Uppkomsten av LED-belysning har varit stratosfärisk, och det är lätt att se varför. De är billiga att producera, förbrukar betydligt mindre effekt än andra belysningsalternativ, och i de flesta fall inte blir heta, vilket gör dem säkra för en mängd olika användningsområden.
En av de vanligaste LED-produkterna är LED-remsan. I den här artikeln kommer vi att beskriva hur du ställer in de två vanligaste typerna med en Arduino. Dessa projekt är mycket enkla, och även om du är nybörjare med Arduino Komma igång med Arduino: En nybörjarguide Komma igång med Arduino: En nybörjarhandbok Arduino är en öppen prototypplattform för öppen källkod baserad på flexibel, lättanvänd maskinvara och programvara. Den är avsedd för artister, designers, hobbyister och alla som är intresserade av att skapa interaktiva objekt eller miljöer. Läs mer eller DIY-elektronik Nybörjarens elektronik: 10 färdigheter du behöver veta Nybörjarens elektronik: 10 färdigheter du behöver veta Många av oss har aldrig ens rört ett lödstryk - men att göra saker kan bli otroligt givande. Här är tio av de mest grundläggande DIY elektronik färdigheter för att hjälpa dig att komma igång. Läs mer, du kommer att kunna göra detta.
Vi kommer också att använda Arduino IDE för att styra dem. Detta projekt använder en Arduino Uno, men du kan använda nästan alla kompatibla kort (t.ex. NodeMCU Möt Arduino Killer: ESP8266 Möt Arduino Killer: ESP8266 Vad händer om jag sa till dig att det finns en Arduino-kompatibel dev-kort med inbyggd Wi -Fi för mindre än $ 10? Jo, det finns. Läs mer).
Välj din remsa
När du handlar efter LED-remsor finns det några saker att tänka på. Först är funktionalitet. Om du planerar att använda remsorna mest för omgivande belysning, skulle en enkel 12V RGB LED- remsa ( SMD5050 ) vara det rätta valet.
Många av dessa remsor kommer med en infraröd fjärrkontroll för att styra dem, men i det här projektet kommer vi att använda en Arduino till istället. Tillbringa lite tid på att shoppa, vid skrivetid var det möjligt att få dessa remsor för så lite som $ 1 per meter.
Om du vill ha något lite högre tech, överväga WS2811 / 12 / 12B . Dessa remsor (ibland kallade Neopixels ) har integrerade chipset som gör att de kan adresseras individuellt. Det betyder att de har kapacitet för mer än bara omgivande belysning.
Du kan använda dem för att bygga ett billigt LED-pixelhelgprojekt: Bygg en jätte LED-pixelskärmhelgsprojekt: Bygg en jätte LED-pixelskärm Jag älskar LED-pixlar: ljus, lätt att styra, billig och så mångsidig. Idag vänder vi dem till en stor pixeldisplay som kan hängas på väggen. Läs mer display från början. Du kan till och med använda dem för att skapa din egen personliga inomhus stormljuslampa.
Dessa band behöver bara 5v för att driva dem. Medan det är möjligt att driva små mängder direkt från ett Arduino-bräda, är det vanligtvis en bra idé att använda en separat 5V-strömförsörjning för att rädda dig från lukten av stekt Arduino. Om du letar efter individuellt programmerbara lysdioder är dessa till för dig. Vid tidpunkten för skrivandet är de tillgängliga för runt $ 4 per meter.
En annan sak att tänka på är var dessa band kommer sannolikt att användas. Båda dessa typer av remsor kommer i varierande längder, LED-densiteter (antalet lysdioder per meter) och olika grader av väderbeständighet.
När du tittar på LED-remsor, var uppmärksam på numren på listan. Vanligen kommer det första numret att vara antalet LED per meter, och bokstäverna IP följt av siffror kommer att vara dess väderbeständighet. Om listan exempelvis säger 30 IP67 betyder det att det kommer att finnas 30 lysdioder per meter. 6 anger att den är helt förseglad från damm, och 7 betyder att den skyddas mot tillfällig nedsänkning i vatten. (Läs mer om väderbeständighet och IP-värden Vad gör en apparat vattentät eller vattenbeständig? Vad gör en apparat vattentät eller vattentålig? En hel del enheter marknadsförs som vattentäta, men det kan vara allvarligt vilseledande. De flesta är faktiskt vattenbeständiga Vad är skillnaden? Här är allt du behöver veta om det. Läs mer.) När du väl har valt LED-remsa är det dags att länka upp det med en Arduino. Låt oss börja med SMD5050.
Komma i kontakt
För att ansluta en 12v LED-remsa till en Arduino behöver du några komponenter:
- 12v RGB LED-remsa ( SMD5050 )
- 1 x Arduino Uno (vilket kompatibelt kort kommer att göra)
- 3 x 10k ohmmotstånd
- 3 x NIC -MOSFET-logiknivåer
- 1 x brödbräda
- Hookup-ledningar
- 12V nätaggregat
Innan vi startar kretsen, låt oss prata om MOSFETs .
När du kontrollerar något som är högre spänning än din mikrokontroller behöver du något mellan att stoppa att brädet blir stekt. Ett av de enklare sätten att göra detta är att använda en MOSFET. Genom att skicka pulsbreddsmoduleringssignaler ( PWM ) till grindbenet, är det möjligt att styra hur mycket ström som passerar mellan dränerings- och källbenen. Genom att passera varje LED-strips färger genom MOSFET kan du styra ljusstyrkan hos varje enskild färg på LED-remsan.
När du använder mikrokontroller, är det viktigt att använda logiska nivåkomponenter för att säkerställa att saker fungerar som du vill. Se till att din MOSFET är logisk nivå och inte standard .
Ställ in din krets så här:
- Anslut Arduino stiften 9, 6 och 5 till grindbenen i de tre MOSFET, och anslut ett 10k motstånd i linje med varje till markskenan.
- Anslut källbenen till markskenan.
- Anslut dräneringsbenen till de gröna, röda och blå kontaktarna på LED-remsan.
- Anslut nätskenan till + 12v- kontakten på lysdiodremsan (observera att strömkabeln i den här bilden är svart för att matcha kontakternas färger på min LED-remsa).
- Anslut Arduino-marken till markskenan.
- Anslut din 12v nätaggregat till elnätet.
De flesta LED-remsor har Dupont-kontakter, som är lätta att ansluta till. Om dina inte behöver du löddatorer till LED-remsan. Låt inte panik om du är ganska ny för lödning, det är ett enkelt jobb och vi har en guide för att komma igång med lödning. Lär dig hur man löds med dessa enkla tips och projekt. Lär dig hur man löds med dessa enkla tips och projekt. är du lite skrämmad av tanken på ett hett järn och smält metall? Om du vill börja arbeta med elektronik, kommer du behöva lära dig att lödda. Låt oss hjälpa. Läs mer om du behöver det.
Vi kommer att driva vår Arduino-styrelse via USB för detta projekt. Du kan välja att driva din bräda med VIN-stiftet, men se till att du känner till strömbegränsningarna för din bräda innan du gör det här.
När din krets är klar ska det se ut så här:
Nu när du har anslutit allt, är det dags att göra en enkel Arduino skiss för att styra den.
Fade It Up
Anslut din Arduino-kort till din dator via USB och öppna Arduino IDE. Se till att du har rätt styrelse och portnummer valt för ditt styrelse i Verktyg> Styrelse och Verktyg> Port menyer. Öppna en ny skiss och spara den med ett lämpligt namn.
Denna skiss kommer att blekna ljuset i en färg i taget, hålla dem på i några sekunder, sedan blekna dem ut tills de är av igen. Du kan följa igenom här och göra skissen själv, eller helt enkelt ladda ner hela koden från GitHub.
Börja med att definiera vilka stiften som ska användas för att styra MOSFET.
#define RED_LED 6 #define BLUE_LED 5 #define GREEN_LED 9 Nästa behöver du några variabler. Skapa en övergripande ljusstyrningsvariabel, tillsammans med en variabel för varje enskild färgs ljusstyrka. Vi använder endast huvudljusvariabeln för att stänga av lysdioderna, så sätt den till det maximala ljusstyrkavärdet på 255 här.
Du måste också skapa en variabel för att styra hur snabbt blekningen kommer att hända.
int brightness = 255; int gBright = 0; int rBright = 0; int bBright = 0; int fadeSpeed = 10; I din inställningsfunktion kommer vi att ställa in våra Arduino-stift för utmatning. Vi kommer också att ringa ett par funktioner med en 5 sekunders fördröjning däremellan. Dessa funktioner finns inte ännu, men oroa dig inte, vi kommer till dem.
void setup() { pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT); pinMode(BLUE_LED, OUTPUT); TurnOn(); delay(5000); TurnOff(); } Skapa nu Metoden TurnOn () :
void TurnOn() { for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(RED_LED, rBright); rBright +=1; delay(fadeSpeed); } for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(BLUE_LED, bBright); bBright += 1; delay(fadeSpeed); } for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(GREEN_LED, gBright); gBright +=1; delay(fadeSpeed); } } Dessa tre för loopar tar varje färg upp till sin fulla ljusstyrka över en tid som anges av fadeSpeed- värdet.
Slutligen måste du skapa metoden TurnOff () :
void TurnOff() { for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(GREEN_LED, brightness); analogWrite(RED_LED, brightness); analogWrite(BLUE_LED, brightness); brightness -= 1; delay(fadeSpeed); } } void loop() { } Metoden använder vår ljusstyrningsvariabel till alla tre färgstift och sänker dem till noll under en tidsperiod. Vi behöver också en tom loop-metod här för att undvika kompileringsfel.
När du har slutfört denna skiss, spara den. Verifiera skissen och ladda upp den till din Arduino-styrelse. Om du får fel kontrollerar du koden igen för några sorgliga typsnitt eller saknade semikolon.
Nu ska du se din LED Strip ramp upp varje färg individuellt, hålla den vita färgen i 5 sekunder och sedan bleka jämnt till ingenting:
Om du har några problem, dubbelkontrollera din ledning och kod igen.
Detta projekt är ett enkelt sätt att komma igång, men de idéer som omfattas av det kan utökas för att göra riktigt effektiv belysning. Med bara några fler komponenter kan du skapa ditt eget soluppgångslarm Arduino Night Light och Sunrise Alarm Project Arduino Nattljus och Sunrise Alarm Project Idag kommer vi att göra en soluppgång väckarklocka, som försiktigt och långsamt väcker dig utan att tillgripa en offensiv bullermaskin. Läs mer . Om du har ett startpaket med din Arduino Vad finns i ditt Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Vad finns i din Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Inför en låda full av elektroniska komponenter är det lätt att bli överväldigad. Här är en guide till exakt vad du hittar i ditt kit. Läs mer du kan använda någon knapp eller sensor för att trigga dina lysdioder när du går in i rummet, till exempel:
Nu när vi har täckt SMD5050-erna, låt oss gå vidare till WS2812B- remsorna.
Ljusa idéer
Dessa remsor kräver färre komponenter för att få dem att springa, och det finns lite utrymme för exakt vilka värden på komponenter du kan använda. Kondensatorn i denna krets säkerställer att 5v-lamporna får en stadig strömförsörjning. Motståndet garanterar att den mottagna datasignalen från Arduino är fri från störningar.
Du kommer behöva:
- WS2811 / 12 / 12B 5v LED-remsa (alla tre modellerna har integrerade chips och fungerar på samma sätt)
- 1 x Arduino Uno (eller liknande kompatibelt kort)
- 1 x 220-440 ohm motstånd (allt mellan dessa två värden är bra)
- 1 x 100-1000 microFarad kondensator (allt mellan dessa två värden är bra)
- Brödbräda och haka upp ledningar
- 5V strömförsörjning
Ställ in din krets som visas i diagrammet:
Observera att kondensatorn måste vara rätt orientering. Du kan se vilken sida som fästs på markskenan genom att leta efter minus (-) tecken på kondensatorens kropp.
Den här gången driver vi Arduino med 5V strömförsörjning. Detta gör projektet fristående när vi är färdiga, men det finns viktiga saker att notera här.
Först och främst, se till att din styrelse kan ta 5v ström in innan du ansluter den till strömkällan. Nästan alla utvecklingsbrädor går vid 5v via USB-porten, men strömkällorna på vissa kan ibland hoppa över spänningsregulatorerna och göra dem till rostat bröd.
Det är också bra att se till att flera separata strömkällor inte är anslutna till Arduino - koppla ur USB-kabeln när du använder en extern strömförsörjning.
När du är ansluten ska det se ut så här:
Nu när vår LED-remsa är inkopplad, låt oss gå vidare till koden.
Dansljus
För att säkert programmera vår styrelse, koppla bort VIN- ledningen från strömledningen. Du kommer att sätta på det senare.
Fäst din Arduino till datorn och öppna Arduino IDE. Kontrollera att du har rätt styrelse och portnummer valt i Verktyg> Styrelse och Verktyg> Port menyer.
Vi använder FastLED- biblioteket för att testa vår setup. Du kan lägga till biblioteket genom att klicka på Sketch> Include Library> Hantera bibliotek och söka efter FastLED. Klicka på Installera, och biblioteket läggs till i IDE.
Under Arkiv> Exempel> FastLED välj DemoReel100 skiss. Denna skiss cyklar olika saker som kan göras med WS2812 LED-remsor, och är otroligt enkelt att ställa in.
Allt du behöver ändra är DATA_PIN- variabeln så att den matchar stift 13 och variabeln NUM_LEDS för att definiera hur många lysdioder som finns i den remsa du använder. I det här fallet använder jag bara en liten linje med 10 LEDS skuren från en längre remsa. Använd mer för en större ljusutställning!
Det är allt! Ladda upp skissen till din styrelse, koppla ur USB-kabeln och sätt på 5V-nätaggregatet. Slutligen, sätt tillbaka Arduino's VIN till kraftledningen och titta på showen!
Om inget händer, kolla över ditt kablar och att du angav rätt Arduino-stift i demoversikten.
Oändliga möjligheter
Demo-skissen visar några av de många möjliga kombinationer av effekter som kan uppnås med WS2812-remsorna. Tillsammans med att vara ett steg upp från vanliga LED-remsor, kan de också användas till praktisk användning. Ett bra nästa projekt skulle bygga din egen ambilight De 8 bästa TV-Ambilight-kitsna för glädjande bakgrundsljus De 8 bästa TV-Ambilight-kitsna för behagliga bakgrundsljus Ambilight lägger till kostnadsfria omgivande bakgrundsbelysningseffekter på TV-apparater som förbättrar videoinnehållet på skärmen. Men det finns många Ambilight-kit där ute. Vilken är bäst för dig? Läs mer för ditt mediecenter.
Medan dessa remsor definitivt är mer funktionella än SMD5050-ar, rabatt inte de vanliga 12v-LED-remsorna ännu. De är oslagbara när det gäller pris och det finns ett stort antal applikationer för LED-ljusremsor. 22 sätt att tända ditt liv med RGB-LED-remsor. 22 sätt att tända ditt liv med RGB-LED-remsor. Du kan köpa fem meter RGB-LED strip belysning för under $ 10 - så här är några bra projektidéer att använda dem runt ditt hem. Läs mer .
Att lära sig att arbeta med LED-remsor är ett bra sätt att bekanta sig med grundläggande programmering på Arduino, men det bästa sättet att lära sig är att tinka. Ändra ovanstående kod och se vad du kan göra! Om allt detta var lite för mycket för dig, överväga att börja med dessa Arduino-projekt för nybörjare. 10 Stora Arduino-projekt för nybörjare. 10 Stora Arduino-projekt för nybörjare. Att slutföra ett Arduino-projekt ger dig en känsla av tillfredsställelse som ingen annan. De flesta nybörjare är inte säkra på var man ska börja, och även nybörjareprojekt kan verka ganska skrämmande. Läs mer .
Bildkrediter: mkarco / Shutterstock