היא 6 "למניעת ירידות חשמל ושחיתות נתונים. עם שיקולים אלה בחשבון, אנו יכולים להניע את כל הלדים באמצעות רזולוציה של 24 סיביות ברמות בהירות עקביות, ועמיד למדי לשינויים בשינויי הסוללה (הקטנים). ל'שרשרת דייזי 'של הלוחות שהכנו למדריך זה אנו מתחילים בחיבור הקצה הנשי מאחד לקצה הזכרי של השני משני הלוחות עם הימין- לאחר מכן, כאשר לוח ה- Arduino שלנו מנותק מהחשמל וה- USB, אנו ממקמים את הקצה הגברי מהשרשרת הדו-לוחית על לוח הלחם ללא הלחמה. אנו מבטיחים שהסיכות תואמות את אלו של לוח הפריצה WS2812 שהיה מחובר ללוח הלחם. כבר. יישור כזה יכיל את סיכות ה- VCC וה- GND הן מלוח הכותרת הישר והן מהשרשרת באותה שורה של לוח הלחם. אנו ממקמים את שרשרת הדו-לוחות סמוך לקצה לוח הפריצה השלישי המנוגד לקבל א לאחר שהכל מחובר, נוכל להפעיל את מזהה Arduino ולהשתמש בעורך הטקסט כדי לשנות את ההגדרה "#define NUM_LEDS 1" ל- "#define NUM_LEDS 3". לאחר חיבור הלוח חזרה לחשמל ו/או USB, אנו יכולים להעלות את התוכנית החדשה … ו … BAM! כל שלושת הלדים צריכים להבהב בדיוק ככה!

שלב 6: אל תוך החושך, שיהיה אור

מדריך זה הראה לך במהירות כיצד להשתמש ב- WS2812 RGB LED מולחם מראש על לוחות פריצה זעירים. השתמשנו בארדואינו לשליטה על הבהירות והצבע של הלדים. דבר אחד שמאכזב מעט הוא שהקוד שהשתמשנו גרם לנורות הכל להבהב בבת אחת, באותה עוצמה וצבע. אופן פעולה זה אינו מציג את מלוא הפוטנציאל של נהג ה- LED החכם (WS2811) המוטמע בחבילה זו. ולכן, בואו ננסה את השינויים הבאים בקוד המקורי. כמו בעבר, תוכל להוריד ולפתוח את הקובץ ולאחר מכן לפתוח את הקושחה להטענה על Arduino (קושחה> אפקטים> effects.ino). כל הקבצים הדרושים להדגמה זו כלולים כך שאין צורך להוסיף ספרים של צד שלישי; הקוד צריך להרכיב ללא כל שינוי --- הוא כבר אמור להתמודד עם 3 נוריות הלדים. עכשיו זה תלוי בדמיונך לתכנן את הפרויקט הבא שבו נוריות RGB שימושיות וקומפקטיות אלה עשויות להאיר את אורותיהן. אל תהסס לפרסם כמה מיצירות משלך באמצעות WS2812 בחלק ההערות!