Как да контролираме адресируемите светодиоди с Fadecandy и обработка: 15 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Какво

Това е стъпка по стъпка урок за това как да използвате Fadecandy и Processing за управление на адресируеми светодиоди. Facacandy е LED драйвер, който може да контролира до 8 ленти с по 64 пиксела всяка. (Можете да свържете няколко Fadecandys към един компютър, за да увеличите това.) Обработката е език за програмиране, използван за създаване на визуални изображения. Имате платно, точно както бихте направили в Photoshop или Paint, но вместо да рисувате с мишката, рисувате, като пишете код. Fadecandy и Processing работят заедно. Вие пишете код, който поставя светодиодите върху платното за обработка и след това всичко, което нарисувате в обработката, се показва на тези светодиоди в реално време. Защо

Има много начини за управление на светодиодите. Харесва ми Fadecandy, защото е евтино да започнете и можете да имате купища контрол върху вашите светодиоди по много визуален начин, използвайки Processing. Обработката също може да бъде свързана към aaallll видове неща, като Kinect, Arduino, камера или дори просто входове за мишка/клавиатура. Така че има много възможности да направите нещата интерактивни

Този проект има три части.

1. Хардуер Вижте как всичко физически се свързва, запоявайте нещата, захранвайте LED лентите.

2. Софтуер: FadecandyFadecandy работи, като стартира сървър на вашата машина - настройката е супер лесна.

3. Софтуер: Обработка Вижте как да поставите светодиодите върху платното и използвайте примерите, за да видите някои анимации на вашите светодиоди. Ниво

Опитвам се да пиша своите уроци по такъв начин, че някой без абсолютно никакъв опит да може поне да се забавлява да го чете. С това ще направя всичко стъпка по стъпка, така че е подходящо за начинаещи да го следват и да се справят сами. Няма да навлизам в подробности относно Обработката - Ако искате да развиете уменията си за обработка и да направите по -напреднали анимации тогава може да искате да проверите някои уроци специално за това - препоръчвам канала на Даниел Шифман в YouTube.

Този проект включва запояване. Не съм написал подробни инструкции за начинаещи войници, има много други уроци за това.

Този проект включва високи напрежения (когато свързвате щепсела към захранването), така че, моля, бъдете внимателни и не позволявайте на децата да правят това сами. Код Целият код (Arduino и обработка) е в моя github тук.

Стъпка 1: Оборудване и инструменти

Ето пълен списък на всичко, от което се нуждаете, за да създадете този проект:

Части

• Адресируеми светодиоди (US Amazon | UK Amazon) Използвам ws2812b LED лента. Има няколко променливи, от които можете да избирате Покритие: Можете да си купите обикновена LED лента без покритие, но тя няма да бъде водоустойчива. Или можете да го закупите в гъвкав силиконов корпус с клас на защита IP67, което означава, че е напълно запечатан и водоустойчив. Цвят на подложката: Лентите се предлагат в черно и бяло. Ако няма да покриете вашата LED лента с дифузер, помислете коя би изглеждала най -добре. Брой светодиоди: Стандартите са 30, 60 или 144 светодиода на метър. Използвам 30LED на метър, но се свързвам с 60, тъй като се използва по -често. Те работят по същия начин, така че от вас зависи какво да използвате!
• Fadecandy (американски Amazon | UK Amazon)
• USB кабел за свързване на Fadecandy към компютър (US Amazon | UK Amazon)
• Двойни щифтове (US Amazon | UK Amazon)
• Кондензатори (US Amazon | UK Ebay)

• 5V захранване (US Amazon | UK Amazon) Това захранване, с което съм се свързал, ще захранва 512 светодиода (една стойност на Fadecandy)

• Щепсел (US Amazon | UK Amazon) Можете просто да използвате стар щепселен кабел или, ако нямате такъв, кабел за чайник е добър вариант.
• 3-пинови JST конектори (US Amazon | UK Amazon) Имате нужда от един чифт на лента (така че 8 за една стойност на Fadecandy)
• 12-AWG кабел (US Ebay | UK Ebay) Този дебел кабел ще пренася захранването от захранването до някои конектори, които го разделят на всички различни ленти.
• 24-AWG кабел (US Ebay | UK Ebay) Този по-тънък кабел ще пренася захранването към всяка LED лента.
• Конектори Wago (US Amazon | RS Components UK)
• Те ще разделят захранването от едно захранване на няколко ленти. Те идват в опаковки от 10, което е достатъчно за един Fadecandy.

Консумативи

• RTV силикон (US Amazon | UK Amazon)
• Термо свиване (Амазонка на САЩ | Амазонка на Обединеното кралство)
• Ясен ~ 10 мм радиатор (US Amazon | UK Amazon)
• Спойка (US Amazon | UK Amazon)

Инструменти

• Поялник (US Amazon | UK Amazon)
• Машини за сваляне на тел (US Amazon | UK Amazon)
• Отвертка
• Ножици
• Помощни ръце (по избор)
• Смукач за запояване (по избор)

Стъпка 2: LED ленти

Всяка LED лента трябва да бъде свързана към захранване, земя и данни. На лентата има отпечатана стрелка, която показва посоката, в която трябва да текат данните.

Всяка LED лента се нуждае от JST конектор и кондензатор, прикрепен към него.

Конекторът:

Конекторът JST има 3 пина/кабела - по един за захранване, заземяване и данни. Възможността за изключване или подмяна на ленти е полезна в много случаи. Ако сте сигурни, че никога не искате да изключвате или лесно да сменяте лентите си, тогава можете просто да запоите върху кабел, но силно препоръчвам да имате конектори.

Кондензаторът:

Ако има токов удар (това може да се случи, когато за първи път включите захранването), тогава кондензаторът ще предпази първия светодиод във вашата лента от повреда.

Кабел:

Ако планирате LED инсталация, ще трябва да помислите как ще бъдат поставени вашите ленти, захранващи устройства и Fadecandy (и). За да сте сигурни, че всички връзки ще достигнат, най -вероятно ще трябва да добавите някъде дължини кабел.

Можете да запоявате кабелите към LED лентата и след това да запоявате JST конекторите към другия край на кабела. Като алтернатива можете да запоите JST конекторите директно към лентата и вместо това да добавите дължини на кабела към захранването/Fadecandy страната. Всичко ще зависи от вашето инсталационно оформление и планове.

Кабелът, който свързва захранването/земята към една лента с до 64 пиксела, може да бъде 24AWG кабел. 24AWG също е много за връзката за данни. Използвайте кабел с различен цвят за захранване/данни/маса - идеално цветове, които съответстват на вашите JST конектори.

Просто ще запоя JST конекторите директно към лентите и няма да добавям никакво удължаване на кабела, защото не се интересувам от оформлението в този урок.

Стъпка 3: Прикрепете JST конектора и кондензатора

Пригответе лентата

Нарежете вашите LED ленти на дължина (максимум 64 пиксела на лента).

Намерете десния край, този със стрелката, насочена навътре. Отрежете малко парче от водоустойчивия капак, за да видите трите контакта. Те са обозначени с 5V, GND и Data In. (Ако контактът е с етикет Data Out, значи имате грешен край).

Припой върху JST конектора и кондензатора

Това може да е малко неудобно, но аз открих, че най -добрият начин да го направя е да разтопя малко петна от спойка върху всеки от трите контакта, след това да запоя на JST конектора и след това кондензатора.

Използвайте женските JST конектори, които трябва да бъдат прикрепени към страната на лентата. Конекторът JST има 3 кабела, по един за всеки от контактите на лентата. Обикновено кабелите са червени, зелени и бели или червени, зелени и черни. Използвайте червено за захранване, зелено за данни и бяло/черно за земя.

Нарязването на краката на кондензатора ще му помогне да остане на място. Едната страна на кондензатора има отрицателни символи, кракът от тази страна се свързва с контакта GND, а кракът от другата страна се свързва с 5V контакта.

Запечатайте отново лентата

Изрежете парче прозрачно термосвиване, което ще покрие откритото парче лента и ще има много припокриване със съществуващия водоустойчив капак. Поставете го върху лентата (можете да направите това преди да свържете JST конектора/кондензатора или просто да го плъзнете от другия край) и да го държите до откритото парче.

Поставете много RTV силикон директно върху контактите и около съществуващия водоустойчив капак, включително на гърба на лентата. Плъзнете прозрачното термосвиване върху силикона. Взривете го с термопистолет, докато термосвиваемото свие топлината.

Силиконът е малко объркан. Измийте ръцете си, ако попаднете върху кожата. Помислете дали да имате вестник или нещо подобно на работната си повърхност.

Повторете това за всичките си 8 LED ленти

Стъпка 4: Захранването

Ще трябва да свържете щепсел към захранването. Включих инструкции за щепсели във Великобритания и САЩ.

Подгответе щепсела

Нарежете кабела на прилично разстояние от края на щепсела. Използвайте нож Stanley, за да отстраните внимателно външния слой на кабела. Трябва да намерите три кабела вътре, да отстраните около сантиметър от всеки от тези кабели.

В британски конектор обикновено можете да приемете, че: Жълто/Зелено на ивици - GroundBrown - LiveBlue - Неутрално

В американски щепсел можете да приемете, че: Зелено - GroundBlack - LiveWhite - Неутрално

За да сте напълно сигурни, че щепселът ви е свързан както се очаква, можете да използвате мултицет за проверка.

Проверете кабелите с мултицет

Обединено кралство: Погледнете щифтовете на щепсела, като единичният щифт е отгоре. Горният щифт е Земя, долният ляв е на живо, долният десен е неутрален. Щифтовете също са маркирани с букви, E, L и N на повечето щепсели.

САЩ: Погледнете щифтовете на щепсела, като единичният щифт е в долната част. Долният щифт е Земя, горният ляв е на живо, горният десен е неутрален. Щифтовете също са маркирани с букви, E, L и N на повечето щепсели.

И двете: Настройте вашия мултицет в режим на непрекъснатост. Докоснете заедно зъбите на мултицета, за да проверите дали работи, трябва да чуете звуков сигнал. Сега докоснете един зъб към един от щифтовете на щепсела, нека започнем със земята. Сега докоснете другия зъб към кабела, който очаквате да бъде заземен (жълто/зелено във Великобритания, зелено в САЩ). Трябва да чуете звуков сигнал, което означава, че има непрекъсната връзка между двата зъба. Сега проверете живите и неутралните връзки.

Прикрепете щепсела

Разхлабете винтовете с надпис power, заземете и живете на захранването. Те могат да бъдат маркирани с L и N и след това да имат символ за земя. Поставете съответните кабели до винтовете и ги затегнете отново. Регулирайте входното напрежение

Някъде на/вътре в захранването може да има превключвател, който ви позволява да промените входното напрежение от 110V на 220V, затова се уверете, че това е настроено правилно (най -вероятно 220V във Великобритания и 110V в САЩ).

На моите захранвания превключвателят е вътре и ще трябва да използвате тънка отвертка или нещо подобно, за да я достигнете.

Включете захранването. Обикновено има индикатор, който показва, че е включен правилно.

Сега можете да проверите какво напрежение получавате през два изходни щифта. Включете вашия мултицет в режим на DC напрежение (V с прави/прекъснати линии, а не с извита линия). Докоснете един зъб към V-винт и един зъб към V+ винт. Мултицетът трябва да показва напрежение някъде близо до 5V.

Използвайте отвертка, за да завъртите регулиращия винт, докато напрежението е 5V.

Стъпка 5: Разпределяне на мощността

Повечето 5V захранвания ще имат само един или два изхода, но трябва да захранваме 8 ленти.

Съединители Wago

Използвам конекторите Wago за разпределение на захранването. Тези малки конектори имат няколко слота, в които да се включат кабели. Всички слотове са свързани помежду си, така че това е чудесен начин да свържете много кабели заедно без запояване.

Те се предлагат в няколко различни размера (2-посочен, 3-посочен, 5-посочен).

Захранване на Wagos

Уверете се, че захранването ви е изключено, докато извършвате тази част.

Вземете две парчета кабел 10awg, един за заземяване (черен) и един за захранване (червен).

Дължината на необходимия кабел ще зависи от оформлението на вашата инсталация. Открих, че работи доста добре, като държи всички захранвания на пода на едно място и след това има дълги 10awg кабели, които се простират близо до мястото, където са лентите, и разпределят захранването там. Въпреки че захранването има два изхода, открих, че е по -подредено и по -евтино само да използвам един изход, когато тези 10awg кабели трябва да са дълги, в противен случай удвоявате количеството на дебелия 10awg кабел, който трябва да купите и поддържате подреден.

Отстранете около 1 см от единия край на всеки кабел и го свържете към захранването с помощта на винтовете, както сте направили с щепсела.

Отстранете около 1,25 см от другия край на всеки кабел и поставете захранващата връзка в един 3-пътен конектор Wago, а земята в 5-посочен конектор Wago. (Или можете просто да използвате 5 -пътни конектори за всичко, просто ще имате още няколко резервни слота)

След това вземете две къси дължини червен кабел 10awg и два къси дължини черен кабел 10awg. Отстранете 1,25 см от краищата на всеки и свържете съществуващите конектори Wago към още четири 5-посочни конектора. (Вижте приложената диаграма за пояснение).

Захранване от Wagos (към лентите)

Отново, точният дизайн тук ще зависи от вашето инсталационно оформление. Казах преди, че може да искате да добавите дължина на кабела към вашите LED ленти, или може да искате да добавите дължина към страната на разпределението на мощността. Ако добавяте кабел тук, тогава запойте дължините на 24awg кабел върху вашите JST-конектори и се уверете, че е термосвиваем.

След това или вземете краищата на тези кабели, или краищата на JST-конекторите и отстранете поне 1,5 см от захранващия и заземителния кабел на всеки.

Между четирите 5-посочни конектора, които сте свързали към захранването, трябва да имате осем свободни слота за захранване и осем свободни слота за земя. Поставете всички подходящи кабели на място.

Защо понякога използваме 10awg, а понякога 24awg кабели?

Различните кабелни уреди се дължат на това, че има различни количества ток в различни части на веригата.

Идвайки директно от захранването, 512 светодиода с пълна бяла яркост могат да изчерпват до ~ 30А. Използвайте дебел кабел от 10 awg, за да предадете този ток.

След като разделим захранването към различните ленти, всяка от тях извлича само до ~ 3.5A, за да можем да използваме по -тънък кабел, около 24awg работи добре.

Ако използвате прекалено тънък кабел, той може да се нагрее и това е опасно, тъй като покритието може да започне да се топи и това може да доведе до късо съединение на веригата.

Дължината на кабела също има значение. Ако използвате кабел, който би бил добре на кратко разстояние, но е твърде тънък за голямо разстояние - той няма да се нагрее, но това може да означава, че напрежението е спаднало, докато стигне до светодиодите, което означава, че те ще не светят добре.

Този инструмент може да ви помогне да разберете от какъв габарит на кабела се нуждаете.

Стъпка 6: Данни

Ако трябва да свържете JST конекторите сега, тогава вашите LED ленти ще се захранват. Но нищо няма да светне, защото на тези ленти трябва да се каже какъв цвят да бъде. Трябва да настроим връзка за данни към Fadecandy, която ще им предостави тези инструкции.

Пригответе Fadecandy

Първи запояване на двойни щифтове на Fadecandy. Плъзнете късата страна на щифтовете на заглавката през отворите и обърнете Fadecandy, така че стърчащите битове да са видими.

Внимателно запоявайте всеки от 16 -те пина поотделно, като внимавате да не свържете случайно два щифта заедно. (Всъщност всички заземителни щифтове са свързани помежду си така или иначе, но за изпипаност можем също така да запояваме всички щифтове на заглавката.)

Женски щифтове за заглавки като съединител

Използването на женски щифтове за закрепване към мъжки двойни щифтове означава, че Fadecandy може лесно да бъде изключен или заменен.

Отрежете участък от 8 женски щифта на заглавката. Вземете всеки от кабелите за данни от мъжки JST-конектори (или ако удължавате кабелите от тази страна, за вашето инсталационно оформление, направете първо това). След това плъзнете парче термосвиване над кабела и ги запоявайте поотделно към 8 -те пина. След като запояването приключи, плъзнете топлинното свиване надолу и го взривете с термопистолета. Това вече може да бъде включено към щифтовете за данни на Fadecandy.

Тъй като 8 -те заземяващи щифта на Fadecandy всъщност са свързани помежду си, трябва само да заземим един от тях. Отрежете още една къса част от женски щифтове за заглавки - тя също може да бъде широка 8 пина, въпреки че ще използваме само един щифт, изрязването му на 8 пина ще го направи по -здрав и по -лесен за работа. Запояйте парче кабел 24awg към един от женските щифтове и го свийте топлинно, свържете го към заземяващите щифтове на Fadecandy.

Свържете противоположния край на този заземен кабел към всеки резервен слот във вашите заземени конектори Wago.

Етикети и подреденост

Може да искате да маркирате кабелите си на този етап. Освен това, отново, в зависимост от структурата и оформлението на вашата инсталация, може да помислите за създаване на някакъв вид корпус за конекторите Wago, така че те да не са просто висящи. Преди това направих малки плаки от шперплат и горещо залепих Wagos върху.

Стъпка 7: Последни хардуерни битове …

Това е целият хардуер, настроен. Само няколко последни части:

Включете всички JST конектори един към друг.

Включете захранването.

Включете Fadecandy във вашия лаптоп чрез USB.

Сега нека осветлим някои неща!

Моите инструкции и екранни снимки ще бъдат ориентирани към Windows, но нещата трябва да работят почти по същия начин на Mac.

Стъпка 8: Настройте софтуера Fadecandy

Отидете на gadeub на Fadecandy и изтеглете zip файла.

Разархивирайте всичко.

Придвижете се до мястото, където сте го разархивирали, и отворете папката „bin“.

Стартирайте fcserver.exe.

Ще се отвори прозорец. Трябва да пише, че имате свързано устройство Fadecandy. Той също така ви казва серийния номер на това устройство. Не затваряйте този прозорец, просто го сведете до минимум. Трябва да го държите отворен през цялото време, когато използвате Fadecandy.

Стъпка 9: Fadecandy сървър

В прозорец на браузъра (като Chrome) отидете до:

127.0.0.1:7890

Тук трябва да видите и свързаното си устройство.

Сега под свързаното си устройство можете да видите падащо меню с надписи Тестови модели. Можете да използвате това падащо меню, за да осветите светодиодите си до 50% или пълна яркост.

Направете това сега! Светлини! ДА !!

Стъпка 10: Отстраняване на неизправности

Проверете вашите LED ленти и се уверете, че всичките ви лампи работят.

Ето някои съвети за отстраняване на неизправности …

Една/някои ленти (и) не светят:

Най -вероятно връзката някъде е лоша. Проверете отново всичките си спойки. Възможно е първият светодиод в лента да е повреден. Можете да опитате да размените лентите наоколо, като замените кой JST конектор се използва, това ще ви помогне да изолирате проблема.

Лентата светва отчасти и след това изведнъж няма повече:

Лентата може да е повредена, вероятно ще трябва да извършите операция. Повредата може да бъде в края на последния работещ пиксел или в първия счупен, така че … изрежете последния работещ пиксел и първия счупен и запойте два нови на тяхно място.

Всички ленти са оранжеви/червени вместо бели:

Открих, че ако лентите не получават подходящо захранване, те ще изтеглят малко ток през USB връзката - достатъчно, за да ги осветят в червено. Проверете отново дали захранването е включено и проверете връзките там.

Лентите са бели в началото, но избледняват в оранжево: Това е малко вероятно, ако използвате захранването, което свързах, но може да се случи, ако използвате захранване, което не е достатъчно силно.

Нито една от лентите не свети:

Ако Fadecandy не се разпознава и се показва, може да имате някои проблеми с драйверите. Ако получавате съобщение за грешка в прозореца на конзолата, потърсете това в Google и потърсете предложения.

Ако Fadecandy се показва, но нищо не свети - проверете отново всичките си връзки.

Стъпка 11: Обработка

Сега вашите светодиоди се захранват и можете да ги управлявате с помощта на компютъра си, но единственото нещо, което можете да направите от интерфейса Fadecandy, е да ги включите и изключите.

Нека въведем Processing, за да можем да направим някои по -готини неща. Изтеглете Processing

Изтеглете Processing от тук.

Няма да навлизам в детайли как да пиша код за обработка, защото има много места онлайн, където вече можете да научите това, и това е цяла своя тема.

Ще ви покажа как да настроите един от примерите за обработка, който идва с Fadecandy, към лентите, които сте направили тук. Можете също да изтеглите моя пример код тук.

Стъпка 12: Картиране на пиксели

Fadecandy ви позволява да "картографирате" (или да разположите) светодиодите си върху платното за обработка. Обикновено бихте искали да ги изложите подобно на начина, по който са подредени в реалния живот.

Когато рисувате нещо в Processing, то се показва в реално време на светодиодите.

Вземете файловете

Във файловете Fadecandy, които сте изтеглили, отидете на: Fadecandy> примери> обработка

Копирайте една от примерните папки strip64 и я поставете навсякъде, където съхранявате вашите файлове за обработка.

Този пример съдържа картографиране за една лента от 64 пиксела. Преименувайте папката и.pde файла вътре, така че вместо това да пише „ленти“.

Картиране

Отворете файла. Погледнете тези редове в раздела за настройка:

// Съпоставете една 64-LED лента към центъра на windowopc.ledStrip (0, 64, width/2, height/2, width/70.0, 0, false);

Това е линията, която създава една лента от 64 пиксела. Всяко от нещата, написани между запетаите, е параметър на тази лента. Вижте приложената диаграма, която показва какво представлява всеки от тях. (Има го и в коментарите в моя код.)

Можем да използваме цикъл за създаване на 8 ленти с по 15 пиксела всяка. Премахнете тези два реда и ги заменете с това:

// Съпоставете 8 ленти с по 15 пиксела за (int i = 0; i <8; i ++) {

opc.ledStrip (i*64, 15, ширина/2, i*15 + 30, 15, 0, невярно);

}

Вашето картографиране

Ако имате различен брой пиксели във всяка лента или искате да поставите лентите по различен начин, ще трябва да редактирате този код. Използвайте приложената диаграма или коментарите в кода, които обясняват за какво служи всеки бит от кода за картографиране, за да създадете кода, от който се нуждаете.

Стъпка 13: Натиснете Play при обработката

Когато натиснете бутона за възпроизвеждане (в горния ляв ъгъл на Обработката), ще видите картографираните ленти, представени като малки бели точки върху платното.

(Ако не виждате белите точки, вероятно сте затворили прозореца на сървъра. Върнете се към стъпка 8 и се уверете, че fcserver.exe работи)

Анимацията в примера, който използвах, е интерактивна. Докато придвижвате мишката, изображението с точки следва курсора. Точката също ще се появи на вашите светлини едновременно.

Кодът на анимацията

Малко код, който прави това да се случи, е тук:

void draw () {

фон (0); поплавък dotSize = ширина*0,2; изображение (точка, mouseX- dotSize/2, mouseY - dotSize -2, dotSize, dotSize);

}

Всеки код, който пишете в секцията за теглене, ще се показва на светодиодите.

Стъпка 14: Още примери … Време е да експериментирате

Ето още няколко примера за анимации, които съм направил за тези светлини - дъга, няколко произволни петна и една, която използва емисия от камера. Всичко това е на моя github тук.

Използвам лист от велпапе като дифузер. Можете да експериментирате с всякакви неща!

Силно препоръчвам да научите Обработка и да направите повече анимации за вашите светлини! Наистина е много бързо да започнете и бързо да видите забавни резултати. Уроците на Дан Шифман са чудесно място за начало.

Стъпка 15: Благодаря за четенето

Надявам се, че този урок ви е харесал!

Разгледайте придружаващото видео в YouTube, ако все още не сте го направили.

Намери ме онлайн:

InstagramYouTubeTwitter

Не се колебайте да публикувате въпроси в коментарите тук или в Youtube и аз ще се опитам да помогна.

Вицешампион в конкурса за вътрешно осветление