Управление светодиодной строкой: 11 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В этом руководстве рассказывается, как приступить к работе со светодиодными гирляндами. Первоначально я начал с поиска способа заменить стандартную лампу накаливания на рождественской елке.

Для меня для начала потребовалось много сайтов и видео. Надеюсь, это руководство поможет вам быстрее перейти к интересным частям.

Если вы начали с контроллера и одной световой струны, есть много направлений, по которым вы можете это сделать. После сборки контроллера это руководство поможет вам перейти к:

• Программирование с помощью редактора Arduino
• Добавление новых эффектов и дополнительных источников света
• Управление светодиодной цепочкой с мобильного устройства или домашней автоматизации
• Интеграция в большое световое шоу

Шаг 1. Соберите материалы

Необходимые детали:

Комплект светодиодного освещения (ссылка) В этот комплект входит светодиодный шнур WS2811 (версия 5 В), блок питания 3 А и готовый контроллер. Здесь достаточно, чтобы вы могли убедиться, что все работает, прежде чем следовать этому руководству. Была выбрана версия 5 В, потому что это напряжение также может питать Arduino

Мини-контроллер Wemos D1 (ссылка) Он был выбран из-за небольшого размера, возможности подключения к Wi-Fi и простоты подключения. Кроме того, у меня уже было одно, с которым можно было поэкспериментировать

Разъем питания (ссылка) Необходим для подключения источника питания непосредственно к световой струне. В упаковке много, но нужен 1 штекер

Тактильный кнопочный переключатель (ссылка) Размер: 6 x 6 x 5 мм, 4 контакта. В упаковке много, но вам нужен только один

Дополнительные фары (ссылка) По мере необходимости. Убедитесь, что вы покупаете версию на 5 В. См. Инструкции ниже, если вы хотите подключить несколько струн

Шаг 2: Сборка контроллера

Для начала вам понадобится трехжильный пигтейл, который идет в комплекте со светодиодной цепочкой. Вы можете найти нужные провода, посмотрев, как соединитель крепится к веревке. Провод со штрихами - отрицательный, середина - линия данных, а оставшийся внешний провод - положительный.

Чтобы подключить контроллер D1, выполните следующие паяные соединения:

• Припаяйте плюс (вероятно, красный) к выводу 5V.
• Припаять минус (вероятно, белый) к контакту GND
• Припаяйте данные (вероятно, зеленые) к D2.
• Используйте горячий клей на проводах и плате (чтобы они были прочнее).

Чтобы прикрепить выключатель, припаяйте:

• Одна сторона к выводу 3,3 В
• Одна сторона вывода D7
• Припаяйте D7 непосредственно к D8 (например, соедините контакты перемычкой)
• Отрежьте оставшиеся неиспользованные штифты

Переключатель подключен к 3,3 В и D7, так как он хорошо помещается непосредственно на плате. Однако D7 плавает на D1 mini и не может самостоятельно определять изменения состояния. Чтобы он заработал, припаяйте D7 к D8 так, чтобы D7 тянулся высоко при открытии. Код в прилагаемом эскизе Arduino показывает, как использовать переключатель.

Шаг 3: Сборка световой струны

На этом этапе мы собираемся другим способом подключить питание непосредственно к струне. Это включит одновременно и струну, и контроллер D1. Еще одним преимуществом этого подхода является то, что D1 остается включенным при отключении от USB.

Присоедините разъем питания к свободным проводам на конце со штыревой розеткой. Наблюдайте за положительным и отрицательным (см. Шаг 2, чтобы найти каждый).

Шаг 4: Программирование контроллера

Чтобы подготовить среду Arduino, следуйте этим инструкциям:

• https://www.instructables.com/id/Programming-the-WeMos-Using-Arduino-SoftwareIDE/
• Следуйте этому руководству, чтобы установить библиотеку FastLED

Для начала воспользуйтесь прилагаемой программой INO.

Этот код делает следующее:

• Использует библиотеку FastLED для анимации светодиодной строки
• Демонстрирует различные световые эффекты
• Использует нажатие кнопки для изменения эффектов
• Сохраняет яркость на уровне 50%, что достаточно ярко и снижает потребление тока.
• Устанавливает цветовую температуру для используемого типа струны.
• Ограничивает количество светодиодов до 50, которое следует изменить при добавлении дополнительных строк

Обратите внимание, что белый цвет получается при включении красного, зеленого и синего в равных количествах на строке. Это отличает белый цвет от белых светодиодных гирлянд, которые продаются для новогодних елок. Мы можем воспользоваться этим, чтобы установить стандартный цвет на что-то более естественное и напоминающее лампы накаливания. Я обнаружил, что «CRGB:: Khaki» дает более естественный цвет.

• Библиотека анимации FastLED
• Простой пример на

Шаг 5: Соберите все вместе

Чтобы начать использовать новый контроллер, выполните следующие действия:

• Откройте скетч Arduino
• Используйте IDE, чтобы загрузить его в Wemos D1 mini

Чтобы убедиться, что он работает:

• Убедитесь, что светодиод на плате D1 горит.
• Смотрите, как струна загорается белым

Вы можете переключаться между эффектами, нажимая кнопку, припаянную к D1 mini.

Шаг 6: дополнительные световые эффекты

Это отличный набор примеров использования библиотеки FastLED.

https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/

Адаптируйте эти эффекты к эскизу Arduino.

Сияние - забавный эффект. Для этого измените код, чтобы выбранный светодиод стал черным, а не ярко-белым.

// изменить: // # определить MAX_SEQUENCE 4 // // добавить эти строки в оператор switch: // case 4: // SnowSparkle2 (CRGB:: Khaki, CRGB:: Black, 20, random (100, 1000)); // перерыв; // добавляем эти строки в конец файла: void SnowSparkle2 (int val, int val2, int SparkleDelay, int SpeedDelay) {setAll2 (val); int Pixel = случайный (NUM_LEDS); светодиоды [Pixel] = val2; FastLED.show (); FastLED.delay (SparkleDelay); светодиоды [пиксель] = val; FastLED.show (); FastLED.delay (SpeedDelay); }

Шаг 7: Расширение световой струны

Струны можно удлинить с помощью прилагаемых заглушек. Однако примерно через 2 струны напряжение упадет. Это можно исправить, проложив провода 5 В параллельно светодиодной цепочке. Для этого можно использовать незакрепленные провода - обратите внимание на положительную / отрицательную полярность.

Пример разводки струн на этой странице:

https://www.billporter.info/2017/01/07/the-engineers-guide-to-diy-computer-controlled-holiday-lights/

Хорошее объяснение проводки и падения напряжения при:

https://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Positional-RGB-LED-Christmas-Tr/

В этом руководстве также есть полезный совет по обмотке светодиодов изолентой. Скотч Супер 88 (ширина 3/4 дюйма) подойдет.

Кроме того, при добавлении дополнительных светодиодов необходимо изменить MAX_LED в скетче Arduino.

Шаг 8: Пульт дистанционного управления

Для удаленного управления строкой используйте Blynk. Ссылка на:

https://www.blynk.cc/getting-started/

Добавьте требуемый код Blynk в эскиз Arduino. Вы можете настроить приложение Blynk для:

• Изменить эффекты
• Используйте зебру RGB, чтобы изменить цвет
• Регулируйте яркость

См. Прилагаемый эскиз Arduino для изменений, касающихся Blynk. Шаги:

1. Добавить библиотеки Blynk в Arduino
2. Зарегистрируйтесь в учетной записи Blynk
3. Скачать приложение на телефон
4. Создать новый проект. Это создаст код авторизации для этого проекта.
5. Измените прикрепленный эскиз, чтобы включить код авторизации, имя Wi-Fi и пароль Wi-Fi.
6. Используйте редактор Arduino для загрузки в D1 mini.

Шаг 9: Подключение к домашней автоматизации

Вы можете управлять строкой, добавив клиент MQTT в эскиз Arduino. Установите брокера MQTT для домашней автоматизации (например, OpenHAB или Home Assistant).

Более подробная информация по адресу:

https://www.baldengineer.com/mqtt-tutorial.html

Шаг 10: Создание светового шоу

Вдохновение на

Расположение пикселей в XLights

Объяснение протокола DMX

Библиотека Artnet

Объяснение того, что на самом деле происходит

Шаг 11. Делайте больше

Сделай сам Рождество

Полное руководство с полными пояснениями