Komma igång med NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

[Spela filmen]

I denna instruktionsbok kommer vi att utforska om den adresserbara RGB LED (WS2812) eller populärt känd som Adafruit NeoPixel. NeoPixel är en familj av ringar, remsor, brädor och pinnar av pulserande, färgglada miniatyr -lysdioder. Dessa är kedjbara från en till nästa så att du kan driva och programmera en lång rad NeoPixels tillsammans för att bilda en oändlig rad lysdioder. Du kan använda dessa LED -remsor för att lägga till komplexa ljuseffekter till något av ditt projekt.

Du hittar alla mina projekt på:

De levereras med små 5050 (5 mm x 5 mm) ytmonteringspaket som innehåller tre ljusa lysdioder (rött, grönt och blått) och ett integrerat drivrutinschip (WS2811). Det kräver bara en datainmatning för att styra tillstånd, ljusstyrka och färg på alla tre lysdioderna. Genom att ansluta datautmatningsstiftet till datainmatningsstiftet för nästa remsor är det möjligt att kedja LED -lamporna till teoretiskt godtycklig längd.

Med kombinationer av RGB -värden (0 - 255) kan du återge nästan vilken färg som helst, så på ett sätt är en kontrollerbar RGB -LED en universell LED.

Steg 1: Delar och verktyg som används

Delar:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V /2A strömförsörjning (Amazon)

4. DC -uttag (Amazon)

5. Jumper Wires (Amazon)

6. 8 x 32 Flexibel WS2812 Matrix (Sparkfun)

Verktyg:

1. Lödkolv (Amazon)

2. Wire Cutter / Stripper (Amazon)

Steg 2: Typ av RGB LED -remsa

Det finns två huvudtyper av RGB LED -remsor: Analog remsa och Digital Strip

1. Analog remsa:

Alla lysdioder i remsorna är parallellt anslutna, så det fungerar som en enda stor trefärgad LED. Du kan ställa in en viss färg på hela remsorna / strängarna. De är mycket enkla att använda och billiga men begränsningen i denna typ av LED -remsor är att du inte kan styra de enskilda lysdiodens färger.

På var och en av dessa remsor ser du (från vänster till höger) först lysdioden, följt av ett SMD -motstånd.

2. Digital remsa:

En digital remsa är att du adresserar varje LED individuellt och arbetar på ett annat sätt. De har ett chip för varje LED, för att använda remsan måste du skicka digitalt kodad data till chipsen. På grund av chipets extra komplexitet är de dyrare.

Lägg märke till pilarna som indikerar datariktning. Om du ansluter remsan i omvänd riktning fungerar det inte.

Steg 3: Typer av adresserbar RGB LED -remsa

Adresserbar LED har olika modellnummer som WS2801, WS2811, WS2812 eller WS2812B. Om du är ny på denna typ av lysdioder kan du förvirra bland dem, så låt oss identifiera dem först. I grund och botten är WS2801 och WS2811 namnet på IC: n som kan styra maximalt 3 lysdioder. WS2812 är dock en förbättrad version där en WS2811 IC är integrerad direkt i ett 5050 RGB LED -paket. Den senaste modellen är WS2812B.

I denna handledning använder vi den senaste modellen WS2812B.

Bildkälla: Adafruit, Sparkfun, Polou

Steg 4: WS2801 och WS2811 / WS2812 stift

WS2801 -modellen har 4 ingångspinnar (Vcc, GND, Data, Clock) medan WS2811 och WS2812 -modellen bara har 3 stift

(Vcc, GND och data)

PIN - WS2801

5V -> Effekt (+5V)

CI -> Klocksignal Ingång

CO -> Klocksignal Utgång

DI -> Datainmatning

DO -> Datautmatning

GND -> Jord

PIN WS2812

5V -> Effekt (+5V) CI -> N/A

CO -> Ej tillgängligt

DI -> Datainmatning

DO -> Datautmatning

GND -> Jord

Steg 5: Strömförsörjning

Innan du startar ett LED -stripprojekt är det första du behöver tänka på strömförsörjning. En av dessa RGB -LED -lampor innehåller 3 lysdioder (rött, blått och grönt). Vi vet att en enda LED drar cirka 20mA ström vid sin högsta ljusstyrka. Så en enda WS2812 LED kan dra 3 x 20mA = 60mA vid maximal ljusstyrka - vit.

Kan jag köra direkt av Arduino?

Svaret är helt enkelt NEJ. Eftersom den mängd ström som krävs för hela remsan kommer att vara mycket mer än din Arduino kan hantera.

Du behöver en separat reglerad strömförsörjning för det. Strömförsörjningen måste ge rätt spänning och kunna leverera tillräckligt med ström. I de flesta WS2812 -remsor är driftspänningen 5 volt DC.

Exempel: För WS2812 8 x 8 matris (64 lysdioder) behöver du 64 x 60mA = 3840 mA (3,84 A) vid alla lysdioder som är inställda på maximal ljusstyrka (vit färg). Men det är inte tillrådligt, håll ljusstyrkan lägre för att få maximal livslängd.

Jag kan rekommendera att ställa in ljusstyrkan under 50 %. Så du behöver 3,84 x 0,5 = 1,92A

Så genom att ta lite marginal är den rekommenderade strömförsörjningen 5V / 2A.

Steg 6: Förbereda strömförsörjningen

Det är mycket enkelt att styra WS2812B LED -remsa utan extra kretsar och diskreta komponenter. Om du har en Arduino, 5V strömförsörjning och några bygelkablar kan du spela med den.

Förbereda strömförsörjningen:

Jag använde en 5V/2A reglerad strömförsörjning för att köra NeoPixel -lysdioderna.

Vi behöver två GND -anslutningar: en till LED -remsan och en annan till Arduino. Så jag lödde två ledningar till den negativa terminalen och en ledning till den positiva terminalen på DC -uttaget.

Arduino -anslutning:

Arduino -anslutningen är mycket enkel.

LED Strip DIN -> Arduino D6

Strömförsörjning GND -> Arduino GND

Om du använder den externa strömförsörjningen för att driva både LED -remsan och Arduino måste du ansluta 5V -matningen till Arduino 5V -stiftet.

God praxis enligt Adafruit:

1. Lägga till en stor kondensator (1000 µF, 6,3V eller högre) över + och - terminalerna. Detta förhindrar att den första strömningen av strömmen skadar pixlarna.

2. Om du lägger till ett motstånd på 300 till 500 Ohm mellan din mikrokontrollers datapinne och datainmatningen på den första NeoPixel kan du förhindra spänningspikar som annars kan skada din första pixel. Lägg till en mellan din micro och NeoPixels.

3. När NeoPixels ansluts till någon strömkälla eller mikrokontroller, ANSLUT ALLTID JORD (-) FÖR NÅGOT annat. Omvänt, koppla bort marken sist vid separering.

Steg 7: Kör en 8x8 Neo Matrix

LED -matrisen innehåller 64 RGB -lysdioder som använder WS8211 -drivrutinen. Varje pixel är individuellt adresserbar och du behöver bara en Arduino -pin för att styra alla lysdioder.

På baksidan av matrisen finns två portar: Input (3pins) och Output (3pins).

Ingångsporten är ansluten till Arduino och 5V extern strömförsörjning. Anslutningen följer

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matris strömförsörjning

5V- 5V

GNDGND

Obs: Du ska inte glömma att ansluta GND för både strömförsörjningen och Arduino.

Slå nu på kretsen och ladda upp koden för att se några animationer. Jag har ställt in ljusstyrkan på lysdioderna till cirka 30%.

Arduino -kod:

Koden och biblioteken är bifogade i zip -filen. Ladda ner den. Du kan titta på videon för att veta hur du använder programvaran.

Steg 8: Köra en flexibel 8X32 WS2812 RGB MATRIX

8x32 Flexibel matris är ganska cool. Jag beställde den från Sparkfun. Du kan skapa animationer, spel eller till och med införliva dem i ett roligt e-textilprojekt. Ovanpå allt detta, tack vare sin flexibla baksida, kan denna LED -matris böjas och böjas för att passa på nästan vilken kurvig yta som helst.

Anslutningen med arduino liknar den andra NeoPixel LED -matrisen / remsan.

Matrix levereras med anslutningskablar, så du behöver inte lödas.

Gul: GND

Röd: +5V

Grönt: Data

Om du gillade den här artikeln, glöm inte att skicka den vidare! Följ mig för fler DIY -projekt och idéer. Tack !!!