L'aumento dell'illuminazione a LED è stato stratosferico, ed è facile capire perché. Sono poco costosi da produrre, consumano molto meno energia rispetto ad altre opzioni di illuminazione e nella maggior parte dei casi non si surriscaldano, rendendoli sicuri per una varietà di usi.
Uno dei prodotti LED più comuni è la striscia LED. In questo articolo, vedremo come impostare i due tipi più comuni con un Arduino. Questi progetti sono molto semplici e anche se sei un principiante con Arduino Guida introduttiva ad Arduino: Guida per principianti Guida introduttiva ad Arduino: Guida per principianti Arduino è una piattaforma di prototipazione elettronica open source basata su hardware flessibile e facile da usare e Software. È pensato per artisti, designer, hobbisti e chiunque sia interessato a creare oggetti o ambienti interattivi. Per saperne di più o elettronica fai-da-te Elettronica per principianti: 10 competenze che devi conoscere Elettronica per principianti: 10 competenze che devi conoscere Molti di noi non hanno mai nemmeno toccato un saldatore, ma rendere le cose incredibilmente gratificanti. Ecco dieci delle più elementari competenze elettroniche fai-da-te per aiutarti a iniziare. Leggi di più, sarai in grado di farlo.
Useremo anche l'IDE Arduino per controllarli. Questo progetto utilizza Arduino Uno, sebbene sia possibile utilizzare quasi tutte le schede compatibili (come NodeMCU Meet the Arduino Killer: ESP8266 Incontra l'Arduino Killer: ESP8266 E se ti dicessi che c'è una scheda di sviluppo compatibile con Arduino con Wi incorporato -Fi per meno di $ 10? Bene, c'è. Per saperne di più).
Scegli la tua striscia
Quando acquisti le strisce LED ci sono alcune cose da considerare. Il primo è la funzionalità. Se si prevede di utilizzare le strisce principalmente per l'illuminazione ambientale, una semplice striscia LED RGB 12v ( SMD5050 ) sarebbe la scelta giusta.
Molte di queste strisce sono dotate di un telecomando a infrarossi per controllarle, anche se in questo progetto useremo invece un Arduino. Passa un po 'di tempo a fare shopping, al momento della scrittura è possibile ottenere queste strisce per un minimo di $ 1 al metro.
Se vuoi qualcosa di un po 'più tecnologico, considera il WS2811 / 12 / 12B . Queste strisce (a volte indicate come Neopixel ) hanno chipset integrati che consentono loro di essere indirizzati individualmente. Ciò significa che sono capaci di qualcosa di più della semplice illuminazione ambientale.
Puoi utilizzarli per creare un progetto weekend a basso costo per pixel LED: Costruisci un progetto LED per display a pixel giganti per il weekend: costruisci un display a LED a pixel giganti Amo i pixel LED: luminosi, facili da controllare, economici e così versatili. Oggi li trasformeremo in un grande display a pixel che può essere appeso al muro. Leggi altro mostra da zero. Puoi persino usarli per creare la tua personale lampada da tempesta al coperto.
Queste strisce richiedono solo 5v per alimentarle. Mentre è possibile alimentare piccole quantità di questi direttamente da una scheda Arduino, è generalmente una buona idea usare un alimentatore separato da 5V per salvarsi dall'odore di Arduino fritto. Se stai cercando LED programmabili individualmente, questi sono per te. Al momento della scrittura, sono disponibili per circa $ 4 al metro.
Un'altra cosa da considerare è dove queste strisce saranno probabilmente utilizzate. Entrambi questi tipi di strisce sono disponibili in lunghezze variabili, densità LED (il numero di LED per metro) e diversi gradi di resistenza agli agenti atmosferici.
Quando guardi le strisce LED, fai attenzione ai numeri sulla lista. Di solito, il primo numero sarà il numero di LED per metro, e le lettere IP seguite dai numeri saranno la sua resistenza agli agenti atmosferici. Ad esempio, se l'elenco dice 30 IP67, questo significa che ci saranno 30 LED per metro. Il 6 indica che è completamente sigillato dalla polvere, e il 7 significa che è protetto dall'immersione temporanea in acqua. (Ulteriori informazioni sulla protezione dagli agenti atmosferici e le valutazioni IP Cosa rende un dispositivo impermeabile o resistente all'acqua? Cosa rende un dispositivo impermeabile o resistente all'acqua? Molti dispositivi sono commercializzati come impermeabili, ma possono essere molto fuorvianti. Qual è la differenza? Ecco tutto quello che devi sapere su di esso. Per saperne di più.) Una volta che hai scelto la striscia LED, è il momento di collegarlo con un Arduino. Iniziamo con SMD5050.
Connettersi
Per collegare una striscia LED da 12 V a un Arduino, sono necessari alcuni componenti:
- Striscia LED RGB 12v ( SMD5050 )
- 1 x Arduino Uno (qualsiasi scheda compatibile farà)
- 3 resistori da 10k Ohm
- 3 MOSFET a canale N a livello logico
- 1 x tagliere
- Fili di collegamento
- Alimentatore 12v
Prima di configurare il circuito, parliamo dei MOSFET .
Ogni volta che stai controllando qualcosa che è più alto del tuo microcontrollore, hai bisogno di qualcosa in mezzo per fermare la tua tavola che si frigge. Uno dei modi più semplici per farlo è usare un MOSFET. Inviando segnali di modulazione della larghezza dell'impulso ( PWM ) alla gamba del gate, è possibile controllare la quantità di energia che passa tra le gambe di drain e source . Passando ciascuno dei colori della striscia LED attraverso il MOSFET, è possibile controllare la luminosità di ogni singolo colore sulla striscia LED.
Quando si utilizzano microcontrollori, è importante utilizzare componenti a livello logico per garantire che le cose funzionino nel modo desiderato. Assicurati che i MOSFET siano a livello logico e non standard .
Imposta il tuo circuito in questo modo:
- Collegare i pin Arduino 9, 6 e 5 alle gambe dei gate dei tre MOSFET e collegare un resistore da 10 k in linea con ciascuno alla barra di terra.
- Collegare le gambe Source alla barra di terra.
- Collegare le gambe di scarico ai connettori verde, rosso e blu sulla striscia LED.
- Collegare la barra di alimentazione al connettore + 12v della striscia LED (notare che in questa immagine il cavo di alimentazione è nero per corrispondere ai colori dei connettori sulla mia striscia LED).
- Collega il terreno Arduino alla barra di terra.
- Collega il tuo alimentatore da 12 V ai binari di alimentazione.
La maggior parte delle strisce LED ha connettori Dupont, che sono facili da connettere. Se non lo hai, potresti dover saldare i fili alla striscia LED. Non fatevi prendere dal panico se siete abbastanza nuovi alla saldatura, è un lavoro facile, e abbiamo una guida per iniziare a saldare Impara come saldare, con questi semplici suggerimenti e progetti Impara come saldare, con questi semplici suggerimenti e progetti sei un po 'intimidito dal pensiero di un ferro caldo e di metallo fuso? Se vuoi iniziare a lavorare con l'elettronica, avrai bisogno di imparare a saldare. Lasciaci aiutare. Leggi di più se ne hai bisogno.
Alimenteremo la nostra scheda Arduino via USB per questo progetto. Potresti scegliere di alimentare la tua scheda usando il pin VIN, ma assicurati di conoscere i limiti di potenza per la tua scheda prima di farlo.
Quando il tuo circuito è completo dovrebbe assomigliare a questo:
Ora che hai collegato tutto, è ora di creare un semplice schizzo di Arduino per controllarlo.
Dissolvenza
Collega la tua scheda Arduino al computer tramite USB e apri l'IDE Arduino. Assicurati di aver selezionato la scheda e il numero di porta corretti per la tua scheda nel menu Strumenti> Schede e Strumenti> Porta . Apri un nuovo schizzo e salvalo con un nome appropriato.
Questo schizzo dissolve le luci di un colore alla volta, tenerle accese per alcuni secondi, quindi attenuarle fino a quando non si spengono di nuovo. Puoi seguire da qui e fare lo schizzo da solo, o semplicemente scaricare il codice completo da GitHub.
Inizia definendo quali pin saranno usati per controllare i MOSFET.
#define RED_LED 6 #define BLUE_LED 5 #define GREEN_LED 9 Quindi hai bisogno di alcune variabili. Crea una variabile di luminosità complessiva, insieme a una variabile per la luminosità di ogni singolo colore. Useremo solo la variabile di luminosità principale per spegnere i LED, quindi impostiamo qui il valore massimo di luminosità di 255.
dovrai anche creare una variabile per controllare quanto velocemente avverrà la dissolvenza.
int brightness = 255; int gBright = 0; int rBright = 0; int bBright = 0; int fadeSpeed = 10; Nella tua funzione di installazione imposteremo i nostri pin Arduino in uscita. Chiameremo anche un paio di funzioni con un ritardo di 5 secondi. Queste funzioni non esistono ancora, ma non ti preoccupare, ci arriveremo.
void setup() { pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT); pinMode(BLUE_LED, OUTPUT); TurnOn(); delay(5000); TurnOff(); } Ora crea il metodo TurnOn () :
void TurnOn() { for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(RED_LED, rBright); rBright +=1; delay(fadeSpeed); } for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(BLUE_LED, bBright); bBright += 1; delay(fadeSpeed); } for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(GREEN_LED, gBright); gBright +=1; delay(fadeSpeed); } } Questi tre cicli di loop assumono ogni colore fino alla sua piena luminosità nell'arco temporale specificato dal valore fadeSpeed .
Infine è necessario creare il metodo TurnOff () :
void TurnOff() { for (int i = 0; i< 256; i++) { analogWrite(GREEN_LED, brightness); analogWrite(RED_LED, brightness); analogWrite(BLUE_LED, brightness); brightness -= 1; delay(fadeSpeed); } } void loop() { } Questo metodo applica la nostra variabile di luminosità a tutti e tre i pin del colore e li riduce a zero per un periodo di tempo. Abbiamo anche bisogno di un metodo a ciclo vuoto per evitare errori di compilazione.
Una volta completato questo schizzo, salvalo. Verifica lo schizzo e caricalo sulla tua scheda Arduino. Se ricevi degli errori, controlla di nuovo il codice per eventuali refusi fastidiosi o punti e virgola mancanti.
Ora dovresti vedere la striscia di LED accostare ogni colore singolarmente, mantenendo il colore bianco per 5 secondi, e poi svanire uniformemente a zero:
In caso di difficoltà, ricontrolla il tuo cablaggio e il codice.
Questo progetto è un modo semplice per iniziare, ma le idee in esso contenute possono essere ampliate per rendere l'illuminazione davvero efficace. Con pochi altri componenti è possibile creare il proprio allarme alba Arduino Night Light e Sunrise Alarm Project Arduino Night Light e Sunrise Alarm Project Oggi, faremo una sveglia all'alba, che ti sveglia dolcemente e lentamente senza ricorrere a un macchina offensiva per la produzione di rumore. Leggi di più . Se hai uno starter kit con il tuo Arduino Cosa c'è nel tuo Starter Kit Arduino? [Arduino Beginners] Cosa c'è nel tuo Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Di fronte a una scatola piena di componenti elettronici, è facile essere sopraffatti. Ecco una guida per esattamente quello che troverai nel tuo kit. Per saperne di più è possibile utilizzare qualsiasi pulsante o sensore per attivare i LED quando si accede alla stanza, ad esempio:
Ora che abbiamo coperto gli SMD5050, passiamo alle strisce WS2812B .
Idee brillanti
Queste strisce richiedono un minor numero di componenti per farle funzionare, e c'è un margine di manovra per quanto riguarda esattamente i valori dei componenti che è possibile utilizzare. Il condensatore in questo circuito si assicura che i LED 5v ottengano un'alimentazione stabile. Il resistore assicura che il segnale dati ricevuto da Arduino sia libero da qualsiasi interferenza.
Avrai bisogno:
- Striscia LED WS2811 / 12 / 12B 5v (tutti e tre i modelli hanno chip integrati e funzionano allo stesso modo)
- 1 x Arduino Uno (o scheda compatibile simile)
- 1 x 220-440 Ohm Resistor (qualsiasi cosa tra questi due valori va bene)
- 1 x 100-1000 microFarad Capacitor (qualsiasi cosa tra questi due valori va bene)
- Tagliere e cavi per collegare
- Alimentazione 5V
Imposta il tuo circuito come mostrato nel diagramma:
Prendi nota del fatto che il condensatore deve essere orientato correttamente. È possibile stabilire quale lato si attacca al rail di terra cercando il segno meno (-) sul corpo del condensatore.
Questa volta stiamo alimentando l'Arduino usando l'alimentatore 5v. Ciò rende il progetto indipendente una volta che abbiamo finito, anche se ci sono cose importanti da notare qui.
Innanzitutto, assicurati che la scheda possa ricevere 5v di corrente prima di collegarla alla fonte di alimentazione. Quasi tutte le schede di sviluppo funzionano a 5v attraverso la porta USB, ma i pin di alimentazione in alcuni casi possono saltare i regolatori di tensione e trasformarli in toast.
Inoltre, è buona norma assicurarsi che più fonti di alimentazione separate non siano collegate ad Arduino: scollegare il cavo USB ogni volta che si utilizza un alimentatore esterno.
Una volta collegato, dovrebbe assomigliare a questo:
Ora che la nostra striscia LED è cablata, passiamo al codice.
Luci danzanti
Per programmare in modo sicuro la nostra scheda, scollegare la linea VIN dalla linea di alimentazione. Lo riattaccerai in seguito.
Collega il tuo Arduino al computer e apri l'IDE Arduino. Verificare di aver selezionato la scheda e il numero di porta corretti in Strumenti> Schede e Strumenti> Menu porta .
Useremo la libreria FastLED per testare la nostra configurazione. È possibile aggiungere la libreria facendo clic su Schizzo> Includi libreria> Gestisci librerie e cercando FastLED. Fare clic su Installa e la libreria verrà aggiunta all'IDE.
Sotto File> Esempi> FastLED seleziona lo schizzo DemoReel100 . Questo schizzo consente di eseguire varie operazioni che possono essere eseguite con le strisce LED WS2812 ed è incredibilmente facile da configurare.
Tutto ciò che devi modificare è la variabile DATA_PIN in modo che corrisponda al pin 13 e la variabile NUM_LEDS per definire quanti LED ci sono nella striscia che stai utilizzando. In questo caso, sto usando solo una piccola linea di 10 LED tagliati da una striscia più lunga. Usa di più per uno spettacolo di luci più grande!
Questo è tutto! Carica lo schizzo sulla tua scheda, scollega il cavo USB e accendi l'alimentatore 5v. Infine, ricollega il VIN di Arduino alla linea elettrica e guarda lo spettacolo!
Se non succede nulla, controlla il cablaggio e hai specificato il pin Arduino corretto nello schizzo demo.
Possibilità infinite
Lo schizzo dimostrativo mostra alcune delle molte combinazioni possibili di effetti che possono essere ottenuti con le strisce WS2812. Oltre ad essere un passo avanti rispetto alle normali strisce LED, possono essere utilizzate anche a scopo pratico. Un buon progetto successivo sarà la creazione del tuo ambilight Gli 8 migliori kit Ambilight TV per le luci di sfondo più piacevoli Gli 8 migliori kit Ambilight TV per le luci di sfondo più piacevoli Ambilight aggiunge effetti di retroilluminazione ambientale gratuiti ai televisori che migliorano i contenuti video sullo schermo. Ma ci sono molti kit Ambilight là fuori. Qual è il migliore per te? Leggi di più per il tuo media center.
Sebbene queste strisce siano decisamente più funzionali rispetto agli SMD5050, non si risparmiano ancora abbastanza le strisce LED 12v standard. Sono imbattibili in termini di prezzo, e ci sono un numero enorme di applicazioni per strisce di luce a LED 22 modi per illuminare la tua vita con strisce LED RGB 22 modi per illuminare la tua vita con strisce LED RGB Puoi comprare cinque metri di LED RGB strip lighting per meno di $ 10 - quindi ecco alcune grandi idee progettuali per usarli in tutta la casa. Leggi di più .
Imparare a lavorare con le strisce LED è un buon modo per familiarizzare con la programmazione di base su Arduino, ma il modo migliore per imparare è armeggiare. Modifica il codice sopra e vedi cosa puoi fare! Se tutto questo fosse un po 'troppo per te, considera di iniziare con questi progetti Arduino per principianti 10 Grandi progetti Arduino per principianti 10 Grandi progetti Arduino per principianti Completare un progetto Arduino ti dà un senso di soddisfazione come nessun altro. La maggior parte dei principianti non è sicura da dove iniziare, e anche i progetti per principianti possono sembrare piuttosto scoraggianti. Leggi di più .
Crediti immagine: mkarco / Shutterstock