Първи стъпки с NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

[Пускане на видео]

В тази инструкция ще изследваме адресируемия RGB LED (WS2812) или популярно известен като Adafruit NeoPixel. NeoPixel е семейство пръстени, ленти, платки и пръчки от пулсиращи, цветни миниатюрни светодиоди. Те могат да се свързват от един до друг, така че можете да захранвате и програмирате дълга линия от NeoPixels заедно, за да образувате безкраен низ от светодиоди. Можете да използвате тези LED ленти, за да добавите сложни светлинни ефекти към всеки ваш проект.

Можете да намерите всички мои проекти на:

Те се предлагат с малък пакет за повърхностен монтаж 5050 (5 мм x 5 мм), който включва три ярки светодиода (червен, зелен и син) и интегриран драйвер чип (WS2811). Изисква само един вход за контрол на състоянието, яркостта и цвета на трите светодиода. Чрез свързване на изходния извод за данни към входния щифт за данни на следващите ленти е възможно да се свържат веригите на светодиодите на теоретично произволна дължина.

С комбинации от RGB стойности (0 - 255) можете да възпроизвеждате почти всеки цвят, така че в известен смисъл управляемият RGB LED е универсален светодиод.

Стъпка 1: Използвани части и инструменти

Части:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Захранване 5V /2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Кабелни проводници (Amazon)

6. 8 x 32 гъвкава матрица WS2812 (Sparkfun)

Инструменти:

1. Поялник (Amazon)

2. Тел за рязане / стриптизьор (Amazon)

Стъпка 2: Тип RGB LED лента

Има 2 основни типа RGB LED лента: аналогова лента и цифрова лента

1. Аналогова лента:

Всички светодиоди в лентите са свързани паралелно, така че тя действа като единичен огромен трицветен светодиод. Можете да зададете определен цвят за всички ленти / струни. Те са много лесни за използване и евтини, но ограничението в този тип LED лентите са, че не можете да контролирате цветовете на отделните светодиоди.

На всяка от тези ленти ще видите (отляво надясно) първо светодиода, последван от SMD резистор.

2. Цифрова лента:

Дигиталната лента е, че се обръщате към всеки светодиод поотделно и работите по различен начин. Те имат чип за всеки светодиод, за да използвате лентата, която трябва да изпратите цифрово кодирани данни към чиповете. Поради допълнителната сложност на чипа, те са по -скъпи.

Забележете стрелките, посочващи посоката на данните. Ако свържете лентата в обратна посока, тя няма да работи.

Стъпка 3: Видове адресируема RGB LED лента

Адресируемите светодиоди се предлагат с различни номера на модели като WS2801, WS2811, WS2812 или WS2812B. Ако сте нов в този тип светодиоди, може да се объркате сред тях, така че нека първо ги идентифицираме. По принцип WS2801 и WS2811 са името на интегралната схема, която може да контролира максимум 3 светодиода. Въпреки това WS2812 е подобрена версия, в която WS2811 IC е интегрирана директно в 5050 RGB LED пакет. Най -новият модел е WS2812B.

В този урок ще използваме най -новия модел WS2812B.

Източник на изображението: Adafruit, Sparkfun, Polou

Стъпка 4: Щифтове WS2801 и WS2811 / WS2812

Моделът WS2801 има 4 входни пина (Vcc, GND, данни, часовник), докато моделът WS2811 и WS2812 имат само 3 пина

(Vcc, GND и данни)

ПИН - WS2801

5V -> Захранване (+5V)

CI -> Часовник сигнал вход

CO -> Изходен сигнал на часовника

DI -> Въвеждане на данни

DO -> Изход на данни

GND -> Земя

PIN WS2812

5V -> Захранване (+5V) CI -> N/A

CO -> Н/Д

DI -> Въвеждане на данни

DO -> Изход на данни

GND -> Земя

Стъпка 5: Захранване

Преди да започнете какъвто и да е проект за LED ленти, първото нещо, за което трябва да помислите, е захранването. Един от тези RGB LED съдържа 3 светодиода (червен, син и зелен). Знаем, че един светодиод извлича приблизително 20 mA ток при най -високата си яркост. Така че един светодиод WS2812 може да извлече 3 x 20mA = 60 mA при максимална яркост - бял.

Мога ли да бягам директно от Arduino?

Отговорът е просто НЕ. Тъй като количеството ток, необходимо за цялата лента, ще бъде много повече, отколкото може да понесе вашият Arduino.

За него се нуждаете от отделно регулирано захранване. Захранването трябва да осигурява правилното напрежение и да може да подава достатъчен ток. В повечето от лентите WS2812, работното напрежение е 5 волта DC.

Пример: За WS2812 8 x 8 матрица (64 светодиода) имате нужда от 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) при всички светодиоди, настроени на максималната си яркост (бял цвят). Но не е препоръчително, поддържайте яркостта по -ниска, за да получите максимален живот.

Мога да препоръчам да настроите яркостта под 50 %. Значи имате нужда от 3,84 x 0,5 = 1,92A

Така че, като вземете някакъв марж, препоръчителното захранване е 5V / 2A.

Стъпка 6: Подготовка на захранването

Управлението на LED лента WS2812B е много лесно без допълнителни схеми и дискретни компоненти. Ако имате Arduino, 5V захранване и няколко джъмперни проводника, тогава можете да играете с него.

Подготовка на захранването:

Използвах 5V/2A регулирано захранване за пускане на светодиодите NeoPixel.

Имаме нужда от две GND връзки: една към LED лентата, а друга към Arduino.

Връзка с Arduino:

Връзката Arduino е много лесна.

LED лента DIN -> Arduino D6

Захранване GND -> Arduino GND

Ако използвате външно захранване за захранване както на LED лентата, така и на Arduino, тогава трябва да свържете 5V захранването към 5V щифта на Arduino.

Добри практики според Adafruit:

1. Добавяне на голям кондензатор (1000 µF, 6.3V или по -висок) към + и - клемите. Това предотвратява първоначалното включване на тока да повреди пикселите.

2. Добавянето на резистор от 300 до 500 ома между извода за данни на вашия микроконтролер и въведените данни на първия NeoPixel може да помогне за предотвратяване на скокове на напрежението, които иначе биха могли да повредят първия ви пиксел. Моля, добавете един между вашите микро и NeoPixels.

3. Когато свързвате NeoPixels към който и да е източник на захранване или микроконтролер, ВИНАГИ СВЪРЗВАЙТЕ ЗЕМЯТА (-) ПРЕДИ НИЩО ДРУГО. Обратно, изключвайте земята последно при отделянето.

Стъпка 7: Управление на 8x8 Neo Matrix

LED матрицата съдържа 64 RGB светодиода, които използват драйвера WS8211. Всеки пиксел е индивидуално адресируем и ще ви е необходим само един щифт Arduino за управление на всички светодиоди.

В задната страна на матрицата има два порта: вход (3pins) и Output (3pins).

Входният порт е свързан към външното захранване на Arduino и 5V. Връзката е следната

Матрица Arduino

DIN D6

GND GND

Матрично захранване

5V- 5V

GNDGND

Забележка: Не трябва да забравяте да свържете GND както на захранването, така и на Arduino.

Сега включете веригата и качете кода, за да гледате няколко анимации. Задал съм яркостта на светодиодите на около 30%.

Код на Arduino:

Кодът и библиотеките са прикачени към zip файла. Изтеглете го. Можете да гледате видеоклипа, за да знаете как да използвате Софтуера.

Стъпка 8: Управление на гъвкава 8X32 WS2812 RGB MATRIX

Гъвкавата матрица 8x32 е доста готина, поръчах я от Sparkfun. Можете да създавате анимации, игри или дори да ги включите в забавен проект за електронни текстилни изделия. На всичкото отгоре, благодарение на гъвкавата си подложка, тази LED матрица може да бъде огъната и наведена, за да се побере върху почти всяка извита повърхност.

Връзката с arduino е подобна на другата NeoPixel LED матрица / лента.

Матрицата идва с терминални проводници, така че няма нужда от запояване.

Жълто: GND

Червено: +5V

Зелено: Данни

Ако тази статия ви е харесала, не забравяйте да я предадете! Следвайте ме за още проекти и идеи „направи си сам“. Благодаря ти !!!