Noțiuni introductive despre NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

[Rulează video]

În acest Instructable, vom explora despre LED-ul RGB adresabil (WS2812) sau cunoscut popular ca Adafruit NeoPixel. NeoPixel este o familie de inele, benzi, plăci și bastoane de LED-uri miniaturale pulsatoare, colorate. Acestea sunt lanțabile de la unul la altul, astfel încât să puteți alimenta și programa o lungă linie de NeoPixels împreună pentru a forma un șir nesfârșit de LED-uri. Puteți utiliza aceste benzi LED pentru a adăuga efecte de iluminare complexe oricărui proiect.

Puteți găsi toate proiectele mele pe:

Acestea vin cu un pachet mic de montare pe suprafață 5050 (5 mm x 5 mm) care include trei LED-uri luminoase (roșu, verde și albastru) și un cip de driver integrat (WS2811). Este nevoie de o singură intrare de date pentru a controla starea, luminozitatea și culoarea tuturor celor trei LED-uri. Prin conectarea pinului de ieșire a datelor la pinul de intrare a datelor de pe benzile următoare, este posibil să se lanțeze LED-urile la o lungime teoretic arbitrară.

Cu combinații de valori RGB (0 - 255) puteți reproduce aproape orice culoare, deci într-un sens, un LED RGB controlabil este un LED universal.

Pasul 1: Piese și instrumente utilizate

Părți:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Alimentare 5V / 2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. Matricea flexibilă WS2812 8 x 32 (Sparkfun)

Instrumente:

1. Fier de lipit (Amazon)

2. Cutter / Stripper (Amazon)

Pasul 2: Tipul benzii LED RGB

Există 2 tipuri majore de benzi LED RGB: benzi analogice și benzi digitale

1. Bandă analogică:

Toate LED-urile din benzi sunt conectate în paralel, deci acționează ca un singur LED imens tri-color. Puteți seta o anumită culoare pe toate benzile / șirurile. Sunt foarte ușor de utilizat și ieftine, dar limitarea în acest tip de Benzi LED este că nu puteți controla culorile individuale ale LED-urilor.

Pe fiecare dintre aceste benzi veți vedea (de la stânga la dreapta) mai întâi LED-ul, urmat de un rezistor SMD.

2. Banda digitală:

O bandă digitală este că vă adresați fiecărui LED în mod individual și lucrați într-un mod diferit. Au un cip pentru fiecare LED, pentru a utiliza banda trebuie să trimiteți date codate digital către cipuri. Datorită complexității suplimentare a cipului, acestea sunt mai scumpe.

Observați săgețile care indică direcția datelor. Dacă conectați banda în sens invers, aceasta nu va funcționa.

Pasul 3: Tipuri de benzi LED RGB adresabile

LED-urile adresabile vin cu diferite numere de model, cum ar fi WS2801, WS2811, WS2812 sau WS2812B. Dacă sunteți nou în acest tip de LED-uri, este posibil să vă confundați între ele, deci permiteți-le să le identificați mai întâi. Practic WS2801 și WS2811 sunt numele IC-ului care poate controla maxim 3 LED-uri. Cu toate acestea, WS2812 este o versiune îmbunătățită în care un IC WS2811 este integrat direct într-un pachet LED 5050 RGB. Cel mai recent model este WS2812B.

În acest tutorial vom folosi cel mai recent model WS2812B.

Sursa imaginii: Adafruit, Sparkfun, Polou

Pasul 4: pini WS2801 și WS2811 / WS2812

Modelul WS2801 are 4 pini de intrare (Vcc, GND, Date, Clock) în timp ce modelele WS2811 și WS2812 au doar 3 pini

(Vcc, GND și date)

PIN - WS2801

5V -> Putere (+ 5V)

CI -> Intrare semnal ceas

CO -> Iesire semnal ceas

DI -> Intrare date

DO -> Ieșire date

GND -> Teren

PIN WS2812

5V -> Putere (+ 5V) CI -> N / A

CO -> N / A

DI -> Intrare date

DO -> Ieșire date

GND -> Teren

Pasul 5: Alimentare

Înainte de a începe orice proiect de bandă LED, primul lucru la care va trebui să vă gândiți este alimentarea cu energie electrică. Unul dintre aceste LED-uri RGB conține 3 LED-uri (roșu, albastru și verde). Știm că un singur LED atrage aproximativ 20mA curent la cea mai mare luminozitate. Deci, un singur LED WS2812 poate extrage 3 x 20mA = 60mA la luminozitate maximă - alb.

Pot rula direct de Arduino?

Răspunsul este pur și simplu NU. Deoarece cantitatea de curent necesară pentru întreaga bandă va fi mult mai mare decât poate suporta Arduino.

Aveți nevoie de o sursă de alimentare regulată separată pentru aceasta. Sursa de alimentare trebuie să furnizeze tensiunea corectă și să poată furniza suficient curent. În majoritatea benzilor WS2812, tensiunea de funcționare este de 5 volți DC.

Exemplu: Pentru matricea WS2812 8 x 8 (64 LED-uri) aveți nevoie de 64 x 60mA = 3840 mA (3,84 A) la toate LED-urile setate la luminozitatea maximă (culoare albă). Dar nu este recomandabil, mențineți luminozitatea mai mică pentru a obține o viață maximă.

Vă pot recomanda să setați luminozitatea sub 50%. Deci aveți nevoie de 3,84 x 0,5 = 1,92A

Deci, luând o anumită marjă, sursa de alimentare recomandată este de 5V / 2A.

Pasul 6: Pregătirea sursei de alimentare

Este foarte ușor de controlat banda LED WS2812B fără circuite suplimentare și componente discrete. Dacă aveți un Arduino, o sursă de alimentare de 5V și puține fire jumper, atunci vă puteți juca cu el.

Pregătirea sursei de alimentare:

Am folosit o sursă de alimentare reglementată 5V / 2A pentru rularea LED-urilor NeoPixel.

Avem nevoie de două conexiuni GND: una la banda LED și alta la Arduino, așa că am lipit două fire la terminalul negativ și unul la terminalul pozitiv al mufei DC.

Conexiune Arduino:

Conexiunea Arduino este foarte ușoară.

Benzi LED DIN -> Arduino D6

Alimentare GND -> Arduino GND

Dacă utilizați sursa de alimentare externă pentru a alimenta atât banda LED, cât și Arduino, atunci trebuie să conectați sursa de 5V la pinul Arduino 5V.

Bune practici conform Adafruit:

1. Adăugarea unui condensator mare (1000 µF, 6,3 V sau mai mare) la bornele + și -. Acest lucru împiedică apariția inițială a curentului să deterioreze pixelii.

2. Adăugarea unui rezistor de 300 până la 500 Ohm între pinul de date al microcontrolerului și datele introduse pe primul NeoPixel poate ajuta la prevenirea creșterilor de tensiune care altfel ar putea deteriora primul pixel. Vă rugăm să adăugați unul între micro și NeoPixels.

3. Atunci când conectați NeoPixels la orice sursă de alimentare sub tensiune sau microcontroler, CONECTAȚI ÎNTOTDEAUNA MASA (-) ÎNAINTE DE ALȚI. Dimpotrivă, deconectați ultima masă la separare.

Pasul 7: Conducerea unui Neo Matrix 8x8

Matricea LED conține 64 de LED-uri RGB care utilizează driverul WS8211. Fiecare pixel este adresabil individual și veți avea nevoie de un singur pin Arduino pentru a controla toate LED-urile.

În partea din spate a matricei există două porturi: Intrare (3 pini) și Ieșire (3 pini).

Portul de intrare este conectat la sursa de alimentare externă Arduino și 5V. Conexiunea este următoarea

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Sursa de alimentare Matrix

5V- 5V

GNDGND

Notă: Nu trebuie să uitați să conectați GND atât a sursei de alimentare cât și a Arduino.

Acum porniți circuitul și încărcați codul pentru a viziona câteva animații. Am setat luminozitatea LED-urilor la aproximativ 30%.

Cod Arduino:

Codul și bibliotecile sunt atașate în fișierul zip. Descărcați-l. Puteți viziona videoclipul pentru a ști cum să utilizați software-ul.

Pasul 8: Conducerea unei matrice flexibile 8X32 WS2812 RGB

Matricea flexibilă 8x32 este destul de grozavă. Am comandat-o de la Sparkfun. Puteți crea animații, jocuri sau chiar le puteți încorpora într-un proiect distractiv e-textile. Pe lângă toate acestea, datorită suportului său flexibil, acest LED Matrix poate fi îndoit și înclinat pentru a se potrivi pe aproape orice suprafață curbată.

Conexiunea cu arduino este similară cu celelalte matrice / bandă LED NeoPixel.

Matrixul vine cu fire terminale, deci nu este nevoie să lipiți.

Galben: GND

Roșu: + 5V

Verde: date

Dacă v-a plăcut acest articol, nu uitați să îl transmiteți! Urmați-mă pentru mai multe proiecte și idei DIY. Mulțumesc !!!