Začínáme s RGB LED NeoPixel / WS2812: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

[Přehrát video]

V tomto Instructable prozkoumáme adresovatelné RGB LED (WS2812) nebo populárně známé jako Adafruit NeoPixel. NeoPixel je rodina prstenů, pásků, desek a tyčinek pulzujících, barevných miniaturních LED diod. Ty jsou řetězitelné od jednoho k druhému, takže můžete napájet a naprogramovat dlouhou řadu NeoPixelů dohromady, abyste vytvořili nekonečný řetězec LED. Tyto LED pásky můžete použít k přidání komplexních světelných efektů do jakéhokoli vašeho projektu.

Všechny mé projekty najdete na:

Dodávají se s malým balíčkem pro povrchovou montáž 5050 (5 mm x 5 mm), který obsahuje tři jasné LED diody (červená, zelená a modrá) a integrovaný čip ovladače (WS2811). K ovládání stavu, jasu a barvy všech tří LED diod vyžaduje pouze jeden vstup dat. Připojením výstupního datového kolíku ke vstupnímu datovému kolíku dalších proužků je možné propojit LED diody na teoreticky libovolnou délku.

S kombinací hodnot RGB (0 - 255) můžete reprodukovat téměř jakoukoli barvu, takže v jistém smyslu je ovladatelná RGB LED univerzální LED.

Krok 1: Použité součásti a nástroje

Díly:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A napájecí zdroj (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Propojovací vodiče (Amazon)

6. 8 x 32 Flexible WS2812 Matrix (Sparkfun)

Nástroje:

1. Páječka (Amazon)

2. Řezačka / odizolovač drátu (Amazon)

Krok 2: Typ RGB LED pásku

Existují 2 hlavní typy RGB LED pásků: analogový a digitální pás

1. Analogový proužek:

Všechny diody LED v pásech jsou zapojeny paralelně, takže fungují jako jediné obrovské tříbarevné diody LED. Celým páskům / řetězcům můžete nastavit konkrétní barvu. Jejich použití je velmi snadné a levné, ale omezení v tomto typu LED pásky jsou, že nemůžete ovládat barvy jednotlivých LED.

Na každém z těchto pásů uvidíte (zleva doprava) nejprve LED, poté rezistor SMD.

2. Digitální proužek:

Digitální pásek spočívá v tom, že řešíte každou LED samostatně a pracujete jiným způsobem. Mají čip pro každou LED, aby bylo možné použít pás, musíte do čipů odeslat digitálně kódovaná data. Kvůli mimořádné složitosti čipu jsou dražší.

Všimněte si šipek označujících směr dat. Pokud připojíte proužek v opačném směru, nebude fungovat.

Krok 3: Typy adresovatelných RGB LED pásů

Adresovatelné LED diody se dodávají s různými čísly modelů, jako jsou WS2801, WS2811, WS2812 nebo WS2812B. Pokud jste v tomto typu LED nováčci, můžete být mezi nimi zmatení. Pojďme je tedy nejprve identifikovat. V zásadě WS2801 a WS2811 jsou název IC, který může ovládat maximálně 3 LED diody. WS2812 je však vylepšenou verzí, ve které je integrovaný obvod WS2811 IC přímo do 5050 RGB LED balíčku. Nejnovějším modelem je WS2812B.

V tomto tutoriálu použijeme nejnovější model WS2812B.

Zdroj obrázku: Adafruit, Sparkfun, Polou

Krok 4: Piny WS2801 a WS2811 / WS2812

Model WS2801 má 4 vstupní piny (Vcc, GND, Data, Clock), zatímco model WS2811 a WS2812 mají pouze 3 piny

(Vcc, GND a data)

PIN - WS2801

5V -> Napájení (+5V)

CI -> Vstup hodinového signálu

CO -> Výstup hodinového signálu

DI -> Vstup dat

DO -> Výstup dat

GND -> Ground

PIN WS2812

5V -> Napájení (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> Vstup dat

DO -> Výstup dat

GND -> Ground

Krok 5: Napájení

Předtím, než začnete s jakýmkoli projektem LED pásků, první věc, na kterou budete muset myslet, je napájení. Jedna z těchto RGB LED obsahuje 3 LED diody (červená, modrá a zelená). Víme, že jedna LED odebírá přibližně 20mA proud při svém nejvyšším jasu. Takže jedna LED WS2812 může čerpat 3 x 20mA = 60mA při maximálním jasu - bílá.

Mohu běžet přímo přes Arduino?

Odpověď je prostě NE. Protože množství proudu potřebné pro celý pás bude mnohem větší, než vaše Arduino zvládne.

Potřebujete k tomu samostatný regulovaný napájecí zdroj. Napájecí zdroj musí poskytovat správné napětí a být schopen dodávat dostatečný proud. Ve většině pásů WS2812 je provozní napětí 5 voltů DC.

Příklad: U matice WS2812 8 x 8 (64 LED) potřebujete 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) u všech LED diod nastavených na maximální jas (bílá barva). Není to však vhodné, udržujte nižší jas, abyste získali maximální životnost.

Mohu doporučit nastavit jas pod 50 %. Potřebujete tedy 3,84 x 0,5 = 1,92A

Když vezmeme určitou rezervu, doporučený napájecí zdroj je 5V / 2A.

Krok 6: Příprava napájecího zdroje

Je velmi snadné ovládat LED pás WS2812B bez dalších obvodů a diskrétních komponent. Pokud máte Arduino, 5V napájecí zdroj a několik propojovacích vodičů, můžete si s ním hrát.

Příprava napájecího zdroje:

K provozu LED diod NeoPixel jsem použil regulovaný napájecí zdroj 5V/2A.

Potřebujeme dvě GND připojení: jednu k LED pásku a druhou k Arduinu. Takže jsem připájel dva vodiče k zápornému pólu a jeden vodič ke kladnému pólu DC konektoru.

Připojení Arduino:

Připojení Arduino je velmi snadné.

LED pásek DIN -> Arduino D6

Zdroj GND -> Arduino GND

Pokud používáte externí napájecí zdroj k napájení LED pásku i Arduina, pak musíte připojit 5V napájení na 5V pin Arduino.

Osvědčené postupy podle Adafruit:

1. Přidání velkého kondenzátoru (1 000 µF, 6,3 V nebo vyšší) přes svorky + a -. Tím se zabrání tomu, aby počáteční náběh proudu poškodil pixely.

2. Přidání odporu 300 až 500 Ohm mezi datový pin mikrokontroléru a datový vstup na prvním NeoPixelu může pomoci zabránit špičkám napětí, které by jinak mohly poškodit váš první pixel. Přidejte jeden mezi mikro a NeoPixely.

3. Při připojování NeoPixelů k jakémukoli zdroji napájení nebo mikrokontroléru VŽDY PŘIPOJTE UZEMNĚNÍ (-) PŘED NICM JINÝM. Při odpojování naopak odpojte zem jako poslední.

Krok 7: Řízení 8x8 Neo Matrix

Matice LED obsahuje 64 RGB LED diod, které používají ovladač WS8211. Každý pixel je individuálně adresovatelný a k ovládání všech LED budete potřebovat pouze jeden pin Arduino.

Na zadní straně matice jsou dva porty: Vstup (3 piny) a Výstup (3 piny).

Vstupní port je připojen k externímu napájecímu zdroji Arduino a 5V. Připojení je následující

Matice Arduino

DIN D6

GND GND

Matrix napájecí zdroj

5V- 5V

GNDGND

Poznámka: Neměli byste zapomenout připojit GND napájecího zdroje i Arduina.

Nyní zapněte obvod a nahrajte kód, abyste mohli sledovat několik animací. Nastavil jsem jas LED asi na 30%.

Arduino kód:

Kód a knihovny jsou přiloženy v souboru zip. Stáhněte si ho. Na video se můžete podívat, jak software používat.

Krok 8: Řízení flexibilního 8X32 WS2812 RGB MATRIX

Flexibilní matice 8x32 je docela cool. Objednal jsem si ji ze Sparkfunu. Můžete vytvářet animace, hry nebo je dokonce začlenit do zábavného projektu elektronického textilu. Navíc díky flexibilní podložce lze tuto LED Matrix ohnout a uklonit, aby se vešla na téměř jakýkoli zakřivený povrch.

Spojení s arduino je podobné jako u druhé matice / pruhu LED NeoPixel.

Matrix je dodáván s koncovými vodiči, takže není třeba pájet.

Žlutá: GND

Červená: +5V

Zelená: Data

Pokud se vám tento článek líbil, nezapomeňte jej předat dál! Sledujte další projekty a nápady pro kutily. Děkuji !!!