Ovládání adresovatelného LED pásku přes Arduino

Adresovatelný LED pásek a Arduino pomohou ozdobit interiér domu, vytvořit zvláštní atmosféru a udělat ticker na výloze. Z článku se dozvíte o připojení a správě pásky, jak zkontrolovat a flashnout pásku, jakých efektů je dosaženo.

V adresovatelném LED pásku Arduino se nastavuje jas a provozní režim každé diody zvlášť.

Taková zařízení mají mnoho výhod.

• Lze je použít pro chytré osvětlení. Nebude těžké sestavit dynamické podsvícení, plíživou linii nebo rozsvítit světlo podle plánu. Připojte další moduly, například pohybové čidlo, a když vstoupíte do místnosti, světlo se rozsvítí. A také jejich práci lze ovládat na dálku z dálkového ovladače a chytrého telefonu.
• Snadné přizpůsobení. Programy pro práci můžete psát sami nebo použít hotové šablony.
• LED pásky jsou spolehlivé a odolné. Nezahřívají se a nevyžadují vysoké náklady na energii.
• Dostupnost je dalším plusem. Diodové pásky jsou na trhu rozšířené, vybrat si tu správnou nebude těžké. Ty nejrozpočtovější stojí 200 rublů. na metr, jasnější - od 500 rublů.

Ale jsou tu i nevýhody.

• Je potřeba samostatné napájení 5 nebo 12 V. Jednotka Arduino dokáže poskytnout proud pouze 800 mA, což stačí pouze na 13 pixelů (jeden pixel spotřebuje 40-60 mA).
• Spoje jsou náročné na kvalitu pájky.

Pokud víte, jak dobře pájet, nebude těžké sestavit obvod. A pokud nevíte jak, pak je čas se to naučit. Tak se klidně pusťte do výběru osvětlovací techniky.

Před nákupem si všimněte několika bodů.

• Počet pixelů na metr. Může jich být 30, 60, 74, 96, 100 a 144. Čím více jich je, tím je obraz bohatší, ale páska je dražší. A tím více spotřebovává energii (výkonnější a dražší napájecí adaptér).

• Stupeň zabezpečení. Pro vnitřní osvětlení stačí IP30 (ochrana proti prachu). Pro mokré podmínky musí být diody pokryty silikonem a stupeň krytí je IP65. A pokud je pás na ulici, pak by měla být ochrana největší - IP67 (zařízení je zcela skryto v silikonové krabici).

• Podložka ovlivňuje estetický zážitek. Dodává se v černé (Black PCB) a bílé (White PCB).

• U LED pásků existují „ekonomické“ možnosti. Jsou označeny písmeny ECO. Tyto modely nejsou tak světlé jako ty obvyklé a mají horší kvalitu. Ale jsou levnější.

Nyní, když jste našli ten ideální, pokračujte k montáži.

K připojení je nutný napájecí adaptér. Vypočítejte jeho sílu. Chcete-li to provést, vynásobte aktuální spotřebu jednoho pixelu (obvykle 60 mA) počtem pixelů v metru pásky a její délkou. Výsledek vynásobte provozním napětím (tyto údaje jsou uvedeny v označení). Nezapomeňte na bezpečnostní faktor.

Potom by výkon adaptéru měl být:

(60 mA / 1000) (proud v A) * 60 pixelů / metr * 1,5 metru * 5 V (napětí) * 1,3 (zásoba) = 35,1 W. Zaokrouhlete nahoru na nejbližší vyšší - 40 wattů. Takové napájení je potřeba, pokud páska svítí bílým světlem. Pokud ne, lze výkon adaptéru snížit 1,5-2krát.

Kromě zdroje budete potřebovat desku Arduino Uno a propojovací vodiče o průřezu minimálně 1,5 mm².A také rezistory s odporem 10 kOhm a kondenzátory s kapacitou 470 μF (více).

Když je vše připraveno, pusťte se do práce.

• Najděte začátek a konec pásky. Příkazy se postupně pohybují od jednoho pixelu k druhému a směr jejich pohybu je označen šipkami. Pokud nejsou žádné šipky, je ovládací kontakt na začátku označen písmeny DI (digitální vstup) a na konci DO (digitální výstup). Kontakt DO slouží k připojení dalších pásek.
• Připájejte bezpečnostní rezistor 200-500 ohmů. Pokud náhle vypadne napájení, proud nebude protékat USB konektorem a nespálí jej.
• Sestavte schéma. Pokud je zařízení řízeno z počítače, obvod by měl být takto.

Pro autonomní provoz nebo ovládání ze senzorů jeden potřebujete.

Používejte gumové rukavice a pravidelně opírejte páječku o zem (alespoň k trubkám parního ohřevu).

• Pokud je vzdálenost mezi diodovým páskem a deskou Arduino větší než 15 cm, pak řídicí DI a zemnicí vodiče GND stočte do pigtailu. Pak nebudou žádné svozy.
• V režimu blikání dochází k rušení elektrického vedení. To vede k nestabilnímu výkonu. K vyhlazení rušení slouží kondenzátor s kapacitou 470 μF a napětím 6,3 V.
• Pro bezproblémové zapnutí je obvod sestaven na prkénku pro sestavení obvodů na mikrokontrolérech. Musí mít 3 logické úrovně N-kanálových MOSFETů.

Takhle to vypadá ve skutečnosti.

• Pokud je páska dlouhá, objeví se v ní ztráty napětí. Vnější pixely tedy budou svítit matně. Abyste tomu zabránili, napájejte spoje 2 diodových pásků nebo přes každý metr celkové délky.

Zbývá pouze zkontrolovat obvod. Chcete-li to provést, napište nejjednodušší program.

• Připojte desku k počítači a otevřete Arduino IDE.
• Stáhněte si knihovnu nebo šablonu. Nejznámějšími knihovnami jsou FastLED a Adafruit NeoPixel.

1. FastLED je velmi univerzální a podporuje všechny verze Arduino. Z toho plyne nevýhoda - zabírá hodně paměti a většina funkcí nebude užitečná.
2. Adafruit NeoPixel je navržen pro prsteny NeoPixel, ale bude fungovat s jakýmkoli LED páskem. Má méně efektů a nižší rychlost, ale paměť Arduina je volnější. To znamená, že na desku lze nahrát více provozních režimů.

Nyní můžete realizovat všechny své projekty.

Pokud to neuděláte, pak když zařízení bliknete, celý napájecí proud půjde na desku. Deska nebo USB port se spálí.

Ale stane se, že páska s adresou nefunguje správně. Podívejte se na nejčastější chyby.

• Pokud diody svítí červeně, pak je napájení příliš slabé. Nebo jsou spoje přerušené a je třeba je znovu připájet. Další možností jsou příliš tenké napájecí vodiče.
• Když je zařízení zabugované nebo pracuje s artefakty, pak je záležitost v napájení. Zkuste vyměnit dráty za stíněné nebo vypněte Wi-Fi.
• Pokud pixely vůbec nesvítí, pak je obvod s největší pravděpodobností sestaven nesprávně. Nejčastější chyby: zem pásku není spojena se zemí desky Arduino, DI ovládací vodič jde na konec pásku a ne na začátek, jsou přehozeny napájecí vodiče (5V a GND). Ve všech těchto případech stačí obvod přestavět.
• Ale pokud jste připojili sestavené zařízení bez odporu, pak s největší pravděpodobností okamžitě vyhořelo. Pak je potřeba vyměnit řídící desku.

Jak vidíte, naučit se Arduino je snadné. A pokud se náhle objeví problémy, zeptejte se na fórech. Rádi vám pomohou (zvláště pokud vystupujete pod dívčí přezdívkou).