Aansturen van de adresseerbare LED-strip via Arduino

De adresseerbare LED-strip en Arduino helpen het interieur van het huis te versieren, een speciale sfeer te creëren en een ticker op de etalage te maken. Uit het artikel leert u over het aansluiten en beheren van de tape, over hoe het controleren en flitsen van de tape wordt gedaan, welke effecten worden bereikt.

In de Arduino adresseerbare LED-strip worden de helderheid en de bedrijfsmodus van elke diode afzonderlijk ingesteld.

Dergelijke apparaten hebben veel voordelen.

• Ze kunnen worden gebruikt voor slimme verlichting. Het zal niet moeilijk zijn om een ​​dynamische achtergrondverlichting, een kruipende lijn te monteren of het licht op schema te laten branden. Sluit extra modules aan, bijvoorbeeld een bewegingssensor, en als je de kamer binnenkomt, begint het licht. En ook hun werk kan op afstand worden bediend vanaf de afstandsbediening en smartphone.
• Gemakkelijk aan te passen. U kunt zelf programma's voor uw werk schrijven of kant-en-klare sjablonen gebruiken.
• LED-strips zijn betrouwbaar en duurzaam. Ze worden niet warm en hebben geen hoge energiekosten.
• Toegankelijkheid is een ander pluspunt. Diodetapes zijn wijdverbreid op de markt, het zal niet moeilijk zijn om de juiste te kiezen. De meest budgettaire kosten 200 roebel. per meter, helderder - vanaf 500 roebel.

Maar er zijn ook nadelen.

• Er is een aparte voeding nodig van 5 of 12 V. De Arduino-eenheid kan slechts 800 mA stroom leveren, wat slechts genoeg is voor 13 pixels (één pixel verbruikt 40-60 mA).
• De verbindingen stellen hoge eisen aan de kwaliteit van het soldeer.

Als je goed weet hoe je moet solderen, zal het niet moeilijk zijn om het circuit te monteren. En als je niet weet hoe, dan is het tijd om te leren. Begin dus gerust met het kiezen van verlichtingsapparatuur.

Let op een paar punten voordat u koopt.

• Het aantal pixels per meter. Er kunnen 30, 60, 74, 96, 100 en 144 zijn. Hoe meer er zijn, hoe rijker het beeld, maar hoe duurder de band. En hoe meer het energie verbruikt (krachtiger en duurdere voedingsadapter).

• De mate van beveiliging. Voor binnenverlichting is IP30 voldoende (stofbescherming). Voor natte omstandigheden moeten de diodes worden afgedekt met siliconen en is de beschermingsgraad IP65. En als de strip op straat ligt, zou de bescherming het grootst moeten zijn - IP67 (het apparaat is volledig verborgen in een siliconendoos).

• De ondervloer beïnvloedt de esthetische beleving. Het wordt geleverd in zwart (zwarte printplaat) en wit (witte printplaat).

• Er zijn "zuinige" opties voor ledstrips. Ze zijn gemarkeerd met de letters ECO. Deze modellen zijn niet zo helder als de gebruikelijke en zijn van inferieure kwaliteit. Maar ze zijn goedkoper.

Nu je de ideale hebt gevonden, ga je verder met de montage.

Er is een voedingsadapter nodig om verbinding te maken. Bereken zijn kracht. Om dit te doen, vermenigvuldigt u het stroomverbruik van één pixel (meestal 60 mA) met het aantal pixels in een meter tape en met de lengte ervan. Vermenigvuldig het resultaat met de bedrijfsspanning (deze gegevens zijn aangegeven in de markering). Vergeet de veiligheidsfactor niet.

Dan zou het vermogen van de adapter moeten zijn:

(60 mA / 1000) (stroom in A) * 60 pixels / meter * 1,5 meter * 5 V (spanning) * 1,3 (voorraad) = 35,1 W. Rond af op het dichtstbijzijnde hogere - 40 watt. Zo'n voeding is nodig als de tape gloeit met wit licht. Als dit niet het geval is, kan het vermogen van de adapter met 1,5-2 keer worden verminderd.

Naast de voeding heb je een Arduino Uno board nodig en aansluitdraden met een doorsnede van minimaal 1,5 mm².En ook weerstanden met een weerstand van 10 kOhm en condensatoren met een capaciteit van 470 μF (meer is mogelijk).

Als alles klaar is, ga je aan het werk.

• Zoek het begin en het einde van de band. De opdrachten gaan achtereenvolgens van de ene pixel naar de andere en de richting van hun beweging wordt aangegeven door pijlen. Als er geen pijlen zijn, wordt het stuurcontact aan het begin aangegeven met de letters DI (digitale ingang) en aan het einde - DO (digitale uitgang). Het DO-contact wordt gebruikt om extra tapes aan te sluiten.
• Soldeer een 200-500 ohm veiligheidsweerstand. Als de voeding plotseling uitvalt, zal de stroom niet door de USB-connector vloeien en zal deze niet verbranden.
• Stel het schema samen. Als het apparaat vanaf een computer wordt bestuurd, zou het circuit als volgt moeten zijn.

Voor autonome bediening of besturing via sensoren heb je er een nodig.

Draag rubberen handschoenen en leun de soldeerbout regelmatig tegen de grond (tenminste tegen de stoomverwarmingsbuizen).

• Als de afstand tussen de diodestrip en het Arduino-bord meer dan 15 cm is, draai dan de besturings-DI en aarde-GND-draden in een pigtail. Dan wordt er niet opgehaald.
• In de knipperende modus is er interferentie op het elektriciteitsnet. Dit leidt tot instabiele prestaties. Om de ruis glad te strijken, een condensator met een capaciteit van 470 F en een spanning van 6,3 V.
• Om het soepel aan te zetten, is het circuit geassembleerd op een breadboard voor het samenstellen van circuits op microcontrollers. Het moet 3 logische niveaus van N-kanaal MOSFET's hebben.

Zo ziet het er in het echt uit.

• Als de band lang is, zal er spanningsverlies in optreden. Daarom zullen de buitenste pixels vaag schijnen. Om dit te voorkomen, moet u de verbindingen van 2 diodestrips van stroom voorzien of door elke meter van de totale lengte.

Het blijft alleen om het circuit te controleren. Schrijf hiervoor het eenvoudigste programma.

• Sluit het bord aan op uw computer en open de Arduino IDE.
• Download een bibliotheek of sjabloon. De bekendste bibliotheken zijn FastLED en Adafruit NeoPixel.

1. FastLED is zeer veelzijdig en ondersteunt alle Arduino-versies. Vandaar het nadeel: het neemt veel geheugen in beslag en de meeste functies zijn niet nuttig.
2. De Adafruit NeoPixel is ontworpen voor NeoPixel Rings, maar werkt met elke LED-strip. Het heeft minder effecten en een lagere snelheid, maar het Arduino-geheugen is vrijer. Dit betekent dat er meer bedrijfsmodi op het bord kunnen worden geladen.

Nu kunt u al uw projecten uitvoeren.

Als u dit niet doet, gaat de volledige voedingsstroom naar het bord wanneer u het apparaat flitst. Het bord of de USB-poort zal doorbranden.

Maar het gebeurt zo dat de adresband niet correct werkt. Bekijk de meest voorkomende fouten.

• Als de diodes rood branden, is de voeding te zwak. Of de verbindingen zijn verbroken en moeten opnieuw worden gesoldeerd. Een andere optie zijn stroomdraden die te dun zijn.
• Wanneer het apparaat buggy is of met artefacten werkt, dan zit de zaak in de voeding. Probeer de draden te vervangen door afgeschermde draden of schakel wifi uit.
• Als de pixels helemaal niet gloeien, is het circuit hoogstwaarschijnlijk verkeerd gemonteerd. De meest voorkomende fouten: de massa van de tape is niet verbonden met de massa van het Arduino-bord, de DI-besturingsdraad gaat naar het einde van de tape en niet naar het begin, de voedingsdraden (5V en GND) zijn omgekeerd. In al deze gevallen is het voldoende om het circuit opnieuw op te bouwen.
• Maar als u het geassembleerde apparaat zonder weerstand hebt aangesloten, is het hoogstwaarschijnlijk onmiddellijk doorgebrand. Dan moet u de besturingskaart vervangen.

Zoals je kunt zien, is het leren van Arduino eenvoudig. En als je ineens problemen hebt, stel dan vragen op de forums. Ze zullen je graag helpen (vooral als je onder de bijnaam van het meisje gaat).