Програмируем светодиод. LED лента WS2812B - изработка на новогодишно осветление на витрини. Приложение на адресируеми LED ленти

Искате ли да придадете на офиса си атрактивен и завършен вид, декорирайки го с програмируеми LED ленти? Вижте как постигнахме това, като създадохме колекция от работни повърхности, които украсяват цялото ни работно пространство през нощта с красиво преплитане на светлинни линии.

Материали и инструменти

    Програмируема LED лента, Arduino контролер и съответно захранване;

    Клещи за рязане на LED ленти;

    Греда от топола или по-твърдо дърво, два пъти по-голяма от LED лентата;

    Настолен трион и инструмент за жлебове или фреза;

    шкурка;

    Лепило за дърво;

    Двустранна самозалепваща лента или специален мастик за залепване на LED ленти към дърво.

Инсталация

Първо, купете LED лента. Купихме две петметрови намотки за нашите прозорци. Купувайки на ролки, вие не само плащате по-малко, но и имате възможност да го нарежете точно до необходимия размер. За да украсим витрината, използвахме пет метра лента LPD8806.

LPD8806 е аналогов тип LED лента с вградени контролери за всяка двойка светодиоди. Това означава, че можете да заредите софтуерната библиотека във вашия Arduino контролер и да зададете индивидуални настройки за всяка LED лента.

Уебсайтът на Adafruit има добър урок по програмиране и списък с целия необходим хардуер.

След като програмата ви стартира, можете да използвате контролера Arduino, за да създавате всякакви светлинни ефекти.

Първо, трябва внимателно да измерите размерите на вашите прозорци и да изрежете LED лентите на необходимите дължини. В този случай във всеки край е необходимо да оставите около два сантиметра място за свързващите проводници, т.е. лентите трябва да бъдат нарязани на парчета, малко по-къси от размерите на прозорците.



Запоете краищата на лентите лента към конекторите, така че да могат да бъдат плътно свързани. Проверете дали всяка лента има достатъчно тел, за да пасне гладко около периметъра на прозореца.

Сега ще ви е необходима настолна машина за рязане, която ще ви улесни в рязането на панели (дървени блокове с жлебове, избрани в тях за полагане на LED ленти) до желания размер.



За направата на канали има специален инструмент с два зъбни ножа, с които можете да изрежете канали с всякаква ширина. Остриетата са проектирани по такъв начин, че зъбите им да не се закачат един за друг, дори ако са поставени близо.

Можете да гледате видеоклип в YouTube, описващ подробно тази операция:

LED лентите трябва да бъдат разположени с дистанционни елементи, така че светлината от тях да пада в желаната посока. В нашия случай искахме светлината да влиза вътре, отразявайки се и разпръсквайки се от сребристите завеси и придавайки на пространството някаква мистерия.

Дистанционните елементи бяха направени от скрап дървесина и поставени по няколко във всеки панел, докато се постигне желаната дължина. Това беше по-практично, отколкото да ги направим от индустриална дървесина с необходимата дължина.

Избрахме ъгъл на наклон от около 22 градуса.

Можете да направите дистанционните елементи от всякакъв друг материал, като шперплат или фазер, просто имахме допълнително дърво и машина за рязане.




За да получим лъскав и професионално изглеждащ резултат и за да сме сигурни, че всички разделители пасват добре в жлебовете, направихме МНОГО шлайфане.

За да направим това, използвахме дървен блок с подходящи размери, покрит с шкурка, и шлайфахме както панелите, така и уплътненията.



След смилането е необходимо да монтирате отделните части и да отрежете изпъкналите части на уплътненията с помощта на ножовка. При монтажа на уплътненията използвахме специална мастика и ги закрепихме с кламери, докато съхнеха.

След като мастикът изсъхне, започваме да рисуваме готовите панели. Това може да стане с помощта на пръскачка за боядисване, а за малки размери използвайте всякаква висококачествена боя. Опитайте се да боядисате поне два слоя в цвят, който съответства на вашия декор.

Светодиодна лента „Комплект цифрови LED ленти“ 3 м дължина, от бяла пластмаса, поддържа 14W; 90LED; 230/12V; 18VA.

Цифровата LED лента осигурява 164 цветови и светлинни вариации. Цифровият контрол създава цветови миксове с динамични ритми. Възможността за заглушаване и превключване се осигурява от дистанционното управление. Започвайки от края на блока, можете да изключите светодиодите на всеки 3 сегмента (3LED). Това ви позволява да използвате подложки с необходимата дължина в необходимите зони.

Характеристика на модела:

  • Самозалепваща се лента отзад за лесен монтаж;
  • възможност за произволно (кратно на три) намаляване на дължината (по 3 светодиода);
  • наличието на RGB ефект за възможност за всякакви цветови и светлинни решения;
  • Включва дистанционно за управление, димиране, програмиране;
  • защитно прозрачно покритие срещу прах и влага;
  • Изключителна гъвкавост за монтаж върху плоски и извити повърхности;
  • енергоспестяваща LED технология (спестяване до 80% в сравнение с конвенционалните лампи с нажежаема жичка);
  • включва 230/12V AC адаптер.

Модерно осветление с LED ленти

Тънките и гъвкави LED ленти спомагат за създаването на идеално осветление от всякакъв вид (общо, зонално, декоративно или акцентно) във вашия апартамент. Гърбът на лентата е със залепваща повърхност, което я прави удобна и лесна за поставяне върху плоски или извити повърхности. Такова осветление няма ограничения за инсталиране или възможност за реализиране на най-необичайните дизайнерски идеи. Вдъхновете се от иновативните разработки на Paulmann!

Информационен лист

Волтаж

Консумация на енергия

Трансформаторна мощност

Материал

Живот

30 000 часа

евровилица

настояще

Наличие на съединители

настояще

Дистанционно

настояще

Светлинен поток

технология

LED

универсален

Димируем

отсъстващ

Клас на защита

производство

Германия

Програмируема LED лента “Digital” с дистанционно управление: RGB; 3m; бяло (Paulmann 70481), купете на добра цена в онлайн магазина. Бърза доставка и гаранция за качество.


Взех водоустойчивата версия, която е обозначена от продавача като „Бяла 4m 60 IP67“, това е силиконова лента. Дойде на макара, в торбичка от фолио:


На един метър има 60 лампички пълни със силикон:


На обратната страна има двустранна лента за закрепване към повърхността:


Нека да разгледаме отделен раздел от лентата:


Виждаме: режещи линии по протежение на контактите, действителните контакти от двете страни: DIN - входни данни, DO - изходни данни, +5V - мощност плюс, GND - мощност минус, C1 - керамичен кондензатор, а самият светодиод е запоен с 4 Контакти. Посоката на трансфер на данни е обозначена с черен триъгълник.

Самите светодиоди WS2812B са сбор от микросхема и 3 светодиода (червен, син и зелен), благодарение на специален протокол, микросхемата получава данни само за своя монтаж и предава останалите данни по-нататък по веригата. Благодарение на това на всяка отделна сглобка може да се даде информация за яркостта на всеки светодиод (червен, син и зелен) и да се получи желания цвят.

Свойствата на отделната сглобка са описани подробно. Само ще отбележа, че 1024 микросхеми могат да бъдат свързани в максимална серия, информацията в която може да се актуализира 30 пъти в секунда.

За Arduino е разработена добра библиотека за тези модули. Което ви позволява да боядисате всяка сглобка в свой собствен цвят. Adafruit също има библиотека за екрани от тези сборки и добри примери за използване.

Вече видяхме на този сайт прекрасни творчески резултати с помощта на WS2812B: , .

Исках да направя лента за контролиран прозорец, използвайки тази лента. Ще залепим лентата в отвора на прозореца, така че ще ни трябват 2 метра лента. След като сглобих прототип на обикновен гирлянд и изтеглих примера, включен в библиотеката Adafruit_NeoPixel: strandtest, бях убеден, че всичко работи основно. Всъщност библиотеката определя един щифт на контролера, който е свързан към входа Din на първия модул.
Схема:


Нямаше проблеми със стандартната скица и стандартната връзка.

Но ние трябва да управляваме линийката дистанционно... Тук започва рейкът.

Първо реших да свържа IR приемника и да го управлявам от дистанционното управление. Сглобих схемата, премигнах светодиода и свързах лентата... Нямаше реакция... По-точно, когато свързах конзолата, получих произволни кодове на бутони, като натиснах един бутон 10 пъти и видях само различни кодове, мислех си . Първата мисъл беше, че има проблем със захранването, защото освен, че пуснаха лентата, нищо не се промени. Прочетох препоръката за запояване на електролит с напрежение 6,3 волта и капацитет от поне 1000 μF към входа на лентата, разбира се, направих го веднага, резултатът беше нула ... Започнах да копая кода на библиотеката Adafruit_NeoPixel и откри, че при предаване на данни към светодиоди, библиотеката напълно блокира прекъсванията. Деактивирането на блокирането доведе до много странно поведение на лентата поради всякакви остатъци, които влязоха във входа на IR приемника...

Разочарован от неуспеха на такава проста схема, започнах да мисля за втори контролер, отговорен за приемането на IR сигнали и управлението на основния... Ако някой иска да направи IR управлявана лента на WS2812B, тогава това е единственият разумен вариант. Разбира се, има и екзотични, например въвеждане на интервали от време, когато гирляндът не променя състоянието си и получаване на инфрачервени сигнали в тях - но това е напълно възбуден метод ...

В резултат на това реших да използвам bluetooth и да контролирам гирлянда от телефона си, тъй като имах няколко модула HC-06, които лежаха на празен ход. За да покажа текущия режим на работа на гирлянда, реших да използвам дисплея на TM1637, чийто преглед е наличен. Крайна схема:

Основният проблем, който възникна с кода е, че при промяна на състоянието се използва delay(), което не позволява намеса в процеса, освен с прекъсвания, но... имаме забранени прекъсвания... Беше решено да пренапишете ефектите, като използвате съхранение на информация за текущото състояние на гирлянда и я променяте според времето. За тази цел циклите се трансформират в преходи към следващо състояние и се добавят знаци за промяна на режима. Трябваше да помисля дали си струва да публикувам кривия експериментален код, но желанието да улесня творческия му процес за някого надделя - (кодът там е абсолютно експериментален, използвайте на свой собствен риск).

Сега относно контролите, разбира се, писането на собствено красиво приложение е примамлива идея, но нямаше време за това, затова използвах приложението за Android, настроих необходимите кодове в режим на бутон и всичко беше наред. Има възможност за подписване на изпратения код и обозначение за всеки бутон. Нямах нужда от повече. Номерирах всички ефекти, така че има 10 различни, 10 бутона се използват за ефекти, а 1 бутон е за включване на последователната смяна на ефектите.

Bluetooth модулът е конфигуриран с помощта на програмата, много удобно, можете да промените името на устройството при търсене и скоростта:


HC-06 трябва да бъде свързан към компютър чрез стандартен USB-TTL конвертор.

След като го свързах към лабораторно захранване, разбрах, че моята лента (2 метра) консумира 2,1 A при пиково напрежение от 5V, когато всичко е включено. Инсталирах 3A захранване, закупено офлайн:


Една седмица непрекъсната работа не разкри никакви проблеми.

И разбира се, исках готовото устройство да не изглежда като плетеница от жици в кутия за обувки. Освен това имах кутии със стъклен капак с подходящ размер:


Правим печатна платка в програмата Sprint Layout, все още оставих IR приемника, тъй като е възможно друго използване на кутията или по някакъв начин можем да решим проблема с нея:


Описах производствения процес с помощта на метода LUT по-рано.
Ето как изглеждаше платката с нанесен тонер:


Офорт:


Сглобяване на устройството:


За свързване на гирлянда използвах жак за слушалки, който също захранва устройството. Проводникът за свързване на захранването към лентата използвах PVA 2x0.5, а за свързване на устройството към лентата използвах 4-жилен телефонен кабел, направих земята от 2 проводника.
Крайно устройство:






Е, неговите ефекти:










Разбира се, най-добре е да гледате гирлянда на видео:

В тази статия ще говорим за цветни светодиоди, разликата между обикновен RGB светодиод и адресируем и ще добавим информация за областите на приложение, как работят, как се извършва управлението със схематични изображения на свързващи светодиоди.

1. Въведение в светодиодите

Светодиодите са електронен компонент, способен да излъчва светлина. Днес те се използват широко в различни електронни съоръжения: фенерчета, компютри, домакински уреди, автомобили, телефони и др. Много проекти за микроконтролери използват светодиоди по един или друг начин.

Те имат две основни цели:

Демонстрация на работа на оборудването или уведомяване за всяко събитие;
използване за декоративни цели (осветление и визуализация).

Вътре светодиодът се състои от червени (червени), зелени (зелени) и сини (сини) кристали, събрани в един корпус. Оттук и името – RGB (фиг. 1).

2. Използване на микроконтролери

С него можете да получите много различни нюанси на светлината. RGB светодиодът се управлява с помощта на микроконтролер (MK), например Arduino (фиг. 2).

Разбира се, можете да се справите с обикновено 5-волтово захранване, 100-200 ома резистори за ограничаване на тока и три превключвателя, но тогава ще трябва да контролирате блясъка и цвета ръчно. В този случай няма да е възможно да се постигне желаният нюанс на светлината (фиг. 3-4).

Проблемът възниква, когато трябва да свържете стотици цветни светодиоди към микроконтролера. Броят на щифтовете на контролера е ограничен и всеки светодиод се нуждае от захранване от четири щифта, три от които са отговорни за цвета, а четвъртият щифт е общ: в зависимост от вида на светодиода, той може да бъде анод или катод.

3. Контролер за RGB управление

За разтоварване на MK терминалите се използват специални контролери WS2801 (5 волта) или WS2812B (12 волта) (фиг. 5).

С използването на отделен контролер няма нужда да заемате няколко MK изхода; можете да се ограничите само до един сигнален изход. MK изпраща сигнал към входа "Данни" на контролера за управление на LED WS2801.

Този сигнал съдържа 24-битова информация за яркостта на цвета (3 канала по 8 бита за всеки цвят), както и информация за вътрешния регистър за изместване. Регистърът за смяна е този, който ви позволява да определите към кой светодиод е адресирана информацията. По този начин можете да свържете няколко светодиода последователно, като същевременно използвате един щифт на микроконтролера (фиг. 6).

4. Адресируем светодиод

Това е RGB LED, само с интегриран контролер WS2801 директно върху чипа. Корпусът на светодиода е направен под формата на SMD компонент за повърхностен монтаж. Този подход ви позволява да поставите светодиодите възможно най-близо един до друг, което прави светенето по-подробно (фиг. 7).

В онлайн магазините можете да намерите адресируеми LED ленти, където в един метър се побират до 144 броя (фиг. 8).

Струва си да се има предвид, че един светодиод консумира само 60-70 mA при пълна яркост, когато свържете лента, например с 90 светодиода, ще ви е необходимо мощно захранване с ток от поне 5 ампера. В никакъв случай не захранвайте LED лентата през контролера, в противен случай тя ще прегрее и ще изгори от товара. Използвайте външни източници на захранване (фиг. 9).

5. Липса на адресируеми светодиоди

Адресируемата LED лента не може да работи при твърде ниски температури: при -15 контролерът започва да работи неизправно; при силни студове има висок риск от повреда.

Вторият недостатък е, че ако един светодиод се повреди, всички останали по веригата също ще откажат да работят: вътрешният регистър за смяна няма да може да предава информация по-нататък.

6. Приложение на адресируеми LED ленти

Адресируемите LED ленти могат да се използват за декоративно осветление на автомобили, аквариуми, рамки за снимки и картини, в дизайна на стаи, като новогодишна украса и др.

Интересно решение се получава, ако като подсветка на Ambilight за компютърен монитор се използва LED лента (фиг. 10-11).

Ако използвате микроконтролери, базирани на Arduino, ще ви трябва библиотеката FastLed, за да опростите работата с LED лента ().