شروع کار با NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

[پخش ویدئو]

در این دستورالعمل ، ما در مورد LED RGB آدرس پذیر (WS2812) یا معروف به Adafruit NeoPixel کاوش خواهیم کرد. NeoPixel خانواده ای از حلقه ها ، نوارها ، تخته ها و چوب های LED های مینیاتوری رنگارنگ و رنگی است. اینها از زنجیره ای به دیگری متصل هستند بنابراین می توانید یک خط طولانی NeoPixels را با هم تغذیه کرده و برنامه ریزی کنید تا یک رشته بی پایان از LED ها را تشکیل دهند. می توانید از این نوارهای LED برای افزودن جلوه های پیچیده نور به هر یک از پروژه های خود استفاده کنید.

همه پروژه های من را می توانید در این آدرس پیدا کنید:

آنها دارای یک بسته کوچک روی سطح 5050 (5 میلی متر در 5 میلی متر) هستند که شامل سه LED روشن (قرمز ، سبز و آبی) و یک تراشه درایور یکپارچه (WS2811) است. برای کنترل وضعیت ، روشنایی و رنگ هر سه LED تنها به یک ورودی داده نیاز دارد. با اتصال پین خروجی داده به پین ورودی داده نوارهای بعدی ، می توان LED ها را به طول نظری دلخواه زنجیره کرد.

با ترکیب مقادیر RGB (0 تا 255) می توانید تقریباً هر رنگی را تولید کنید ، بنابراین به یک معنا LED قابل کنترل RGB یک LED جهانی است.

مرحله 1: قطعات و ابزارهای مورد استفاده

قطعات:

1. نئو ماتریس 8 * 8 (Banggood)

2. Arduino Uno (آمازون)

3. منبع تغذیه 5V /2A (آمازون)

4. جک DC (آمازون)

5. Jumper Wires (آمازون)

6. 8 * 32 انعطاف پذیر WS2812 ماتریس (Sparkfun)

ابزارها:

1. آهن لحیم کاری (آمازون)

2. سیم برش / برنده (آمازون)

مرحله 2: نوع نوار LED RGB

2 نوع اصلی نوار LED RGB وجود دارد: نوار آنالوگ و نوار دیجیتال

1. نوار آنالوگ:

همه LED های موجود در نوارها به طور موازی به هم متصل می شوند ، بنابراین مانند یک LED سه رنگ بزرگ عمل می کند. شما می توانید یک رنگ خاص را روی تمام نوارها / رشته ها تنظیم کنید. استفاده از آنها بسیار آسان و ارزان است ، اما محدودیت در این نوع نوارهای LED به این معنی است که نمی توانید رنگ LED های فردی را کنترل کنید.

در هر یک از این نوارها ابتدا LED (از چپ به راست) و سپس یک مقاومت SMD را مشاهده می کنید.

2. نوار دیجیتال:

یک نوار دیجیتالی این است که شما هر LED را به صورت جداگانه خطاب می کنید و به روش متفاوتی کار می کنید. آنها برای هر LED یک تراشه دارند ، برای استفاده از نوار باید داده های دیجیتالی کد شده را به تراشه ها ارسال کنید. به دلیل پیچیدگی اضافی تراشه ، گرانتر هستند.

به فلش های نشان دهنده جهت داده توجه کنید. اگر نوار را در جهت معکوس وصل کنید کار نمی کند.

مرحله 3: انواع نوار LED RGB آدرس پذیر

LED های آدرس پذیر دارای شماره مدل های مختلفی مانند WS2801 ، WS2811 ، WS2812 یا WS2812B هستند. اگر در این نوع LED ها تازه کار هستید ، ممکن است در بین آنها اشتباه بگیرید. بنابراین اجازه دهید ابتدا آنها را شناسایی کنید. اساساً WS2801 و WS2811 نام IC هستند که می توانند حداکثر 3 LED را کنترل کنند. با این حال WS2812 یک نسخه بهبود یافته است که در آن IC WS2811 مستقیماً در یک بسته LED 5050 RGB ادغام شده است. جدیدترین مدل WS2812B است.

در این آموزش ما از آخرین مدل WS2812B استفاده می کنیم.

منبع تصویر: Adafruit ، Sparkfun ، Polou

مرحله 4: پین های WS2801 و WS2811 / WS2812

مدل WS2801 دارای 4 پین ورودی (Vcc ، GND ، Data ، Clock) است در حالی که مدل WS2811 و WS2812 فقط 3 پین دارند

(Vcc ، GND و Data)

پین - WS2801

5V -> قدرت (+5V)

CI -> ورودی سیگنال ساعت

CO -> خروجی سیگنال ساعت

DI -> ورودی داده

DO -> خروجی داده

GND -> زمین

پین WS2812

5V -> قدرت (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> ورودی داده

DO -> خروجی داده

GND -> زمین

مرحله 5: منبع تغذیه

قبل از شروع هرگونه پروژه نوار LED ، اولین چیزی که باید به آن فکر کنید منبع تغذیه است. یکی از این LED های RGB شامل 3 LED (قرمز ، آبی و سبز) است. ما می دانیم که یک LED تقریباً 20mA جریان را در بالاترین میزان روشنایی خود می کشد. بنابراین یک LED WS2812 می تواند 3 20 20mA = 60mA در حداکثر روشنایی - سفید را بکشد.

آیا می توانم مستقیماً توسط آردوینو کار کنم؟

پاسخ به سادگی نه است. از آنجا که مقدار جریان مورد نیاز برای کل نوار بسیار بیشتر از آردوینو شما خواهد بود.

شما به یک منبع تغذیه تنظیم شده جداگانه برای آن نیاز دارید. منبع تغذیه باید ولتاژ مناسب را ارائه دهد و بتواند جریان کافی را تأمین کند. در اکثر نوارهای WS2812 ولتاژ کار 5 ولت DC است.

مثال: برای WS2812 ماتریس 8 8 8 (64 LED) به 64 x 60mA = 3840 میلی آمپر (3.84 A) در تمام LED هایی که روی حداکثر روشنایی آن تنظیم شده اند (رنگ سفید) نیاز دارید. اما توصیه نمی شود ، روشنایی را پایین نگه دارید تا حداکثر عمر را به دست آورید.

من می توانم توصیه کنم که روشنایی را زیر 50 تنظیم کنید. بنابراین شما به 3.84 x 0.5 = 1.92A نیاز دارید

بنابراین با کمی حاشیه منبع تغذیه توصیه شده 5V / 2A است.

مرحله 6: تهیه منبع تغذیه

کنترل نوار LED WS2812B بدون مدار اضافی و اجزای گسسته بسیار آسان است. اگر آردوینو ، منبع تغذیه 5 ولت و تعداد کمی سیم جامپر دارید ، می توانید با آن بازی کنید.

آماده سازی منبع تغذیه:

من از منبع تغذیه تنظیم شده 5V/2A برای اجرای LED های NeoPixel استفاده کردم.

ما به دو اتصال GND نیاز داریم: یکی به نوار LED و دیگری به Arduino. بنابراین من دو سیم را به ترمینال منفی و یک سیم را به ترمینال مثبت جک DC لحیم کردم.

اتصال آردوینو:

اتصال آردوینو بسیار آسان است.

LED Strip DIN -> آردوینو D6

منبع تغذیه GND -> Arduino GND

اگر از منبع تغذیه خارجی برای تغذیه نوار LED و آردوینو استفاده می کنید ، باید منبع تغذیه 5 ولت را به پین آردوینو 5 ولت وصل کنید.

روشهای خوب مطابق با Adafruit:

1. افزودن یک خازن بزرگ (1000 µF ، 6.3V یا بالاتر) در پایانه های + و -. این باعث می شود که جریان اولیه از آسیب رساندن به پیکسل ها جلوگیری کند.

2. افزودن یک مقاومت 300 تا 500 اهم بین پین داده میکروکنترلر و ورودی داده در اولین NeoPixel می تواند از افزایش ولتاژ جلوگیری کند که در غیر این صورت ممکن است به اولین پیکسل شما آسیب برساند. لطفاً یکی بین micro و NeoPixels خود اضافه کنید.

3. هنگام اتصال NeoPixels به منبع تغذیه یا میکروکنترلر زنده ، همیشه زمین (-) را قبل از هر چیز دیگری وصل کنید. برعکس ، هنگام جداسازی زمین را آخرین بار قطع کنید.

مرحله 7: رانندگی با نئو ماتریس 8x8

ماتریس LED شامل 64 LED RGB است که از درایور WS8211 استفاده می کند. آدرس هر پیکسل به صورت جداگانه است و برای کنترل تمام LED ها تنها به یک پین آردوینو نیاز دارید.

در پشت ماتریس دو پورت وجود دارد: ورودی (3 پین) و خروجی (3 پین).

پورت ورودی به منبع تغذیه خارجی آردوینو و 5 ولت متصل است. اتصال به شرح زیر است

ماتریکس آردوینو

DIN D6

GND GND

منبع تغذیه ماتریس

5 ولت- 5 ولت

GNDGND

توجه: نباید اتصال GND منبع تغذیه و آردوینو را فراموش کنید.

اکنون مدار را روشن کرده و کد را برای تماشای چند انیمیشن بارگذاری کنید. روشنایی LED ها را حدود 30 درصد تنظیم کرده ام.

کد آردوینو:

کد و کتابخانه ها در فایل zip ضمیمه شده است. آن را بارگیری کنید. برای اطلاع از نحوه استفاده از نرم افزار می توانید ویدیو را تماشا کنید.

مرحله 8: رانندگی با یک انعطاف پذیر 8X32 WS2812 RGB MATRIX

ماتریس انعطاف پذیر 8x32 بسیار جالب است. من آن را از Sparkfun سفارش دادم. می توانید انیمیشن ها ، بازی ها را ایجاد کنید یا حتی آنها را در یک پروژه سرگرم کننده منسوجات الکترونیکی ترکیب کنید. علاوه بر این ، به لطف پشت انعطاف پذیر ، این ماتریس LED را می توان خم و خم کرد تا تقریباً روی هر سطح منحنی قرار گیرد.

اتصال با آردوینو مشابه دیگر ماتریس / نوار LED NeoPixel است.

ماتریکس دارای سیم های پایانه است ، بنابراین نیازی به لحیم کاری نیست.

زرد: GND

قرمز: +5 ولت

سبز: داده ها

اگر از این مقاله لذت بردید ، فراموش نکنید که آن را به اشتراک بگذارید! برای پروژه ها و ایده های DIY بیشتر من را دنبال کنید. متشکرم !!!