Най -добрите RGB светодиоди за всеки проект (WS2812, Aka NeoPixels): 6 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Когато работим със светодиоди, често обичаме да контролираме тяхното състояние (включване/изключване), яркостта и цвета. Има много, много различни начини да направите това, но никой не е толкова компактно решение като WS2812 RGB LED. В своя малък 5 мм х 5 мм пакет, WS2812 включва 3 супер ярки светодиода (червен, зелен и син) и компактна верига на драйвера (WS2811), която изисква само един вход за данни, за да контролира състоянието, яркостта и цвета на 3 -те светодиода. За сметка на това, че се нуждае само от една линия за данни за управление на 3 светодиода, възниква търсене на високо прецизно синхронизиране в комуникацията с WS2811. Поради тази причина е необходим микроконтролер в реално време (например AVR, Arduino, PIC). За съжаление, базиран на Linux микрокомпютър или интерпретиран микроконтролер като Netduino или Basic Stamp не може да осигури необходимата точност на синхронизация. И така, в този Instructable преминавам през процеса на настройка и управление на един от тези светодиоди с Arduino Uno. След това показвам колко лесно е да свържете няколко от тях заедно за страхотно осветление! Ниво на трудност: Начинаещ Време за завършване: 10-15 минути

Стъпка 1: Списък на материалите

Този прекрасен RGB светодиод се предлага в пакет 5050 (5 мм х 5 мм) с 6 подложки, които са доста лесни за запояване върху пробивна дъска. Тъй като единственият необходим допълнителен компонент е кондензатор за разединяване, WS2812 честно предлага най-доброто решение за контролиране на цвета и яркостта на RGB LED. Вграденият LED драйвер с постоянен ток (WS2811) е забележително полезен по две причини: - Постоянен ток от ~ 18mA ще управлява всеки светодиод, дори ако напрежението варира. - Няма нужда да добавяте ограничаващи тока резистори (известен още като дроселови резистори) между захранването и светодиодите. Всичко, от което се нуждаем, е много прост дизайн, който осигурява захранване, заземяване и 1 контролен вход, за да създаде страхотен дисплей за осветление, състоящ се от не един, а цял набор от RGB светодиоди. Това е вярно! Чрез свързване на изхода за извеждане на данни на един от тези светодиоди към извода за данни на друг, можем да ги задвижваме и двете независимо със същия контролен вход! Ако не е очевидно как да направите това, не се притеснявайте, до края на тази инструкция ще бъдете на път да добавите WS2812 към всеки проект, който искате! За тази инструкция ето какво ще използваме: Материали: 3 x WS2812 RGB светодиода (предварително запоени върху малка прекъсваща платка) 1 x Твърд жица без запояване на платка (различни цветове; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Разкъсващ щифтов конектор, 0,1 "стъпка, 8-пинов мъжки (прав ъгъл) 1 x щифтов конектор, 0,1" стъпка, 8-пинов женски (прав ъгъл) 1 x откъсващ се конектор, 0,1 "стъпка, 8-пинов MaleTools: PC USB A/B кабел за сваляне на тел за поялник Бележки: В зависимост от вашия проект, WS2812 RGB светодиодите се предлагат и без пробивна платка за около 0,40 долара всеки, но удобството на опцията за предварително запояване е привлекателно за прости приложения.

Стъпка 2: Свързване на Pin Headers

С всички материали, изброени в предишната стъпка, е съвсем директно да се запали WS2812 RGB LED. Първо, искаме да подготвим WS2812 Breakout Boards за поставянето им върху спояващата платка. За да направим това, използваме резачка за тел (най-често срещаните инструменти за рязане ще работят също толкова добре), за да разделим всяка 8-пинова лента на 2 x 3-пинови парчета. Имайте предвид, че правенето на разрез е малко сложно; често пъти съм се опитвал да използвам канала между две мъжки заглавки като ръководство за изрязването и в крайна сметка съм отрязвал твърде много пластмаса от заглавка, която съм искал да запазя. Като „жертваме“щифта, където искаме да направим изрязването, избягваме проблема изцяло. С помощта на клещи издърпваме щифта, където искаме да отрежем (в този случай 4 -ти и 8 -ми щифт). След изваждането на щифтовете лесно можем да изрежем средата на сега празни заглавки. Тази техника работи еднакво добре с женската заглавка. След извличане и изрязване трябва да имаме 6 x 3-пинови заглавки, тоест 2 x стандартни и 4 x правоъгълни (2 x мъжки, 2 x женски). С помощта на поялник, сега можем да свържем щифтовете към всяка от трите пробивни дъски по следния начин. Едната дъска трябва да има 2 x стандартни заглавки, докато другите две дъски трябва да имат 1 x правоъгълна заглавка. На дъската, която ще има стандартни заглавки за щифтове, поставяме щифтовете на долната повърхност на дъската (страната, противоположна на мястото, където е LED). На другите две правоъгълните заглавки (по една от всеки пол) могат да бъдат поставени или върху горната, или върху долната повърхност. Обърнете внимание, че е важно да бъдете последователни, от една дъска до друга, при поставянето на заглавията за мъже и жени. Полезно е да се използва кондензатор за повърхностно монтиране за ориентиране на платките; използвайки това като справка, мъжкият хедър трябва да бъде запоен до края, най -близо до кондензатора. След като щифтовете са запоени, ние сме готови да свържем един от тях към Arduino!

Стъпка 3: Свързване на пробивната платка WS2812 към Arduino

В тази стъпка ще направим необходимите връзки между Arduino и една от нашите WS2812 Breakout Boards. За тази цел ще използваме макет без запояване и 3 x джъмперни проводници. Ако използвате макара с тел, сега е моментът да отрежете 3 парчета, всяко с дължина около 4 инча. Сега можем да поставим WS2812 Breakout Board (този със стандартните заглавки) през разделителя на нашата дъска. Уверете се, че че Arduino е изключен както от източник на захранване, така и от USB, ще продължим да свързваме връзките. От долната страна на WS2812 Breakout Board можем да намерим името на всеки извод: VCC, DI (DO), GND. това като ръководство продължаваме да свързваме 5V и GND щифтовете от Arduino към съответно VCC и GND щифтовете на платката WS2812. След това свързваме щифт 8 от цифровата страна на Arduino към DI щифта на платката WS2812, който е централният щифт на страната, която е най -близо до кондензатора. Сега сме готови да заредим програмата си в Arduino и да накараме WS2812 да мига!

Стъпка 4: Накарайте го да мига с Arduino IDE

Предполагам, че вече сте инсталирали Arduino IDE на вашия компютър --- много ръководства в мрежата обясняват процеса доста добре. Програмата, която трябва да заредим на нашия Arduino, може да бъде изтеглена тук. След като можем просто да щракнем двукратно върху файла primer.ino във фърмуера> примери> грунд папка, за да го заредим в Arduino IDE (wirtten за версия 1.0.5). Пакетът включва необходимите библиотеки за компилиране на кода, така че не трябва да има грешки, моля, публикувайте коментар, ако срещнете проблеми при компилирането. След като изберете типа платка Arduino и USB порта с помощта на опцията от менюто Инструменти, качете кода и WS2812 трябва да започне да мига редувайки се между Червено, Зелено и Синьо. Най-добрата характеристика на тези светодиоди WS2812 RGB е, че те могат да бъдат „маргаритки“доста лесно да създават дълги ленти и масиви, съдържащи много от тези светодиоди. В следващата стъпка правим точно това с 3 -те дъски, които сме подготвили.

Стъпка 5: Направете лента от RGB светодиоди

Вградената LED драйверна схема (WS2811) позволява „последователно свързване“на един светодиод към следващия, като се използва само 1 ред данни (!). Чрез свързване на изхода на данни на един WS2812 към входа за данни на друг, ние можем да контролираме яркостта и цвета на цял масив от светодиоди до 500 от тях на Arduino! Разбира се, за да се управляват много светодиоди, трябва да се вземат предвид някои съображения: - Всеки пиксел черпи до 60mA (бялото при пълна яркост изисква всички светодиоди да са включени, всеки чертеж ~ 20mA). - Arduino ще увеличи максимално RAM паметта си, като задвижва 500 светодиода при честота на опресняване 30 Hz. - За да свържете две платки заедно, препоръчителното максимално разделяне е 6 ", за да се избегнат прекъсвания на захранването и повреда на данните. Имайки предвид тези съображения, можем да управляваме всички светодиоди, използвайки 24-битова цветова разделителна способност, при нива на яркост, които са последователни, и доста устойчив на промени при (малки) промени в захранването на батерията. Към „маргаритката“платките, които подготвихме за тази инструкция, започваме, като свързваме женския край от единия към мъжкия край на другата от двете платки с дясната- ъглови заглавки. След това, когато нашата Arduino платка е изключена от захранването и USB, поставяме мъжкия край от веригата с две платки върху споената платка. Ние гарантираме, че щифтовете се подравняват с тези на WS2812 Breakout Board, която е свързана към макетната платка Такова подравняване ще има щифтовете VCC и GND както от платката с права глава, така и от веригата на един и същи ред на макетната платка. А. след като всичко е свързано, можем да задействаме Arduino IDE и да използваме текстовия редактор, за да променим дефиницията "#define NUM_LEDS 1" на "#define NUM_LEDS 3". След като свържете платката обратно към Power и/или USB, можем да качим новата програма … и … BAM! И трите светодиода трябва да мигат точно така!

Стъпка 6: В тъмнината, нека има светлина

Тази инструкция бързо ви показа как да използвате WS2812 RGB LED, предварително запоен върху малки пробивни дъски. Използвахме Arduino, за да контролираме яркостта и цвета на светодиодите. Едно нещо, което беше леко разочароващо, е, че кодът, който използвахме, накара светодиодите да мигат наведнъж, със същия интензитет и цвят. Този режим на работа не показва пълния потенциал на „интелигентния“LED драйвер (WS2811), който е вграден в този пакет. И така, нека опитаме следните модификации на оригиналния код. Както преди, ще изтеглите и разархивирате файла, след което ще отворите фърмуера, който ще бъде зареден в Arduino (фърмуер> ефекти> ефекти.ino). Всички файлове, необходими за тази демонстрация, са включени, така че няма нужда да добавяте библиотеки на трети страни; кодът трябва да се компилира без никакви промени --- вече е настроен да борави с 3-те светодиода. Сега зависи от вашето въображение да измислите следващия проект, при който тези много полезни, компактни RGB светодиоди могат да светят. Чувствайте се свободни да публикувате някои от вашите собствени творения с помощта на WS2812 в секцията за коментари!