Ovládanie adresovateľného LED pásika cez Arduino

Adresný LED pásik a Arduino pomôžu vyzdobiť interiér domu, navodiť osobitú atmosféru a urobiť ticker na výklade. Z článku sa dozviete o pripojení a správe pásky, o tom, ako skontrolovať a prebliknúť pásku, aké efekty sa dosiahnu.

V adresovateľnom LED páse Arduino sa nastavuje jas a prevádzkový režim každej diódy samostatne.

Takéto zariadenia majú veľa výhod.

• Môžu byť použité pre inteligentné osvetlenie. Nebude ťažké zostaviť dynamické podsvietenie, plíživú líniu alebo zapnúť svetlo podľa plánu. Pripojte ďalšie moduly, napríklad snímač pohybu, a keď vstúpite do miestnosti, svetlo sa rozsvieti. A tiež ich prácu možno ovládať na diaľku z diaľkového ovládača a smartfónu.
• Jednoduché prispôsobenie. Programy pre prácu môžete napísať sami alebo použiť hotové šablóny.
• LED pásy sú spoľahlivé a odolné. Nezohrievajú sa a nevyžadujú vysoké náklady na energiu.
• Dostupnosť je ďalším plusom. Diódové pásky sú na trhu rozšírené, vybrať si tú správnu nebude ťažké. Najrozpočtovejšie stoja 200 rubľov. na meter, jasnejšie - od 500 rubľov.

Ale sú tu aj nevýhody.

• Je potrebné samostatné napájanie 5 alebo 12 V. Jednotka Arduino dokáže poskytnúť prúd iba 800 mA, čo stačí len na 13 pixelov (jeden pixel spotrebuje 40-60 mA).
• Spoje sú náročné na kvalitu spájky.

Ak viete, ako dobre spájkovať, nebude ťažké zostaviť obvod. A ak neviete ako, potom je čas sa to naučiť. Pokojne sa teda pustite do výberu osvetľovacej techniky.

Pred nákupom si všimnite niekoľko bodov.

• Počet pixelov na meter. Môže ich byť 30, 60, 74, 96, 100 a 144. Čím je ich viac, tým je obraz bohatší, ale páska je drahšia. A tým viac spotrebuje energiu (výkonnejší a drahší napájací adaptér).

• Stupeň bezpečnosti. Pre vnútorné osvetlenie postačuje IP30 (ochrana proti prachu). Pre mokré podmienky musia byť diódy pokryté silikónom a stupeň krytia je IP65. A ak je pásik na ulici, potom by mala byť ochrana najväčšia - IP67 (zariadenie je úplne skryté v silikónovej krabici).

• Podložka ovplyvňuje estetický zážitok. Dodáva sa v čiernej (Black PCB) a bielej (White PCB).

• Existujú "ekonomické" možnosti pre LED pásy. Sú označené písmenami ECO. Tieto modely nie sú také svetlé ako tie bežné a majú nižšiu kvalitu. Ale sú lacnejšie.

Teraz, keď ste našli ten ideálny, pokračujte v montáži.

Na pripojenie je potrebný napájací adaptér. Vypočítajte jeho silu. Ak to chcete urobiť, vynásobte aktuálnu spotrebu jedného pixelu (zvyčajne 60 mA) počtom pixelov na meter pásky a jej dĺžkou. Výsledok vynásobte prevádzkovým napätím (tieto údaje sú uvedené v označení). Nezabudnite na bezpečnostný faktor.

Potom by výkon adaptéra mal byť:

(60 mA / 1000) (prúd v A) * 60 pixelov / meter * 1,5 metra * 5 V (napätie) * 1,3 (zásoba) = 35,1 W. Zaokrúhlite nahor na najbližšie vyššie - 40 wattov. Takéto napájanie je potrebné, ak páska svieti bielym svetlom. Ak nie, výkon adaptéra sa môže znížiť 1,5-2 krát.

Okrem napájacieho zdroja budete potrebovať dosku Arduino Uno a prepojovacie vodiče s prierezom minimálne 1,5 mm².A tiež odpory s odporom 10 kOhm a kondenzátory s kapacitou 470 μF (je možné aj viac).

Keď je všetko pripravené, pustite sa do práce.

• Nájdite začiatok a koniec pásky. Príkazy sa postupne pohybujú od jedného pixelu k druhému a smer ich pohybu je označený šípkami. Ak nie sú žiadne šípky, potom je ovládací kontakt na začiatku označený písmenami DI (digitálny vstup) a na konci DO (digitálny výstup). DO kontakt slúži na pripojenie ďalších pások.
• Spájkujte 200-500 ohmový bezpečnostný odpor. Ak náhle zlyhá napájanie, prúd nebude tiecť cez USB konektor a neprepáli ho.
• Zostavte diagram. Ak je zariadenie ovládané z počítača, obvod by mal byť takýto.

Na autonómnu prevádzku alebo ovládanie zo senzorov potrebujete jeden.

Noste gumené rukavice a pravidelne opierajte spájkovačku o zem (aspoň o parné vykurovacie rúrky).

• Ak je vzdialenosť medzi diódovým pásikom a doskou Arduino väčšia ako 15 cm, otočte riadiace DI a uzemňovacie vodiče GND do pigtailu. Potom nebudú žiadne odbery.
• V režime blikania dochádza k rušeniu elektrického vedenia. To vedie k nestabilnému výkonu. Na vyhladenie hluku slúži kondenzátor s kapacitou 470 μF a napätím 6,3 V.
• Aby sa zapol plynulo, obvod je zostavený na doske na zostavenie obvodov na mikrokontroléroch. Musí mať 3 logické úrovne N-kanálových MOSFETov.

Takto to vyzerá v realite.

• Ak je páska dlhá, objavia sa v nej straty napätia. Vonkajšie pixely preto budú slabo svietiť. Aby ste tomu zabránili, napájajte spoje 2 diódových pásikov alebo cez každý meter celkovej dĺžky.

Zostáva len skontrolovať obvod. Na tento účel napíšte najjednoduchší program.

• Pripojte dosku k počítaču a otvorte Arduino IDE.
• Stiahnite si knižnicu alebo šablónu. Najznámejšie knižnice sú FastLED a Adafruit NeoPixel.

1. FastLED je veľmi všestranný a podporuje všetky verzie Arduino. Z toho vyplýva nevýhoda - zaberá veľa pamäte a väčšina funkcií nebude užitočná.
2. Adafruit NeoPixel je navrhnutý pre prstene NeoPixel, ale bude fungovať s akýmkoľvek LED pásikom. Má menej efektov a nižšiu rýchlosť, no pamäť Arduina je voľnejšia. To znamená, že na dosku je možné nahrať viac prevádzkových režimov.

Teraz môžete realizovať všetky svoje projekty.

Ak to neurobíte, potom, keď zariadenie bliká, celý napájací prúd pôjde na dosku. Doska alebo port USB sa vypáli.

Stáva sa však, že páska s adresou nefunguje správne. Pozrite si najčastejšie chyby.

• Ak diódy svietia červeným odtieňom, potom je napájanie príliš slabé. Alebo sú spoje prerušené a je potrebné ich prespájkovať. Ďalšou možnosťou sú napájacie vodiče, ktoré sú príliš tenké.
• Keď je zariadenie zabugované alebo pracuje s artefaktmi, potom ide o napájanie. Skúste vymeniť káble za tienené alebo vypnúť Wi-Fi.
• Ak pixely vôbec nesvietia, potom je obvod s najväčšou pravdepodobnosťou zostavený nesprávne. Najčastejšie chyby: zem pásky nie je prepojená so zemou dosky Arduino, ovládací vodič DI ide na koniec pásky a nie na začiatok, napájacie vodiče (5V a GND) sú prehodené. Vo všetkých týchto prípadoch stačí okruh prestavať.
• Ak ste však pripojili zostavené zariadenie bez odporu, s najväčšou pravdepodobnosťou okamžite vyhorelo. Potom musíte vymeniť riadiacu dosku.

Ako vidíte, naučiť sa Arduino je jednoduché. A ak narazíte na problémy, položte otázky na fórach. Radi vám pomôžu (najmä ak idete pod dievčenskou prezývkou).