Ultimate Guide to Connecting LED Light Strips to Arduino

Vzestup LED osvětlení byl stratosférický a je snadné pochopit proč. Jejich výroba je levná, spotřebovávají podstatně méně energie než jiné možnosti osvětlení a ve většině případů se nezahřívají, což je činí bezpečnými pro nejrůznější použití.

Jedním z nejběžnějších produktů LED je LED pás. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak nastavit dva nejběžnější typy pomocí Arduina. Tyto projekty jsou velmi jednoduché, a i když jste a začátečník s Arduinem nebo DIY elektronika, to zvládnete.

K jejich ovládání použijeme také Arduino IDE. Tento projekt používá Arduino Uno, i když můžete použít téměř jakoukoli kompatibilní desku (například NodeMCU).

Vyberte si svůj proužek

Při nákupu LED pásků je třeba vzít v úvahu několik věcí. První je funkčnost. Pokud plánujete použít pásy převážně pro okolní osvětlení, pak jednoduché 12v RGB LED proužek ( SMD5050 ) by byla správná volba.

Mnoho z těchto pásů je vybaveno infračerveným dálkovým ovládáním, ačkoli v tomto projektu místo toho použijeme Arduino. Věnujte trochu času nakupování, v době psaní článku bylo možné tyto proužky sehnat za tak málo jako 1 $ za metr .

Uznání: phanu suwannarat přes Shutterstock

jak přidat textové pole do dokumentů Google

Pokud chcete něco trochu vyspělejšího, zvažte to WS2811 / 12 / 12B . Tyto proužky (někdy označované jako Neopixely ) mají integrované čipové sady, které jim umožňují řešit je individuálně. To znamená, že jsou schopni více než jen okolní osvětlení.

Můžete je použít k vybudování levného LED pixelového displeje od nuly. Můžete je dokonce použít k výrobě vlastní osobní vnitřní bouřkové oblačnosti.

K napájení těchto pásků je potřeba pouze 5 V. I když je možné napájet malé množství přímo z desky Arduino, obecně je dobré použít samostatný 5V napájecí zdroj, který vás ochrání před vůní smaženého Arduina. Pokud hledáte individuálně programovatelné LED diody, jsou pro vás. V době psaní článku jsou k dispozici pro přibližně 4 dolary za metr .

Další věc, kterou je třeba zvážit, je, kde budou tyto pásy pravděpodobně použity. Oba tyto typy pásků mají různou délku, hustotu LED (počet LED na metr) a různé stupně odolnosti proti povětrnostním vlivům.

Při pohledu na LED pásky věnujte pozornost číslům v seznamu. Prvním číslem bude obvykle počet LED diod na metr a písmena IP následovaná čísly bude odolná vůči povětrnostním vlivům. Například pokud je v seznamu uvedeno 30 IP67 , to znamená, že bude 30 LED na metr. The 6 označuje, že je zcela utěsněn před prachem a 7 znamená, že je chráněn proti dočasnému ponoření do vody. (Dozvědět se víc o odolnost proti povětrnostním vlivům a IP .) Jakmile máte vybraný LED pás, je čas jej propojit s Arduinem. Začněme s SMD5050.

Připojení

K připojení 12v LED pásku k Arduinu budete potřebovat několik komponent:

12V RGB LED pásek ( SMD5050 )
1 x Arduino Uno (postačí jakákoli kompatibilní deska)
3 x 10 tis Ohmové odpory
3 x Logická úroveň N-kanálové MOSFETy
1 x prkénko
Propojovací dráty
Napájení 12v

Než nastavíme obvod, promluvme si o tom MOSFETY .

Kdykoli ovládáte něco, co je vyšší napětí než váš mikrokontrolér, potřebujete něco mezi tím, aby se vaše deska nedostala do smažení. Jedním z jednodušších způsobů, jak to udělat, je použít MOSFET. Odesláním modulace šířky pulzu ( PWM ) signály do brána nohu, je možné ovládat, kolik energie mezi nimi prochází vypustit a zdroj nohy. Předáním každé z barev LED pásku přes MOSFET můžete ovládat jas každé jednotlivé barvy na LED pásku.

Při používání mikrokontrolérů je důležité používat komponenty na logické úrovni, aby bylo zajištěno, že věci fungují tak, jak chcete. Ujistěte se, že vaše MOSFETy jsou logická úroveň a ne Standard .

Nastavte svůj obvod takto:

Připojte piny Arduino 9 , 6 , a 5 do brána nohy tří MOSFETů a připojte a 10 tis odpor v souladu s každým k zemnící kolejnici.
Připojte Zdroj nohy k zemní kolejnici.
Připojte Vypusťte nohy do Zelená , Síť , a Modrý konektory na LED pásku.
Připojte napájecí lištu k +12v konektor LED pásky (všimněte si, že na tomto obrázku je napájecí vodič černý, aby odpovídal barvám konektorů na mém LED pásku).
Připojte uzemnění Arduino k zemnící liště.
Připojte svůj 12v napájení napájecích kolejnic.

Většina LED pásků má konektory Dupont [Broken URL Removed], ke kterým se snadno připojují. Pokud nemáte, možná budete muset pájet vodiče k LED pásku. Nepropadejte panice, pokud jste v pájení poměrně noví, je to snadná práce a máme průvodce, jak s pájením začít, kdybyste to potřebovali.

Pro tento projekt budeme napájet naši desku Arduino přes USB. Můžete se rozhodnout napájet desku pomocí kolíku VIN, ale před tím se ujistěte, že znáte omezení výkonu vaší desky.

Když je váš obvod kompletní, měl by vypadat nějak takto:

Nyní, když jste vše propojili, je na čase vytvořit jednoduchý náčrt Arduina, který to bude ovládat.

Fade It Up

Připojte desku Arduino k počítači pomocí USB a otevřete Arduino IDE. Ujistěte se, že máte v desce vybráno správné číslo desky a číslo portu Nástroje> Deska a Nástroje> Port nabídky. Otevřete novou skicu a uložte ji s odpovídajícím názvem.

Tento náčrt postupně vybledne světla v jedné barvě, ponechá je několik sekund rozsvícená a poté zhasne, dokud nebudou znovu zhasnuta. Zde můžete postupovat a vytvořit si skicu sami, nebo si jednoduše stáhnout kompletní kód z GitHubu.

Začněte definováním které kolíky budou použity k ovládání MOSFETů.

#define RED_LED 6  
#define BLUE_LED 5  
#define GREEN_LED 9

Dále potřebujete několik proměnných. Vytvořte kombinézu jas proměnná spolu s proměnnou jasu každé jednotlivé barvy. K vypnutí LED budeme používat pouze hlavní proměnnou jasu, proto ji zde nastavte na maximální hodnotu jasu 255.

budete také muset vytvořit proměnnou, která bude řídit, jak rychle dojde k vyblednutí.

int brightness = 255;  
int gBright = 0;  
int rBright = 0;  
int bBright = 0;  
int fadeSpeed = 10;

Ve vašem založit funkci nastavíme naše piny Arduino na výstup. Zavoláme také několik funkcí s 5sekundovým zpožděním mezi nimi. Tyto funkce zatím neexistují, ale nebojte se, my se k nim dostaneme.

void setup() {  
 pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);  
 pinMode(RED_LED, OUTPUT);  
 pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);  
 TurnOn();  
 delay(5000);  
 TurnOff();  
}

Nyní vytvořte soubor Zapnout () metoda:

void TurnOn() {  
 for (int i = 0; i <256; i++) {  
 analogWrite(RED_LED, rBright);  
 rBright +=1;  
 delay(fadeSpeed);  
 }  
  
 for (int i = 0; i <256; i++) {  
 analogWrite(BLUE_LED, bBright);  
 bBright += 1;  
 delay(fadeSpeed);  
 }  
 for (int i = 0; i <256; i++) {  
 analogWrite(GREEN_LED, gBright);  
 gBright +=1;  
 delay(fadeSpeed);  
 }  
}

Tito tři pro smyčky upraví každou barvu až do jejího plného jasu po dobu určenou symbolem fadeSpeed hodnota.

Nakonec musíte vytvořit Vypnout() metoda:

void TurnOff() {  
 for (int i = 0; i <256; i++) {  
 analogWrite(GREEN_LED, brightness);  
 analogWrite(RED_LED, brightness);  
 analogWrite(BLUE_LED, brightness);  
  
 brightness -= 1;  
 delay(fadeSpeed);  
 }  
}  
void loop() {  
}

Tato metoda platí pro naše jas proměnné na všechny tři barevné piny a po určitou dobu je sníží na nulu. I zde potřebujeme metodu prázdné smyčky, abychom se vyhnuli chybám při kompilaci.

Jakmile tuto skicu dokončíte, uložte ji. Ověřte skicu a nahrajte ji na desku Arduino. Pokud se vám zobrazují chyby, znovu zkontrolujte kód, zda neobsahuje zbytečné překlepy nebo chybějící středníky.

Nyní byste měli vidět, jak váš LED pásek rozjasňuje každou barvu jednotlivě, drží bílou barvu po dobu 5 sekund a poté rovnoměrně vybledne:

Pokud máte nějaké potíže, znovu zkontrolujte zapojení a kód.

Tento projekt je jednoduchý způsob, jak začít, ale myšlenky, které jsou v něm obsaženy, lze rozšířit, aby bylo skutečně efektivní osvětlení. Jen s několika dalšími součástmi si můžete vytvořit svůj vlastní východ slunce. Pokud jste ke svému Arduinu dostali startovací sadu, můžete při vstupu do místnosti použít jakékoli tlačítko nebo senzor ke spuštění LED, například:

stále ztrácet připojení k internetu Windows 10

Nyní, když jsme pokryli SMD5050s , přejděme k WS2812B proužky.

Jasné nápady

Tyto proužky vyžadují ke spuštění méně komponent a existuje určitá volnost v tom, jaké hodnoty komponent můžete použít. Kondenzátor v tomto obvodu zajišťuje, že 5v LED diody získají stabilní napájení. Rezistor zajišťuje, že datový signál přijímaný z Arduina nebude rušen.

Budete potřebovat:

WS2811 / 12 / 12B 5v LED pásek (všechny tři modely mají integrované čipy a fungují téměř stejně)
1 x Arduino Uno (nebo podobná kompatibilní deska)
1 x 220-440 ohmů Rezistor (cokoli mezi těmito dvěma hodnotami je v pořádku)
1 x 100-1000 mikroFarad Kondenzátor (cokoli mezi těmito dvěma hodnotami je v pořádku)
Breadboard a připojte dráty
Napájení 5V

Nastavte svůj obvod podle schématu:

Mějte na paměti, že kondenzátor musí mít správnou orientaci. Můžete zjistit, která strana se připojuje k zemní liště, hledáním znaménka mínus (-) na těle kondenzátoru.

Tentokrát napájíme Arduino pomocí napájecího zdroje 5v. Díky tomu je projekt sám, jakmile jsme hotovi, i když zde je třeba poznamenat důležité věci.

Před připojením ke zdroji napájení se nejprve ujistěte, že vaše deska může napájet 5 V. Téměř všechny vývojové desky běží na 5 V přes USB port, ale kolíky napájecího vstupu u některých mohou někdy přeskočit regulátory napětí a udělat z nich toast.

Je také dobré zajistit, aby k Arduinu nebylo připojeno více samostatných zdrojů napájení - odpojte kabel USB, kdykoli používáte externí napájecí zdroj.

Jakmile jste připojeni, mělo by to vypadat takto:

Nyní, když je náš LED pás zapojen, přejdeme ke kódu.

jaká je moje IP adresa pro minecraft

Tančící světla

Chcete -li bezpečně naprogramovat naši desku, odpojte VÍNO vedení z elektrického vedení. Později jej znovu připojíte.

Připojte Arduino k počítači a otevřete Arduino IDE. Zkontrolujte, zda máte v souboru vybráno správné číslo desky a portu Nástroje> Deska a Nástroje> Port nabídky.

Budeme používat FastLED knihovnu a vyzkoušejte naše nastavení. Knihovnu můžete přidat kliknutím na Skica> Zahrnout knihovnu> Spravovat knihovny a hledání FastLED. Klikněte na nainstalovat a knihovna bude přidána do IDE.

Pod Soubor> Příklady> FastLED vybrat DemoReel100 skica. Tato skica cykluje různé věci, které lze pomocí WS2812 LED pásky a nastavení je neuvěřitelně snadné.

Vše, co potřebujete změnit, je DATA_PIN proměnná tak, aby odpovídala kolík 13 a NUM_LEDS proměnná k definování počtu LED diod v pásku, který používáte. V tomto případě používám pouze malou linku 10 LED diod vystřižených z delšího pásu. Použijte více pro větší světelnou show!

A je to! Nahrajte skicu na desku, odpojte kabel USB a zapněte napájení 5 V. Nakonec připojte VIN Arduina k elektrickému vedení a sledujte show!

Pokud se nic nestane, zkontrolujte zapojení a zda jste v demo skice zadali správný pin Arduino.

Nekonečné možnosti

Demo náčrt ukazuje některé z mnoha možných kombinací efektů, kterých lze dosáhnout pomocí pásů WS2812. Kromě toho, že jsou krok vpřed od běžných LED pásků, lze je také prakticky využít. Dobrý další projekt by byl budování vlastní ambilight pro vaše mediální centrum.

I když jsou tyto pásy rozhodně funkčnější než SMD5050, standardní 12v LED pásky ještě neslevujte. Cenově jsou bezkonkurenční a existuje jich obrovské množství aplikace pro LED světelné pásy .

Naučit se pracovat s LED pásy je dobrý způsob, jak se seznámit se základním programováním na Arduinu, ale nejlepší způsob, jak se učit, je vrtání. Upravte výše uvedený kód a uvidíte, co můžete udělat! Pokud toho všeho bylo na vás příliš, zvažte začátek tyto projekty Arduino pro začátečníky .

Kredity obrázku: mkarco/Shutterstock

Podíl Podíl tweet E-mailem Canon vs. Nikon: Která značka fotoaparátu je lepší?

Canon a Nikon jsou dvě největší jména v oboru fotoaparátů. Ale která značka nabízí lepší řadu fotoaparátů a objektivů?

Číst dále Související témata

DIY
Arduino
LED pásek
Led světla

O autorovi Ian Buckley(216 publikovaných článků)

Ian Buckley je nezávislý novinář, hudebník, performer a video producent žijící v Berlíně v Německu. Když nepíše nebo není na jevišti, pohrává si s elektronikou nebo kódem pro kutily v naději, že se stane šíleným vědcem.

Více od Iana Buckleyho

Přihlaste se k odběru našeho zpravodaje

Připojte se k našemu zpravodaji a získejte technické tipy, recenze, bezplatné elektronické knihy a exkluzivní nabídky!

Kliknutím sem se přihlásíte k odběru