Aan de slag met NeoPixel / WS2812 RGB LED - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

[Video afspelen]

In deze Instructable zullen we onderzoeken over de adresseerbare RGB LED (WS2812) of in de volksmond bekend als Adafruit NeoPixel. NeoPixel is een familie van ringen, strips, boards & sticks van pulserende, kleurrijke miniatuur-LED's. Deze zijn aan elkaar te koppelen, zodat u een lange rij NeoPixels kunt voeden en programmeren om een eindeloze reeks LED's te vormen. U kunt deze LED-strips gebruiken om complexe lichteffecten toe te voegen aan elk van uw projecten.

U kunt al mijn projecten vinden op:

Ze worden geleverd met een klein 5050 (5 mm x 5 mm) opbouwpakket met drie heldere LED's (rood, groen en blauw) en een geïntegreerde driverchip (WS2811). Er is slechts één gegevensinvoer nodig om de status, helderheid en kleur van alle drie de LED's te regelen. Door de data-uitgangspin te verbinden met de data-ingangspin van de volgende strips, is het mogelijk om de LED's door te lussen naar een theoretisch willekeurige lengte.

Met combinaties van RGB-waarden (0 - 255) kun je vrijwel elke kleur weergeven, dus in zekere zin is een regelbare RGB-led een universele led.

Stap 1: Gebruikte onderdelen en gereedschappen

Onderdelen:

1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. 5V/2A-voeding (Amazon)

4. DC-aansluiting (Amazon)

5. Jumper-draden (Amazon)

6. 8 x 32 flexibele WS2812-matrix (Sparkfun)

Gereedschap:

1. Soldeerbout (Amazon)

2. Draadknipper / Stripper (Amazon)

Stap 2: Type RGB LED-strip

Er zijn 2 hoofdtypen RGB-ledstrips: analoge strip en digitale strip

1. Analoge strook:

Alle LED's in de strips zijn parallel geschakeld, dus het werkt als een enkele enorme driekleurige LED. U kunt een bepaalde kleur instellen op de hele strips / strings. Ze zijn heel gemakkelijk te gebruiken en goedkoop, maar de beperking in dit type LED-strips is dat je de kleuren van de individuele LED's niet kunt regelen.

Op elk van deze strips zie je (van links naar rechts) eerst de LED, gevolgd door een SMD-weerstand.

2. Digitale strook:

Een digitale strip is dat je elke led afzonderlijk aanspreekt en op een andere manier werkt. Ze hebben een chip voor elke LED, om de strip te gebruiken moet je digitaal gecodeerde gegevens naar de chips sturen. Door de extra complexiteit van de chip zijn ze duurder.

Let op de pijlen die de gegevensrichting aangeven. Als u de strip in omgekeerde richting aansluit, werkt deze niet.

Stap 3: Soorten adresseerbare RGB LED-strips

Adresseerbare LED's worden geleverd met verschillende modelnummers zoals WS2801, WS2811, WS2812 of WS2812B. Als dit type LED nieuw voor u is, kunt u er tussen zitten. Laten we ze dus eerst identificeren. In principe zijn WS2801 en WS2811 de naam van de IC die maximaal 3 LED's kan aansturen. WS2812 is echter een verbeterde versie waarin een WS2811 IC direct in een 5050 RGB LED-pakket is geïntegreerd. Het meest recente model is WS2812B.

In deze tutorial zullen we het nieuwste model WS2812B gebruiken.

Afbeeldingsbron: Adafruit, Sparkfun, Polou

Stap 4: WS2801- en WS2811 / WS2812-pinnen

Het WS2801-model heeft 4 invoerpinnen (Vcc, GND, Data, Clock), terwijl het WS2811- en WS2812-model slechts 3 pinnen hebben

(Vcc, GND en gegevens)

PIN - WS2801

5V -> Vermogen (+5V)

CI ->Kloksignaal Ingang

CO -> Kloksignaal Uitgang

DI -> Gegevensinvoer

DOEN -> Gegevensuitvoer

GND -> Grond

PIN WS2812

5V -> Vermogen (+5V) CI -> N.v.t.

CO - >N/A

DI ->Gegevensinvoer

DO -> Gegevensuitvoer

GND -> Grond

Stap 5: Voeding

Voordat je aan een LED-stripproject begint, is het eerste waar je aan moet denken de voeding. Een van deze RGB-LED's bevat 3 LED's (rood, blauw en groen). We weten dat een enkele LED ongeveer 20mA stroom trekt bij de hoogste helderheid. Dus een enkele WS2812 LED kan 3 x 20mA = 60mA trekken bij maximale helderheid - wit.

Kan ik rechtstreeks door Arduino draaien?

Het antwoord is gewoon NEE. Omdat de hoeveelheid stroom die nodig is voor de hele strip veel meer zal zijn dan je Arduino aankan.

Je hebt er een aparte geregelde voeding voor nodig. De voeding moet de juiste spanning leveren en voldoende stroom kunnen leveren. In de meeste WS2812-strips is de bedrijfsspanning 5 volt DC.

Voorbeeld: Voor WS2812 8 x 8 matrix (64 LED's) hebt u 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) nodig bij alle LED's die zijn ingesteld op de maximale helderheid (witte kleur). Maar het is niet aan te raden, houd de helderheid lager om een maximale levensduur te krijgen.

Ik kan aanbevelen om de helderheid onder de 50% in te stellen. Dus je hebt 3,84 x 0,5 = 1,92 A nodig

Dus met enige marge is de aanbevolen voeding 5V/2A.

Stap 6: De voeding voorbereiden

Het is heel eenvoudig om de WS2812B LED-strip te bedienen zonder extra circuits en discrete componenten. Als je een Arduino, 5V-voeding en weinig jumperdraden hebt, kun je ermee spelen.

De voeding voorbereiden:

Ik gebruikte een 5V / 2A gereguleerde voeding voor het uitvoeren van de NeoPixel LED's.

We hebben twee GND-aansluitingen nodig: een naar de LED-strip en een andere naar de Arduino. Dus heb ik twee draden gesoldeerd aan de negatieve pool en een draad aan de positieve pool van de DC-aansluiting.

Arduino-verbinding:

De Arduino-verbinding is heel eenvoudig.

LED Strip DIN -> Arduino D6

Voeding GND -> Arduino GND

Als u de externe voeding gebruikt om zowel de LED-strip als de Arduino van stroom te voorzien, moet u de 5V-voeding aansluiten op de Arduino 5V-pin.

Goede praktijken volgens Adafruit:

1. Het toevoegen van een grote condensator (1000 µF, 6.3V of hoger) over de + en – terminals. Dit voorkomt dat de aanvankelijke stroomstoot de pixels beschadigt.

2. Door een weerstand van 300 tot 500 Ohm toe te voegen tussen de gegevenspin van uw microcontroller en de gegevensinvoer op de eerste NeoPixel, kunt u spanningspieken voorkomen die anders uw eerste pixel zouden kunnen beschadigen. Voeg er een toe tussen je micro en NeoPixels.

3. Bij het aansluiten van NeoPixels op een stroombron of microcontroller, SLUIT ALTIJD AARDE (–) AAN VOOR IETS ANDERS. Omgekeerd, ontkoppel de aarde als laatste bij het scheiden.

Stap 7: Een 8x8 Neo Matrix besturen

De LED-matrix bevat 64 RGB-LED's die gebruikmaken van de WS8211-driver. Elke pixel is individueel adresseerbaar en je hebt slechts één Arduino-pin nodig om alle LED's te bedienen.

Aan de achterkant van de matrix zijn er twee poorten: Input (3pins) en Output (3pins).

De ingangspoort is verbonden met de Arduino en 5V externe voeding. De aansluiting is als volgt:

Matrix Arduino

DIN D6

GND GND

Matrix-voeding

5V- 5V

GNGDND

Let op: Vergeet niet de GND van zowel de voeding als Arduino aan te sluiten.

Zet nu het circuit aan en upload de code om enkele animaties te bekijken. Ik heb de helderheid van de LED's ingesteld op ongeveer 30%.

Arduino-code:

De code en bibliotheken zijn bijgevoegd in het zip-bestand. Download het. U kunt de video bekijken om te zien hoe u de software gebruikt.

Stap 8: Een flexibele 8X32 WS2812 RGB MATRIX besturen

De 8x32 flexibele matrix is best cool. Ik heb hem besteld bij Sparkfun. U kunt animaties, games maken of ze zelfs opnemen in een leuk e-textielproject. Bovendien kan deze LED-matrix dankzij de flexibele achterkant worden gebogen en gebogen om op bijna elk gebogen oppervlak te passen.

De aansluiting met arduino is vergelijkbaar met de andere NeoPixel LED matrix/Strip.

De Matrix wordt geleverd met aansluitdraden, dus solderen is niet nodig.

Geel: GND

Rood: +5V

Groen: Gegevens

Als je dit artikel leuk vond, vergeet het dan niet door te geven! Volg mij voor meer DIY-projecten en ideeën. Bedankt !!!