Introducció a NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

[Reprodueix vídeo]

En aquest instructiu, explorarem el LED RGB adreçable (WS2812) o conegut popularment com Adafruit NeoPixel. NeoPixel és una família d’anells, tires, taulers i pals de LED en miniatura de colors i polsants. Aquests es poden encadenar d'un a l'altre perquè pugueu alimentar i programar una llarga línia de NeoPixels junts per formar una infinita cadena de LED. Podeu utilitzar aquestes tires LED per afegir efectes d’il·luminació complexos a qualsevol projecte.

Podeu trobar tots els meus projectes a:

Inclouen un petit paquet de muntatge superficial 5050 (5 mm x 5 mm) que inclou tres LED brillants (vermell, verd i blau) i un xip de controlador integrat (WS2811). Només requereix una entrada de dades per controlar l’estat, la brillantor i el color dels tres LED. En connectar el pin de sortida de dades al pin d'entrada de dades de les següents tires, és possible encadenar els LED a una longitud teòricament arbitrària.

Amb combinacions de valors RGB (0 - 255) es pot reproduir gairebé qualsevol color, de manera que, en cert sentit, un LED RGB controlable és un LED universal.

Pas 1: parts i eines utilitzades

Parts:

1. Neo Matrix 8 x 8 (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Font d'alimentació 5V / 2A (Amazon)

4. DC Jack (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. Matriu WS2812 flexible de 8 x 32 (Sparkfun)

Eines:

1. Soldador (Amazon)

2. Tallador de fil / Stripper (Amazon)

Pas 2: tipus de tira LED RGB

Hi ha 2 tipus principals de cintes LED RGB: cintes analògiques i cintes digitals

1. Tira analògica:

Tots els LED de les tires estan connectats en paral·lel, de manera que actua com un enorme LED tricolor. Podeu configurar un color concret a totes les tires / cordes. Són molt fàcils d’utilitzar i són econòmics, però la limitació d’aquest tipus de Les tires LED són que no podeu controlar els colors de cada LED.

En cadascuna d’aquestes tires veureu (d’esquerra a dreta) primer el LED, seguit d’una resistència SMD.

2. Tira digital:

Una franja digital consisteix en dirigir cada LED de manera individual i treballar d’una manera diferent. Tenen un xip per a cada LED, per utilitzar la tira cal enviar dades codificades digitalment als xips. A causa de la complexitat addicional del xip, són més cars.

Fixeu-vos en les fletxes que indiquen la direcció de les dades. Si connecteu la tira en sentit invers, no funcionarà.

Pas 3: tipus de tira LED RGB adreçable

Els LED adreçables vénen amb diferents números de model com WS2801, WS2811, WS2812 o WS2812B. Si no coneixeu aquest tipus de LED, és possible que confongueu entre ells, de manera que els identifiqueu primer. Bàsicament, WS2801 i WS2811 són el nom de l'IC que pot controlar un màxim de 3 LED. Tanmateix, WS2812 és una versió millorada en què un IC WS2811 s’integra directament en un paquet LED 5050 RGB. El model més recent és el WS2812B.

En aquest tutorial utilitzarem l'últim model WS2812B.

Font de la imatge: Adafruit, Sparkfun, Polou

Pas 4: pins WS2801 i WS2811 / WS2812

El model WS2801 té 4 pins d'entrada (Vcc, GND, Data, Clock) mentre que els models WS2811 i WS2812 només tenen 3 pins

(Vcc, GND i dades)

PIN: WS2801

5V -> Potència (+ 5V)

CI -> Entrada de senyal de rellotge

CO -> Sortida de senyal de rellotge

DI -> Entrada de dades

FER -> Sortida de dades

GND -> Terra

PIN WS2812

5V -> Potència (+ 5V) CI -> N / A

CO -> N / A

DI -> Entrada de dades

FER -> Sortida de dades

GND -> Terra

Pas 5: font d'alimentació

Abans de començar qualsevol projecte de tira LED, el primer que haureu de pensar és la font d'alimentació. Un d'aquests LED RGB conté 3 LED (vermell, blau i verd). Sabem que un sol LED atrau aproximadament 20 mA de corrent amb la seva màxima brillantor. Per tant, un sol LED WS2812 pot dibuixar 3 x 20 mA = 60 mA amb una brillantor màxima: blanc.

Puc executar directament Arduino?

La resposta és simplement NO. Com que la quantitat de corrent necessària per a tota la tira serà molt superior a la que pot suportar el vostre Arduino.

Necessiteu una font d’alimentació regulada per separat. La font d’alimentació ha de proporcionar el voltatge correcte i és capaç de subministrar corrent suficient. En la majoria de les tires WS2812, la tensió de funcionament és de 5 volts de corrent continu.

Exemple: per a la matriu WS2812 de 8 x 8 (64 LED), necessiteu 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) en tots els LED configurats amb la seva brillantor màxima (color blanc). Però no és aconsellable, mantingueu la brillantor més baixa per obtenir la màxima vida útil.

Puc recomanar que la brillantor sigui inferior al 50%. Per tant, necessiteu 3,84 x 0,5 = 1,92A

Així, prenent un marge, la font d’alimentació recomanada és de 5V / 2A.

Pas 6: Preparació de la font d'alimentació

És molt fàcil controlar la tira LED WS2812B sense circuits addicionals ni components discrets. Si teniu un Arduino, una font d’alimentació de 5 V i pocs cables, podeu jugar-hi.

Preparació de la font d'alimentació:

Vaig utilitzar una font d'alimentació regulada de 5V / 2A per executar els LED NeoPixel.

Necessitem dues connexions GND: una a la tira LED i l'altra a l'Arduino. Així, he soldat dos cables al terminal negatiu i un altre al terminal positiu de la presa de corrent continu.

Connexió Arduino:

La connexió Arduino és molt fàcil.

Tira LED DIN -> Arduino D6

Font d'alimentació GND -> Arduino GND

Si utilitzeu la font d'alimentació externa per alimentar tant la tira LED com Arduino, heu de connectar la font de 5 V al pin Arduino de 5 V.

Bones pràctiques segons Adafruit:

1. Afegir un condensador gran (1000 µF, 6,3 V o superior) a través dels terminals + i -. Això impedeix que l’entrada inicial de corrent danyi els píxels.

2. Afegir una resistència de 300 a 500 Ohm entre el pin de dades del microcontrolador i l’entrada de dades del primer NeoPixel pot ajudar a prevenir pics de tensió que d’altra manera podrien danyar el vostre primer píxel. Afegiu-ne un entre el micro i el NeoPixels.

3. Quan connecteu NeoPixels a qualsevol font d'alimentació o microcontrolador actius, CONNEXEU SEMPRE A TERRA (-) ABANS DE RES. Al contrari, desconnecteu la terra per últim quan us separeu.

Pas 7: conduir una Neo Matrix de 8x8

La matriu de LED conté 64 LED RGB que utilitzen el controlador WS8211. Cada píxel és adreçable individualment i només necessitareu un pin Arduino per controlar tots els LED.

A la part posterior de la matriu hi ha dos ports: Entrada (3pins) i Sortida (3pins).

El port d’entrada està connectat a la font d’alimentació externa Arduino i 5V. La connexió és la següent

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Font d'alimentació Matrix

5V- 5V

GNDGND

Nota: no us oblideu de connectar el GND tant de la font d'alimentació com d'Arduino.

Ara engegueu el circuit i pengeu el codi per veure poques animacions. He establert la brillantor dels LED a aproximadament el 30%.

Codi Arduino:

El codi i les biblioteques s’adjunten al fitxer zip. Baixeu-lo. Podeu veure el vídeo per saber com utilitzar el programari.

Pas 8: conduir una matriu flexible 8X32 WS2812 RGB

La matriu flexible de 8x32 és bastant genial, la vaig encarregar a Sparkfun. Podeu crear animacions, jocs o fins i tot incorporar-los a un divertit projecte de tèxtils electrònics. A més, gràcies al seu suport flexible, aquest LED Matrix es pot doblegar i inclinar per adaptar-se a gairebé qualsevol superfície corbada.

La connexió amb arduino és similar a la resta de matrius LED / Strip de NeoPixel.

El Matrix ve amb cables terminals, de manera que no cal soldar-se.

Groc: GND

Vermell: + 5V

Verd: dades

Si us ha agradat aquest article, no us oblideu de passar-lo. Seguiu-me per obtenir més idees i projectes de bricolatge. Gràcies !!!