Kom godt i gang med NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

[Afspil video]

I denne instruks vil vi undersøge om den adresserbare RGB LED (WS2812) eller populært kendt som Adafruit NeoPixel. NeoPixel er en familie af ringe, strimler, brædder og pinde af pulserende, farverige miniaturelamper. Disse kan kædes fra den ene til den anden, så du kan drive og programmere en lang række NeoPixels sammen for at danne en endeløs række LED'er. Du kan bruge disse LED -strips til at tilføje komplekse lyseffekter til ethvert af dine projekter.

Du kan finde alle mine projekter på:

De leveres med en lille 5050 (5 mm x 5 mm) overflademonteret pakke, der indeholder tre lyse lysdioder (rød, grøn og blå) og en integreret driverchip (WS2811). Det kræver kun én dataindgang for at styre tilstand, lysstyrke og farve på alle de tre lysdioder. Ved at forbinde dataudgangsstiften til dataindgangsstiften i de næste strimler er det muligt at daisy -kæde LED'erne til teoretisk vilkårlig længde.

Med kombinationer af RGB -værdier (0 - 255) kan du gengive næsten enhver farve, så på en måde er en kontrollerbar RGB -LED en universel LED.

Trin 1: Brugte dele og værktøjer

Dele:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A strømforsyning (Amazon)

4. DC -stik (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. 8 x 32 Fleksibel WS2812 Matrix (Sparkfun)

Værktøjer:

1. Loddejern (Amazon)

2. Wire Cutter / Stripper (Amazon)

Trin 2: Type RGB LED Strip

Der er 2 hovedtyper af RGB LED -strip: Analog strip og Digital Strip

1. Analog strimmel:

Alle lysdioderne i strimlerne er forbundet parallelt, så det fungerer som en enkelt stor trefarvet LED. Du kan indstille en bestemt farve til hele strimlerne / strengene. De er meget lette at bruge og billige, men begrænsningen i denne type LED strips er, at du ikke kan styre de enkelte LEDs farver.

På hver af disse strimler ser du (fra venstre mod højre) først LED'en efterfulgt af en SMD -modstand.

2. Digital strip:

En digital strip er, at du adresserer hver LED individuelt og arbejder på en anden måde. De har en chip til hver LED, for at bruge strimlen skal du sende digitalt kodede data til chipsene. På grund af den ekstra kompleksitet af chippen er de dyrere.

Bemærk pilene, der angiver dataretning. Hvis du forbinder strimlen i omvendt retning, virker det ikke.

Trin 3: Typer af adresserbar RGB LED -strip

Adresserbar LED leveres med forskellige modelnumre som WS2801, WS2811, WS2812 eller WS2812B. Hvis du er ny inden for denne type LED, kan du forveksle mellem dem, så lad os først identificere dem. Grundlæggende er WS2801 og WS2811 navnet på IC'en, der kan styre maksimalt 3 lysdioder. WS2812 er dog en forbedret version, hvor en WS2811 IC er integreret direkte i en 5050 RGB LED -pakke. Den seneste model er WS2812B.

I denne vejledning bruger vi den nyeste model WS2812B.

Billedkilde: Adafruit, Sparkfun, Polou

Trin 4: WS2801 og WS2811 / WS2812 pins

WS2801 -modellen har 4 input -ben (Vcc, GND, Data, Clock), mens WS2811 og WS2812 -modellen kun har 3 ben

(Vcc, GND og data)

PIN - WS2801

5V -> Strøm (+5V)

CI -> Ursignalindgang

CO -> Ursignaludgang

DI -> Datainput

DO -> Data Output

GND -> Jord

PIN WS2812

5V -> Strøm (+5V) CI -> Ikke relevant

CO -> Ikke relevant

DI -> Datainput

GØR -> Data Output

GND -> Jord

Trin 5: Strømforsyning

Inden du starter et LED -stripprojekt, er det første, du skal tænke på, strømforsyning. En af disse RGB LED'er indeholder 3 LED'er (rød, blå og grøn). Vi ved, at en enkelt LED tegner cirka 20 mA strøm ved sin højeste lysstyrke. Så en enkelt WS2812 LED kan trække 3 x 20 mA = 60 mA ved maksimal lysstyrke - hvid.

Kan jeg køre direkte af Arduino?

Svaret er simpelthen NEJ. Da den nødvendige mængde strøm til hele strimlen vil være langt mere, end din Arduino kan klare.

Du skal bruge en separat reguleret strømforsyning til det. Strømforsyningen skal levere den korrekte spænding og kunne levere tilstrækkelig strøm. I de fleste WS2812 -strimler er driftsspændingen 5 volt DC.

Eksempel: For WS2812 8 x 8 matrix (64 lysdioder) har du brug for 64 x 60mA = 3840 mA (3,84 A) ved alle lysdioderne, der er indstillet til maksimal lysstyrke (hvid farve). Men det er ikke tilrådeligt, hold lysstyrken lavere for at få maksimal levetid.

Jeg kan anbefale at indstille lysstyrken til under 50 %. Så du har brug for 3,84 x 0,5 = 1,92A

Så ved at tage en margin er den anbefalede strømforsyning 5V / 2A.

Trin 6: Forberedelse af strømforsyningen

Det er meget let at styre WS2812B LED -bånd uden ekstra kredsløb og diskrete komponenter. Hvis du har en Arduino, 5V strømforsyning og få jumperkabler, kan du lege med det.

Forberedelse af strømforsyningen:

Jeg brugte en 5V/2A reguleret strømforsyning til at køre NeoPixel LED'er.

Vi har brug for to GND -forbindelser: en til LED -båndet og en anden til Arduino. Så jeg lod lod to ledninger til den negative terminal og en ledning til den positive terminal på DC -stikket.

Arduino -forbindelse:

Arduino -forbindelsen er meget let.

LED Strip DIN -> Arduino D6

Strømforsyning GND -> Arduino GND

Hvis du bruger den eksterne strømforsyning til at drive både LED -stripen og Arduino, skal du slutte 5V -forsyningen til Arduino 5V -stiften.

God praksis ifølge Adafruit:

1. Tilføjelse af en stor kondensator (1000 µF, 6,3V eller højere) på tværs af + og - terminalerne. Dette forhindrer den indledende strøm af strøm i at beskadige pixels.

2. Tilføjelse af en 300 til 500 Ohm modstand mellem din mikrokontrollers datapind og dataindtastningen på den første NeoPixel kan hjælpe med at forhindre spændingsspidser, der ellers kan beskadige din første pixel. Tilføj en mellem din micro og NeoPixels.

3. Når NeoPixels tilsluttes en strømførende strømkilde eller mikrokontroller, TILSLUT ALTID JORD (-) FØR NOGET ANDET. Omvendt skal du afbryde jordens sidste ved adskillelse.

Trin 7: Kørsel af en 8x8 Neo Matrix

LED -matrixen indeholder 64 RGB -lysdioder, der bruger WS8211 -driveren. Hver pixel kan adresseres individuelt, og du skal kun bruge en Arduino -pin til at styre alle lysdioderne.

På bagsiden af matrixen er der to porte: Input (3pins) og Output (3pins).

Inputporten er tilsluttet Arduino og 5V ekstern strømforsyning. Forbindelsen følger

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrix strømforsyning

5V- 5V

GNDGND

Bemærk: Du bør ikke glemme at tilslutte GND for både strømforsyningen og Arduino.

Tænd nu for kredsløbet og upload koden for at se få animationer. Jeg har indstillet lysstyrken på LED'erne til omkring 30%.

Arduino kode:

Koden og bibliotekerne er vedhæftet zip -filen. Download den. Du kan se videoen for at vide, hvordan du bruger softwaren.

Trin 8: Kørsel af en fleksibel 8X32 WS2812 RGB MATRIX

8x32 Flexible matrix er ret cool. Jeg bestilte den fra Sparkfun. Du kan oprette animationer, spil eller endda integrere dem i et sjovt e-tekstilprojekt. Oven i alt det, takket være dens fleksible bagside, kan denne LED Matrix bukkes og bukkes, så den passer på næsten enhver kurvet overflade.

Forbindelsen med arduino ligner den anden NeoPixel LED matrix / Strip.

Matrix leveres med terminalledninger, så det er ikke nødvendigt at lodde.

Gul: GND

Rød: +5V

Grøn: Data

Hvis du nød denne artikel, glem ikke at give den videre! Følg mig for flere DIY -projekter og ideer. Tak skal du have !!!