Светодиод WS2812-B с платой ATMEGA328 UNO V3.0 R3: 11 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Описание

Этот проект объединяет программируемую плату цветных светодиодов ICStation WS2812-B с платой ATMEGA328 UNO V3.0 R3, совместимой с платой Arduino UNO R3, для создания визуального впечатления. Более того, если у вас тематическая вечеринка «Дискотека», она вам понравится. Позвольте мне показать вам, как сделать одну из этих вещей.

Шаг 1: Необходимые детали:

· Arduino UNO (или совместимая плата) · 4 x WS2812-B программируемая цветная светодиодная плата

· Резистор 330 Ом

· Электролитический конденсатор емкостью 4700 мкФ 16 В

· Макетная плата

· Перемычки между мужчинами и женщинами

· Провода перемычки макетной платы

· Гнездо постоянного тока 2,1 мм с винтовыми клеммами

· Блок питания 5V 4A Plugpack

Примечание: питание этого проекта от батареек возможно, но не рекомендуется, и вы делаете это на свой страх и риск.

Вам также понадобится торт дискотечный шар, который вы должны будете сделать (или купить). Его сделала моя жена. И, как вы вскоре увидите, торт внутри был розовым, потому что это был клубничный торт.

Библиотеки Arduino и IDE. Вы можете получить Arduino IDE отсюда: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Я использовал версию 1.6.4, которая, вероятно, устарела … но, тем не менее, работает нормально.

Вы можете получить информацию о том, как использовать библиотеку FastLED здесь: https://fastled.io/ И вы можете скачать ее отсюда: Библиотека FastLED Я использовал версию 3.0.3, которая также, вероятно, устарела.

Шаг 2: КОД ARDUINO:

Шаг 3: ОПИСАНИЕ КОДА ARDUINO:

· Библиотека FastLED: убедитесь, что вы загрузили и установили библиотеку FastLED в свою Arduino IDE. Библиотека включена в этот скетч, иначе функции FastLED не будут работать.

· Переменная «NUM_LEDS»: сообщает Arduino, сколько светодиодов используется. В этом случае у нас есть 4 светодиодных кольца, каждое из которых содержит 16 светодиодов, и, следовательно, всего 64 светодиода. Если вы зададите меньшее число, например 16, то в эскизе будут светиться только светодиоды на первом светодиодном кольце.

· Переменная "DATA_PIN": сообщает Arduino, какой цифровой вывод использовать для передачи данных на светодиодное кольцо. В этом случае я использую цифровой вывод 9.

· Другие переменные: у меня есть несколько других переменных, которые используются для рандомизации светодиодов и управления оттенком. Оттенок - это цвет светодиода. Увеличивая переменную оттенка, вы можете заставить светодиоды циклически перемещаться по радужному узору. Переменная «оттенок» - это «байт», что означает, что она будет увеличиваться только до максимального значения 255, прежде чем снова вернется к нулю.

Код инициализации: если у вас другое светодиодное кольцо, отличное от показанного в этом руководстве, возможно, вам придется изменить код инициализации. Это светодиодное кольцо имеет набор микросхем WS2812-B (согласно веб-сайту ICStation), поэтому эта строка:

· FastLED.addLeds (светодиоды, NUM_LEDS); Сообщит библиотеке FastLED, какой набор микросхем используется (NEOPIXEL), вывод, используемый для передачи данных (DATA_PIN), массив светодиодов, которым необходимо управлять (светодиоды), и количество светодиодов, которыми необходимо управлять (NUM_LEDS). loop () ": раздел кода: переменная" hue "увеличивается, чтобы создать эффект радуги, и случайный светодиод выбирается с помощью функции random8 () FastLED.

· Функция random8 (x): случайным образом выбирает число от 0 до x.

· Функция randomSeed (): помогает "по-настоящему рандомизировать" число. Этому помогает считывание случайности плавающего аналогового пина (A0). Это не обязательно должен быть аналоговый вывод 0, это может быть любой неиспользуемый аналоговый вывод.

· Leds [rnd].setHSV (hue, 255, 255): Эта строка устанавливает случайный светодиод, чтобы иметь оттенок, равный переменной "hue", насыщенность, равную 255, и яркость, равную 255. Насыщенность, равная нулю, сделает светодиод светится белым. Яркость нуля по существу выключает светодиод.

· FastLED.show (): Никакие физические изменения не будут внесены в светодиодный кольцевой дисплей, пока сообщение не будет отправлено с Arduino на цифровой входной контакт светодиодного кольца. Это сообщение передается, когда вы вызываете FastLED.show (); функция. Это указывает светодиодным кольцам обновлять свой дисплей информацией, содержащейся в светодиодной матрице (светодиодах). Таким образом, если вы установите все светодиоды на включение, плата не будет включать светодиоды до тех пор, пока не будет выполнен FastLED.show (); функция вызывается. Это важно знать, особенно при создании собственных последовательностей светодиодов.

· Строка задержки (50): устанавливает время между вспышками на 50 миллисекунд. Вы можете изменить задержку, чтобы увеличить или уменьшить количество вспышек в секунду.

· Функция leds .fadeToBlackBy (180): существенно снижает яркость светодиодов на 180 единиц. Вы можете увеличить или уменьшить это число, чтобы достичь желаемой скорости затухания. Однако имейте в виду, что если вы забудете вызвать эту функцию или не сможете в достаточной степени погаснуть светодиоды, то вы можете в конечном итоге включить ВСЕ светодиоды, что потенциально может разрушить вашу плату Arduino - то есть в зависимости от количества светодиодных звонков, которые вы есть, и как вы решили привести их в действие.

Шаг 4: торт

· Слайд 1 - опорная пластина: важно создать опорную пластину со всей установленной электроникой и в рабочем состоянии ДО того, как вы положите на нее торт. Попытка разместить провода / кабели, светодиоды и схемы под опорной пластиной, когда на ней есть торт, - это верный путь к катастрофе. Поэтому сначала подготовьте основание, а потом переходите к части для выпечки торта.

· Слайд 2 - Выпекание торта: вам понадобится пара форм для торта с полусферами, чтобы сделать две стороны шара. Вы должны сделать относительно плотный торт, чтобы выдержать общий вес торта, глазури и помадки, а также сохранить его форму. После охлаждения и охлаждения вы можете положить их друг на друга, чтобы сформировать сферу. Они удерживаются между собой слоем глазури.

· Слайд 3 - Помадная глазурь. Помадную глазурь нужно раскатать на специальном коврике с антипригарным покрытием. Мы обнаружили, что добавление небольшого количества муки помогает уменьшить липкость. Существуют специальные ролики, которые обеспечивают равномерную толщину помады по всей поверхности. Затем вы должны разрезать их на квадратные кусочки (нам подойдут квадраты размером около 1 см). Затем квадраты окрашиваются в серебро специальной / съедобной серебряной помадной глазурью. Возможно, вам придется нанести несколько слоев и дать ему высохнуть между слоями.

· Слайд 4 - Ледяной торт на основе: торт можно покрыть льдом на опорной тарелке или снять с нее… наверное, лучше делать это на опорной пластине. Но если вы решите сделать это на опорной плите, вам нужно будет защитить светодиоды от случайного обледенения, которое может упасть с торта (в процессе). Как только торт будет полностью покрыт льдом (с глазурью / глазурью), вам нужно будет поместить торт в центральное положение на доске. Есть вероятность, что торт соскользнет с основания … так что сделайте все, что вам нужно, чтобы он оставался на месте.

· Слайды 5-7 - Размещение квадратов из помадки: Пока глазурь еще мягкая, вам нужно будет быстро, методично и без устали выложить квадраты из помадки горизонтальным линейным узором вокруг торта. Двигайтесь к северному и южному полюсам торта, делая по одному ряду за раз. Для северного полюса торта можно вырезать кружочек из помады. На слайде 7 вы увидите отверстие в верхней части торта. Это было сделано для охлаждения пластиковой канистры внутри, которая позже будет использоваться для удержания украшений в верхней части торта. Сделайте это перед тем, как положить кружочек из помады на верх торта.

· Слайд 8 - Добавление блеска: после размещения всех квадратов из помадки на торт, вполне возможно, что часть серебряной глазури могла быть стерта с некоторых квадратов. Здесь вы снова наносите на него еще несколько слоев серебряной глазури, а на последний слой, прежде чем он высохнет, вы можете посыпать немного съедобного блеска вокруг торта, чтобы придать ему дополнительный блеск.

· Слайд 9 - Конечный продукт. Последний шаг - добавить немного проволочных бенгальских огней и другие украшения на верхнюю часть торта. Протолкните провода через крышку из помадки на северном полюсе в канистру внутри. Это удержит провода на месте, не испортив всю вашу тяжелую работу.

· Набор микросхем WS2812-B: в этом светодиодном кольце используется набор микросхем WS2812-B и 4 выводных контакта (GND, 5V, Din, Dout)

· Питание: для питания этого модуля вам необходимо обеспечить 5 В и ток до 1 А.

· Сигналы: для управления светодиодным кольцом вам необходимо посылать на него сигналы через контакт цифрового входа (Din).

Вы можете подключить к нему еще одно светодиодное кольцо, используя вывод цифрового выхода (Dout).

Шаг 5: Руководство по использованию энергии

· Общее правило: каждый отдельный светодиод на кольце может излучать красный, зеленый и синий свет. Комбинации этих цветов могут составлять любой другой цвет. Белый свет состоит из всех трех этих цветов одновременно. Каждый отдельный цвет потребляет около 20 мА тока при отображении этого цвета на максимальной яркости. Когда светится белым на максимальной яркости, одиночный светодиод потребляет около 60 мА.

· Множитель мощности: если каждый светодиод может потреблять до 60 мА и на одном кольце светодиодов имеется 16 светодиодов, то 16x60 мА = 960 мА на одно светодиодное кольцо. Чтобы быть в безопасности и упростить математические вычисления, вам необходимо убедиться, что вы обеспечиваете достаточный ток, чтобы разместить 1 А на светодиодное кольцо. Таким образом, для 4 светодиодных колец потребуется источник питания 5 В 4 А, если вы хотите получить полную функциональность от модулей.

Шаг 6: Диаграмма Фритцинга

Подключение ОДНОГО светодиодного кольца к Arduino

· 3 провода: вам нужно всего 3 провода для подключения к светодиодному кольцу. Если вы планируете зажечь только пару светодиодов одновременно, это должно быть нормально. · БЕЗОПАСНЫЙ СПОСОБ: более безопасный способ сделать это - использовать внешний источник питания для питания как Arduino, так и светодиодного кольца.

· Электролитический конденсатор: подключив большой электролитический конденсатор емкостью 4700 мкФ 16 В между положительной и отрицательной клеммами проводов источника питания, с отрицательной клеммой конденсатора, присоединенной к отрицательной клемме источника питания, вы защитите свои светодиодные кольца от любого начального удара. прилив тока.

Защитный резистор: также рекомендуется разместить резистор на 300-400 Ом между цифровым выводом 9 (D9) Arduino и выводом цифрового входа (Din) светодиодного кольца. Это защищает первый светодиод от скачков напряжения.

Подходящие провода: если вы планируете соединить вместе несколько из этих светодиодных колец (см. Ниже), то вы, вероятно, захотите сделать провода как можно короче и использовать провод хорошего калибра, который может выдерживать ток, протекающий через них.

Шаг 7: Подключение ДВУХ светодиодных колец к Arduino

Три дополнительных провода: вам нужно всего 3 дополнительных провода для подключения дополнительного светодиодного кольца. Провод должен соединить цифровой выход (Dout) первого кольца светодиодов с цифровым входом (Din) второго кольца светодиодов.

Будьте в безопасности: еще раз, более безопасный способ сделать это - использовать внешний источник питания, большой электролитический конденсатор на клеммах и резистор 300-400 Ом между Arduino и цифровым входным контактом первого светодиодного кольца.

Шаг 8: Подключение ЧЕТЫРЕХ светодиодных колец к Arduino

Шестьдесят четыре светодиода: вам нужно 3 дополнительных провода для каждого дополнительного светодиодного кольца. 4 светодиодных кольца обеспечивают в общей сложности 64 светодиода.

Следите за AMPS: при полной яркости эта установка потенциально может потреблять до 4 ампер (или примерно 1 ампер на светодиодное кольцо).

Необходим внешний источник питания: важно использовать внешний источник питания для питания этих светодиодов, когда их так много. Если вы не используете внешний источник питания и случайно засветите ВСЕ светодиоды, вы можете повредить микроконтроллер из-за чрезмерного потребления тока.

Шаг 9: Таблицы подключения

Как подключить ОДНО светодиодное кольцо к Arduino

Шаг 10: Как подключить ДВА светодиодных кольца к Arduino

Шаг 11: Заключение

В этом уроке мы показали вам, как украсить торт Disco Ball, а также как использовать кольца светодиодов RGB от ICStation.

Ссылка на четыре продукта в ICStation:

www.icstation.com/icstation-atmega328-board…

www.icstation.com/icstation-ws2812-programm…

www.icstation.com/1pcs-dupont-wire-10cm-254…

www.icstation.com/bread-board-jump-line-jum…

Спасибо нашим друзьям, Скотту и его семье, которые сделали такую потрясающую презентацию о Led.

Первоисточником контента стал наш друг Скотт:

arduinobasics.blogspot.com.au/2016/06/ardui…

Если вам нравится этот отрывок, поделитесь, пожалуйста, со своими друзьями.

Если вы думаете, что сможете сделать обзор лучше, прокомментируйте.

Если у вас есть дополнительные идеи о продуктах IC, свяжитесь с нами по электронной почте: [email protected]