بهترین LED های RGB برای هر پروژه (WS2812 ، Aka NeoPixels): 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

هنگام کار با LED ها ، اغلب دوست داریم وضعیت (روشن/خاموش) ، روشنایی و رنگ آنها را کنترل کنیم. راه های بسیار زیاد و متفاوتی برای این کار وجود دارد ، اما هیچ کدام به اندازه LED WS2812 RGB راه حل فشرده ای نیستند. WS2812 در بسته کوچک 5 * 5 میلی متری خود شامل 3 LED فوق العاده روشن (قرمز ، سبز و آبی) و یک مدار راننده جمع و جور (WS2811) است که برای کنترل وضعیت ، روشنایی و رنگ 3 LED تنها به یک ورودی داده نیاز دارد. به به دلیل نیاز به تنها یک خط داده برای کنترل 3 LED ، تقاضا برای زمان بندی بسیار دقیق در ارتباط با WS2811 وجود دارد. به همین دلیل ، یک میکروکنترلر زمان واقعی (به عنوان مثال ، AVR ، Arduino ، PIC) مورد نیاز است. متأسفانه ، یک میکرو رایانه مبتنی بر لینوکس یا یک میکروکنترلر تفسیری شده مانند Netduino یا Basic Stamp نمی تواند دقت زمان بندی لازم را ارائه دهد. و بنابراین ، در این دستورالعمل من مراحل تنظیم و کنترل یکی از این LED ها را با Arduino Uno دنبال می کنم. سپس ، من نشان می دهم که چقدر آسان است که چندین مورد را برای نمایش نورپردازی عالی به هم متصل کنید! سطح دشواری: مبتدی زمان تکمیل: 10-15 دقیقه

مرحله 1: فهرست مواد

این LED RGB فوق العاده در بسته 5050 (5 میلی متر در 5 میلی متر) با 6 عدد پد عرضه می شود که به راحتی می توان آنها را روی یک تخته براکت لحیم کرد. از آنجا که تنها جزء اضافی مورد نیاز خازن جدا کننده اتصال است ، WS2812 صادقانه بهترین راه حل را برای کنترل رنگ و روشنایی LED RGB ارائه می دهد. درایور LED جاسازی شده با جریان ثابت (WS2811) به دو دلیل بسیار مفید است: - جریان ثابت 18 میلی آمپر پوند هر LED را هدایت می کند حتی اگر ولتاژ متغیر باشد. - نیازی به افزودن مقاومتهای محدود کننده جریان (مانند مقاومت خفگی) بین منبع تغذیه و LED ها نیست. تنها چیزی که ما نیاز داریم یک طراحی بسیار ساده برای ارائه Power ، Ground و 1 Input Control است تا بتوانیم یک صفحه نمایش فوق العاده روشنایی را که شامل نه یک ، بلکه مجموعه ای از LED های RGB است ، ایجاد کنیم. درست است! با اتصال پین Data Out یکی از این LED ها به Data In پین دیگری ، می توانیم هر دو را به طور مستقل با یک ورودی کنترل یکسان هدایت کنیم! اگر روش انجام این کار واضح نیست ، نگران نباشید ، در پایان این دستورالعمل به خوبی می توانید WS2812 را به هر پروژه ای که می خواهید اضافه کنید! برای این دستورالعمل مواردی که ما از آن استفاده خواهیم کرد این است: مواد: 3 x LED WS2812 RGB (از قبل روی یک تخته شکست کوچک ریخته شده) 1 عدد سیم جامد نان بدون نازک (رنگ های مختلف ؛ 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x اتصال دهنده پین جدا شونده ، پیچ 0.1 اینچ ، نر 8 پین (راست زاویه) 1 عدد کانکتور پین ، پیچ 0.1 اینچ ، زن 8 پین (زاویه راست) 1 عدد اتصال دهنده پین Breakaway ، پیچ 0.1 اینچ ، 8 پین MaleTools: PC USB A/B Cable Wire Stripper Soldering IronPoints: بسته به پروژه شما ، LED های WS2812 RGB نیز بدون برد شکست هر کدام با قیمت 0.40 دلار در دسترس هستند ، اما راحتی گزینه پیش لحیم کاری شده برای برنامه های ساده جذاب است.

مرحله 2: اتصال سرصفحه های Pin

با تمام مواد ذکر شده در مرحله قبل ، روشن کردن یک LED WS2812 RGB کاملاً ساده است. ابتدا ، ما می خواهیم WS2812 Breakout Boards را برای قرار دادن آنها روی تخته نان بدون لحیم آماده کنیم. برای انجام این کار ، ما از یک برش سیم استفاده می کنیم (رایج ترین ابزارهای برش به همان خوبی کار می کنند) تا هر نوار 8 پین را به قطعات 2 * 3 پین جدا کنیم. به خاطر داشته باشید که ایجاد برش کمی مشکل است. اغلب اوقات سعی کرده ام از شیار بین دو سربرگ مرد به عنوان راهنمای برش استفاده کنم و در نهایت پلاستیکی بیش از حد برای سرصفحه ای که می خواستم نگه دارم بریده ام. با "قربانی کردن" پین جایی که می خواهیم برش ایجاد کنیم ، از مشکل به طور کامل جلوگیری می کنیم. با استفاده از یک انبردست ، سنجاق را در جایی که می خواهیم برش دهیم (در این مورد ، پین 4 و 8) می کشیم. بعد از اینکه پین ها برداشته شد می توانیم وسط سربرگ های خالی را به راحتی برش دهیم. این تکنیک با سربرگ زن به همان اندازه خوب کار می کند. پس از کنجکاوی و برش ، باید 6 سربرگ 3 پین داشته باشیم ، یعنی 2 برابر استاندارد و 4 برابر زاویه راست (2 male نر ، 2 female مونث). اکنون می توانیم به کمک آهن لحیم کاری ، پین ها را به روش زیر به هر یک از سه تخته شکستن متصل کنیم. یک تخته باید دارای 2 سربرگ استاندارد باشد ، در حالی که دو تخته دیگر باید هریک 1 سربرگ با زاویه راست داشته باشند. روی تخته ای که دارای هدرهای استاندارد پین است ، پین ها را در سطح زیرین برد (طرف مقابل محل LED) قرار می دهیم. در دو مورد دیگر ، سرصفحه های راست زاویه (یکی از هر جنسیت) را می توان در سطح بالا یا پایین قرار داد. توجه داشته باشید که مهم است که از یک تخته به دیگری ، در قرار دادن هدرهای زن و مرد ثابت باشید. استفاده از خازن نصب سطح برای جهت گیری تخته ها مفید است. با استفاده از این به عنوان مرجع ، سربرگ نر باید به انتهای نزدیک به خازن لحیم شود. هنگامی که پین ها لحیم شدند ، ما آماده ایم که یکی از آنها را به آردوینو متصل کنیم!

مرحله 3: اتصال برد شکست WS2812 به آردوینو

در این مرحله ما اتصالات لازم را بین آردوینو و یکی از بردهای برک آوت WS2812 خود ایجاد می کنیم. برای این منظور ما از تخته نان بدون لحیم و 3 سیم بلوز استفاده می کنیم. اگر از قرقره سیم استفاده می کنید ، اکنون زمان برش 3 قطعه ، هر کدام حدود 4 اینچ است. اکنون می توانیم WS2812 Breakout Board (آن را با سربرگ های استاندارد) در قسمت جداکننده تخته نان خود قرار دهیم. با قطع اتصال آردوینو به منبع تغذیه و USB ، ما به اتصال سیم ها ادامه می دهیم. در قسمت زیرین برد شکست WS2812 می توانیم نام هر پین را بیابیم: VCC ، DI (DO) ، GND. با استفاده از به عنوان راهنما ، ما به ترتیب پین 5V و GND را از Arduino به پین های VCC و GND برد WS2812 وصل می کنیم. سپس ، پین 8 را در سمت دیجیتال آردوینو به پین DI برد WS2812 وصل می کنیم. ، که پین مرکزی طرف نزدیک به خازن است. اکنون ما آماده ایم که برنامه خود را روی آردوینو بارگذاری کرده و WS2812 را پلک بزنیم!

مرحله 4: پلک زدن با IDE آردوینو

من فرض می کنم که شما قبلاً Arduino IDE را روی رایانه خود نصب کرده اید --- بسیاری از راهنماهای موجود در وب این روند را به خوبی توضیح می دهند. برنامه ای را که باید در Arduino بارگیری کنیم می توانید از اینجا بارگیری کنید. پس از آن می توانیم به سادگی بر روی فایل primer.ino درون سیستم عامل> نمونه> پوشه primer دوبار کلیک کرده و آن را بر روی Arduino IDE بارگذاری کنیم (برای نسخه 1.0.5 wirtten می شود). این بسته شامل کتابخانه های لازم برای کدگذاری است تا هیچ خطایی در آن وجود نداشته باشد ، لطفاً در صورت برخورد با هر گونه مشکل در کامپایل ، نظر خود را ارسال کنید. پس از انتخاب نوع برد Arduino و پورت USB با استفاده از گزینه منوی Tools ، کد را بارگذاری کنید ، و WS2812 باید به طور متناوب بین قرمز ، سبز و آبی چشمک بزند. منظم ترین ویژگی در مورد این LED های WS2812 RGB این است که می توان آنها را به راحتی زنجیر کرد و نوارها و آرایه های طولانی حاوی بسیاری از این LED ها را ایجاد کرد. در مرحله بعد ما دقیقاً این کار را با 3 تخته ای که آماده کرده ایم انجام می دهیم.

مرحله 5: ایجاد یک نوار LED های RGB

مدار درایور LED تعبیه شده (WS2811) اجازه می دهد تا با استفاده از 1 خط داده (!) یک LED را به زنجیر زنجیر کنید. با اتصال خروجی داده یک WS2812 به ورودی داده دیگری ، می توانیم روشنایی و رنگ مجموعه ای از LED ها را تا 500 عدد از آنها را بر روی آردوینو کنترل کنیم! البته ، برای رانندگی بسیاری از LED ها ملاحظات زیر باید رعایت شود: - هر پیکسل تا 60mA می کشد (سفید در روشنایی کامل مستلزم روشن بودن همه LED ها ، هر رسم 20 میلی آمپر). - یک آردوینو حداکثر 500 RAM با رم خود را با نرخ تازه سازی 30 هرتز هدایت می کند. - برای اتصال دو برد به یکدیگر ، حداکثر فاصله توصیه شده 6 اینچ است تا از خرابی برق و خرابی داده جلوگیری شود. با در نظر گرفتن این نکات ، ما می توانیم تمام LED ها را با استفاده از وضوح رنگ 24 بیت ، در سطوح روشنایی سازگار ، حرکت دهیم. و بسیار مقاوم در برابر تغییرات (کوچک) تغییرات باتری است. برای "زنجیره دیزی" تخته هایی که برای این دستورالعمل آماده کرده ایم ، با اتصال انتهای ماده از یکی به انتهای نر دیگر از دو تخته با سمت راست شروع می کنیم. سپس ، با قطع شدن برد آردوینو از پاور و USB ، انتهای نر از زنجیره دو تخته را روی نان برد بدون لحیم قرار می دهیم. اطمینان حاصل می کنیم که پین ها با پین های WS2812 Breakout Board که به نان برد متصل شده بود ، هماهنگ باشد. چنین ترازهایی دارای پین های VCC و GND از روی صفحه مستقیم و زنجیره در یک ردیف از ورق نان است. ما زنجیره دو تخته را در انتهای سومین برد برکت که مقابل خازن قرار دارد قرار می دهیم.. آ پس از اتصال همه چیز ، می توانیم Arduino IDE را روشن کنیم و از ویرایشگر متن برای تغییر تعریف "#تعریف NUM_LEDS 1" به "#تعریف NUM_LEDS 3" استفاده کنیم. پس از اتصال مجدد برد به Power و/یا USB ، می توانیم برنامه جدید را بارگذاری کنیم … و … BAM! هر سه LED باید همینطور چشمک بزند!

مرحله 6: به تاریکی ، اجازه دهید نور وجود داشته باشد

این دستورالعمل به سرعت نحوه استفاده از LED WS2812 RGB از پیش لحیم شده را روی تخته های شکست کوچک نشان داد. ما از آردوینو برای کنترل روشنایی و رنگ LED ها استفاده کردیم. چیزی که کمی ناامید کننده بود این بود که کدی که ما استفاده کردیم باعث شد همه LED ها به طور همزمان و با شدت و رنگ یکسان چشمک بزنند. این حالت عملکرد ، پتانسیل کامل درایور LED هوشمند (WS2811) را که در این بسته تعبیه شده است نشان نمی دهد. بنابراین ، اجازه دهید تغییرات زیر را در کد اصلی امتحان کنیم. مانند قبل ، فایل را بارگیری و از حالت فشرده خارج کرده و سپس سیستم عامل را باز کرده تا در Arduino بارگذاری شود (سیستم عامل> جلوه ها> effects.ino). تمام فایل های مورد نیاز برای این نسخه ی نمایشی گنجانده شده است بنابراین نیازی به افزودن کتابهای شخص ثالث نیست. کد باید بدون هیچ گونه تغییری کامپایل شود --- قبلاً تنظیم شده است که 3 LED را اداره کند. اکنون بستگی به تخیل شما دارد که پروژه بعدی را طراحی کنید که در آن این LED های بسیار مفید و جمع و جور RGB ممکن است چراغ های خود را روشن کنند. با خیال راحت برخی از خلاقیت های خود را با استفاده از WS2812 در قسمت نظرات ارسال کنید!