საუკეთესო RGB ები ნებისმიერი პროექტისათვის (WS2812, Aka NeoPixels): 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

როდესაც ჩვენ ვმუშაობთ LED- ებთან, ჩვენ ხშირად გვსურს გავაკონტროლოთ მათი მდგომარეობა (ჩართვა/გამორთვა), სიკაშკაშე და ფერი. ამის გაკეთების მრავალი განსხვავებული გზა არსებობს, მაგრამ არცერთი არ არის ისეთი კომპაქტური გადაწყვეტა, როგორც WS2812 RGB LED. თავის პაწაწინა 5 მმ x 5 მმ პაკეტში, WS2812 მოიცავს 3 სუპერ ნათელ LED- ებს (წითელი, მწვანე და ლურჯი) და კომპაქტური დრაივერის სქემას (WS2811), რომელიც მოითხოვს მხოლოდ ერთი მონაცემის შეყვანას 3 LED- ის მდგომარეობის, სიკაშკაშის და ფერის გასაკონტროლებლად. რა იმის ხარჯზე, რომ საჭიროა მხოლოდ ერთი მონაცემთა ხაზი 3 LED- ის გასაკონტროლებლად, ჩნდება მოთხოვნა უაღრესად ზუსტ დროზე WS2811– თან კომუნიკაციის დროს. ამ მიზეზით, საჭიროა რეალურ დროში მიკროკონტროლი (მაგალითად, AVR, Arduino, PIC). სამწუხაროდ, Linux– ზე დაფუძნებული მიკროკომპიუტერი ან ინტერპრეტირებული მიკროკონტროლერი, როგორიცაა Netduino ან Basic Stamp, ვერ უზრუნველყოფს დროის საკმარის სიზუსტეს, რაც საჭიროა. ამრიგად, ამ ინსტრუქციებში მე გავდივარ პროცესის შექმნისა და კონტროლის ამ LED- ებიდან Arduino Uno– ით. შემდეგ, მე ვაჩვენებ, რამდენად ადვილია რამდენიმე მათგანის ერთმანეთთან დაკავშირება გასაოცარი განათების ჩვენებისთვის! სირთულის დონე: დამწყები დასრულების დრო: 10-15 წუთი

ნაბიჯი 1: მასალების ჩამონათვალი

ეს მშვენიერი RGB LED მოყვება 5050 (5 მმ x 5 მმ) პაკეტში 6 ბალიშით, რომლებიც საკმაოდ ადვილად იდება დასაკეცი დაფაზე. ვინაიდან ერთადერთი დამატებითი კომპონენტია საჭირო კონდენსატორის დაწყვილება, WS2812 გულახდილად გვთავაზობს საუკეთესო გადაწყვეტას RGB LED- ის ფერისა და სიკაშკაშის გასაკონტროლებლად. ჩამონტაჟებული მუდმივი დენის LED დრაივერი (WS2811) საოცრად სასარგებლოა ორი მიზეზის გამო: - მუდმივი დენი m 18mA ამოძრავებს თითოეულ LED- ს მაშინაც კი, თუ ძაბვა იცვლება. - არ არის საჭირო დენის შემზღუდველი რეზისტორების (მაგ. ჩოკის რეზისტორების) დამატება კვების ბლოკსა და LED- ებს შორის. ყველაფერი რაც ჩვენ გვჭირდება არის ძალიან მარტივი დიზაინი, რომელიც უზრუნველყოფს ენერგიის, მიწისქვეშა და 1 საკონტროლო შეყვანის შესაძლებლობას, რათა შევქმნათ გასაოცარი განათების ჩვენება, რომელიც შედგება არა ერთი, არამედ მთელი მასივი RGB ები. Სწორია! ერთი ამ LED- ების Data Out pin- ის, სხვას Data In pin- თან დაკავშირებით, ჩვენ შეგვიძლია ორივე დამოუკიდებლად მართოთ ერთი და იგივე საკონტროლო შეყვანის საშუალებით! თუ აშკარა არ არის, როგორ გააკეთოთ ეს, ნუ შეგაწუხებთ, ამ ინსტრუქციის ბოლოსთვის თქვენ კარგად იქნებით WS2812- ის დამატებისათვის თქვენთვის სასურველ პროექტზე! ამ ინსტრუქციისთვის აქ არის ის, რასაც ჩვენ ვიყენებთ: მასალები: 3 x WS2812 RGB LED (წინასწარ შედუღებული პატარა გარღვევის დაფაზე) 1 x გამჭვირვალე პურის მყარი მავთული (ასორტიმენტი ფერები; 28 AWG) 1 x Arduino Uno R3 1 x შესამცირებელი პინ კონექტორი, 0.1 "Pitch, 8-Pin მამაკაცი (მარჯვენა კუთხე) 1 x Pin კონექტორი, 0.1" Pitch, 8-Pin ქალი (მარჯვენა კუთხე) 1 x Breakaway Pin Connector, 0.1 "Pitch, 8-Pin MaleTools: PC USB A/B Cable Wire Stripper Soldering Iron შენიშვნები: თქვენი პროექტიდან გამომდინარე, WS2812 RGB LED- ები ასევე ხელმისაწვდომია გარღვევის დაფის გარეშე, დაახლოებით 0,40 აშშ დოლარად, მაგრამ წინასწარ გამზადებული ვარიანტის მოხერხებულობა მიმზიდველია მარტივი პროგრამებისთვის.

ნაბიჯი 2: დააკავშირეთ Pin სათაურები

წინა საფეხურზე ჩამოთვლილი ყველა მასალით, WS2812 RGB LED- ის განათება სავსებით შესაძლებელია. პირველ რიგში, ჩვენ გვსურს მოვამზადოთ WS2812 ბრეაკოუტ დაფები, რომ მოათავსოთ ისინი გასაყიდად, დაფაზე. ამისათვის ჩვენ ვიყენებთ მავთულის საჭრელს (ყველაზე გავრცელებული საჭრელი ინსტრუმენტები ისევე კარგად იმუშავებს), რომ თითოეული 8-პინიანი ზოლი გამოვყოთ 2 x 3-პინიან ნაწილებად. გაითვალისწინეთ, რომ ჭრის გაკეთება ცოტა სახიფათოა; ხშირად ვცდილობ გამოვიყენო ღარი ორ მამაკაცს შორის, როგორც გზამკვლევი ჭრისთვის, და მე აღმოვჩნდი ძალიან ბევრი პლასტმასის თავში, რომლის სათაურიც უნდა შეენარჩუნებინა. "შეწირვით" პინზე, სადაც ჩვენ გვინდა გაჭრა, ჩვენ თავიდან ავიცილებთ პრობლემას საერთოდ. წყვილი ფანქრის გამოყენებით, ჩვენ ამოვიღებთ ქინძისთავს, სადაც გვინდა გაჭრა (ამ შემთხვევაში მე -4 და მე -8 პინი). მას შემდეგ, რაც ქინძისთავები მოიხსნა, ჩვენ შეგვიძლია ადვილად მოვაჭრათ ცარიელი სათაურების შუა ნაწილი. ეს ტექნიკა თანაბრად კარგად მუშაობს ქალი თავით. დაკვირვებისა და ჭრის შემდეგ, ჩვენ უნდა გვქონდეს 6 x 3 პინიანი სათაურები, ანუ 2 x სტანდარტული და 4 x მარჯვენა კუთხე (2 x მამაკაცი, 2 x ქალი). Soldering რკინის დახმარებით, ჩვენ ახლა შეგვიძლია დავაკავშიროთ ქინძისთავები სამივე გამანადგურებელ დაფაზე შემდეგი გზით. ერთ დაფას უნდა ჰქონდეს 2 x სტანდარტული სათაურები, ხოლო დანარჩენ ორ დაფას უნდა ჰქონდეს 1 x მარჯვენა კუთხის სათაური. დაფაზე, რომელსაც აქვს სტანდარტული სათაურები, ჩვენ ვდებთ ქინძისთავებს დაფის ქვედა ზედაპირზე (საპირისპირო მხარეს, სადაც არის LED). დანარჩენ ორზე, მარჯვენა კუთხის სათაურები (თითოეული სქესიდან ერთი) შეიძლება განთავსდეს ზედა ან ქვედა ზედაპირზე. გაითვალისწინეთ, რომ მნიშვნელოვანია იყოთ თანმიმდევრული, ერთი დაფიდან მეორეზე, მამრობითი და მდედრობითი თავების განთავსებაზე. დაფების ორიენტაციისათვის გამოსადეგია ზედაპირის სამაგრი კონდენსატორის გამოყენება; ამის მითითების სახით, მამრობითი სათაური უნდა იყოს შეკრული ბოლომდე კონდენსატორთან ყველაზე ახლოს. მას შემდეგ, რაც ქინძისთავები გაიყიდება, ჩვენ მზად ვართ დავაკავშიროთ ერთი მათგანი არდუინოსთან!

ნაბიჯი 3: WS2812 Breakout Board- ის დაკავშირება არდუინოსთან

ამ ნაბიჯში ჩვენ დავამყარებთ საჭირო კავშირებს Arduino– ს და ჩვენს ერთ WS2812 Breakout დაფას შორის. ამ მიზნით ჩვენ გამოვიყენებთ solderless breadboard და 3 x jumper მავთულები. თუ თქვენ იყენებთ მავთულის კოჭას, ახლა დროა გაჭრათ 3 ცალი, თითოეული დაახლოებით 4 სიგრძის. ჩვენ ახლა შეგვიძლია მოვათავსოთ WS2812 Breakout Board (ის სტანდარტული სათაურებით) ჩვენი პურის დაფის გამყოფზე. დარწმუნდით რომ Arduino გათიშულია როგორც კვების წყაროდან ასევე USB- დან, ჩვენ გავაგრძელებთ კავშირების გაყვანილობას. WS2812 Breakout Board- ის ქვედა ნაწილში ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ თითოეული პინის სახელი: VCC, DI (DO), GND. გამოყენება როგორც სახელმძღვანელო, ჩვენ ვაგრძელებთ Arduino– დან 5V და GND ქინძისთავების დაკავშირებას WS2812 დაფის VCC და GND ქინძისთავებთან, შესაბამისად., რომელიც არის კონდენსატორთან ყველაზე ახლოს მდებარე მხარის ცენტრალური პინი. ახლა ჩვენ მზად ვართ ჩავტვირთოთ ჩვენი პროგრამა არდუინოზე და გავაფართოვოთ WS2812!

ნაბიჯი 4: გახადე ის მოციმციმე Arduino IDE– ით

მე ვივარაუდებ, რომ თქვენ უკვე დაინსტალირებული გაქვთ Arduino IDE თქვენს კომპიუტერში-ბევრი ვებგვერდი გიდები ხსნის პროცესს საკმაოდ კარგად. პროგრამა, რომელიც ჩვენ უნდა ჩავტვირთოთ ჩვენს Arduino– ში, შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ აქ. მას შემდეგ, რაც ჩვენ შეგვიძლია უბრალოდ ორჯერ დააწკაპუნოთ primer.ino ფაილს firmware– ში> მაგალითები> primer საქაღალდე, რომ ჩავტვირთოთ Arduino IDE– ზე (დატენილია 1.0.5 ვერსიისთვის). პაკეტი შეიცავს საჭირო ბიბლიოთეკებს კოდის შესადგენად, ასე რომ არ უნდა იყოს რაიმე შეცდომა, გთხოვთ გამოაქვეყნოთ კომენტარი თუ შეხვდებით რაიმე შეფერხებას. Arduino დაფის ტიპის და USB პორტის არჩევის შემდეგ Tools მენიუს ვარიანტის გამოყენებით, ატვირთეთ კოდი და WS2812 უნდა დაიწყოს მოციმციმე წითელ, მწვანე და ლურჯებს შორის მონაცვლეობით. ამ WS2812 RGB LED- ების უახლესი მახასიათებელია ის, რომ ისინი საკმაოდ ადვილად შეიძლება იყოს 'გვირილით მიჯაჭვული', რათა შეიქმნას გრძელი ზოლები და მასივები, რომლებიც შეიცავს ბევრ ამ LED- ს. შემდეგ ეტაპზე ჩვენ ამას ვაკეთებთ ჩვენს მიერ მომზადებული 3 დაფით.

ნაბიჯი 5: RGB LED- ების ზოლის დამზადება

ჩამონტაჟებული LED დრაივერის სქემა (WS2811) იძლევა ერთი შუქდიოდის მიერთების საშუალებას ერთი შუქდიოდის მომდევნოზე მხოლოდ 1 მონაცემთა ხაზის გამოყენებით (!). ერთი WS2812– ის მონაცემთა გამომავალი მეორის მონაცემების შეყვანის საშუალებით ჩვენ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ LED– ების მთელი მასივის სიკაშკაშე და ფერი 500 – მდე Arduino– ზე! რასაკვირველია, ბევრი LED- ების მართვისთვის გარკვეული მოსაზრებებია: - თითოეული პიქსელი 60mA- მდეა (თეთრი სრული სიკაშკაშის დროს მოითხოვს ყველა LED- ების ჩართვას, თითოეული ნახატი m 20mA). - Arduino მაქსიმალურად ამოიღებს ოპერატიულ მეხსიერებას 500 LED- ებით, განახლების სიჩქარით 30 Hz. - ორი დაფის ერთმანეთთან დასაკავშირებლად, რეკომენდებული მაქსიმალური გამიჯვნა არის 6 ", რათა თავიდან ავიცილოთ დენის ვარდნა და მონაცემთა გაფუჭება. ამ მოსაზრებების გათვალისწინებით, ჩვენ შეგვიძლია ყველა LED- ების მართვა ფერის გარჩევადობის 24 ბიტიანი გამოყენებით, სიკაშკაშის დონეზე, რომელიც თანმიმდევრულია, და საკმაოდ მდგრადია (მცირე) ბატარეის სიმძლავრის ცვლილებებზე. დაფის "ჯაჭვისთვის", რომელიც ჩვენ მოვამზადეთ ამ ინსტრუქციისთვის, ჩვენ ვიწყებთ ქალების ბოლოდან ერთიდან ორი დაფის მამრობითი ბოლომდე მარჯვენა- კუთხის სათაურები. შემდეგ, როდესაც ჩვენი Arduino დაფა გათიშულია დენისა და USB- ისგან, ჩვენ ვათავსებთ მამაკაცის ბოლოს ორი დაფის ჯაჭვიდან გამობერტყულ პურის დაფაზე. ჩვენ უზრუნველვყოფთ, რომ ქინძისთავები შეესაბამებოდეს WS2812 Breakout დაფაზე, რომელიც დაკავშირებულია პურის დაფასთან უკვე. ასეთი განლაგება ექნება VCC და GND ქინძისთავებს როგორც პირდაპირ თავით, ასევე ჯაჭვიდან პურის დაფის იმავე რიგზე. ჩვენ ვათავსებთ ორმაგი დაფის ჯაჭვს მესამე ბრეაკოუტ დაფის ბოლოს, რომელიც კონდენსატორის საპირისპიროა ა მას შემდეგ, რაც ყველაფერი დაკავშირებულია, ჩვენ შეგვიძლია გავათბოთ Arduino IDE და გამოვიყენოთ ტექსტური რედაქტორი, რომ შეცვალოთ განმარტება "#განსაზღვრეთ NUM_LEDS 1" - ით "#განსაზღვრეთ NUM_LEDS 3". დაფის ისევ და ისევ USB- თან დაკავშირების შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია ატვირთოთ ახალი პროგრამა … და … BAM! სამივე LED- ები ზუსტად ისე უნდა აციმციმდეს!

ნაბიჯი 6: სიბნელეში, იყოს სინათლე

ეს ინსტრუქცია სწრაფად აჩვენებს, თუ როგორ გამოიყენოთ WS2812 RGB LED წინასწარ შედუღებული წვრილ გარღვევის დაფებზე. ჩვენ გამოვიყენეთ Arduino, რომ გავაკონტროლოთ LED- ების სიკაშკაშე და ფერი. ერთი რამ, რაც ოდნავ იმედგაცრუებული იყო, არის ის, რომ ჩვენ მიერ გამოყენებულმა კოდმა LED- ები ერთდროულად დახუჭა, იგივე ინტენსივობით და ფერით. მუშაობის ეს რეჟიმი არ აჩვენებს "ჭკვიანი" LED დრაივერის (WS2811) სრულ პოტენციალს, რომელიც ჩადებულია ამ პაკეტში. ასე რომ, მოდით ვცადოთ შემდეგი ცვლილებები თავდაპირველ კოდში. როგორც ადრე, თქვენ გადმოწერთ და გახსნით ფაილს, შემდეგ კი გახსნით firmware- ს, რომელიც უნდა ჩაიტვირთოს Arduino– ზე (firmware> effects> effects.ino). ამ დემოსათვის საჭირო ყველა ფაილი შედის, ასე რომ არ არის საჭირო მესამე მხარის წიგნების დამატება; კოდი უნდა იყოს შედგენილი ყოველგვარი ცვლილების გარეშე --- ის უკვე დაყენებულია 3 LED- ის დამუშავებისათვის. ახლა თქვენი ფანტაზია არის შემუშავებული შემდეგი პროექტი, სადაც ეს ძალიან სასარგებლო, კომპაქტური, RGB LED- ები ანათებენ მათ განათებას. მოგერიდებათ გამოაქვეყნოთ თქვენი საკუთარი შემოქმედება WS2812– ის გამოყენებით კომენტარების განყოფილებაში!