أفضل مصابيح RGB LED لأي مشروع (WS2812 ، Aka NeoPixels): 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

عندما نعمل مع مصابيح LED ، نود غالبًا التحكم في حالتها (تشغيل / إيقاف) وسطوعها ولونها. هناك العديد والعديد من الطرق المختلفة للقيام بذلك ، ولكن لا يوجد حل مضغوط مثل WS2812 RGB LED. في عبوته الصغيرة 5 مم × 5 مم ، يشتمل WS2812 على 3 مصابيح LED فائقة السطوع (أحمر وأخضر وأزرق) ودائرة تشغيل مضغوطة (WS2811) لا تتطلب سوى إدخال بيانات واحد للتحكم في الحالة والسطوع واللون لمصابيح LED الثلاثة. على حساب الحاجة إلى خط بيانات واحد فقط للتحكم في 3 مصابيح LED ، هناك طلب للحصول على توقيت دقيق للغاية في الاتصال مع WS2811. لهذا السبب ، يلزم وجود متحكم دقيق في الوقت الفعلي (على سبيل المثال ، AVR ، Arduino ، PIC). للأسف ، لا يمكن للحاسوب المصغر المستند إلى Linux أو المتحكم المفسر مثل Netduino أو Basic Stamp توفير دقة التوقيت الكافية المطلوبة. وهكذا ، في Instructable هذا ، أمشي خلال عملية الإعداد والتحكم في أحد هذه المصابيح باستخدام Arduino Uno. بعد ذلك ، أظهر مدى سهولة توصيل العديد منهم معًا للحصول على عرض إضاءة رائع! مستوى الصعوبة: مبتدئ الوقت حتى الاكتمال: 10-15 دقيقة

الخطوة 1: قائمة المواد

يأتي هذا RGB LED الرائع في حزمة 5050 (5 مم × 5 مم) مع 6 وسادات يسهل لحامها على لوحة اندلاع. نظرًا لأن المكون الإضافي الوحيد المطلوب هو مكثف فك الاقتران ، فإن WS2812 يقدم بصدق أفضل حل للتحكم في اللون وسطوع RGB LED. يعد برنامج تشغيل LED المضمن للتيار الثابت (WS2811) مفيدًا بشكل ملحوظ لسببين: - تيار ثابت ~ 18mA سيقود كل LED حتى لو تغير الجهد. - ليست هناك حاجة لإضافة مقاومات الحد الحالي (مثل مقاومات الخنق) بين مزود الطاقة ومصابيح LED. كل ما نحتاجه هو تصميم بسيط للغاية لتوفير مدخلات الطاقة والأرضي والتحكم 1 من أجل إنشاء شاشة إضاءة رائعة لا تتكون من واحدة ، بل مجموعة كاملة من مصابيح RGB LED. هذا صحيح! من خلال توصيل دبوس Data Out الخاص بأحد مصابيح LED هذه ، بالبيانات الموجودة في طرف آخر ، يمكننا دفعهما بشكل مستقل باستخدام نفس إدخال التحكم! إذا لم يكن من الواضح كيفية القيام بذلك ، فلا تقلق ، بحلول نهاية Instructable ستكون في طريقك لإضافة WS2812 إلى أي مشروع تريده! بالنسبة إلى هذا Instructable ، إليك ما سنستخدمه: المواد: 3 × WS2812 RGB LEDs (ملحومة مسبقًا على لوحة اندلاع صغيرة) 1 × سلك صلب صلب غير ملحوم (ألوان متنوعة ؛ 28 AWG) 1 × Arduino Uno R3 1 × موصل دبوس الفصل ، 0.1 بوصة الملعب ، 8 سنون ذكر (الزاوية اليمنى) 1 × موصل دبوس ، 0.1 بوصة درجة ، أنثى 8 سنون (الزاوية اليمنى) 1 × موصل دبوس منفصل ، 0.1 بوصة ميل ، 8 سنون MaleTools: PC USB A / B Cable Wire Stripper Soldering Iron ملاحظات: اعتمادًا على مشروعك ، تتوفر أيضًا مصابيح WS2812 RGB LED بدون لوحة اندلاع مقابل حوالي 0.40 دولار لكل منها ، ولكن راحة خيار اللحام المسبق جذابة للتطبيقات البسيطة.

الخطوة 2: توصيل رؤوس الدبوس

مع جميع المواد المدرجة في الخطوة السابقة ، من المستقيم تمامًا إضاءة WS2812 RGB LED. أولاً ، نريد تحضير WS2812 Breakout Boards لوضعها على لوح التجارب غير الملحوم. للقيام بذلك ، نستخدم قاطع أسلاك (ستعمل أدوات القطع الأكثر شيوعًا أيضًا) لفصل كل شريط 8-Pin إلى 2 × 3-Pin. ضع في اعتبارك أن إجراء الخفض صعب بعض الشيء ؛ في كثير من الأحيان حاولت استخدام الأخدود بين رأسين من الذكور كدليل للقطع ، وانتهى بي الأمر بقص الكثير من البلاستيك عن رأس كنت أقصد الاحتفاظ به. من خلال "التضحية" بالدبوس حيث نريد إجراء القطع ، نتجنب المشكلة تمامًا. باستخدام زوج من الزردية ، نسحب الدبوس حيث نريد القطع (في هذه الحالة ، الدبوس الرابع والثامن). بعد إزالة المسامير ، يمكننا بسهولة قطع منتصف الرؤوس الفارغة الآن. تعمل هذه التقنية بشكل جيد مع الرأس الأنثوي. بعد التحديق والقطع ، يجب أن يكون لدينا 6 رؤوس ذات 3 رؤوس ، أي 2 × قياسي و 4 × زاوية قائمة (2 × ذكر ، 2 × أنثى). بمساعدة مكواة اللحام ، يمكننا الآن توصيل المسامير بكل من الألواح الفاصلة الثلاثة بالطريقة التالية. يجب أن تحتوي اللوحة الواحدة على رأسي قياسي 2 × ، بينما يجب أن تحتوي كلتا اللوحتين الأخريين على رأس بزاوية قائمة × 1. على اللوحة التي ستحتوي على رؤوس الدبوس القياسية ، نضع المسامير على السطح السفلي للوحة (الجانب المقابل لمكان LED). في النوعين الآخرين ، يمكن وضع رؤوس الزاوية اليمنى (أحد كل جنس) إما على السطح العلوي أو السفلي. لاحظ أنه من المهم أن تكون متسقًا ، من لوحة إلى أخرى ، في وضع رؤوس الذكور والإناث. من المفيد استخدام مكثف التثبيت السطحي لتوجيه الألواح ؛ باستخدام هذا كمرجع ، يجب لحام رأس الذكر حتى النهاية الأقرب للمكثف. بمجرد أن يتم لحام الدبابيس ، نكون مستعدين لتوصيل أحدها بـ Arduino!

الخطوة 3: توصيل WS2812 Breakout Board بـ Arduino

في هذه الخطوة ، سنقوم بإجراء الاتصالات اللازمة بين Arduino وأحد لوحات الاختراق WS2812 الخاصة بنا. لهذا الغرض ، سنستخدم اللوح غير الملحوم وأسلاك توصيل 3 ×. إذا كنت تستخدم بكرة من الأسلاك ، فقد حان الوقت الآن لقطع 3 قطع ، طول كل منها حوالي 4 بوصات. يمكننا الآن وضع لوح الاختراق WS2812 (الذي يحتوي على رؤوس قياسية) عبر مقسم اللوح الخاص بنا. تأكد من أن Arduino مفصول عن كل من مصدر الطاقة و USB ، فسننتقل إلى توصيل التوصيلات.على الجانب السفلي من WS2812 Breakout Board يمكننا العثور على اسم كل دبوس: VCC ، DI (DO) ، GND. باستخدام هذا كدليل ، ننتقل إلى توصيل دبابيس 5V و GND من Arduino إلى دبابيس VCC و GND للوحة WS2812 ، على التوالي. بعد ذلك ، نقوم بتوصيل دبوس 8 على الجانب الرقمي من Arduino بمنفذ DI للوحة WS2812 ، وهو الدبوس المركزي للجانب الأقرب للمكثف. الآن نحن جاهزون لتحميل برنامجنا على Arduino ، وجعل WS2812 يومض!

الخطوة 4: جعلها تومض باستخدام Arduino IDE

سأفترض أنك قمت بالفعل بتثبيت Arduino IDE على جهاز الكمبيوتر الخاص بك - الكثير من الأدلة على الويب تشرح العملية جيدًا. يمكن تنزيل البرنامج الذي سنحتاج إلى تحميله على Arduino من هنا. بعد أن يمكننا ببساطة النقر نقرًا مزدوجًا فوق ملف primer.ino داخل البرنامج الثابت> أمثلة> مجلد التمهيدي لتحميله على Arduino IDE (wirtten للإصدار 1.0.5). تتضمن الحزمة المكتبات اللازمة لتجميع الشفرة ، لذا لا ينبغي أن يكون هناك أي أخطاء ، يرجى نشر تعليق إذا واجهت أي مشاكل في التجميع. بعد تحديد نوع لوحة Arduino ، ومنفذ USB باستخدام خيار قائمة الأدوات ، قم بتحميل الكود ، ويجب أن يبدأ WS2812 في الوميض بالتناوب بين الأحمر والأخضر والأزرق. الميزة الأكثر أناقة حول WS2812 RGB LEDs هي أنها يمكن أن تكون "متسلسلة ديزي" بسهولة إلى حد ما لإنشاء شرائط وصفائف طويلة تحتوي على العديد من هذه المصابيح. في الخطوة التالية ، نقوم بهذا بالضبط باستخدام اللوحات الثلاثة التي أعددناها.

الخطوة 5: عمل شريط RGB LEDs

تسمح دائرة تشغيل LED المدمجة (WS2811) "بتسلسل ديزي" أحد مصابيح LED إلى الأخرى باستخدام خط بيانات واحد فقط (!). من خلال توصيل إخراج البيانات الخاص بواحد WS2812 بإدخال بيانات آخر ، يمكننا التحكم في سطوع ولون مجموعة كاملة من مصابيح LED حتى 500 منها على Arduino! بالطبع ، لتشغيل العديد من مصابيح LED ، يجب مراعاة بعض الاعتبارات: - يرسم كل بكسل ما يصل إلى 60 مللي أمبير (يتطلب اللون الأبيض عند السطوع الكامل تشغيل جميع مصابيح LED ، كل رسم ~ 20 مللي أمبير). - ستعمل Arduino على زيادة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الخاصة بها التي تعمل بـ 500 مصباح LED بمعدل تحديث 30 هرتز. - لربط لوحتين معًا ، يكون الحد الأقصى الموصى به للفصل هو 6 بوصات لتجنب انخفاض الطاقة وتلف البيانات. ومع وضع هذه الاعتبارات في الاعتبار ، يمكننا تشغيل جميع مصابيح LED باستخدام دقة ألوان تبلغ 24 بتًا ، بمستويات سطوع متسقة ، ومرن تمامًا للتغييرات في تغييرات طاقة البطارية (الصغيرة). من أجل "السلسلة التعاقبية" للوحات التي أعددناها لهذا Instructable ، نبدأ بتوصيل الطرف الأنثوي من أحدهما إلى الطرف الذكر في اللوحين الأيمن رؤوس الزاوية. بعد ذلك ، مع فصل لوحة Arduino الخاصة بنا عن Power و USB ، نضع الطرف الذكر من السلسلة ثنائية اللوح على اللوح غير الملحوم. نتأكد من محاذاة المسامير مع تلك الموجودة على WS2812 Breakout Board التي تم توصيلها باللوحة بالفعل. ستحتوي هذه المحاذاة على دبابيس VCC و GND من كل من لوحة الرأس المستقيمة والسلسلة على نفس الصف من اللوح. نضع السلسلة ذات اللوحين بالقرب من نهاية لوحة Breakout الثالثة المقابلة للمكثف. أ بعد توصيل كل شيء ، يمكننا تشغيل Arduino IDE واستخدام محرر النصوص لتغيير التعريف "#define NUM_LEDS 1" إلى "#define NUM_LEDS 3". بعد توصيل اللوحة مرة أخرى بـ Power و / أو USB ، يمكننا تحميل البرنامج الجديد … و … BAM! يجب أن تومض جميع المصابيح الثلاثة هكذا تمامًا!

الخطوة 6: في الظلام ، ليكن نور

أوضح لك هذا Instructable بسرعة كيفية استخدام WS2812 RGB LED الملحوم مسبقًا على لوحات الفصل الصغيرة. استخدمنا Arduino للتحكم في سطوع ولون المصابيح. الشيء الوحيد الذي كان مخيبا للآمال بعض الشيء هو أن الكود الذي استخدمناه جعل مصابيح LED تومض كلها مرة واحدة ، بنفس الكثافة واللون. لا يعرض وضع التشغيل هذا الإمكانات الكاملة لبرنامج تشغيل LED "الذكي" (WS2811) المضمّن في هذه الحزمة. لذا ، لنجرّب التعديلات التالية على الكود الأصلي. كما كان من قبل ، ستقوم بتنزيل الملف وفك ضغطه ، ثم تفتح البرنامج الثابت ليتم تحميله على Arduino (البرامج الثابتة> التأثيرات> التأثيرات. يتم تضمين جميع الملفات المطلوبة لهذا العرض التوضيحي ، لذلك ليست هناك حاجة لإضافة مكتبات لجهات خارجية ؛ يجب أن يتم تجميع الكود بدون أي تعديل - تم تعيينه بالفعل للتعامل مع 3 مصابيح LED. الآن الأمر متروك لخيالك لتصميم المشروع التالي حيث قد تضيء مصابيح RGB LED المفيدة والمضغوطة أضواءها. لا تتردد في نشر بعض إبداعاتك الخاصة باستخدام WS2812 في قسم التعليقات!