Komme i gang med NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

[Spill av video]

I denne instruksen vil vi utforske den adresserbare RGB LED (WS2812) eller populært kjent som Adafruit NeoPixel. NeoPixel er en familie av ringer, bånd, tavler og pinner av pulserende, fargerike miniatyr -LED -er. Disse er kjedbare fra den ene til den andre, slik at du kan drive og programmere en lang rekke NeoPixels sammen for å danne en endeløs rekke lysdioder. Du kan bruke disse LED -stripene til å legge til komplekse lyseffekter i ethvert prosjekt.

Du finner alle prosjektene mine på:

De kommer med en liten 5050 (5 mm x 5 mm) overflatemonteringspakke som inkluderer tre lyse lysdioder (rød, grønn og blå) og en integrert driverbrikke (WS2811). Det krever bare én datainngang for å kontrollere tilstand, lysstyrke og farge på alle de tre lysdiodene. Ved å koble datautgangspinnen til datainngangsstiften til de neste stripene, er det mulig å kjede LED -lampene til teoretisk vilkårlig lengde.

Med kombinasjoner av RGB -verdier (0 - 255) kan du gjengi omtrent hvilken som helst farge, så på en måte er en kontrollerbar RGB -LED en universell LED.

Trinn 1: Deler og verktøy som brukes

Deler:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A strømforsyning (Amazon)

4. DC -kontakt (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. 8 x 32 fleksibel WS2812 Matrix (Sparkfun)

Verktøy:

1. Loddejern (Amazon)

2. Wire Cutter / Stripper (Amazon)

Trinn 2: Type RGB LED -stripe

Det er to hovedtyper av RGB LED -stripe: Analog strip og Digital Strip

1. Analog stripe:

Alle lysdiodene i stripene er parallellkoblet, så den fungerer som en enkel stor trefarget LED. Du kan sette en bestemt farge på hele strimlene / strengene. De er veldig enkle å bruke og rimelige, men begrensningen i denne typen LED -strips er at du ikke kan kontrollere de enkelte LED -fargene.

På hver av disse stripene ser du (fra venstre til høyre) først LED -en, etterfulgt av en SMD -motstand.

2. Digital stripe:

En digital stripe er at du adresserer hver LED individuelt og jobber på en annen måte. De har en chip for hver LED, for å bruke stripen må du sende digitalt kodede data til chipsene. På grunn av den ekstra kompleksiteten til brikken, er de dyrere.

Legg merke til pilene som indikerer dataretning. Hvis du kobler stripen i motsatt retning, vil det ikke fungere.

Trinn 3: Typer adresserbar RGB LED -stripe

Adresserbar LED kommer med forskjellige modellnumre som WS2801, WS2811, WS2812 eller WS2812B. Hvis du er ny på denne typen LED -er, kan du forvirre blant dem. Så la oss identifisere dem først. I utgangspunktet er WS2801 og WS2811 navnet på IC -en som kan kontrollere maksimalt 3 lysdioder. Imidlertid er WS2812 en forbedret versjon der en WS2811 IC er integrert direkte i en 5050 RGB LED -pakke. Den siste modellen er WS2812B.

I denne opplæringen bruker vi den nyeste modellen WS2812B.

Bildekilde: Adafruit, Sparkfun, Polou

Trinn 4: WS2801 og WS2811 / WS2812 Pins

WS2801 -modellen har 4 inngangspinner (Vcc, GND, Data, Clock) mens WS2811 og WS2812 -modellen bare har 3 pinner

(Vcc, GND og data)

PIN - WS2801

5V -> Strøm (+5V)

CI -> Klokkesignalinngang

CO -> Klokkesignalutgang

DI -> Datainngang

DO -> Datautgang

GND -> Bakken

PIN WS2812

5V -> Strøm (+5V) CI -> IKKE

CO -> IKKE

DI -> Datainngang

DO -> Datautgang

GND -> Bakken

Trinn 5: Strømforsyning

Før du starter et LED -stripeprosjekt, er det første du må tenke på, strømforsyning. En av disse RGB -lysdiodene inneholder 3 lysdioder (rød, blå og grønn). Vi vet at en enkelt LED trekker omtrent 20mA strøm ved sin høyeste lysstyrke. Så en enkelt WS2812 LED kan trekke 3 x 20mA = 60mA ved maksimal lysstyrke - hvit.

Kan jeg kjøre direkte av Arduino?

Svaret er rett og slett NEI. Siden mengden strøm som kreves for hele stripen vil være langt mer enn din Arduino kan håndtere.

Du trenger en separat regulert strømforsyning for det. Strømforsyningen må gi riktig spenning og kunne levere tilstrekkelig strøm. I de fleste WS2812 -strips er driftsspenningen 5 volt DC.

Eksempel: For WS2812 8 x 8 matrise (64 lysdioder) trenger du 64 x 60mA = 3840 mA (3,84 A) for alle lysdiodene som er satt til maksimal lysstyrke (hvit farge). Men det er ikke tilrådelig, hold lysstyrken lavere for å få maksimal levetid.

Jeg kan anbefale å sette lysstyrken under 50 %. Så du trenger 3,84 x 0,5 = 1,92A

Så ved å ta litt margin er den anbefalte strømforsyningen 5V / 2A.

Trinn 6: Klargjøre strømforsyningen

Det er veldig enkelt å kontrollere WS2812B LED -stripe uten ekstra kretser og diskrete komponenter. Hvis du har en Arduino, 5V strømforsyning og få hoppekabler, kan du leke med den.

Klargjøre strømforsyningen:

Jeg brukte en 5V/2A regulert strømforsyning for å kjøre NeoPixel -lysdiodene.

Vi trenger to GND -tilkoblinger: en til LED -stripen og en annen til Arduino. Så jeg loddet to ledninger til den negative terminalen og en ledning til den positive terminalen på DC -kontakten.

Arduino -tilkobling:

Arduino -tilkoblingen er veldig enkel.

LED Strip DIN -> Arduino D6

Strømforsyning GND -> Arduino GND

Hvis du bruker den eksterne strømforsyningen til å drive både LED -stripen og Arduino, må du koble 5V -forsyningen til Arduino 5V -pinnen.

God praksis i henhold til Adafruit:

1. Legge til en stor kondensator (1000 µF, 6,3V eller høyere) over + og - terminalene. Dette forhindrer at den første strømmen av strøm ødelegger pikslene.

2. Ved å legge til en motstand på 300 til 500 Ohm mellom mikrokontrollerens datapinne og datainngangen på den første NeoPixel, kan du forhindre spenningsspenninger som ellers kan skade din første piksel. Legg til en mellom mikro- og NeoPixels.

3. Når du kobler NeoPixels til en hvilken som helst strømkilde eller mikrokontroller, KOBLER ALLTID BUNN (-) FØR NOE ANNET. Omvendt, koble fra bakken sist ved separering.

Trinn 7: Kjøre en 8x8 Neo Matrix

LED -matrisen inneholder 64 RGB -lysdioder som bruker WS8211 -driveren. Hver piksel er individuelt adresserbar, og du trenger bare en Arduino -pinne for å kontrollere alle lysdiodene.

På baksiden av matrisen er det to porter: Input (3pins) og Output (3pins).

Inngangsporten er koblet til Arduino og 5V ekstern strømforsyning. Tilkoblingen er som følger

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrix strømforsyning

5V- 5V

GNDGND

Merk: Du bør ikke glemme å koble GND for både strømforsyningen og Arduino.

Slå nå på kretsen og last opp koden for å se få animasjoner. Jeg har satt lysstyrken til lysdiodene til omtrent 30%.

Arduino -kode:

Koden og bibliotekene er vedlagt i zip -filen. Last den ned. Du kan se videoen for å vite hvordan du bruker programvaren.

Trinn 8: Kjøring av en fleksibel 8X32 WS2812 RGB MATRIX

8x32 Flexible matrix er ganske kult. Jeg bestilte den fra Sparkfun. Du kan lage animasjoner, spill eller til og med inkludere dem i et morsomt e-tekstilprosjekt. På toppen av alt det, takket være den fleksible baksiden, kan denne LED -matrisen bøyes og bøyes for å passe på nesten enhver kurvet overflate.

Forbindelsen med arduino ligner den andre NeoPixel LED -matrisen / stripen.

Matrix kommer med terminalledninger, så du trenger ikke lodde.

Gul: GND

Rød: +5V

Grønn: Data

Hvis du likte denne artikkelen, ikke glem å gi den videre! Følg meg for flere DIY -prosjekter og ideer. Takk skal du ha !!!