Sterowanie adresowalnym paskiem LED przez Arduino

Adresowalna taśma LED i Arduino pomogą udekorować wnętrze domu, stworzyć wyjątkową atmosferę i sprawić, że będzie migać na wystawie sklepowej. Z artykułu dowiesz się o podłączaniu i zarządzaniu taśmą, jak sprawdzać i flashować taśmę, jakie efekty są osiągane.

W adresowalnej taśmie LED Arduino jasność i tryb pracy każdej diody ustawia się osobno.

Takie urządzenia mają wiele zalet.

• Mogą być używane do inteligentnego oświetlenia. Montaż dynamicznego podświetlenia, pełzającej linii czy sprawienie, by światło włączało się zgodnie z harmonogramem nie będzie trudne. Podłącz dodatkowe moduły, np. czujnik ruchu, a po wejściu do pomieszczenia zapali się światło. A także ich pracą można sterować zdalnie z pilota i smartfona.
• Łatwy do dostosowania. Możesz samodzielnie pisać programy do pracy lub korzystać z gotowych szablonów.
• Taśmy LED są niezawodne i trwałe. Nie nagrzewają się i nie wymagają wysokich kosztów energii.
• Dostępność to kolejny plus. Taśmy diodowe są szeroko rozpowszechnione na rynku, wybór właściwej nie będzie trudny. Najbardziej budżetowe kosztują 200 rubli. za metr, jaśniej - od 500 rubli.

Ale są też wady.

• Potrzebny jest osobny zasilacz 5 lub 12 V. Arduino może dostarczyć tylko 800 mA prądu, co wystarcza tylko na 13 pikseli (jeden piksel pobiera 40-60 mA).
• Połączenia wymagają jakości lutu.

Jeśli wiesz, jak dobrze lutować, montaż obwodu nie będzie trudny. A jeśli nie wiesz jak, to czas się uczyć. Dlatego zachęcamy do wyboru sprzętu oświetleniowego.

Zwróć uwagę na kilka punktów przed zakupem.

• Liczba pikseli na metr. Może ich być 30, 60, 74, 96, 100 i 144. Im więcej, tym bogatszy obraz, ale droższa taśma. A tym bardziej zużywa energię (mocniejszy i droższy zasilacz).

• Stopień bezpieczeństwa. W przypadku oświetlenia wewnętrznego wystarcza IP30 (ochrona przed kurzem). W warunkach wilgotnych diody muszą być pokryte silikonem, a stopień ochrony to IP65. A jeśli pasek znajduje się na ulicy, ochrona powinna być największa - IP67 (urządzenie jest całkowicie ukryte w silikonowym pudełku).

• Podkład wpływa na wrażenia estetyczne. Występuje w kolorze czarnym (czarna płytka drukowana) i białym (biała płytka drukowana).

• Istnieją opcje „ekonomiczne” dla taśm LED. Są oznaczone literami ECO. Modele te nie są tak jasne jak zwykłe i są gorszej jakości. Ale są tańsze.

Teraz, gdy znalazłeś idealny, przejdź do montażu.

Do podłączenia wymagany jest zasilacz. Oblicz jego moc. Aby to zrobić, pomnóż pobór prądu jednego piksela (zwykle 60 mA) przez liczbę pikseli w metrze taśmy i jej długość. Pomnóż wynik przez napięcie robocze (dane te są wskazane w oznaczeniu). Nie zapomnij o współczynniku bezpieczeństwa.

Wtedy moc adaptera powinna wynosić:

(60 mA / 1000) (prąd w A) * 60 pikseli / metr * 1,5 metra * 5 V (napięcie) * 1,3 (zapas) = ​​35,1 W. Zaokrąglij do najbliższej wyższej - 40 watów. Taki zasilacz jest potrzebny, jeśli taśma świeci białym światłem. Jeśli nie, moc adaptera można zmniejszyć o 1,5-2 razy.

Oprócz zasilacza potrzebna będzie płytka Arduino Uno oraz przewody połączeniowe o przekroju co najmniej 1,5 mm².A także rezystory o rezystancji 10 kOhm i kondensatory o pojemności 470 μF (możliwe więcej).

Kiedy wszystko będzie gotowe, zabierz się do pracy.

• Znajdź początek i koniec taśmy. Polecenia kolejno przesuwają się od jednego piksela do drugiego, a kierunek ich ruchu jest wskazywany strzałkami. Jeśli nie ma strzałek, to styk sterujący jest oznaczony na początku literami DI (wejście cyfrowe), a na końcu DO (wyjście cyfrowe). Styk DO służy do podłączenia dodatkowych taśm.
• Przylutuj rezystor bezpieczeństwa 200-500 omów. Jeśli zasilacz nagle zawiedzie, prąd nie popłynie przez złącze USB i nie spali go.
• Złóż schemat. Jeśli urządzenie jest sterowane z komputera, obwód powinien wyglądać tak.

Do autonomicznej pracy lub sterowania z czujników potrzebujesz jednego.

Noś gumowe rękawice i okresowo opieraj lutownicę o ziemię (przynajmniej do rur grzewczych parowych).

• Jeśli odległość między paskiem diodowym a płytką Arduino jest większa niż 15 cm, skręć przewody sterujące DI i uziemienia GND w pigtail. Wtedy nie będzie odbiorów.
• W trybie migania występują zakłócenia na linii energetycznej. Prowadzi to do niestabilnej wydajności. Aby wygładzić zakłócenia, kondensator o pojemności 470 μF i napięciu 6,3 V.
• Aby płynnie się włączał, obwód jest montowany na płytce stykowej do montażu obwodów na mikrokontrolerach. Musi mieć 3 poziomy logiczne N-kanałowych tranzystorów MOSFET.

Tak to wygląda w rzeczywistości.

• Jeśli taśma jest długa, pojawi się w niej zanik napięcia. Dlatego zewnętrzne piksele będą słabo świecić. Aby tego uniknąć, należy zasilać złącza 2 taśm diodowych lub przez każdy metr całkowitej długości.

Pozostaje tylko sprawdzić obwód. Aby to zrobić, napisz najprostszy program.

• Podłącz płytkę do komputera i otwórz Arduino IDE.
• Pobierz bibliotekę lub szablon. Najbardziej znane biblioteki to FastLED i Adafruit NeoPixel.

1. FastLED jest bardzo wszechstronny i obsługuje wszystkie wersje Arduino. Stąd wada – zajmuje dużo pamięci, a większość funkcji nie będzie przydatna.
2. Adafruit NeoPixel jest przeznaczony do pierścieni NeoPixel, ale będzie działał z każdą taśmą LED. Ma mniej efektów i wolniejszą prędkość, ale pamięć Arduino jest swobodniejsza. Oznacza to, że na płytkę można załadować więcej trybów pracy.

Teraz możesz realizować wszystkie swoje projekty.

Jeśli tego nie zrobisz, to po flashowaniu urządzenia cały prąd zasilający trafi na tablicę. Płyta lub port USB wypali się.

Ale zdarza się, że taśma adresowa nie działa poprawnie. Sprawdź najczęstsze błędy.

• Jeśli diody świecą się na czerwono, oznacza to, że zasilacz jest za słaby. Lub połączenia są zerwane i trzeba je ponownie przylutować. Inną opcją są przewody zasilające, które są zbyt cienkie.
• Gdy urządzenie jest wadliwe lub działa z artefaktami, sprawa tkwi w zasilaczu. Spróbuj wymienić przewody na ekranowane lub wyłączyć Wi-Fi.
• Jeśli piksele w ogóle nie świecą, najprawdopodobniej obwód jest zmontowany nieprawidłowo. Najczęstsze błędy: masa taśmy nie jest połączona z masą płytki Arduino, przewód sterujący DI idzie na koniec taśmy, a nie na początek, przewody zasilające (5V i GND) są odwrócone. We wszystkich tych przypadkach wystarczy odbudować obwód.
• Ale jeśli podłączyłeś zmontowane urządzenie bez rezystora, najprawdopodobniej natychmiast się wypaliło. Następnie musisz zmienić tablicę kontrolną.

Jak widać, nauka Arduino jest łatwa. A jeśli nagle pojawią się problemy, zadawaj pytania na forach. Chętnie Ci pomogą (zwłaszcza, jeśli pójdziesz pod pseudonimem dziewczyny).