الدليل النهائي لربط شرائط ضوء LED لاردوينو

الإعلانات

كان ارتفاع إضاءة LED في الستراتوسفير ، ومن السهل معرفة السبب. أنها رخيصة الإنتاج ، وتستهلك طاقة أقل بكثير من خيارات الإضاءة الأخرى ، وفي معظم الحالات لا تحصل على السخونة ، مما يجعلها آمنة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات.

أحد منتجات LED الأكثر شيوعًا هو شريط LED. في هذه المقالة ، سنغطي كيفية إعداد النوعين الأكثر شيوعًا باستخدام Arduino. هذه المشاريع بسيطة جدا ، وحتى لو كنت المبتدئين مع اردوينو الابتداء مع اردوينو: دليل المبتدئينArduino هي عبارة عن منصة نموذجية للإلكترونيات مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج مرنة وسهلة الاستخدام. إنه مخصص للفنانين والمصممين والهواة وأي شخص مهتم بإنشاء كائنات أو بيئات تفاعلية. اقرأ أكثر أو الالكترونيات DIY إلكترونيات المبتدئين: 10 مهارات تحتاج إلى معرفتهاالكثير منا لم يلمس قط لحام الحديد - لكن صنع الأشياء يمكن أن يكون مجزيا بشكل لا يصدق. إليك عشرة من أبسط مهارات الإلكترونيات DIY لمساعدتك في البدء. اقرأ أكثر ، سوف تكون قادرة على القيام بذلك.

سنستخدم أيضًا Arduino IDE للتحكم فيها. يستخدم هذا المشروع Arduino Uno ، على الرغم من أنه يمكنك استخدام أي لوحة متوافقة تقريبًا (

مثل NodeMCU تعرف على قاتل اردوينو: ESP8266ماذا لو قلت لك أن هناك لوحة تطوير متوافقة مع Arduino مع شبكة Wi-Fi مدمجة بأقل من 10 دولارات؟ حسنا ، هناك. اقرأ أكثر ).

اختيار الشريط الخاص بك

عند التسوق لشرائط LED ، هناك بعض الأشياء التي يجب مراعاتها. الأول هو وظيفة. إذا كنت تخطط لاستخدام الأشرطة في الغالب للإضاءة المحيطة ، فبساطة 12v rgb led قطاع (SMD5050) سيكون الخيار الصحيح.

تأتي العديد من هذه الشرائط مزودة بجهاز تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء للتحكم بها ، على الرغم من أننا في هذا المشروع سوف نستخدم جهاز Arduino بدلاً من ذلك. قضاء بعض الوقت في التسوق ، في وقت كتابة هذا التقرير ، كان من الممكن الحصول على هذه الشرائط مقابل أقل من ذلك 1 دولار لكل متر.

إذا كنت ترغب في شيء أعلى التكنولوجيا قليلا ، والنظر في WS2811/12/12B. هذه الشرائط (يشار إليها أحيانًا باسم Neopixelsلديها شرائح متكاملة تسمح بمعالجتها بشكل فردي. هذا يعني أنهم قادرون على أكثر من مجرد الإضاءة المحيطة.

يمكنك استخدامها ل بناء رخيصة الصمام بكسل مشروع عطلة نهاية الأسبوع: بناء شاشة بكسل LED عملاقةأنا أحب بكسل الصمام: مشرق ، وسهلة التحكم ، ورخيصة ، وتنوعا جدا. اليوم ، سنقوم بتحويلها إلى شاشة بكسل كبيرة يمكن تعليقها على الحائط. اقرأ أكثر عرض من الصفر. يمكنك حتى استخدامها لجعل الشخصية الخاصة بك سحابة العاصفة مصباح داخلي.

هذه الشرائط تتطلب فقط 5V لتشغيلها. في حين أنه من الممكن تشغيل كميات صغيرة منها مباشرة من لوحة Arduino ، إلا أنه من الجيد عمومًا استخدام مصدر طاقة منفصل بجهد 5 فولت لتنقذ نفسك من رائحة Arduino المقلية. إذا كنت تبحث عن مصابيح LED قابلة للبرمجة بشكل فردي ، فهذه مخصصة لك. في وقت كتابة هذا التقرير ، كانت متوفرة لحوالي 4 دولارات للمتر.

شيء آخر في الاعتبار هو المكان الذي من المحتمل أن تستخدم فيه هذه الشرائح. يأتي هذان النوعان من الشريط بأطوال مختلفة ، وكثافات LED (عدد المصابيح لكل متر) ، وبدرجات متفاوتة من العوامل الجوية.

عند النظر إلى شرائط LED ، انتبه للأرقام الموجودة في القائمة. عادةً ما يكون الرقم الأول هو عدد مصابيح LED لكل متر ، والأحرف IP تليها الأرقام سيكون لها مانعة لتسرب الماء. على سبيل المثال ، إذا كانت القائمة تقول 30 IP67، هذا يعني أنه سيكون هناك 30 المصابيح لكل متر. ال 6 يدل على أنها مغلقة تماما من الغبار ، و 7 يعني أنه محمي ضد الغمر المؤقت في الماء. (تعلم المزيد عن مانعة لتسرب الماء وتصنيفات IP ما الذي يجعل الجهاز مقاوم للماء أو مقاوم للماء؟يتم تسويق الكثير من الأجهزة على أنها مقاومة للماء ، لكن ذلك قد يكون مضللاً بشدة. معظمها في الواقع مقاومة للماء. ماهو الفرق؟ إليك كل ما تحتاج لمعرفته حوله. اقرأ أكثر .) بمجرد أن يكون لديك شريط LED المختار ، فقد حان الوقت لربطه مع Arduino. دعنا نبدأ SMD5050.

الحصول على اتصال

لتوصيل شريط LED بجهد 12 فولت بأردوينو ، ستحتاج إلى بعض المكونات:

• 12v rgb led قطاع (SMD5050)
• 1 × اردوينو أونو (أي لوحة متوافقة ستفعل)
• 3 × 10K مقاومات أوم
• 3 × مستوى المنطق N-channel MOSFETs
• 1 × اللوح
• هوكوب الأسلاك
• 12 فولت امدادات الطاقة

قبل إعداد الدائرة ، دعنا نتحدث عنها الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة.

كلما كنت تتحكم في شيء أعلى من الفولت كنترول الخاص بك ، فأنت بحاجة إلى شيء ما بينكما لمنع تبليل اللوح. واحدة من أبسط الطرق للقيام بذلك هي استخدام MOSFET. عن طريق إرسال تعديل عرض النبض (PWM) إشارات إلى بوابة الساق ، من الممكن التحكم في مقدار الطاقة التي تمر بين تصرف و مصدر الساقين. من خلال تمرير كل لون من شرائح شريط LED عبر MOSFET ، يمكنك التحكم في سطوع كل لون على شريط LED.

عند استخدام ميكروكنترولر ، من المهم استخدام مكونات المستوى المنطقي لضمان عمل الأشياء بالطريقة التي تريدها. تأكد من MOSFETs الخاصة بك مستوى المنطق و لا اساسي.

قم بإعداد دائرتك مثل هذا:

1. ربط دبابيس اردوينو 9, 6و 5 إلى بوابة أرجل الـ MOSFETs الثلاثة ، وقم بتوصيل أ 10K المقاوم تمشيا مع كل إلى السكك الحديدية الأرض.
2. ربط مصدر الساقين إلى السكك الحديدية الأرض.
3. ربط تصرف الساقين إلى أخضر, أحمرو أزرق الموصلات على قطاع الصمام.
4. ربط السكك الحديدية السلطة ل + 12V موصل قطاع LED (لاحظ أنه في هذه الصورة يكون سلك الطاقة باللون الأسود لمطابقة ألوان الموصلات الموجودة على شريط LED الخاص بي).
5. ربط اردوينو الأرض إلى السكك الحديدية الأرض.
6. ربط الخاص بك 12V امدادات الطاقة للقضبان السلطة.

معظم شرائط الصمام لها دوبون الموصلات ، والتي هي سهلة للاتصال. إذا كنت لا تحتاج إلى لحام أسلاك إلى شريط LED. لا تقلق إذا كنت جديدًا إلى حد ما في عملية اللحام ، فهي مهمة سهلة ولدينا دليل البدء في لحام تعلم كيفية لحام ، مع هذه النصائح البسيطة والمشاريعهل أنت خائف قليلاً من فكرة الحديد الساخن والمعدن المنصهر؟ إذا كنت ترغب في بدء العمل في مجال الإلكترونيات ، فستحتاج إلى تعلم كيفية اللحام. دعنا نساعد. اقرأ أكثر يجب أن تحتاج إليها.

سنقوم بتشغيل لوحة Arduino الخاصة بنا عن طريق USB لهذا المشروع. يمكنك اختيار تشغيل اللوحة باستخدام دبوس VIN ، ولكن تأكد من معرفتك لقيود الطاقة على لوحك قبل القيام بذلك.

عندما تكتمل دائرتك ، يجب أن تبدو كما يلي:

الآن بعد أن قمت بتوصيل كل شيء ، فقد حان الوقت لعمل رسم Arduino بسيط للتحكم فيه.

تتلاشى

قم بتوصيل لوحة Arduino بالكمبيوتر عبر USB وافتح Arduino IDE. تأكد من تحديد اللوحة الصحيحة ورقم المنفذ للوحة الخاصة بك في أدوات> المجلس و أدوات> ميناء القوائم. افتح رسمًا جديدًا واحفظه باسم مناسب.

سيقوم هذا المخطط بتلاشي الأضواء بلون واحد في المرة الواحدة ، مع الاحتفاظ بها لمدة بضع ثوانٍ ، ثم يختفيها حتى يتم إيقافها مرة أخرى. يمكنك المتابعة من هنا وجعل الرسم بنفسك ، أو ببساطة تنزيل كود كامل من جيثب.

تبدأ من خلال تحديد أي دبابيس سيتم استخدامها للسيطرة على MOSFETs.

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

القادمة تحتاج بعض المتغيرات. إنشاء الشاملة سطوع المتغير ، جنبا إلى جنب مع متغير سطوع كل لون على حدة. سنستخدم فقط متغير السطوع الرئيسي لإيقاف تشغيل مصابيح LED ، لذلك قم بتعيينه على الحد الأقصى لقيمة السطوع وهو 255 هنا.

ستحتاج أيضًا إلى إنشاء متغير للتحكم في سرعة حدوث الخبو.

كثافة العمليات = 255 int gBright = 0 ؛ int rBright = 0؛ int bBright = 0 ؛ int fadeSpeed ​​= 10 ؛

في الخاص بك اقامة وظيفة سنقوم بتعيين دبابيس اردوينو لدينا الإخراج. سوف ندعو أيضا اثنين من الوظائف مع تأخير 5 ثانية بينهما. هذه الوظائف غير موجودة حتى الآن ، ولكن لا تقلق ، فسنصل إليها.

void setup () {pinMode (GREEN_LED، OUTPUT)؛ pinMode (RED_LED ، OUTPUT) ؛ pinMode (BLUE_LED ، OUTPUT) ؛ شغله()؛ تأخير (5000) ؛ يطفىء()؛ }

الآن إنشاء شغله() طريقة:

void TurnOn () {for (int i = 0؛ أنا <256 ؛ i ++) {analogWrite (RED_LED، rBright)؛ rBright + = 1 ؛ تأخير (fadeSpeed) ؛ } من أجل (int i = 0؛ أنا <256 ؛ i ++) {analogWrite (BLUE_LED، bBright)؛ bBright + = 1 ؛ تأخير (fadeSpeed) ؛ } من أجل (int i = 0؛ أنا <256 ؛ i ++) {analogWrite (GREEN_LED، gBright)؛ gBright + = 1 ؛ تأخير (fadeSpeed) ؛ } }

هؤلاء الثلاثة إلى عن على تأخذ الحلقات كل لون إلى سطوعه الكامل على مدار الوقت المحدد بواسطة fadeSpeed القيمة.

وأخيرا تحتاج إلى إنشاء يطفىء() طريقة:

void TurnOff () {for (int i = 0؛ أنا <256 ؛ i ++) {analogWrite (GREEN_LED، brightness)؛ analogWrite (RED_LED ، السطوع) ؛ analogWrite (BLUE_LED ، السطوع) ؛ سطوع - = 1 ؛ تأخير (fadeSpeed) ؛ } } حلقة فارغة() { }

هذه الطريقة تنطبق لدينا سطوع متغير إلى جميع دبابيس الألوان الثلاثة ويقللها إلى الصفر خلال فترة من الزمن. نحتاج إلى طريقة حلقة فارغة هنا أيضًا ، من أجل تجنب أخطاء الترجمة.

بمجرد الانتهاء من هذا المخطط ، احفظه. تحقق من المخطط وقم بتحميله على لوحة Arduino الخاصة بك. إذا كنت تتلقى أخطاء ، فتحقق من الكود مرة أخرى لمعرفة أي أخطاء مطبعية مزعجة أو فواصل منقوطة.

الآن يجب أن ترى شريط LED الخاص بك يصعد كل لون على حدة ، مع الاحتفاظ باللون الأبيض لمدة 5 ثوانٍ ، ومن ثم يتلاشى بشكل موحد:

إذا كنت تواجه أي صعوبات ، فتحقق من الأسلاك والكود مرة أخرى.

هذا المشروع هو طريقة بسيطة للبدء ، لكن الأفكار التي تمت تغطيتها فيه يمكن توسيعها لإحداث إضاءة فعالة حقًا. مع عدد قليل فقط من المكونات التي يمكن أن إنشاء إنذار شروق الشمس الخاصة بك مشروع انذار اردوينو الليلي وشروق الشمساليوم ، سنقوم بصنع ساعة منبه لشروق الشمس ، والتي ستوقظك بلطف وببطء دون اللجوء إلى آلة هجومية تسبب الضوضاء. اقرأ أكثر . إذا حصلت على طقم بداية مع اردوينو الخاص بك ماذا يوجد في مجموعة اردوينو الخاصة بك؟ [اردوينو مبتدئين]في مواجهة صندوق مليء بالمكونات الإلكترونية ، من السهل أن تطغى عليه. فيما يلي دليل لما ستجده بالضبط في المجموعة الخاصة بك. اقرأ أكثر يمكنك استخدام أي زر أو جهاز استشعار لتشغيل مصابيح LED الخاصة بك عند دخولك الغرفة ، على سبيل المثال:

الآن بعد أن قمنا بتغطية SMD5050s، دعنا ننتقل إلى WS2812B تجرد.

افكار لامعه

تتطلب هذه الشرائح عددًا أقل من المكونات لتشغيلها ، وهناك بعض المساحة المناسبة لقيم المكونات التي يمكنك استخدامها بالضبط. يعمل المكثف الموجود في هذه الدائرة على التأكد من أن المصابيح 5 فولت تحصل على مصدر طاقة ثابت. يضمن المقاوم إشارة البيانات الواردة من اردوينو خالية من أي تدخل.

سوف تحتاج:

• WS2811/12/12B شريط LED 5 فولت (جميع الموديلات الثلاثة بها رقائق متكاملة وتعمل بنفس الطريقة كثيرًا)
• 1 × اردوينو أونو (أو مجلس متوافق مماثلة)
• 1 × 220-440 أوم المقاوم (أي شيء بين هاتين القيمتين جيد)
• 1 × 100-1000 microFarad مكثف (أي شيء بين هاتين القيمتين جيد)
• اللوح وربط الأسلاك
• 5V امدادات الطاقة

قم بإعداد دائرتك كما هو موضح في الرسم التخطيطي:

لاحظ أن المكثف يجب أن يكون الاتجاه الصحيح. يمكنك معرفة الجانب الذي يعلق على السكة الأرضية من خلال البحث عن علامة الطرح (-) على جسم المكثف.

هذه المرة نقوم بتشغيل Arduino باستخدام مزود الطاقة 5v. هذا يجعل المشروع قائمًا بذاته بمجرد الانتهاء ، على الرغم من وجود أشياء مهمة يجب ملاحظتها هنا.

أولاً ، تأكد من أن اللوحة يمكن أن تستهلك 5 فولت من الطاقة قبل توصيلها بمصدر الطاقة. تعمل جميع لوحات التطوير تقريبًا بسرعة 5 فولت من خلال منفذ USB ، لكن دبابيس إدخال الطاقة على البعض يمكنها أحيانًا تخطي منظمات الفولتية وتحويلها إلى توست.

كما أنه من الممارسات الجيدة التأكد من أن مصادر طاقة منفصلة متعددة غير متصلة بـ Arduino - افصل كابل USB كلما كنت تستخدم مصدر طاقة خارجي.

بمجرد توصيلك ، يجب أن يبدو كالتالي:

الآن بعد توصيل شريط LED الخاص بنا ، دعنا ننتقل إلى الرمز.

أضواء الرقص

من أجل برمجة لوحة لدينا بأمان ، افصل VIN خط من خط الكهرباء. ستقوم بإعادته لاحقًا.

قم بتوصيل Arduino بالكمبيوتر وافتح Arduino IDE. تحقق من أن لديك اللوحة الصحيحة ورقم المنفذ المحدد في أدوات> المجلس و أدوات> ميناء القوائم.

سنكون باستخدام FastLED مكتبة لاختبار الإعداد لدينا. يمكنك إضافة المكتبة من خلال النقر على رسم> تضمين مكتبة> إدارة المكتبات والبحث عن FastLED. انقر فوق تثبيت ، وستتم إضافة المكتبة إلى IDE.

تحت ملف> أمثلة> FastLED اختر DemoReel100 رسم. هذا الرسم دورات مختلف الأشياء التي يمكن القيام به مع WS2812 شرائط LED ، وسهلة الإعداد بشكل لا يصدق.

كل ما تحتاج إلى تغيير هو DATA_PIN متغير بحيث يطابق دبوس 13، و ال NUM_LEDS متغير لتحديد عدد المصابيح الموجودة في الشريط الذي تستخدمه. في هذه الحالة ، أنا أستخدم سطرًا صغيرًا فقط من 10 مصابيح LED مقطوعة من شريط أطول. استخدام أكثر لإظهار الضوء أكبر!

هذا هو! قم بتحميل الرسم على اللوحة الخاصة بك ، افصل كابل USB وقم بتشغيل مصدر الطاقة بجهد 5 فولت. أخيرًا ، اربط VIN الخاص بـ Arduino بخط الكهرباء وشاهد العرض!

إذا لم يحدث شيء ، تحقق من الأسلاك الخاصة بك وقمت بتحديد دبوس Arduino الصحيح في الرسم التوضيحي.

احتمالات لا نهاية لها

يعرض الرسم التوضيحي بعضًا من العديد من المجموعات المحتملة من التأثيرات التي يمكن تحقيقها باستخدام أشرطة WS2812. إلى جانب كونها خطوة من شرائط LED العادية ، يمكن استخدامها للاستخدام العملي أيضًا. سيكون مشروع جيد المقبل بناء ambilight الخاصة بك أفضل 8 أجهزة تلفزيون Ambilight أطقم لإرضاء أضواء الخلفيةأضف شيئًا إضافيًا إلى منزلك لعرضه باستخدام طقم الإضاءة الخلفية للتلفزيون. فيما يلي أفضل مجموعات Ambilight والإضاءة الخلفية المتوفرة الآن. اقرأ أكثر لمركز الوسائط الخاص بك.

في حين أن هذه الشرائط هي بالتأكيد أكثر وظيفية من SMD5050s ، لا تخفض شرائط LED القياسية 12 فولت حتى الآن. فهي لا تقبل المنافسة من حيث السعر ، وهناك عدد كبير من تطبيقات لشرائط ضوء LED 22 طرق لتضيء حياتك مع شرائط RGB LEDيمكنك شراء خمسة أمتار من مصابيح RGB LEDs بتكلفة أقل من 10 دولارات - لذلك إليك بعض الأفكار الرائعة للمشروع لاستخدامها في منزلك. اقرأ أكثر .

يعد تعلم العمل باستخدام شرائح LED طريقة جيدة للتعرف على البرمجة الأساسية في Arduino ، ولكن أفضل طريقة للتعلم هي عن طريق العبث. تعديل الرمز أعلاه ونرى ما يمكنك القيام به! إذا كان كل هذا كثيرًا بالنسبة لك ، ففكر في البدء به هذه المشاريع اردوينو للمبتدئين 15 مشاريع اردوينو العظمى للمبتدئينمهتم بمشاريع اردوينو لكن لست متأكدا من أين تبدأ؟ ستعلمك هذه المشروعات المبتدئة كيفية البدء. اقرأ أكثر .

ائتمانات الصورة: mkarco / Shutterstock