Der Anstieg der LED-Beleuchtung war stratosphärisch, und es ist leicht zu verstehen, warum. Sie sind günstig in der Herstellung, verbrauchen deutlich weniger Strom als andere Beleuchtungsoptionen und werden in den meisten Fällen nicht heiß, wodurch sie für eine Vielzahl von Anwendungen sicher sind.
Eines der häufigsten LED-Produkte ist der LED-Streifen. In diesem Artikel werden wir behandeln, wie die zwei häufigsten Typen mit einem Arduino eingerichtet werden. Diese Projekte sind sehr einfach und selbst wenn Sie ein Anfänger mit Arduino sind Erste Schritte mit Arduino: Ein Anfängerhandbuch Erste Schritte mit Arduino: Ein Anfängerhandbuch Arduino ist eine Open-Source-Prototyping-Plattform für Elektronik, die auf flexibler, benutzerfreundlicher Hardware und Software. Es richtet sich an Künstler, Designer, Bastler und alle, die interaktive Objekte oder Umgebungen erstellen möchten. Lesen Sie mehr oder DIY-Elektronik Anfänger Elektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie wissen müssen Einsteiger-Elektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie wissen müssen Viele von uns haben noch nie einen Lötkolben berührt - aber Dinge zu machen kann unglaublich lohnend sein. Hier sind zehn der grundlegenden DIY-Elektronik-Fähigkeiten, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern. Lesen Sie mehr, Sie können dies tun.
Wir werden auch die Arduino IDE verwenden, um sie zu steuern. Dieses Projekt verwendet ein Arduino Uno, obwohl Sie fast jedes kompatible Board verwenden könnten (wie die NodeMCU Meet the Arduino Killer: ESP8266 Meet the Arduino Killer: ESP8266 Was ist, wenn ich Ihnen ein Arduino-kompatibles Entwicklungsboard mit integriertem Wi sagte -Fi für weniger als $ 10? Nun, es gibt. Lesen Sie mehr).
Wähle Deinen Strip
Beim Einkauf für LED-Streifen gibt es ein paar Dinge zu beachten. Erstens ist Funktionalität. Wenn Sie vorhaben, die Streifen hauptsächlich für die Umgebungsbeleuchtung zu verwenden, dann wäre ein einfacher 12V RGB LED- Streifen ( SMD5050 ) die richtige Wahl.
Viele dieser Streifen kommen mit einer Infrarot-Fernbedienung, um sie zu steuern, obwohl in diesem Projekt wir stattdessen ein Arduino verwenden werden. Verbringen Sie ein wenig Zeit zum Einkaufen, zum Zeitpunkt des Schreibens war es möglich, diese Streifen für so wenig wie $ 1 pro Meter zu bekommen.
Wenn Sie etwas ein wenig höhere Technologie wollen, betrachten Sie die WS2811 / 12 / 12B . Diese Streifen (manchmal auch als Neopixel bezeichnet ) haben integrierte Chipsätze, die eine individuelle Adressierung ermöglichen. Dies bedeutet, dass sie mehr als nur Umgebungsbeleuchtung leisten können.
Sie können sie verwenden, um ein billiges LED-Pixel-Weekend-Projekt zu bauen: Erstellen Sie ein riesiges LED-Pixel-Display Weekend-Projekt: Erstellen Sie ein riesiges LED-Pixel-Display Ich liebe LED-Pixel: hell, einfach zu steuern, billig und so vielseitig. Heute verwandeln wir sie in ein großes Pixel-Display, das an die Wand gehängt werden kann. Lesen Sie mehr Display von Grund auf neu. Sie können sie sogar verwenden, um Ihre eigene Innensturmwolkenlampe herzustellen.
Diese Streifen benötigen nur 5 V, um sie anzutreiben. Während es möglich ist, kleine Mengen von ihnen direkt von einem Arduino-Board zu versorgen, ist es im Allgemeinen eine gute Idee, ein separates 5V-Netzteil zu verwenden, um sich vor dem Geruch von frittiertem Arduino zu schützen. Wenn Sie nach individuell programmierbaren LEDs suchen, sind diese für Sie. Zum Zeitpunkt des Schreibens sind sie für etwa 4 Dollar pro Meter erhältlich.
Eine andere Sache zu prüfen ist, wo diese Streifen wahrscheinlich verwendet werden. Diese beiden Arten von Streifen haben unterschiedliche Längen, LED-Dichten (die Anzahl der LEDs pro Meter) und unterschiedliche Grade der Wetterfestigkeit.
Achten Sie bei der Betrachtung von LED-Streifen auf die Nummern in der Auflistung. Gewöhnlich ist die erste Zahl die Anzahl der LEDs pro Meter, und die Buchstaben IP, gefolgt von Zahlen, sind ihre Wetterfestigkeit. Zum Beispiel, wenn die Liste 30 IP67 sagt, bedeutet dies, dass es 30 LEDs pro Meter geben wird. Die 6 bedeutet, dass sie vollständig vor Staub geschützt ist, und die 7 bedeutet, dass sie gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser geschützt ist. (Erfahren Sie mehr über Wetterschutz und IP-Bewertungen Was macht ein Gerät wasserdicht oder wasserdicht? Was macht ein Gerät wasserdicht oder wasserbeständig? Viele Geräte werden als wasserdicht vermarktet, aber das kann sehr irreführend sein. Die meisten sind tatsächlich wasserfest Was ist der Unterschied? Hier ist alles, was Sie wissen müssen.Lesen Sie mehr.) Sobald Sie Ihre gewählte LED-Leiste haben, ist es Zeit, es mit einem Arduino zu verknüpfen. Beginnen wir mit dem SMD5050.
Verbindung herstellen
Um einen 12V LED-Streifen mit einem Arduino zu verbinden, benötigen Sie ein paar Komponenten:
- 12v RGB LED Streifen ( SMD5050 )
- 1 x Arduino Uno (jedes kompatible Board reicht)
- 3 x 10k Ohm Widerstände
- 3 x Logikpegel- N-Kanal-MOSFETs
- 1 x Steckbrett
- Anschlussdrähte
- 12V Netzteil
Bevor wir die Schaltung aufbauen, sprechen wir über MOSFETs .
Wann immer du etwas kontrollierst, das eine höhere Spannung als dein Mikrocontroller hat, brauchst du etwas dazwischen, um zu verhindern, dass dein Board gebraten wird. Eine der einfacheren Möglichkeiten ist ein MOSFET. Durch Senden von Pulsweitenmodulationssignalen ( PWM- Signalen) an den Gate- Zweig ist es möglich zu steuern, wie viel Energie zwischen den Drain- und Source- Strängen fließt. Indem Sie die Farben des LED-Streifens durch den MOSFET leiten, können Sie die Helligkeit jeder einzelnen Farbe auf dem LED-Streifen steuern.
Bei der Verwendung von Mikrocontrollern ist es wichtig, Logikkomponenten zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Dinge so funktionieren, wie Sie es möchten. Stellen Sie sicher, dass Ihre MOSFETs Logikpegel und nicht Standard sind .
Richte deine Schaltung so ein:
- Verbinden Sie die Arduino-Pins 9, 6 und 5 mit den Gate- Strängen der drei MOSFETs und verbinden Sie jeweils einen 10k- Widerstand mit der Masseschiene.
- Verbinden Sie die Source- Beine mit der Bodenschiene.
- Verbinden Sie die Drain- Beine mit den grünen, roten und blauen Anschlüssen auf dem LED-Streifen.
- Verbinden Sie die Stromschiene mit dem + 12V- Anschluss des LED-Streifens (beachten Sie, dass in diesem Bild das Stromkabel schwarz ist, um zu den Farben der Anschlüsse an meinem LED-Streifen zu passen).
- Verbinden Sie die Arduino-Masse mit der Erdungsschiene.
- Verbinden Sie Ihr 12V -Netzteil mit den Stromschienen.
Die meisten LED-Streifen sind mit Dupont-Steckverbindern ausgestattet, die sich leicht verbinden lassen. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen Sie möglicherweise Drähte an den LED-Streifen löten. Keine Panik, wenn Sie ziemlich neu beim Löten sind, ist es eine einfache Aufgabe, und wir haben eine Anleitung, um mit dem Löten zu beginnen lernen, wie man Löten, mit diesen einfachen Tipps und Projekten lernen, wie man Löten, mit diesen einfachen Tipps und Projekte sind Sie ein wenig eingeschüchtert durch den Gedanken an ein heißes Eisen und geschmolzenes Metall? Wenn Sie mit Elektronik arbeiten wollen, müssen Sie lernen, zu löten. Lasst uns helfen. Lesen Sie mehr, wenn Sie es brauchen.
Wir werden unser Arduino-Board für dieses Projekt per USB mit Strom versorgen. Sie können Ihr Board mit dem VIN-Pin ansteuern, aber stellen Sie sicher, dass Sie die Leistungsbeschränkungen für Ihr Board kennen, bevor Sie dies tun.
Wenn Ihre Schaltung abgeschlossen ist, sollte es in etwa so aussehen:
Jetzt, wo du alles angeschlossen hast, ist es Zeit, eine einfache Arduino-Skizze zu erstellen, um es zu steuern.
Fade es auf
Verbinden Sie Ihr Arduino Board mit Ihrem Computer über USB und öffnen Sie die Arduino IDE. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Board- und Portnummer für Ihre Karte in den Menüs Tools> Board und Tools> Port ausgewählt haben . Öffnen Sie eine neue Skizze und speichern Sie sie unter einem geeigneten Namen.
In dieser Skizze werden die Lichter jeweils in einer Farbe ausgeblendet, für einige Sekunden eingeschaltet und dann ausgeblendet, bis sie wieder aus sind. Sie können hier durchgehen und die Skizze selbst erstellen oder einfach den kompletten Code von GitHub herunterladen.
Beginnen Sie damit, zu definieren, welche Pins zur Steuerung der MOSFETs verwendet werden.
#define RED_LED 6 #define BLUE_LED 5 #define GREEN_LED 9 Als nächstes brauchen Sie einige Variablen. Erstellen Sie eine Gesamthelligkeitsvariable und eine Variable für die Helligkeit jeder einzelnen Farbe. Wir werden nur die Haupthelligkeitsvariable verwenden, um die LEDs auszuschalten, also stellen Sie hier den maximalen Helligkeitswert von 255 ein.
Sie müssen auch eine Variable erstellen, um zu steuern, wie schnell das Überblenden stattfinden wird.
int brightness = 255; int gBright = 0; int rBright = 0; int bBright = 0; int fadeSpeed = 10; In Ihrer Setup- Funktion stellen wir unsere Arduino-Pins zur Ausgabe ein. Wir werden auch einige Funktionen mit einer 5 Sekunden Verzögerung dazwischen aufrufen. Diese Funktionen existieren noch nicht, aber keine Sorge, wir kommen zu ihnen.
void setup() { pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT); pinMode(BLUE_LED, OUTPUT); TurnOn(); delay(5000); TurnOff(); } Erstellen Sie nun die TurnOn () Methode:
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); } } Diese drei for- Schleifen nehmen jede Farbe über eine durch den Wert fadeSpeed angegebene Zeit auf ihre volle Helligkeit auf.
Schließlich müssen Sie die TurnOff () Methode erstellen:
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() { } Diese Methode wendet unsere Helligkeitsvariable auf alle drei Farbstifte an und reduziert sie über einen bestimmten Zeitraum auf Null. Auch hier benötigen wir eine leere Schleifenmethode, um Kompilierungsfehler zu vermeiden.
Sobald Sie diese Skizze fertiggestellt haben, speichern Sie sie. Überprüfen Sie die Skizze und laden Sie sie auf Ihr Arduino-Board hoch. Wenn Sie Fehler erhalten, überprüfen Sie den Code erneut auf lästige Tippfehler oder fehlende Semikola.
Jetzt sollten Sie sehen, dass Ihr LED-Streifen jede Farbe einzeln hochfährt, die weiße Farbe für 5 Sekunden hält und dann gleichmäßig zu nichts verblasst:
Wenn Sie Schwierigkeiten haben, überprüfen Sie Ihre Verkabelung und den Code erneut.
Dieses Projekt ist ein einfacher Einstieg, aber die darin enthaltenen Ideen können erweitert werden, um eine wirklich effektive Beleuchtung zu ermöglichen. Mit nur ein paar weiteren Komponenten können Sie Ihren eigenen Sonnenaufgang Alarm Arduino Nachtlicht und Sunrise Alarm Projekt erstellen Arduino Nachtlicht und Sunrise Alarm Projekt Heute machen wir einen Sonnenaufgang Wecker, die sanft und langsam weckt Sie, ohne auf eine Offensive Geräuschmaschine. Weiterlesen . Wenn Sie ein Starterkit mit Ihrem Arduino erhalten haben Was ist in Ihrem Arduino Starterkit enthalten? [Arduino Beginners] Was ist in deinem Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Angesichts einer Kiste voller elektronischer Komponenten ist es einfach, überwältigt zu werden. Hier finden Sie eine Anleitung zu genau dem, was Sie in Ihrem Kit finden. Read More Sie können mit jeder Taste oder jedem Sensor Ihre LEDs auslösen, wenn Sie den Raum betreten, zum Beispiel:
Nun, da wir die SMD5050s abgedeckt haben, gehen wir zu den WS2812B Streifen über.
Gute Ideen
Diese Streifen benötigen weniger Komponenten, um sie zum Laufen zu bringen, und es gibt einen gewissen Spielraum dafür, welche Werte der Komponenten Sie verwenden können. Der Kondensator in dieser Schaltung sorgt dafür, dass die 5-V-LEDs eine stabile Stromversorgung erhalten. Der Widerstand stellt sicher, dass das vom Arduino empfangene Datensignal frei von Störungen ist.
Du wirst brauchen:
- WS2811 / 12 / 12B 5v LED-Streifen (alle drei Modelle haben integrierte Chips und arbeiten auf die gleiche Weise)
- 1 x Arduino Uno (oder ähnliche kompatible Platine)
- 1 x 220-440 Ohm Widerstand (alles zwischen diesen beiden Werten ist in Ordnung)
- 1 x 100-1000 microFarad Kondensator (alles zwischen diesen beiden Werten ist in Ordnung)
- Breadboard und Kabel anschließen
- 5V Stromversorgung
Richten Sie Ihre Schaltung wie im Diagramm gezeigt ein:
Beachten Sie, dass der Kondensator die richtige Ausrichtung haben muss. Sie können erkennen, welche Seite an der Erdungsschiene befestigt ist, indem Sie nach dem Minuszeichen (-) auf dem Körper des Kondensators suchen.
Dieses Mal betreiben wir den Arduino mit dem 5V Netzteil. Dies macht das Projekt nach der Fertigstellung alleine, obwohl hier wichtige Dinge zu beachten sind.
Stellen Sie zuerst sicher, dass Ihr Board 5 V Strom aufnehmen kann, bevor Sie es an die Stromquelle anschließen. Fast alle Entwicklungsboards laufen mit 5 V über den USB-Anschluss, aber die Stromeingangspins bei einigen können manchmal die Spannungsregler überspringen und sie in Toast verwandeln.
Es ist außerdem ratsam, sicherzustellen, dass mehrere separate Stromquellen nicht mit dem Arduino verbunden sind. Trennen Sie das USB-Kabel, wenn Sie ein externes Netzteil verwenden.
Sobald Sie angeschlossen sind, sollte es wie folgt aussehen:
Jetzt, wo unser LED-Streifen angeschlossen ist, gehen wir zum Code über.
Tanzende Lichter
Um unsere Platine sicher zu programmieren, trennen Sie die VIN- Leitung von der Stromleitung. Sie werden es später wieder anbringen.
Verbinden Sie Ihren Arduino mit dem Computer und öffnen Sie die Arduino IDE. Überprüfen Sie, ob die richtige Board- und Portnummer in den Menüs Tools> Board und Tools> Port ausgewählt ist .
Wir werden die FastLED- Bibliothek verwenden, um unser Setup zu testen. Sie können die Bibliothek hinzufügen, indem Sie auf Skizze> Bibliothek einbeziehen > Bibliotheken verwalten und nach FastLED suchen. Klicken Sie auf "Installieren" und die Bibliothek wird zur IDE hinzugefügt.
Wählen Sie unter Datei> Beispiele> FastLED die DemoReel100 Skizze. Diese Skizze beschreibt verschiedene Dinge, die mit den WS2812 LED-Streifen gemacht werden können, und ist unglaublich einfach einzurichten.
Alles, was Sie ändern müssen, ist die Variable DATA_PIN, so dass sie mit Pin 13 übereinstimmt, und die Variable NUM_LEDS, um zu definieren, wie viele LEDs sich in dem Streifen befinden, den Sie verwenden. In diesem Fall verwende ich nur eine kleine Linie von 10 LEDs, die aus einem längeren Streifen geschnitten sind. Nutze mehr für eine größere Lichtshow!
Das ist es! Laden Sie die Skizze auf Ihr Board, trennen Sie das USB-Kabel und schalten Sie Ihr 5V-Netzteil ein. Schließlich, schließe die VIN des Arduino wieder an die Stromleitung an und sieh dir die Show an!
Wenn nichts passiert, überprüfen Sie Ihre Verkabelung und dass Sie den richtigen Arduino-Pin in der Demo-Skizze angegeben haben.
Endlose Möglichkeiten
Die Demo-Skizze zeigt einige der vielen möglichen Kombinationen von Effekten, die mit den WS2812-Strips erreicht werden können. Sie können nicht nur als normale LED-Streifen eingesetzt werden, sondern können auch praktisch genutzt werden. Ein gutes nächstes Projekt wäre die Erstellung eines eigenen Ambilight Die acht besten TV-Ambilight-Kits für ansprechende Hintergrundbeleuchtung Die acht besten TV-Ambilight-Kits für ansprechende Hintergrundbeleuchtung Ambilight bietet zusätzliche Hintergrundbeleuchtungs-Effekte für Fernseher, die den Video-Content auf dem Bildschirm verbessern. Aber es gibt viele Ambilight-Kits da draußen. Welcher ist der Beste für dich? Lesen Sie mehr für Ihr Mediencenter.
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Lernen mit LED-Streifen zu arbeiten ist ein guter Weg, um sich mit der grundlegenden Programmierung auf dem Arduino vertraut zu machen, aber die beste Art zu lernen ist das Basteln. Ändern Sie den obigen Code und sehen Sie, was Sie tun können! Wenn all das zu viel für Sie war, sollten Sie mit diesen Arduino-Projekten für Anfänger beginnen. 10 Große Arduino-Projekte für Anfänger 10 Große Arduino-Projekte für Anfänger Das Abschließen eines Arduino-Projekts gibt Ihnen ein Gefühl der Zufriedenheit wie kein anderes. Die meisten Anfänger sind jedoch nicht sicher, wo sie anfangen sollen, und selbst Anfängerprojekte können ziemlich entmutigend wirken. Weiterlesen .
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