NeoPixel / WS2812 RGB LED– ით დაწყება: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

[ვიდეოს დაკვრა]

ამ ინსტრუქციაში, ჩვენ შეისწავლით მისამართის მქონე RGB LED (WS2812) ან პოპულარობით ცნობილია როგორც Adafruit NeoPixel. NeoPixel არის პულსიანი, ფერადი მინიატურული LED- ების ბეჭდების, ზოლების, დაფებისა და ჩხირების ოჯახი. ეს არის ერთიდან მეორეზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ჩართოთ და დააპროგრამოთ NeoPixels– ის გრძელი ხაზი ერთად, რათა შექმნან LED– ების გაუთავებელი სტრიქონი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს LED ზოლები, რომ დაამატოთ კომპლექსური განათების ეფექტები თქვენს ნებისმიერ პროექტზე.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ჩემი ყველა პროექტი:

მათ გააჩნიათ ზედაპირზე დამონტაჟებული პაკეტი 5050 (5 მმ x 5 მმ), რომელიც მოიცავს სამ ნათელ LED- ს (წითელს, მწვანე და ლურჯს) და დრაივერის ჩიპს (WS2811). ის მოითხოვს მხოლოდ ერთი მონაცემის შეყვანას სამივე LED- ის მდგომარეობის, სიკაშკაშის და ფერის გასაკონტროლებლად. მონაცემთა გამომავალი პინის დაკავშირება მომდევნო ზოლების მონაცემთა შეყვანის პინთან, შესაძლებელია LED– ების ჯაჭვი თეორიულად თვითნებურ სიგრძეზე.

RGB მნიშვნელობების კომბინაციით (0 - 255) შეგიძლიათ თითქმის ნებისმიერი ფერის გამრავლება, ასე რომ, გარკვეული გაგებით კონტროლირებადი RGB LED არის უნივერსალური LED.

ნაბიჯი 1: გამოყენებული ნაწილები და ინსტრუმენტები

ნაწილები:

1. 8 x 8 ნეო მატრიცა (Banggood)

2. არდუინო უნო (ამაზონი)

3. 5V /2A კვების ბლოკი (ამაზონი)

4. DC ჯეკი (ამაზონი)

5. Jumper Wires (ამაზონი)

6. 8 x 32 მოქნილი WS2812 მატრიცა (Sparkfun)

ინსტრუმენტები:

1. შედუღების რკინა (ამაზონი)

2. მავთულის საჭრელი / სტრიპტიზი (ამაზონი)

ნაბიჯი 2: ტიპი RGB LED ზოლები

არსებობს ორი ძირითადი ტიპი RGB LED ზოლები: ანალოგური ზოლები და ციფრული ზოლები

1. ანალოგური ზოლები:

ზოლების ყველა LED დაკავშირებულია პარალელურად, ამიტომ ის მოქმედებს როგორც ერთი უზარმაზარი სამი ფერის LED. თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ კონკრეტული ფერი მთელ ზოლებზე / სტრიქონებზე. ისინი ძალიან მარტივი და იაფია, მაგრამ შეზღუდვა ამ ტიპის LED ზოლები არის ის, რომ თქვენ არ შეგიძლიათ გააკონტროლოთ ინდივიდუალური LED- ის ფერები.

თითოეულ ამ ზოლზე ნახავთ (მარცხნიდან მარჯვნივ) ჯერ LED- ს, შემდეგ SMD რეზისტორს.

2. ციფრული ზოლები:

ციფრული ზოლი არის ის, რომ თქვენ მიმართავთ თითოეულ LED ინდივიდუალურად და მუშაობთ განსხვავებულად. მათ აქვთ ჩიპი თითოეული LED- ისთვის, ზოლის გამოსაყენებლად თქვენ უნდა გააგზავნოთ ციფრული კოდირებული მონაცემები ჩიპებზე. ჩიპის დამატებითი სირთულის გამო, ისინი უფრო ძვირია.

შენიშნეთ ისრები, რომლებიც მიუთითებს მონაცემთა მიმართულებას. თუ თქვენ დააკავშირებთ ზოლს საპირისპირო მიმართულებით, ის არ იმუშავებს.

ნაბიჯი 3: მისამართებიანი RGB LED ზოლის ტიპები

მისამართებიანი LED- ები მოდის სხვადასხვა მოდელის ნომრებით, როგორიცაა WS2801, WS2811, WS2812 ან WS2812B. თუ თქვენ ახალი ხართ ამ ტიპის LED– ში, შეიძლება მათ შორის დაბნეული იყოთ. ძირითადად WS2801 და WS2811 არის IC– ის სახელი, რომელსაც შეუძლია გააკონტროლოს მაქსიმუმ 3 LED. თუმცა WS2812 არის გაუმჯობესებული ვერსია, რომელშიც WS2811 IC ინტეგრირებულია უშუალოდ 5050 RGB LED პაკეტში. უახლესი მოდელია WS2812B.

ამ გაკვეთილში ჩვენ გამოვიყენებთ უახლეს მოდელს WS2812B.

სურათის წყარო: ადაფრუტი, სპარკფუნი, პოლოუ

ნაბიჯი 4: WS2801 და WS2811 / WS2812 ქინძისთავები

WS2801 მოდელს აქვს 4 შეყვანის ქინძი (Vcc, GND, Data, Clock), ხოლო WS2811 და WS2812 მოდელს აქვს მხოლოდ 3 ქინძისთავები

(Vcc, GND და მონაცემები)

PIN - WS2801

5V -> სიმძლავრე (+5V)

CI -> საათის სიგნალის შეყვანა

CO -> საათის სიგნალის გამომავალი

DI -> მონაცემთა შეყვანა

DO -> მონაცემთა გამომუშავება

GND -> გრუნტი

PIN WS2812

5V -> სიმძლავრე (+5V) CI -> N/A

CO -> N/A

DI -> მონაცემთა შეყვანა

DO -> მონაცემთა გამომუშავება

GND -> გრუნტი

ნაბიჯი 5: ელექტრომომარაგება

სანამ რომელიმე LED ზოლის პროექტს დაიწყებდეთ, პირველი რაც თქვენ უნდა იფიქროთ არის ელექტრომომარაგება. ამ RGB LED- დან ერთ -ერთი შეიცავს 3 LED- ებს (წითელი, ლურჯი და მწვანე). ჩვენ ვიცით, რომ ერთი LED მიაპყრობს დაახლოებით 20 mA დენს მის უმაღლეს სიკაშკაშეზე. ასე რომ, ერთ WS2812 LED- ს შეუძლია დახაზოს 3 x 20mA = 60mA მაქსიმალური სიკაშკაშე - თეთრი.

შემიძლია პირდაპირ არდუინოს გაშვება?

პასუხი არის უბრალოდ არა. რადგან მთლიანი ზოლისთვის საჭირო დენის რაოდენობა ბევრად მეტი იქნება ვიდრე თქვენი არდუინო გაუძლებს.

თქვენ გჭირდებათ ცალკე რეგულირებადი კვების წყარო. ელექტრომომარაგება უნდა უზრუნველყოფდეს სწორ ძაბვას და შეუძლია უზრუნველყოს საკმარისი დენი. WS2812 ზოლების უმეტესობაში, სამუშაო ძაბვა არის 5 ვოლტი DC.

მაგალითი: WS2812 8 x 8 მატრიცისთვის (64 LED) გჭირდებათ 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) ყველა LED- ზე, რომელიც მითითებულია მის მაქსიმალურ სიკაშკაშეზე (თეთრი ფერი). მაგრამ ეს არ არის მიზანშეწონილი, შეინარჩუნეთ სიკაშკაშე დაბალი, რომ მიიღოთ მაქსიმალური სიცოცხლე.

შემიძლია გირჩიოთ სიკაშკაშის დაყენება 50 %-ზე დაბლა. ასე რომ თქვენ გჭირდებათ 3.84 x 0.5 = 1.92A

ამრიგად, ზღვრის მიღებით, რეკომენდებული კვების წყაროა 5V / 2A.

ნაბიჯი 6: დენის წყაროს მომზადება

ძალიან ადვილია WS2812B LED ზოლის გაკონტროლება დამატებითი სქემისა და დისკრეტული კომპონენტების გარეშე. თუ თქვენ გაქვთ Arduino, 5V დენის წყარო და რამდენიმე ჯუმბერის მავთული, შეგიძლიათ ითამაშოთ მასთან ერთად.

დენის წყაროს მომზადება:

მე გამოვიყენე 5V/2A რეგულირებული კვების წყარო NeoPixel LED- ების გასაშვებად.

ჩვენ გვჭირდება ორი GND კავშირი: ერთი LED ზოლზე და მეორე Arduino– ზე. ასე რომ, მე გავამაგრე ორი მავთული უარყოფით ტერმინალზე და ერთი მავთული DC ჯეკის დადებით ტერმინალზე.

Arduino კავშირი:

Arduino კავშირი ძალიან მარტივია.

LED ზოლები DIN -> Arduino D6

კვების წყარო GND -> Arduino GND

თუ თქვენ იყენებთ გარე კვების ბლოკს, როგორც LED ზოლის, ასევე არდუინოს დასაყენებლად, მაშინ თქვენ უნდა დაუკავშიროთ 5 ვ კვების წყარო Arduino 5V პინს.

კარგი პრაქტიკა ადაფრუტის მიხედვით:

1. დაამატეთ დიდი კონდენსატორი (1000 µF, 6.3V ან უფრო მაღალი) + და - ტერმინალებზე. ეს ხელს უშლის დენის საწყის შემოტევას პიქსელების დაზიანებისგან.

2. თქვენი მიკროკონტროლერის მონაცემების პინსა და პირველ NeoPixel– ზე მონაცემების შეყვანას 300 – დან 500 Ohm– ის წინააღმდეგობის დამატება დაგეხმარებათ თავიდან აიცილოთ ძაბვის ვარდნა, რამაც შეიძლება სხვაგვარად დააზიანოს თქვენი პირველი პიქსელი. გთხოვთ დაამატოთ ერთი თქვენს მიკრო და NeoPixels- ს შორის.

3. NeoPixels– ის ნებისმიერი ცოცხალი ენერგიის წყაროსთან ან მიკროკონტროლერთან დაკავშირებისას, ყოველთვის დაუკავშირდით მიწას (-) სხვა რამის წინ. პირიქით, გათიშვისას მიწა ბოლოს გაყოფისას.

ნაბიჯი 7: 8x8 ნეო მატრიცის მართვა

LED მატრიცა შეიცავს 64 RGB LED- ებს, რომლებიც იყენებენ WS8211 დრაივერს. თითოეული პიქსელი ინდივიდუალურად არის მიმართული და თქვენ დაგჭირდებათ მხოლოდ ერთი Arduino პინი ყველა LED- ის გასაკონტროლებლად.

მატრიცის უკანა მხარეს არის ორი პორტი: შეყვანა (3 პინი) და გამომავალი (3 პინ).

შეყვანის პორტი უკავშირდება არდუინოს და 5 ვ გარე კვების ბლოკს. კავშირი შემდეგია

მატრიცა არდუინო

DIN D6

GND GND

მატრიცის კვების წყარო

5V- 5V

GNDGND

შენიშვნა: არ უნდა დაგვავიწყდეს ელექტროენერგიის მიწოდების GND და Arduino დაკავშირება.

ახლა ჩართეთ ჩართვა და ატვირთეთ კოდი რამდენიმე ანიმაციის საყურებლად. მე განათებული LED- ების სიკაშკაშე დაახლოებით 30%.

არდუინოს კოდი:

კოდი და ბიბლიოთეკები მიმაგრებულია zip ფაილში. გადმოწერეთ. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ვიდეო, რომ იცოდეთ როგორ გამოიყენოთ პროგრამული უზრუნველყოფა.

ნაბიჯი 8: მოქნილი 8X32 WS2812 RGB მატრიცის მართვა

8x32 მოქნილი მატრიცა საკმაოდ მაგარია. მე მას შევუკვეთე სპარკფუნი. თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ ანიმაციები, თამაშები, ან თუნდაც ჩართოთ ისინი სახალისო ელექტრონული ტექსტილის პროექტში. ყოველივე ამის გარდა, მისი მოქნილი საყრდენის წყალობით, ეს LED მატრიცა შეიძლება დაიხუროს და დაიხუროს, რათა მოთავსდეს თითქმის ნებისმიერ მოხრილ ზედაპირზე.

არდუინოსთან კავშირი მსგავსია სხვა NeoPixel LED მატრიცის / ზოლის.

მატრიცას აქვს ტერმინალური მავთულები, ამიტომ არ არის საჭირო შედუღება.

ყვითელი: GND

წითელი: +5V

მწვანე: მონაცემები

თუ მოგეწონათ ეს სტატია, არ დაგავიწყდეთ მისი გავლა! გამომყევით მეტი წვრილმანი პროექტებისა და იდეებისთვის. Გმადლობთ !!!