LED bora za RGB kwa Mradi wowote (WS2812, Aka NeoPixels): Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Wakati tunafanya kazi na LEDs, mara nyingi tunapenda kudhibiti hali yao (kuwasha / kuzima), mwangaza, na rangi. Kuna njia nyingi tofauti za kufanya hivi, lakini hakuna suluhisho linalofanana kama WS2812 RGB LED. Katika kifurushi chake kidogo cha 5mm x 5mm, WS2812 inajumuisha LEDs 3 za kung'aa sana (Nyekundu, Kijani, na Bluu) na mzunguko dereva wa kompakt (WS2811) ambayo inahitaji tu kuingiza data moja kudhibiti hali, mwangaza, na rangi ya LED 3. Kwa gharama ya kuhitaji laini moja tu ya data kudhibiti LED tatu, inakuja mahitaji ya muda sahihi sana katika mawasiliano na WS2811. Kwa sababu hii, udhibiti mdogo wa wakati halisi (kwa mfano, AVR, Arduino, PIC) inahitajika. Kwa kusikitisha, kompyuta ndogo inayotegemea Linux au dhibiti ndogo kama vile Netduino au Stempu ya Msingi haiwezi kutoa usahihi wa muda unaohitajika. Na kwa hivyo, katika Maagizo haya ninatembea kupitia mchakato wa kuanzisha, na kudhibiti moja ya taa hizi na Arduino Uno. Halafu, ninaonyesha jinsi ilivyo rahisi kuunganisha kadhaa pamoja kwa onyesho la kushangaza la taa! Ngazi ya ugumu: Kompyuta Wakati wa kukamilika: Dakika 10-15

Hatua ya 1: Orodha ya Vifaa

RGB hii nzuri ya RGB inakuja katika kifurushi cha 5050 (5mm x 5mm) na pedi 6 ambazo ni rahisi kutengenezea bodi ya kuzuka. Kama sehemu pekee ya ziada inahitajika ni de-coupling capacitor, WS2812 kwa uaminifu inatoa suluhisho bora ya kudhibiti rangi na mwangaza wa RGB LED. Dereva ya LED iliyowekwa mara kwa mara (WS2811) ni muhimu sana kwa sababu mbili: - Mzunguko wa mara kwa mara wa ~ 18mA utaendesha kila LED hata kama voltage inatofautiana. - Hakuna haja ya kuongeza vipinga vizuizi vya sasa (a.k.a vipinga kusonga) kati ya usambazaji wa umeme na taa za taa. Tunachohitaji ni muundo rahisi sana kutoa Nguvu, Ardhi, na Ingizo la Kudhibiti 1 ili kuunda onyesho la taa la kushangaza isiyo na moja, lakini safu nzima ya RGB za LED. Hiyo ni sawa! Kwa kuunganisha pini ya Data Out ya moja ya LED hizi, kwa Pini Katika pini ya nyingine, tunaweza kuziendesha zote mbili kwa kujitegemea na Uingizaji sawa wa Udhibiti! Ikiwa sio dhahiri jinsi ya kufanya hivyo, usifadhaike, mwisho wa hii inayoweza kufundishwa utakuwa na njia nzuri ya kuongeza WS2812 kwa mradi wowote unaotaka! Kwa hii inayoweza kufundishwa hapa ndio tutakayotumia: Vifaa: 3 x WS2812 RGB LEDs (zilizouzwa mapema kwenye bodi ndogo ndogo ya kuzuka) 1 x Solderless Breadboard Solid Core Wire (rangi zilizochanganywa; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x Kontakt Pin ya kuvunja, 0.1 "Pitch, 8-Pin Male (Right-Angle) 1 x Pin Connector, 0.1" Pitch, 8-Pin Female (Right-Angle) 1 x Breakaway Pin Connector, 0.1 "Pitch, 8-Pin MaleTools: PC USB A / B Cable Wire Stripper Soldering IronNotes: Kulingana na mradi wako, WS2812 RGB LEDs pia zinapatikana bila bodi ya kuzuka kwa karibu $ 0.40 kila moja, lakini urahisi wa chaguo iliyouzwa kabla ni ya kuvutia kwa matumizi rahisi.

Hatua ya 2: Kuunganisha Vichwa vya Siri

Pamoja na vifaa vyote vilivyoorodheshwa katika hatua ya awali, ni sawa mbele kuwasha WS2812 RGB LED. Kwanza, tunataka kuandaa Bodi za Kuzuka za WS2812 kwa kuziweka kwenye ubao wa mkate usiouzwa. Ili kufanya hivyo, tunatumia mkata waya (zana za kawaida za kukata zitatumika pia) kutenganisha kila kipande cha Pini 8 kuwa vipande 2 x 3-Pin. Kumbuka kwamba kutengeneza ni ngumu kidogo; mara nyingi nimejaribu kutumia gombo kati ya vichwa viwili vya kiume kama mwongozo wa kukata, na nimeishia kunyoa plastiki nyingi kutoka kwa kichwa nilichokusudia kuweka. Kwa 'kutoa kafara' pini ambapo tunataka kukata, tunaepuka shida kabisa. Kutumia koleo mbili, tunatoa pini ambapo tunataka kukata (katika kesi hii, pini ya 4 na ya 8). Baada ya pini kuondolewa tunaweza kukata kwa urahisi katikati ya vichwa vyenye tupu sasa. Mbinu hii inafanya kazi sawa na kichwa cha kike. Baada ya kukagua na kukata, tunapaswa kuwa na vichwa vya 6 x 3-Pin, ambayo ni, 2 x kiwango na 4 x angle-kulia (2 x kiume, 2 x kike). Kwa msaada wa chuma cha kutengeneza, sasa tunaweza kuunganisha pini kwa kila moja ya bodi tatu za kuzuka kwa njia ifuatayo. Bodi moja inapaswa kuwa na vichwa 2 vya kawaida, wakati bodi zingine mbili kila moja inapaswa kuwa na kichwa cha kulia cha 1 x. Kwenye ubao ambao utakuwa na vichwa vya kawaida vya pini, tunaweka pini kwenye uso wa chini wa ubao (upande unaoelekea kule ilipo LED). Kwenye hizo mbili zingine, vichwa vya pembe-kulia (moja ya kila jinsia) vinaweza kuwekwa juu au juu chini. Kumbuka kuwa ni muhimu kuwa thabiti, kutoka bodi moja hadi nyingine, kwenye uwekaji wa vichwa vya kiume na vya kike. Inasaidia kutumia uso wa mlima capacitor kwa kuelekeza bodi; kutumia hii kama kumbukumbu, kichwa cha kiume kinapaswa kuuzwa hadi mwisho karibu na capacitor. Mara tu pini zimeuzwa, tuko tayari kuunganisha moja yao kwa Arduino!

Hatua ya 3: Kuunganisha Bodi ya Kuzuka ya WS2812 kwa Arduino

Katika hatua hii tutafanya unganisho muhimu kati ya Arduino, na moja ya Bodi zetu za Kuzuka za WS2812. Kwa kusudi hili tutatumia ubao wa mkate usiouzwa, na waya 3 x za kuruka. Ikiwa unatumia kijiko cha waya, sasa ni wakati wa kukata vipande 3, kila moja ikiwa na urefu wa 4 . Sasa tunaweza kuweka Bodi ya Kuzuka ya WS2812 (ile iliyo na vichwa vya kawaida) kwenye mgawanyiko wa ubao wetu wa mikate. Hakikisha kwamba Arduino imetenganishwa kutoka kwa chanzo cha umeme na USB, tutaendelea kuweka waya kwenye viunga. Katika upande wa chini wa Bodi ya Kuzuka ya WS2812 tunaweza kupata jina la kila pini: VCC, DI (DO), GND. Kutumia hii kama mwongozo tunaendelea kuunganisha pini za 5V na GND kutoka Arduino hadi VCC na pini za GND za bodi ya WS2812, mtawaliwa., ambayo ni pini ya katikati ya upande ulio karibu zaidi na capacitor. Sasa tuko tayari kupakia programu yetu kwa Arduino, na kufanya kupepesa kwa WS2812!

Hatua ya 4: Kufanya Kuangaza na Arduino IDE

Nadhani tayari umesakinisha Arduino IDE kwenye kompyuta yako - miongozo mingi kwenye wavuti inaelezea mchakato vizuri. Programu tutahitaji kupakia kwa Arduino yetu inaweza kupakuliwa hapa. Baada ya kubofya mara mbili faili ya primer.ino ndani ya firmware> mifano> folda ya kwanza ili kuipakia kwenye Arduino IDE (iliyotiwa toleo la 1.0.5). Kifurushi hicho kinajumuisha maktaba muhimu kwa nambari ya kukusanya kwa hivyo haipaswi kuwa na makosa yoyote, tafadhali weka maoni ikiwa unapata shida yoyote ya kuandaa. Baada ya kuchagua aina ya bodi ya Arduino, na bandari ya USB ukitumia chaguo la menyu ya Zana, pakia nambari, na WS2812 inapaswa kuanza kupepesa ikibadilishana kati ya Nyekundu, Kijani, na Bluu. Kipengele nadhifu zaidi juu ya hizi WS2812 RGB za LED ni kwamba zinaweza kuwa 'zilizofungwa minyororo' kwa urahisi kuunda mikanda mirefu na safu zilizo na nyingi za hizi LED. Katika hatua inayofuata tunafanya hivi sawa na bodi 3 ambazo tumeandaa.

Hatua ya 5: Kufanya Ukanda wa RGB za LED

Mzunguko wa dereva wa LED uliopachikwa (WS2811) inaruhusu 'daisy-chaining' LED moja kwa inayofuata kwa kutumia laini 1 tu ya data (!). Kwa kuunganisha Utoaji wa Takwimu wa WS2812 moja kwenye Uingizaji wa Takwimu wa mwingine, tunaweza kudhibiti mwangaza na rangi ya safu nzima ya LED hadi 500 kati yao kwenye Arduino! Kwa kweli, kuendesha LED nyingi mambo kadhaa ni sawa: - Kila pikseli huchota hadi 60mA (nyeupe kwa mwangaza kamili inahitaji taa zote kuwashwa, kila kuchora ~ 20mA). - Arduino itaongeza mwendo wa gari lake la RAM 500 kwa kiwango cha kuburudisha cha 30 Hz. - Kuunganisha bodi mbili pamoja, mgawanyo wa kiwango cha juu uliopendekezwa ni 6 "ili kuzuia matone ya nguvu, na ufisadi wa data. Kwa kuzingatia haya, tunaweza kuendesha LED zote kwa kutumia bits-24 za azimio la rangi, katika viwango vya mwangaza ambavyo ni sawa, na kuhimili kabisa mabadiliko kwenye mabadiliko (madogo) ya nguvu ya betri. Kwa 'daisy-mnyororo' bodi tulizoandaa kwa Agizo hili tunaanza kwa kuunganisha mwisho wa kike kutoka mmoja hadi mwisho wa kiume wa mwingine wa bodi hizo mbili na kulia- vichwa vya pembe. Halafu, pamoja na bodi yetu ya Arduino iliyokatwa kutoka kwa Power na USB, tunaweka mwisho wa kiume kutoka kwa mnyororo wa bodi mbili kwenye ubao wa mkate usiouzwa. Tunahakikisha kuwa pini hizo zinalingana na zile zilizo kwenye Bodi ya Kuzuka ya WS2812 iliyokuwa imeunganishwa kwenye ubao wa mkate. Usawazishaji kama huo utakuwa na pini za VCC na GND kutoka kwa bodi ya vichwa vya moja kwa moja na mnyororo kwenye safu ile ile ya ubao wa mkate. Tunaweka mnyororo wa bodi mbili karibu na mwisho wa Bodi ya tatu ya Kuzuka ambayo iko kinyume na capacitor A fter kila kitu kimeunganishwa, tunaweza kuchoma Arduino IDE na kutumia Mhariri wa Nakala kubadilisha ufafanuzi "#fafanua NUM_LEDS 1" kuwa "#fafanua NUM_LEDS 3". Baada ya kuunganisha bodi tena kwenye Power na / au USB, tunaweza kupakia programu mpya… na… BAM! LED zote tatu zinapaswa kupepesa kama vile!

Hatua ya 6: Kwenye Giza, kuwe na Nuru

Hii inayoweza kufundishwa haraka ilikuonyesha jinsi ya kutumia WS2812 RGB LED iliyouzwa kabla kwenye bodi ndogo za kuzuka. Tulitumia Arduino kudhibiti mwangaza na rangi ya LED. Jambo moja ambalo lilikuwa la kutamausha kidogo ni kwamba nambari tuliyotumia ilifanya LEDs ziruke kila wakati, na nguvu na rangi sawa. Njia hii ya operesheni haionyeshi uwezo kamili wa dereva wa 'smart' LED (WS2811) ambayo imewekwa kwenye kifurushi hiki. Na kwa hivyo, wacha tujaribu marekebisho yafuatayo kwa nambari ya asili. Kama hapo awali, utapakua na kufungua faili, na kisha ufungue firmware kupakiwa kwenye Arduino (firmware> madhara> effects.ino). Faili zote zinahitajika kwa onyesho hili zimejumuishwa kwa hivyo hakuna haja ya kuongeza maktaba za mtu wa tatu; nambari inapaswa kukusanya bila marekebisho yoyote - tayari imewekwa kushughulikia LEDs tatu. Sasa ni juu ya mawazo yako kubuni mradi unaofuata ambapo hizi LED muhimu sana, zenye kompakt, RGB zinaweza kuangaza taa zao. Jisikie huru kuchapisha ubunifu wako mwenyewe ukitumia WS2812 katika sehemu ya maoni!