Guia definitiva per connectar tires de llum LED a Arduino

Guia definitiva per connectar tires de llum LED a Arduino

L’augment de la il·luminació LED ha estat estratosfèric i és fàcil veure per què. Són barats de produir, consumeixen molt menys energia que altres opcions d’il·luminació i, en la majoria dels casos, no s’escalfen, cosa que els fa segurs per a diversos usos.





Un dels productes LED més habituals és la tira LED. En aquest article, explicarem com configurar els dos tipus més habituals amb un Arduino. Aquests projectes són molt senzills, i fins i tot si sou un principiant amb Arduino o electrònica de bricolatge, ho podreu fer.



També utilitzarem l’IDE ​​Arduino per controlar-los. Aquest projecte utilitza un Arduino Uno, tot i que podeu utilitzar gairebé qualsevol placa compatible (com ara el NodeMCU).





Trieu la vostra franja

A l’hora de comprar tires LED, cal tenir en compte algunes coses. El primer és la funcionalitat. Si teniu previst utilitzar les tires sobretot per a la il·luminació ambiental, és senzill LED RGB de 12v tira ( SMD5050 ) seria l’elecció correcta.

Moltes d’aquestes tires inclouen un comandament a distància per infraroig per controlar-les, tot i que en aquest projecte farem servir un Arduino. Dediqueu una mica de temps a fer compres, al moment d’escriure, era possible aconseguir aquestes tires per tan poc 1 dòlar per metre .



Crèdit de la imatge: phanu suwannarat a través de Shutterstock

transformar una imatge en una altra en línia

Si voleu una tecnologia una mica superior, tingueu en compte WS2811 / 12 / 12B . Aquestes tires (de vegades anomenades Neopíxels ) tenen chipsets integrats que permeten abordar-los individualment. Això significa que són capaços de més que una simple il·luminació ambiental.



Els podeu utilitzar per crear una pantalla de píxels LED barata des de zero. Fins i tot podeu utilitzar-los per fabricar el vostre propi llum de núvols de tempesta interior.

Aquestes tires només requereixen 5v per alimentar-les. Tot i que és possible alimentar-ne petites quantitats directament des d’una placa Arduino, en general és una bona idea utilitzar una font d’alimentació independent de 5V per estalviar-se de l’olor d’Arduino fregit. Si busqueu LED programables individualment, aquests són per a vosaltres. En el moment d’escriure, estan disponibles per al voltant 4 dòlars per metre .



Una altra cosa a tenir en compte és on és probable que s’utilitzin aquestes tires. Tots dos tipus de bandes presenten diferents longituds, densitats de LED (el nombre de LED per metre) i diferents graus d’impermeabilització.

Quan mireu tires LED, parleu en els números de la llista. Normalment, el primer número serà el nombre de LED per metre i les lletres IP seguit de números serà la seva resistència a la intempèrie. Per exemple, si el llistat diu 30 IP67 , això vol dir que n'hi haurà 30 LED per metre. El 6 indica que està completament segellat de la pols i el 7 significa que està protegit contra la submersió temporal a l'aigua. (Aprendre mes sobre impermeabilització i classificacions IP .) Un cop tingueu la tira LED escollida, és hora d’enllaçar-la amb un Arduino. Comencem pel SMD5050.

Connectar-se

Per connectar una tira LED de 12v a un Arduino, necessitareu uns quants components:

  • Banda LED de 12V RGB ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (qualsevol placa compatible ho farà)
  • 3 x 10k Resistències Ohm
  • 3 x Nivell lògic MOSFET de canal N
  • 1 x Taula de pa
  • Filferros de connexió
  • Font d'alimentació de 12v

Abans de configurar el circuit, en parlem MOSFET .

Sempre que controleu alguna cosa que tingui una tensió superior a la del vostre microcontrolador, necessiteu alguna cosa entremig que deixi de fregir la vostra placa. Una de les maneres més senzilles de fer-ho és utilitzar un MOSFET. Mitjançant l’enviament d’una modulació d’amplada de pols ( PWM ) senyals a porta cama, és possible controlar la quantitat de potència que passa entre escórrer i font cames. En passar cadascun dels colors de la tira LED pel MOSFET, podeu controlar la brillantor de cada color individual de la tira LED.

Quan utilitzeu microcontroladors, és important utilitzar components de nivell lògic per assegurar-vos que les coses funcionin tal com voleu. Assegureu-vos que els vostres MOSFET ho siguin nivell lògic i no estàndard .

Configureu el vostre circuit així:

  1. Connecteu els pins Arduino 9 , 6 , i 5 fins al porta potes dels tres MOSFET i connecteu a 10k resistència en línia amb cadascuna al rail de terra.
  2. Connecteu el fitxer Font potes al rail de terra.
  3. Connecteu el fitxer Escórrer cames al Verd , xarxa , i Blau connectors a la tira LED.
  4. Connecteu el carril d'alimentació al + 12v connector de la tira LED (tingueu en compte que en aquesta imatge el cable d'alimentació és negre perquè coincideixi amb els colors dels connectors de la meva tira LED).
  5. Connecteu la terra Arduino al rail de terra.
  6. Connecteu el vostre 12v font d'alimentació als rails elèctrics.

La majoria de tires de LED tenen connectors Dupont [Broken URL Eliminated], als quals es pot connectar fàcilment. Si no ho feu, pot ser que hàgiu de soldar cables a la tira LED. No us espanteu si sou bastant nou en soldar, és una feina fàcil i tenim una guia per començar a soldar si ho necessiteu.

Alimentarem la nostra placa Arduino per USB per a aquest projecte. Podeu optar per alimentar el tauler mitjançant el pin VIN, però assegureu-vos de conèixer les limitacions de potència del tauler abans de fer-ho.

Quan el vostre circuit estigui complet, hauria de ser semblant a això:

Ara que ho heu connectat tot, és hora de fer un simple esbós Arduino per controlar-lo.

Fade It Up

Connecteu la placa Arduino a l'ordinador mitjançant USB i obriu l'IDE Arduino. Assegureu-vos que teniu el número de port i el número de port correctes seleccionats a la taula Eines> Tauler i Eines> Port menús. Obriu un esbós nou i deseu-lo amb un nom adequat.

Aquest esbós esvairà els llums d’un color a la vegada, els manté encesos durant uns segons i, a continuació, s’esvaeixen fins que tornin a apagar-se. Podeu seguir aquí i fer l'esbós vosaltres mateixos o simplement descarregar-los codi complet de GitHub.

Comenceu definint quins pins s’utilitzarà per controlar els MOSFET.

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

A continuació, necessiteu algunes variables. Crea un conjunt brillantor variable, juntament amb una variable per a la brillantor de cada color. Només utilitzarem la variable de brillantor principal per apagar els LED, així que establiu-lo al valor de brillantor màxim de 255 aquí.

també haureu de crear una variable per controlar la rapidesa amb què es produirà la decoloració.

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

En el vostre configuració funció establirem els nostres pins Arduino a la sortida. També trucarem a un parell de funcions amb un retard de 5 segons. Aquestes funcions encara no existeixen, però no us preocupeu, hi arribarem.

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

Ara creeu el fitxer Encendre () mètode:

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);
}
}

Aquests tres per els bucles agafen cada color fins a la seva màxima brillantor durant un temps especificat per fadeSpeed valor.

Finalment, heu de crear el fitxer Tanca() mètode:

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() {
}

Aquest mètode aplica el nostre brillantor variable als tres pins de color i els redueix a zero durant un període de temps. Aquí també necessitem un mètode de bucle buit per evitar errors de compilació.

Un cop hàgiu completat aquest esbós, deseu-lo. Verifiqueu l’esbós i pengeu-lo a la vostra placa Arduino. Si teniu errors, torneu a comprovar el codi si hi ha errors tipogràfics molestos o punts i punts que falten.

Ara hauríeu de veure com la vostra tira LED augmenta cada color de forma individual, mantenint el color blanc durant 5 segons i després desapareixent uniformement fins a res:

Si teniu dificultats, torneu a comprovar el cablejat i el codi.

Aquest projecte és una manera senzilla de començar, però es poden ampliar les idees que s’hi tracten per aconseguir una il·luminació realment eficaç. Amb només uns quants components més, podríeu crear la vostra pròpia alarma de sortida del sol. Si teniu un kit d’inici amb l’Arduino, podríeu utilitzar qualsevol botó o sensor per activar els LEDs quan accediu a l’habitació, per exemple:

com trobar missatges de text antics a l'iPhone

Ara que hem cobert el SMD5050s , passem al WS2812B tires.

Idees brillants

Aquestes tires requereixen menys components per fer-les funcionar i hi ha certa marge sobre quins valors de components podeu utilitzar exactament. El condensador d’aquest circuit s’assegura que els LED de 5v obtinguin una font d’alimentació estable. La resistència garanteix que el senyal de dades rebut de l'Arduino estigui lliure de qualsevol interferència.

Necessitarà:

  • WS2811 / 12 / 12B Banda LED de 5v (els tres models tenen xips integrats i funcionen de la mateixa manera)
  • 1 x Arduino Uno (o placa compatible similar)
  • 1 x 220-440 Ohm Resistor (qualsevol cosa entre aquests dos valors està bé)
  • 1 x 100-1000 microFarad Condensador (qualsevol cosa entre aquests dos valors està bé)
  • Taula de pa i connectar els cables
  • Alimentació de 5V

Configureu el circuit com es mostra al diagrama:

Tingueu en compte que el condensador ha de tenir l'orientació correcta. Podeu saber quin costat s’uneix al rail de terra buscant el signe menys (-) al cos del condensador.

Aquesta vegada estem alimentant l'Arduino mitjançant la font d'alimentació de 5v. Això fa que el projecte quedi sol un cop hàgim acabat, tot i que aquí hi ha coses importants a tenir en compte.

En primer lloc, assegureu-vos que el tauler pugui alimentar 5 V abans de connectar-lo a la font d'alimentació. Gairebé totes les plaques de desenvolupament funcionen a 5 V a través del port USB, però els pins d’entrada d’alimentació d’alguns de vegades poden saltar els reguladors de voltatge i convertir-los en torrades.

A més, és una bona pràctica assegurar-se que no hi ha diverses fonts d'alimentació separades connectades a l'Arduino; desconnecteu el cable USB sempre que feu servir una font d'alimentació externa.

Un cop connectat, hauria de tenir el següent aspecte:

Ara que la nostra tira LED està connectada, anem al codi.

com utilitzar un ordinador portàtil com a segon monitor

Llums de ball

Per programar de manera segura el nostre tauler, desconnecteu el VI línia des de la línia elèctrica. El tornareu a adjuntar més tard.

Connecteu el vostre Arduino a l'ordinador i obriu l'IDE Arduino. Comproveu que tingueu el número de port i la placa correctes seleccionats al fitxer Eines> Tauler i Eines> Port menús.

Farem servir el fitxer FastLED biblioteca per provar la nostra configuració. Podeu afegir la biblioteca fent clic a Esbós> Inclou biblioteca> Gestiona les biblioteques i buscant FastLED. Feu clic a Instal·la i la biblioteca s'afegirà a l'IDE.

Sota Fitxer> Exemples> FastLED seleccioneu el fitxer DemoReel100 esbós. Aquest esbós cicle diverses coses que es poden fer amb WS2812 Tires LED i és molt fàcil de configurar.

Tot el que heu de canviar és el DATA_PIN variable perquè coincideixi pin 13 , i la NUM_LEDS variable per definir quants LEDs hi ha a la tira que utilitzeu. En aquest cas, només estic fent servir una petita línia de 10 LEDs tallats a partir d’una tira més llarga. Utilitzeu-ne més per a un espectacle de llum més gran.

Això és! Pengeu l’esbós al tauler, desconnecteu el cable USB i engegueu la font d’alimentació de 5V. Finalment, torneu a connectar el VIN d’Arduino a la línia elèctrica i mireu el programa.

Si no passa res, comproveu el cablejat i heu especificat el pin Arduino correcte a l'esbós de demostració.

Possibilitats infinites

L’esbós de demostració mostra algunes de les moltes combinacions possibles d’efectes que es poden aconseguir amb les tires WS2812. A més de ser un pas més enllà de les tires LED normals, també es poden utilitzar pràcticament. Un bon proper projecte seria construint el seu propi ambient per al vostre centre de mitjans.

Tot i que aquestes tires són definitivament més funcionals que les SMD5050, encara no descompteu les tires LED estàndard de 12v. Són immillorables en termes de preu i n’hi ha un gran nombre aplicacions per a tires de llum LED .

Aprendre a treballar amb tires LED és una bona manera de familiaritzar-se amb la programació bàsica de l’Arduino, però la millor manera d’aprendre és fent jocs. Modifiqueu el codi anterior i vegeu què podeu fer. Si tot això us ha costat una mica, considereu començar aquests projectes Arduino per a principiants .

Crèdits de la imatge: mkarco / Shutterstock

Compartir Compartir Tweet Correu electrònic Canon vs. Nikon: quina marca de càmera és millor?

Canon i Nikon són els dos noms més importants de la indústria de les càmeres. Però, quina marca ofereix la millor gamma de càmeres i objectius?

Llegiu a continuació Temes relacionats
  • Bricolatge
  • Arduino
  • Tira LED
  • Llums LED
Sobre l'autor Ian Buckley(216 articles publicats)

Ian Buckley és periodista, músic, intèrpret i productor de vídeo independent que viu a Berlín, Alemanya. Quan no escriu ni està a l’escenari, juga amb electrònica o codi de bricolatge amb l’esperança de convertir-se en un científic boig.

Més de Ian Buckley

Subscriu-te al nostre butlletí

Uniu-vos al nostre butlletí per obtenir consells tècnics, ressenyes, llibres electrònics gratuïts i ofertes exclusives.

Feu clic aquí per subscriure-us