نحوه کنترل WS2812 RGB LED (NeoPixel) W/ Arduino [آموزش]: 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

توسط ElectropeakElectroPeak وب سایت رسمی بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

درباره: ElectroPeak مکان یکپارچه شما برای یادگیری لوازم الکترونیکی و عملی کردن ایده های شما است. ما راهنماهای درجه یک ارائه می دهیم تا به شما نشان دهیم چگونه می توانید پروژه های خود را بسازید. ما همچنین محصولات با کیفیت بالا را ارائه می دهیم تا بتوانید … بیشتر درباره Electropeak »

بررسی اجمالی

LED های NeoPixel این روزها به دلیل جلوه های بصری جذاب ، به طور گسترده در پروژه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این LED ها در اندازه ها و اشکال مختلف و به شکل نواری موجود هستند. در این آموزش ، شما با LED های NeoPixel و نحوه کنترل آنها با آردوینو آشنا خواهید شد.

آنچه خواهید آموخت

• NeoPixel چیست
• چرا NeoPixel
• ارتباط NeoPixel با آردوینو

تدارکات

اجزای سخت افزاری

WS2812 RGB ماژول حلقه LED *1

آردوینو Uno R3 *1

نرم افزارهای نرم افزاری

آردوینو IDE

مرحله 1: NeoPixel چیست؟

پس از سال 1962 ، هنگامی که اولین LED ساخته و آزمایش شد ، این قطعه ارزشمند به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی ما تبدیل شد. در اکثر پروژه های الکترونیکی ، می توانید حداقل یک LED واحد پیدا کنید. استفاده از LED ها در رنگ های مختلف آنقدر جذاب بود که باعث تولید LED های چند رنگ یا LED های RGB شد.

RGB LED تمام رنگ ها را بر اساس سه رنگ قرمز ، سبز و آبی ایجاد می کند. به عنوان مثال ، ترکیب قرمز و آبی رنگ سرخابی ایجاد می کند. در این مدل ، هر رنگ برای هر رنگ قرمز ، سبز و آبی بین 0 تا 255 ارزش دارد. به عنوان مثال ، این مقادیر 255 0 255 (حداکثر مقدار قرمز ، حداکثر آبی و حداقل مقدار سبز) برای سرخابی است. این مقدار عددی با کد Hex (2550255 = # FF00FF) بیان می شود. LED های RGB بر اساس این مدل رنگ های متنوعی ایجاد می کنند.

برای کنترل هر LED RGB ، به سه پین دیجیتالی میکروکنترلر (یا بردهای توسعه مانند آردوینو) نیاز دارید. به عنوان مثال ، اگر می خواهید یک رشته RGB LED شامل 60 LED را کنترل کنید ، به منظور کنترل رنگ هر LED به طور جداگانه ، به 180 پین دیجیتال نیاز دارید! بنابراین باید کنترل هر LED را به صورت جداگانه فراموش کنید یا از LED هایی که آدرس پذیر هستند استفاده کنید. LED های آدرس پذیر نسل جدیدی از LED ها شامل IC کنترل کننده ، علاوه بر LED های RGB هستند. این IC کنترل کننده ، معمولاً WS2812 ، به شما امکان می دهد با اختصاص آدرس به هر LED و ارائه یک ارتباط سیمی به چندین LED با یک پین دیجیتالی دسترسی پیدا کنید. اما برخلاف LED های ساده ، این نوع LED ها تنها با اعمال ولتاژ روشن نمی شوند ، آنها همچنین نیاز به میکروکنترلر دارند. NeoPixel نام تجاری Adafruit برای LED های آدرس پذیر است.

مرحله 2: چرا NeoPixel؟

توانایی کنترل هر LED در یک نوار LED جلوه های بصری فوق العاده ای را در پروژه های شما ایجاد می کند. اما باید توجه داشت که در فرآیندهای بسیار سریع مانند POV ها ، استفاده از NeoPixels توصیه نمی شود. مزیت مهم دیگر NeoPixels قیمت پایین آنها در مقایسه با سایر LED های آدرس پذیر است. NeoPixels در مدلهای حلقه ای ، نواری ، مربعی و دایره ای نیز موجود است و می توانید با توجه به پروژه خود مدل مناسب را انتخاب کنید.

Neopoxes نیز قابل زنجیره ای هستند ، بنابراین می توانید چند NeoPixel را تنها با یک خط فرمان و یک خط قدرت کنترل کنید.

توجه داشته باشید افزایش تعداد LED های NeoPixel به RAM بیشتر ، قدرت بیشتر و زمان پردازش بیشتر نیاز دارد ، بنابراین مطلوب ترین نوع NeoPixel را با توجه به نوع میکروکنترلر خود انتخاب کنید.

مرحله 3: مواد مورد نیاز

مرحله 4: NeoPixel و Arduino Interfacing

توجه داشته باشید که مقاومت باید برای جلوگیری از آسیب NeoPixel و انتقال صحیح داده ها استفاده شود.

توجه داشته باشید اگر از LED نواری که حاوی تعداد زیادی LED است استفاده می کنید ، توصیه می کنیم یک خازن بزرگ (مثلاً 1000uf) به موازات + و - ولتاژ منبع تغذیه قرار دهید.

توجه داشته باشید بهترین فاصله برای اتصال اولین ماژول NeoPixel حدود 1 تا 2 متر از برد کنترل است.

مرحله 5: مثال 1: راه اندازی NeoPixel با آردوینو

در این مثال ، شما قصد دارید NeoPixels را روشن کرده و رنگ و شدت هر LED را به طور جداگانه با استفاده از Arduino UNO کنترل کنید. از کتابخانه NeoPixel Adafruit برای راه اندازی NeoPixel با آردوینو استفاده کنید.

توضیح کد

پیکسل های Adafruit_NeoPixel (NUMPIXELS ، PIN ، NEO_GRB + NEO_KHZ800) ؛

عملکرد فوق تعداد LED ها و پین های آردوینو را تعیین می کند.

pixels.begin ()؛

این تابع مقداردهی اولیه را انجام می دهد.

pixel.setBrightness (b)؛

عملکرد فوق شدت نور را تنظیم می کند. (حداقل تعداد 1 و حداکثر 255 است.)

pixels.setPixelColor (Wich LED ، رنگ ویچ (قرمز ، سبز ، آبی)) ؛

پس از تعیین شماره LED (از 0 تا NUMPIXELS-1) ، رنگ LED ها را با سیستم RGB تعیین می کند.

pixels.show ()؛

مقادیر کاربردی را نمایش می دهد.

مرحله 6: مثال 2: حالت پلک زدن NeoPixel با آردوینو

در این مثال ، NeoPixels را در حالت چشمک زن تنظیم می کنیم. برای ایجاد چشمک زن ، همه LED ها باید همزمان روشن و خاموش شوند و هنگام روشن شدن می توانند رنگ های متفاوتی داشته باشند.

مرحله 7: مثال 3: حالت محو شدن NeoPixel با آردوینو

محو شدن یکی از جلوه های جذاب NeoPixels است. هرچه محو شدن کندتر باشد ، تأثیر آن بهتر خواهد بود.

مرحله 8: Ex.4: NeoPixel Random Mode With Arduino

در این مثال ، ما از تابع تصادفی (num1 ، num2) برای تولید و نمایش یک عدد تصادفی بین num1 و num2 برای انتخاب رنگ و LED استفاده می کنیم.

مرحله 9: Ex.4: NeoPixel Rainbow Mode With Arduino

یکی از جالب ترین ابزارهای موجود در وب ، برای ایجاد جلوه روی NeoPixels ، NeoPixel Effects Generator است که به شما امکان می دهد تعداد LED ها و پین های آردوینو را مشخص کنید ، و پس از ایجاد جلوه ها و تنظیمات مورد نیاز ، می توانید بر روی کد ایجاد آردوینو کلیک کنید. و کد تولید شده را در IDE کپی کنید. برای این کار مراحل زیر را انجام دهید:

1. پس از ورود به وب سایت بر روی Add Led Strip کلیک کنید.
2. روی NeoPixel Strip اضافه شده کلیک کنید و تعداد LED ها و پین های آردوینو را مشخص کنید.
3. روی قسمت Add Effect در قسمت حلقه کلیک کرده و یک افکت را انتخاب کنید.
4. ترجیحات خود را در بخش Animation و Color اعمال کنید.
5. روی تولید کد آردوینو کلیک کنید و کد تولید شده را در Arduino IDE کپی کنید.

مرحله دهم: بعدی چیست؟

• سایر اثرات را بر NeoPixel خود آزمایش کنید.
• سعی کنید NeoPixel خود را به صورت بی سیم کنترل کنید. (وای فای ، بلوتوث ،…)

آموزش های مشابه

با Fire Over WIFI بازی کنید! ESP8266 و NeoPixels (شامل برنامه Android)