Απευθυνόμενη λωρίδα LED και Arduino: έλεγχος και σύνδεση κορδέλας, εφέ και υλικολογισμικό, έλεγχος κορδέλας

2024 Συγγραφέας: Beatrice Philips | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-18 12:08

Η διευθετήσιμη λωρίδα LED και το Arduino θα σας βοηθήσουν να διακοσμήσετε το εσωτερικό του σπιτιού, να δημιουργήσετε μια ιδιαίτερη ατμόσφαιρα και να κάνετε ένα τικ στο βιτρίνα. Από το άρθρο θα μάθετε για τη σύνδεση και τη διαχείριση της κασέτας, για το πώς γίνεται ο έλεγχος και η αναλαμπή της ταινίας, ποια αποτελέσματα επιτυγχάνονται.

Υπέρ και κατά

Στη διεύθυνση LED Arduino, η φωτεινότητα και ο τρόπος λειτουργίας κάθε διόδου ρυθμίζονται ξεχωριστά.

Στις ταινίες RGB, τα κόκκινα, πράσινα και μπλε LED συνδυάζονται σε ένα μπλοκ, το οποίο πιο σωστά ονομάζεται pixel. Τα pixel ελέγχονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.

Τέτοιες συσκευές έχουν πολλά πλεονεκτήματα

• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για έξυπνο φωτισμό . Δεν θα είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε έναν δυναμικό οπίσθιο φωτισμό, μια ερπυστική γραμμή ή να ανάψετε το φως σύμφωνα με το πρόγραμμα. Συνδέστε επιπλέον μονάδες, για παράδειγμα, έναν αισθητήρα κίνησης και όταν εισέλθετε στο δωμάτιο, το φως θα αρχίσει. Και επίσης η εργασία τους μπορεί να ελεγχθεί από απόσταση από το τηλεχειριστήριο και το smartphone.
• Εύκολη προσαρμογή . Μπορείτε να γράψετε προγράμματα για εργασία μόνοι σας ή να χρησιμοποιήσετε έτοιμα πρότυπα.
• Οι λωρίδες LED είναι αξιόπιστες και ανθεκτικές . Δεν θερμαίνονται και δεν απαιτούν υψηλό ενεργειακό κόστος.
• Η προσβασιμότητα είναι ένα άλλο πλεονέκτημα . Οι ταινίες διόδου είναι ευρέως διαδεδομένες στην αγορά, δεν θα είναι δύσκολο να επιλέξετε τη σωστή. Τα πιο δημοσιονομικά κοστίζουν 200 ρούβλια. ανά μέτρο, φωτεινότερο - από 500 ρούβλια.

Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα

• Απαιτείται ξεχωριστή τροφοδοσία 5 ή 12 V. Η μονάδα Arduino μπορεί να παρέχει μόνο 800 mA ρεύματος, το οποίο είναι αρκετό μόνο για 13 pixel (ένα pixel καταναλώνει 40-60 mA).
• Οι αρμοί απαιτούν την ποιότητα της συγκόλλησης.

Εάν γνωρίζετε πώς να κολλήσετε καλά, τότε δεν θα είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε το κύκλωμα. Και αν δεν ξέρετε πώς, τότε ήρθε η ώρα να μάθετε. Μη διστάσετε λοιπόν να ξεκινήσετε την επιλογή εξοπλισμού φωτισμού.

Επιλογή κορδέλας

Λάβετε υπόψη μερικά σημεία πριν από την αγορά

Ο αριθμός των εικονοστοιχείων ανά μέτρο . Μπορεί να υπάρχουν 30, 60, 74, 96, 100 και 144. Όσο περισσότερα υπάρχουν, τόσο πιο πλούσια είναι η εικόνα, αλλά όσο πιο ακριβή είναι η κασέτα. Και όσο περισσότερο καταναλώνει ενέργεια (πιο ισχυρός και ακριβότερος προσαρμογέας ρεύματος).

Ο βαθμός ασφάλειας . Για εσωτερικό φωτισμό, το IP30 είναι επαρκές (προστασία από τη σκόνη). Για υγρές συνθήκες, οι δίοδοι πρέπει να καλύπτονται με σιλικόνη και ο βαθμός προστασίας είναι IP65. Και αν η λωρίδα είναι στο δρόμο, τότε η προστασία θα πρέπει να είναι η μεγαλύτερη - IP67 (η συσκευή είναι εντελώς κρυμμένη σε κουτί σιλικόνης).

Το υπόστρωμα επηρεάζει την αισθητική εμπειρία . Έρχεται σε μαύρο (Μαύρο PCB) και λευκό (Λευκό PCB).

Υπάρχουν "οικονομικές" επιλογές για λωρίδες LED . Επισημαίνονται με τα γράμματα ECO. Αυτά τα μοντέλα δεν είναι τόσο φωτεινά όσο τα συνηθισμένα και είναι κατώτερης ποιότητας. Είναι όμως φθηνότερα.

Τώρα που βρήκατε το ιδανικό, προχωρήστε στη συναρμολόγηση.

Σύνδεση και ρύθμιση

Για τη σύνδεση απαιτείται προσαρμογέας ρεύματος. Υπολογίστε τη δύναμή του. Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε την τρέχουσα κατανάλωση ενός pixel (συνήθως 60 mA) με τον αριθμό των pixel σε ένα μέτρο ταινίας και με το μήκος του. Πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα με την τάση λειτουργίας (αυτά τα δεδομένα αναφέρονται στη σήμανση) . Μην ξεχνάτε τον παράγοντα ασφαλείας.

Για παράδειγμα, μια ταινία έχει 60 εικονοστοιχεία ανά μέτρο. Απαιτούμενο μήκος - 1,5 μ. Τάση τροφοδοσίας - 5 V. Συντελεστής ασφάλειας - 1, 3.

Τότε η ισχύς του προσαρμογέα πρέπει να είναι:

(60 mA / 1000) (ρεύμα σε Α) * 60 εικονοστοιχεία / μέτρο * 1,5 μέτρα * 5 V (τάση) * 1,3 (απόθεμα) = 35,1 W. Στρογγυλοποιήστε στο πλησιέστερο υψηλότερο - 40 watt. Μια τέτοια τροφοδοσία απαιτείται εάν η ταινία λάμπει με λευκό φως. Εάν όχι, η ισχύς του προσαρμογέα μπορεί να μειωθεί κατά 1,5-2 φορές.

Σπουδαίος! Για διαφορετικά μοντέλα, χρειάζεστε είτε 5 V είτε 24 V. Διαβάστε προσεκτικά την ετικέτα.

Εκτός από το τροφοδοτικό, θα χρειαστείτε έναν πίνακα Arduino Uno και καλώδια σύνδεσης με διατομή τουλάχιστον 1,5 mm². Και επίσης αντιστάσεις με αντίσταση 10 kOhm και πυκνωτές χωρητικότητας 470 μF (περισσότερο).

Όταν όλα είναι έτοιμα, πιάστε δουλειά

• Βρείτε την αρχή και το τέλος της κασέτας . Οι εντολές μετακινούνται διαδοχικά από το ένα pixel στο άλλο και η κατεύθυνση της κίνησής τους υποδεικνύεται με βέλη. Εάν δεν υπάρχουν βέλη, τότε η επαφή ελέγχου στην αρχή συμβολίζεται με τα γράμματα DI (ψηφιακή είσοδος) και στο τέλος - DO (ψηφιακή έξοδος). Η επαφή DO χρησιμοποιείται για τη σύνδεση πρόσθετων ταινιών.
• Συγκολλήστε μια αντίσταση ασφαλείας 200-500 ohm . Εάν η παροχή ρεύματος αποτύχει ξαφνικά, το ρεύμα δεν θα ρέει μέσω της υποδοχής USB και δεν θα το κάψει.
• Συγκεντρώστε το διάγραμμα . Εάν η συσκευή ελέγχεται από υπολογιστή, το κύκλωμα θα πρέπει να είναι έτσι.

Για αυτόνομη λειτουργία ή έλεγχο από αισθητήρες, χρειάζεστε έναν.

Σπουδαίος! Μην επιτρέπετε στατικό ηλεκτρισμό κατά την εγκατάσταση.

Φορέστε λαστιχένια γάντια και γείρετε περιοδικά το κολλητήρι στη γείωση (τουλάχιστον στους σωλήνες θέρμανσης με ατμό)

• Εάν η απόσταση μεταξύ της λωρίδας διόδου και της πλακέτας Arduino είναι μεγαλύτερη από 15 cm, τότε στρίψτε τα καλώδια DI DI και GND γείωσης σε πλεξίδα. Τότε δεν θα υπάρξει παραλαβή.
• Στη λειτουργία αναβοσβήματος, υπάρχουν παρεμβολές στη γραμμή τροφοδοσίας. Αυτό οδηγεί σε ασταθή απόδοση. Για να εξομαλυνθεί η παρεμβολή, ένας πυκνωτής χωρητικότητας 470 μF και τάσης 6, 3 V πρέπει να τοποθετηθεί στην τροφοδοσία του ελεγκτή.
• Για να ενεργοποιηθεί ομαλά, το κύκλωμα συναρμολογείται σε μια σανίδα για τη συναρμολόγηση κυκλωμάτων σε μικροελεγκτές. Πρέπει να έχει 3 λογικά επίπεδα MOSFET καναλιού Ν.

Έτσι φαίνεται στην πραγματικότητα

Εάν η ταινία είναι μεγάλη, θα εμφανιστούν απώλειες τάσης σε αυτήν . Επομένως, τα εξωτερικά pixel θα λάμπουν αμυδρά. Για να αποφευχθεί αυτό, τροφοδοτήστε τους αρμούς των δύο λωρίδων διόδου ή μέσω κάθε μέτρου του συνολικού μήκους.

Απομένει μόνο να ελέγξετε το κύκλωμα. Για να το κάνετε αυτό, γράψτε το απλούστερο πρόγραμμα.

• Συνδέστε την πλακέτα στον υπολογιστή σας και ανοίξτε το Arduino IDE.
• Λήψη βιβλιοθήκης ή προτύπου. Οι πιο διάσημες βιβλιοθήκες είναι οι FastLED και Adafruit NeoPixel.

1. Το FastLED είναι πολύ ευέλικτο και υποστηρίζει όλες τις εκδόσεις Arduino. Εξ ου και το μειονέκτημα - καταλαμβάνει πολλή μνήμη και τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά δεν θα είναι χρήσιμα.
2. Το Adafruit NeoPixel έχει σχεδιαστεί για δαχτυλίδια NeoPixel, αλλά θα λειτουργεί με οποιαδήποτε ταινία LED. Έχει λιγότερα εφέ και μικρότερη ταχύτητα, αλλά η μνήμη Arduino είναι πιο ελεύθερη. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να φορτωθούν περισσότερες λειτουργίες στον πίνακα.

Τώρα μπορείτε να υλοποιήσετε όλα τα έργα σας.

Σπουδαίος! Φορτώστε το πρόγραμμα στη μνήμη Arduino μόνο όταν η κασέτα σίγουρα δεν θα λειτουργήσει. Για να το κάνετε αυτό, είτε αποσυνδέστε το από την πλακέτα είτε συνδέστε το τροφοδοτικό εκ των προτέρων.

Εάν δεν το κάνετε αυτό, τότε όταν αναβοσβήνετε τη συσκευή, ολόκληρο το ρεύμα τροφοδοσίας θα μεταβεί στον πίνακα. Ο πίνακας ή η θύρα USB θα καούν.

Αλλά τυχαίνει η κασέτα διευθύνσεων να μην λειτουργεί σωστά. Δείτε τα πιο συνηθισμένα λάθη.

• Εάν οι δίοδοι ανάβουν με κόκκινη απόχρωση, τότε η τροφοδοσία είναι πολύ αδύναμη. Or οι συνδέσεις είναι σπασμένες και πρέπει να ξανακολληθούν. Μια άλλη επιλογή είναι τα καλώδια τροφοδοσίας που είναι πολύ λεπτά.
• Όταν η συσκευή είναι σφάλμα ή λειτουργεί με τεχνουργήματα, τότε το θέμα είναι στην παροχή ρεύματος. Δοκιμάστε να αντικαταστήσετε τα καλώδια με θωρακισμένα ή να απενεργοποιήσετε το Wi-Fi.
• Εάν τα εικονοστοιχεία δεν λάμπουν καθόλου, τότε πιθανότατα το κύκλωμα έχει συναρμολογηθεί λανθασμένα. Τα πιο συνηθισμένα λάθη: η γείωση της ταινίας δεν συνδέεται με τη γείωση της πλακέτας Arduino, το καλώδιο ελέγχου DI πηγαίνει στο τέλος της ταινίας και όχι στην αρχή, τα καλώδια ισχύος (5V και GND) αντιστρέφονται. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, αρκεί η ανοικοδόμηση του κυκλώματος.
• Αλλά αν συνδέσατε τη συναρμολογημένη συσκευή χωρίς αντίσταση, τότε, πιθανότατα, κάηκε αμέσως. Στη συνέχεια, πρέπει να αλλάξετε τον πίνακα ελέγχου.

Όπως μπορείτε να δείτε, η εκμάθηση του Arduino είναι εύκολη. Και αν ξαφνικά αντιμετωπίζετε προβλήματα, κάντε ερωτήσεις στο φόρουμ. Θα χαρούν να σας βοηθήσουν (ειδικά αν χρησιμοποιείτε το ψευδώνυμο της κοπέλας).