Upravljanje adresabilnom LED trakom putem Arduina

Adresabilna LED traka i Arduino pomoći će u uređenju interijera kuće, stvaranju posebne atmosfere i izradi natpisa na izlogu. Iz članka ćete naučiti o povezivanju i upravljanju trakom, kako provjeriti i flash traku, koji se učinci postižu.

U Arduino adresabilnoj LED traci, svjetlina i način rada svake diode se postavljaju zasebno.

Takvi uređaji imaju mnoge prednosti.

• Mogu se koristiti za pametnu rasvjetu. Neće biti teško sastaviti dinamičko pozadinsko osvjetljenje, puzeću liniju ili upaliti svjetlo prema rasporedu. Spojite dodatne module, na primjer, senzor pokreta, a kada uđete u sobu, svjetlo će početi. A također se njihovim radom može daljinski upravljati s daljinskog upravljača i pametnog telefona.
• Jednostavan za prilagodbu. Možete sami pisati programe za rad ili koristiti gotove predloške.
• LED trake su pouzdane i izdržljive. Ne zagrijavaju se i ne zahtijevaju visoke troškove energije.
• Pristupačnost je još jedan plus. Diodne trake su raširene na tržištu, neće biti teško odabrati pravu. Najproračunskiji koštaju 200 rubalja. po metru, svjetlije - od 500 rubalja.

Ali postoje i nedostaci.

• Potrebno je zasebno napajanje od 5 ili 12 V. Arduino jedinica može dati samo 800 mA struje, što je dovoljno samo za 13 piksela (jedan piksel troši 40-60 mA).
• Spojevi su zahtjevni za kvalitetu lema.

Ako znate dobro lemiti, tada neće biti teško sastaviti krug. A ako ne znate kako, onda je vrijeme da naučite. Stoga slobodno počnite birati rasvjetnu opremu.

Imajte na umu nekoliko točaka prije kupnje.

• Broj piksela po metru. Može ih biti 30, 60, 74, 96, 100 i 144. Što ih je više, slika je bogatija, ali je traka skuplja. I što više troši energiju (snažniji i skuplji adapter za napajanje).

• Stupanj sigurnosti. Za unutarnju rasvjetu dovoljan je IP30 (zaštita od prašine). Za vlažne uvjete diode moraju biti prekrivene silikonom, a stupanj zaštite je IP65. A ako je traka na ulici, onda bi zaštita trebala biti najveća - IP67 (uređaj je potpuno skriven u silikonskoj kutiji).

• Podloga utječe na estetski doživljaj. Dolazi u crnoj (Black PCB) i bijeloj (White PCB).

• Postoje "ekonomične" opcije za LED trake. Označeni su slovima ECO. Ovi modeli nisu tako svijetli kao uobičajeni i lošije su kvalitete. Ali su jeftiniji.

Sada kada ste pronašli idealnog, prijeđite na montažu.

Za povezivanje je potreban adapter za napajanje. Izračunajte njegovu snagu. Da biste to učinili, pomnožite trenutnu potrošnju jednog piksela (obično 60 mA) s brojem piksela u metru vrpce i njezinom duljinom. Pomnožite rezultat s radnim naponom (ovi podaci su naznačeni u oznaci). Ne zaboravite faktor sigurnosti.

Tada bi snaga adaptera trebala biti:

(60 mA / 1000) (struja u A) * 60 piksela / metar * 1,5 metara * 5 V (napon) * 1,3 (zaliha) = 35,1 W. Zaokružite na najbliže veće - 40 vata. Takvo napajanje je potrebno ako traka svijetli bijelim svjetlom. Ako ne, snaga adaptera može se smanjiti za 1,5-2 puta.

Uz napajanje, trebat će vam Arduino Uno ploča i spojne žice s poprečnim presjekom od najmanje 1,5 mm².I također otpornici s otporom od 10 kOhm i kondenzatori s kapacitetom od 470 μF (više).

Kad je sve spremno, krenite na posao.

• Pronađite početak i kraj trake. Naredbe se uzastopno pomiču s jednog piksela na drugi, a smjer njihova kretanja označen je strelicama. Ako nema strelica, tada je kontrolni kontakt na početku označen slovima DI (digitalni ulaz), a na kraju - DO (digitalni izlaz). DO kontakt se koristi za spajanje dodatnih traka.
• Zalemite sigurnosni otpornik od 200-500 ohma. Ako napajanje iznenada nestane, struja neće teći kroz USB konektor i neće ga spaliti.
• Sastavite dijagram. Ako se uređajem upravlja s računala, krug bi trebao biti ovakav.

Za autonomni rad ili upravljanje pomoću senzora, potreban vam je jedan.

Nosite gumene rukavice i povremeno prislonite lemilo na tlo (barem na cijevi za parno grijanje).

• Ako je udaljenost između diodne trake i Arduino ploče veća od 15 cm, uvijte kontrolnu DI i uzemljenu GND žice u pigtail. Tada neće biti preuzimanja.
• U bljeskajućem načinu rada, postoje smetnje na strujnoj liniji. To dovodi do nestabilne izvedbe. Za izglađivanje smetnji, kondenzator kapaciteta 470 μF i napona od 6,3 V.
• Kako bi se glatko uključio, krug je sastavljen na matičnoj ploči za sastavljanje sklopova na mikrokontrolerima. Mora imati 3 logičke razine N-kanalnih MOSFET-ova.

Ovako to izgleda u stvarnosti.

• Ako je traka duga, tada će se u njoj pojaviti gubici napona. Stoga će vanjski pikseli slabo svijetliti. Da biste to izbjegli, napajajte spojeve 2 diodne trake ili kroz svaki metar ukupne duljine.

Ostaje samo provjeriti krug. Da biste to učinili, napišite najjednostavniji program.

• Spojite ploču na svoje računalo i otvorite Arduino IDE.
• Preuzmite knjižnicu ili predložak. Najpoznatije biblioteke su FastLED i Adafruit NeoPixel.

1. FastLED je vrlo svestran i podržava sve Arduino verzije. Otuda i nedostatak - zauzima puno memorije, a većina značajki neće biti od koristi.
2. Adafruit NeoPixel dizajniran je za NeoPixel prstenove, ali će raditi s bilo kojom LED trakom. Ima manje efekata i sporiju brzinu, ali Arduino memorija je slobodnija. To znači da se više načina rada može učitati na ploču.

Sada možete implementirati sve svoje projekte.

Ako to ne učinite, onda kada bljesnete uređaj, cijela struja napajanja ići će na ploču. Ploča ili USB priključak će izgorjeti.

Ali događa se da adresna traka ne radi ispravno. Provjerite najčešće pogreške.

• Ako diode svijetle crvenom nijansom, onda je napajanje preslabo. Ili su spojevi prekinuti i potrebno ih je ponovno zalemiti. Druga opcija su pretanke žice za napajanje.
• Kada uređaj buggy ili radi s artefaktima, onda je stvar u napajanju. Pokušajte zamijeniti žice oklopljenim ili isključiti Wi-Fi.
• Ako pikseli uopće ne svijetle, najvjerojatnije je krug pogrešno sastavljen. Najčešće greške: uzemljenje trake nije spojeno na masu Arduino ploče, DI kontrolna žica ide do kraja trake, a ne do početka, žice za napajanje (5V i GND) su obrnute. U svim tim slučajevima dovoljno je obnoviti krug.
• Ali ako ste spojili sastavljeni uređaj bez otpornika, tada je, najvjerojatnije, odmah izgorio. Zatim morate promijeniti upravljačku ploču.

Kao što vidite, učenje Arduina je jednostavno. A ako iznenada imate problema, postavljajte pitanja na forumima. Rado će vam pomoći (pogotovo ako idete pod nadimkom djevojke).