Наскоро купих 2 ролки rGB LED лента 5 метра и веднага реши да експериментира с него. Включил блок за контролиране на лентата, но ми се струваше, че има малки интересни програми и под ръка беше Tinyos Uno (пълен китайски аналог Arduino Uno.). Като се има предвид това ардуино Той работи с максимум 5V за излизане и по-често 3.3b тогава е необходимо да се намери решение. Тази статия обсъжда как да свържете 12 волтова световна лента ардуино с отделно хранене за лента и контрол arduinka. Използване на MOSFETS (MOSFETS) за контрол на каналите RGB панделки.
Нека започнем със стандартната спецификация на аналоговата LED лента, която ми се струва най-често.
- 10.5mm (0.41 ") ширина, 3 мм (0.12") дебелина, 100 mm (3.95 ") дължина за всеки сегмент
- Има влагоустойчиво ( водоустойчив) и без защита ( без водоустойчив)
- Той има залепваща лента на гърба за закрепване на лентата
- Максимално напрежение 12V и 60mA за всеки сегмент
- 3 светодиода с общ анод на всеки сегмент
- Дължина на вълната: 630nm / 530nm / 475nm
- Без микроконтролер или контролер чип (чист аналогов контрол)
Преди започване на работа с Arduino. и напрежение по-високо от 5 волта много съветва да четете за това да не го изгорите Arduino.. Той е добре описан в него. Mosfetov. от Ардуино. Ако вече сте прочели тази статия, нека продължим напред.
За това lED лента Ще ни трябва:
- MOSFET. Транзистори, които могат да бъдат намерени на същия eBay
- Резистори на 10k?
- Грим греда ( хлеб.)
- Публикации за връзка ардуино С смела такса (татко татко)
- LED лента (взех aliexpress. Ето тази лента и планирайте да поръчате още един от същия продавач)
Сега нека се обърнем към схемата за свързване, основната част от тази статия ще бъде ясна от нея:
Сега нека се обърнем Arduino Ide.в което ще напишете тест, за да контролирате нашата лента:
Отбележете, че там е някакво наследство, което е оставено тук, което Sems да направи нищо //, но не трябва да навреди ... // не трябва да има вреда ... // don "t futz с тези, незаконни суми по-късно #define червено 9 // pin за червен светодиод #Define green 10 // pin за зелен - никога изрично референтен #define blue 11 // pin за синьо - никога изрично посочено #define размер 255 #define забавяне 20 #define hue_max 6.0 #define hue_delta 0.01 // long deltas \u003d (5, \\ t 6, 7); Дълъг RGB; дълъг rgbval; // по неизвестни причини, ако стойността! \u003d 0, светодиодът не е осветление. HMM ... // и насищане SEM ще бъде обърнат поплавък \u003d 0.0, насищане \u003d 1, стойност \u003d 1; / * избрана LED Sparkfun SKU : COM-09264 има максимална светлина (RGB): (2800, 6500, 1200) MCD, така че ние ги нормализираме всички до 1200 MCD - R 250/600 \u003d 107/256 B 250/950 \u003d 67/256 B 250/250 \u003d 256 / 256 * / дълъг ярък \u003d (107, 67, 256); // long bright \u003d (256, 256, 256); дълъг k, temp_value; void setup () (randomseed (аналензо (4)); за (k \u003d 0; К.<3; k++) { pinMode(RED + k, OUTPUT); rgb[k]=0; analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } } void loop() { hue += HUE_DELTA; if (hue > Hue_max) (оттенък \u003d 0.0;) rgbval \u003d hsv_to_RGB (нюанс, насищане, стойност); RGB \u003d (RGBVAL & 0x00FF0000) \u003e\u003e 16; // трябва да има по-добри начини RGB \u003d (RGBVAL & 0x0000FF00) \u003e\u003e<3; k++) { // for all three colours analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } delay(DELAY); } long HSV_to_RGB(float h, float s, float v) { // H is given on . S and V are given on . // RGB is returned as a 24-bit long #rrggbb int i; float m, n, f; // not very elegant way of dealing with out of range: return black if ((s<0.0) || (s>1.0) || (V.<1.0) || (v> < 0.0) || (h > 6.0)) (връщане дълъг (v * 255) + дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (v * 255) * 65536;) i \u003d етаж (h); F \u003d H - I; ако (! (i & 1)) (f \u003d 1 - f; // ако е равномерно) m \u003d v * (1 - s); n \u003d v * (1 - s * е); Превключвател (i) (случай 6: случай 0: връщане дълъг (v * 255) * 65536 + дълъг (n * 255) * 256 + дълъг (m * 255); случай 1: връщане дълъг (n * 255) * 65536 + Дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (m * 255); случай 2: връщане дълъг (m * 255) * 65536 + дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (n * 255); случай 3: да се върне дълго (M * 255) * 65536 + дълъг (n * 255) * 256 + дълъг (v * 255); случай 4: връщане дълъг (n * 255) * 65536 + дълъг (m * 255) * 256 + дълъг (v * \\ t 255); случай 5: връщане дълъг (v * 255) * 65536 + дълъг (m * 255) * 256 + дълъг (n * 255);))
Изсипете скицата на Arduino и се радвайте.
Има и опция, като използвате температурен сензор. DS18B20.който работи в протокола 1 тел..
Идеята е тази температура на студ ", Обикновено, синьо и " гореща температура"Вземи червено. Ако погледнете колелото HSV, което използвахме в първата скица (cm. Wiki), цветът ще бъде от 240 °, когато е студено и до 0 °, ако е горещо, движещо се по часовниковата стрелка (преминаване) синьо, зелено и жълто).
Студени температури В този случай той се разбира с оглед на 18 ° C и горещо Това предполага 30 ° C. Температурата под студения праг ще се счита за студена, над горещия праг - горещо. Крайният код всъщност е доста прост, когато имате готов HSV код:
HSV избледняване / отскачане за Arduino // Обърнете внимание, че там е известен някакъв признак, който се намира тук, което да прави нищо //, но не трябва да навреди ... #include "onewire.h" // # включва "стрийминг. H" Const int ds18s20_pin \u003d 2; // ds18s20 сигнален щифт на цифров 2 #define min_temp 18 #define max_temp 30 // температурен чип I / o onewire ds (DS18S20_pin); // на цифров щифт 2 // don "t futz с тях, \\ t Незаконни суми по-късно #define Red 9 // PIN за червен светодиод #define Green 10 // PIN за зелен - никога изрично посочен #define Blue 11 // PIN за син - Никога не е изрично референтен #define размер 255 #define закъснение 0 # define hue_max 6.0 #define hue_delta 0.01 // дълги делтас \u003d (5, 6, 7); Дълъг RGB; дълъг rgbval; // по неизвестни причини, ако стойността! \u003d 0, светодиодът не е осветление. HMM ... // и насищане SEM ще бъде обърнат поплавък \u003d 0.0, насищане \u003d 1, стойност \u003d 1; / * избрана LED Sparkfun SKU : COM-09264 има максимална светлина (RGB): (2800, 6500, 1200) MCD, така че ние ги нормализираме всички до 1200 MCD - R 250/600 \u003d 107/256 B 250/950 \u003d 67/256 B 250/250 \u003d 256 / 256 * / дълъг ярък \u003d (107, 67, 256); // long bright \u003d (256, 256, 256); дълъг k, temp_value; void setup () (randomseated (аналензо (4)); serial.bgin (4)); 57600); за (k \u003d 0; k<3; k++) { pinMode(RED + k, OUTPUT); rgb[k]=0; analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } } void loop() { float temperature = constrain(getTemp(), MIN_TEMP, MAX_TEMP); float deltaTemp = (MAX_TEMP - MIN_TEMP); float deltaHue = 4 - 0; hue = map((temperature - MIN_TEMP) * 100, 0, deltaTemp * 100, deltaHue * 100, 0) / 100.0; //Serial << "Temperature: " << temperature << endl; //Serial << "HUE: " << hue << endl; rgbval=HSV_to_RGB(hue, saturation, value); rgb = (rgbval & 0x00FF0000) >\u003e 16; // трябва да има по-добри начини RGB \u003d (RGBVAL & 0x0000FF00) \u003e\u003e 8; RGB \u003d RGBVAL & 0x000000FF; за (k \u003d 0; k<3; k++) { // for all three colours analogWrite(RED + k, rgb[k] * bright[k]/256); } //delay(DELAY); } float getTemp(){ //returns the temperature from one DS18S20 in DEG Celsius byte data; byte addr; if (!ds.search(addr)) { //no more sensors on chain, reset search ds.reset_search(); return -1000; } if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr) { Serial.println("CRC is not valid!"); return -1000; } if (addr != 0x10 && addr != 0x28) { Serial.print("Device is not recognized"); return -1000; } ds.reset(); ds.select(addr); ds.write(0x44,1); // start conversion, with parasite power on at the end byte present = ds.reset(); ds.select(addr); ds.write(0xBE); // Read Scratchpad for (int i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes data[i] = ds.read(); } ds.reset_search(); byte MSB = data; byte LSB = data; float tempRead = ((MSB << 8) | LSB); //using two"s compliment float TemperatureSum = tempRead / 16; return TemperatureSum; } long HSV_to_RGB(float h, float s, float v) { // H is given on . S and V are given on . // RGB is returned as a 24-bit long #rrggbb int i; float m, n, f; // not very elegant way of dealing with out of range: return black if ((s<0.0) || (s>1.0) || (V.<1.0) || (v>1.0)) (връщане 0L;), ако ((h< 0.0) || (h > 6.0)) (връщане дълъг (v * 255) + дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (v * 255) * 65536;) i \u003d етаж (h); F \u003d Н - I; ако (! (i & 1)) (f \u003d 1 - f; // ако е равномерно) m \u003d v * (1 - s); n \u003d v * (1 - s * е); Превключвател (i) (случай 6: случай 0: връщане дълъг (v * 255) * 65536 + дълъг (n * 255) * 256 + дълъг (m * 255); случай 1: връщане дълъг (n * 255) * 65536 + Дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (m * 255); случай 2: връщане дълъг (m * 255) * 65536 + дълъг (v * 255) * 256 + дълъг (n * 255); случай 3: да се върне дълго (M * 255) * 65536 + дълъг (n * 255) * 256 + дълъг (v * 255); случай 4: връщане дълъг (n * 255) * 65536 + дълъг (m * 255) * 256 + дълъг (v * \\ t 255); случай 5: връщане дълъг (v * 255) * 65536 + дълъг (m * 255) * 256 + дълъг (n * 255);))
За да управлявате тези устройства, се използва RGB контролер. Но освен него, през последните години се прилага такса Arduino.
Arduino - принцип на работа
Arduino Board.Arduino Board е устройство, на което е инсталиран програмируем микроконтролер. С него са свързани различни сензори, контролни или енкодерни контроли, и, според дадена скица (програма), борда контролира двигателя, светодиодите и други задвижващи механизми, включително други Arduino Doans чрез SPI протокол. Управлението на устройството може да бъде наблюдавано чрез дистанционното управление, Bluetooth, HC-06, Wi-Fi, ESP или интернет модул и бутони. Някои от най-популярните плочи - Arduino Nano и Arduino Uno, както и Arduino Pro Mini - Atmega 328 микроконтролер устройство
Външен вид Arduino Pro Mini 
Външен вид Arduino Uno. 
Външен вид Arduino Micro. Програмирането се извършва в отворен код Arduino среда, инсталирана на обичайния компютър. Програмите са заредени чрез USB.
Принцип на управление на натоварването чрез Arduino
Office Arduino. На борда има много изходи, както цифрови, с две състояния - активирани и деактивирани и аналогови, контролирани чрез PWM-контролер с честота 500 Hz.
Но изходите се изчисляват върху текущата 20 - 40 mA с напрежение от 5 V. Това е достатъчно, за да захранвате индикатора RGB-LED или Matrix LED модул 32 × 32 mm. За по-мощен товар, това не е достатъчно.
За да разрешите такъв проблем в много проекти, трябва да свържете допълнителни устройства:
- Реле. В допълнение към отделни релета 2V захранване, има цели сглобки с различен брой контакти, както и с вградени началници.
- Усилватели на биполярни транзистори. Силата на такива устройства е ограничена до контролния ток, но можете да съберете диаграма на няколко елемента или да използвате транзистор.
- Поле или MOSFET транзистори. Те могат да контролират тока с токове в няколко ампера и напрежение до 40 - 50 V. Когато свързват MOSFTA към PWM и електрическия двигател или друг индуктивен товар, е необходим защитен диод. Когато са свързани към светодиоди или LED лампи, няма нужда.
- Разширителни плоскости.
Свързване на LED лента към Arduino
Свързване на LED лента към Arduino 
Експерт по мнение.
Алексей Барташ
Специалист по ремонт, поддръжка на електрическо оборудване и промишлена електроника.
Задаване на въпрос експертArduino Nano може да управлява не само електродвигатели. Те се използват и за LED ленти. Но тъй като изходният ток и напрежението на дъската са недостатъчни за директно свързване на лентите със светодиоди, е необходимо да се инсталират допълнителни устройства между контролера и LED лента.
Чрез релета
Свързване на релета Релето се свързва с устройството към цифровия изход. Групата управляваше с нея само две състояния - включени и изключени. За да управлява червено-синьо-зелено, лентата изисква три релета. Токът, че такова устройство може да контролира, е ограничено до мощността на намотката (бобината с ниска мощност не е в състояние да забави големи контакти). Релейни сглобки се използват за свързване на повече енергия.
Използване на биполярни транзистор
Свързване с транзистор За да подобрите изходния ток и напрежението, можете да използвате биполярен транзистор. Избран е чрез ток и напрежение на товара. Контролният ток не трябва да бъде над 20 mA, следователно, той се подава чрез устойчивост на ток 1 - 10 COM.
Транзисторът е по-добре да кандидатства n-p-n С общ емитер. За по-голяма печалба се използва верига с множество елементи или транзисторен модул (чип усилвател).
Използване на терен транзистор
В допълнение към биполярните транзистори се използват за контрол на лентите. Друго име на тези устройства е MOS или MOSFET-транзистор.
Такъв елемент, за разлика от биполяра, не се контролира от ток, но напрежение на портата. Това позволява малък ток на затвора, за да се контролират големи течения на товара - до дузина ампера.
Елементът е свързан чрез ограничителното съпротивление. В допълнение, тя е чувствителна към смущения, така че изходът на контролера трябва да се комбинира с масов резистор в 10 com.
Използване на удължителните дъски
Свържете Arduino с помощта на удължителни дъски В допълнение към релетата и транзисторите се използват готови блокове и удължителни табла.
Той може да бъде Wi-Fi или Bluetooth, електрически двигател на двигателя, например, L298N модул или еквалайзер. Те са предназначени да контролират натоварванията на различна мощност и напрежение. Такива устройства са едноканални - могат да контролират само монохромната лента и многоканал - са предназначени за RGB и RGBW устройства, както и ленти с WS 2812 светодиоди.
Примерна програма
Arduino и LED лента Arduino дъските са в състояние да контролират LED дизайни според предварително определени програми. Техните библиотеки могат да бъдат изтеглени от официалния сайт, да намерят в интернет или да напишат сами нови скица (код). Можете да съберете такова устройство със собствените си ръце.
Ето някои опции за използване на такива системи:
- Контрол на осветлението. С помощта на светлинния сензор светлината в стаята е включена както веднага, така и с постепенното увеличаване на яркостта като залез. Включването може да бъде направено и чрез Wi-Fi, с интегриране в системата Smart Home или свързване към телефона.
- Включването на светлина върху стълбите или в дълъг коридор. Изглежда много красива за подсветката на диод на всяка стъпка поотделно. Когато се свързвате с борда на сензора за движение, тя ще го задейства да бъде последователна, с време закъснение, включете подсветката или коридора и деактивирането на този елемент ще доведе до обратния процес.
- Цветна музика. Прилагайки се към аналоговите входове, звуков сигнал през филтрите, изходът ще доведе до цветен музикална инсталация.
- Компютърна модификация. С помощта на подходящи сензори и програми, цветът на светодиодите може да зависи от температурата или зареждането на процесора или RAM. Такова устройство под протокола DMX 512.
- Контрол на скоростта на движение на светлините с помощта на енкодер. Такива инсталации се събират на WS 2811, WS 2812 и WS 2812B чипове.
Видео обучение
В много приложения, както аматьор, така и професионалист, понякога е необходимо да се генерират цветовете на различни нюанси. Използването на индивидуални монохромни светодиоди в такива случаи е неоснователно конструктивно и икономично. Следователно RGB-светодиодите са разработени за такива цели.
RGB LED (съкращение означава червено, зелено, синьо) е комбинация от кристали, способни да генерират червено, зелено и синьо. Благодарение на тази комбинация, тези светодиоди могат да възпроизведат 16 милиона нюанса на светлината. Контролните RGB-светодиод са лесни и могат лесно да се използват в проекти с Arduino. Този материал ще покаже пример за контролиране на RGB LED с помощта на Arduino.
Тъй като RGB LED, както е отбелязано по-горе, е комбинация от кристали от три различни основни цвята, тя е схеми, показана като три светодиода. Структурно, такъв светодиод има един общ изход и три изхода за всеки цвят. По-долу е RGB-LED връзка за Arduino. Също така, схемата съдържа буквено-цифров LCD дисплей от 16 × 2, потенциометри и резистори, съдържащи се с RGB-LED линии. Тези резистори (R1 \u003d 100 ома, R2 \u003d 270 ома, R3 \u003d 330 ома) ограничават тока на светодиода, така че те да не се провалят. Променливи резистори (потенциометри) VR1-VR3 съпротивление 10 kΩ се използват за контрол на интензивността на блясъка на RGB-LED, т.е. с помощта на тях можете да зададете цвета на светодиода, да промените интензивността на червеното, зелено и сини кристали. VR1 потенциометърът е свързан към аналогов вход A0, VR2 с аналогов вход A1 и VR3 с аналогов вход A2.
LCD дисплеят се използва в този случай, за да се покаже цветовата стойност и шестнадесетичната стойност на цветовия код. Стойността на цветовия код се показва в 1-ва линия на LCD дисплея (като RXXX GXXX BXXX, където XXX е цифрова стойност) и шестнадесетичният код се показва във втория ред на LCD дисплея (като Hexxxxxx). Резистор R4 съпротивление 100 ома се използва за ограничаване на тока, приложен към LCD светлината, и се използва резистентност към променлива резистор VR4 за регулиране на контраста на LCD дисперсията.
По-долу е кодът (Skatch), който ви позволява да контролирате варианта на RGB-LED цвета, като използвате борда на Arduino и потенциометрите, свързани с него.
#Include.
В предишния урок вече се опитахме. Сега ще го разберем с многоцветен светодиод, който често се нарича съкратено: RGB LED.
RGB е съкращение, което е декриптирано като: червено - червено, зелено - зелено, синьо - синьо. Това е вътре в това устройство има три отделни светодиода. В зависимост от вида, RGB светодиодът може да има общ катод или общ анод.
Смесване на цветя
Как е RGB светодиод, по-добър от трима обикновен? Става въпрос за собствеността на нашата визия за смесване на светлината от различни източници, поставени близо един до друг. Например, ако доставяме до синьо и червени светодиоди, след това на разстояние от няколко метра сиянието им ще бъде подметки, а окото ще види една лилава точка. И ако добавите по-зелено, точката ще ни изглежда бяла. Това е как работят компютърните монитори, телевизори и улични екрани.
ТВ матрицата се състои от отделни точки с различни цветове. Ако вземете лупа и го гледате на включването на монитора, тогава тези точки могат лесно да бъдат видени. Но на екрана на улицата, точки не са много стегнати, така че те могат да бъдат разграничени с просто око. Но от разстояние от няколко десетки метра тези точки са неразличими.
Оказва се, че колкото по-най-близо един до друг има многоцветни точки, толкова по-малко разстояние е необходимо да смесват тези цветове. Оттук и заключението: за разлика от трите отделни светодиода, смесването на RGB-LED цветове е забележимо вече на разстояние 30-70 cm. Между другото, RGB LED с матов леща показва още по-добре.
Многоцветни светодиоди, или както се наричат \u200b\u200bсъщо RGB, се използват за обозначаване и създаване на динамично променящ се цвят на подсветката. Всъщност, нищо специално в тях, нека да разберем как работят и какво е RGB светодиоди.
Вътрешна организация
Всъщност RGB светодиодът е три монохромни кристала, комбинирани в един случай. Името RGB е декригирано като червено - червено, зелено - зелено, синьо - синьо, съответно цветове, които излъчват всеки от кристалите.
Тези три цвята са основни, а при тяхното смесване се формира всеки цвят, такава технология отдавна се прилага в телевизията и фотографията. На снимката, която се намира над, блясъкът на всеки кристал се вижда отделно.
В тази картина виждате принципа на смесване на цветовете за всички нюанси.
Кристалите в RGB светодиод могат да бъдат свързани съгласно схемата:
С общ анод;
С общ катод;
Няма връзка.
В първите две опции ще видите, че светодиодът има 4 изхода:
Или 6-ия заключения в последния случай:
Можете да видите три кристала, ясно видими на снимката под лещата.
Специални места за монтаж се продават за такива светодиоди, те дори показват заданието на заключенията.
Невъзможно е да се остави светодиодите RGBW, тяхната разлика е, че има друг кристал в корпуса им, който излъчва бяла светлина.
Естествено, без панделки с такива светодиоди.
Тази картина показва лента с RGB-светодиод, събрани съгласно верига с общ анод, регулирането на интензивността на сиянието се извършва чрез контролиране "-" (минус) захранване.
За да промените цвета на RGB-лентата, се използват специални RGB контролери - устройства за превключване на напрежението на лентата.
Тук е Cocol RGB SMD5050:
И лентите, чертите на работата с RGB-лентите не са, всичко остава, както и с едноцветни модели.
Има съединители за тях за свързване на LED лента без запояване.
Ето заложката на 5 mm RGB LED:
Как цветът на блясъка се променя
Корекцията на цветовете се извършва чрез регулиране на яркостта на емисиите от всеки от кристалите. Вече разгледахме.
RGB контролерът за лентата работи на същия принцип, той струва микропроцесор, който контролира минусния изход на източника на захранване - свързва и изключва от веригата на съответния цвят. Обикновено се включва с контролера, има дистанционно управление. Контролерите са с различна сила, техният размер зависи от това, вариращо от такава миниатюра.
Да, такова мощно устройство в размера на корпуса с захранване.
Те са свързани към лентата съгласно такава схема:
Тъй като напречното сечение на лентите пътища не ви позволява да свържете следния сегмент на лентата последователно с него, ако първата дължина надвишава 5m, трябва да свържете втория сегмент с кабелите директно от RGB контролера.
Но можете да излезете от позицията и да не издърпате допълнителните 4 жици на 5 метра от контролера и да използвате RGB усилвателя. За работата си трябва да разтегнете само 2 проводника (плюс и минус 12V) или да спасите друго захранване от най-близкия източник 220V, както и 4 "информационни" проводници от предишния сегмент (R, G и B) те са необходими За да получите команди от контролера, така че целият дизайнерски блясък е еднакво.
И следващият сегмент вече е свързан с усилвателя, т.е. Той използва сигнал от предишното парче лента. Това означава, че можете да поддържате лентата от усилвателя, който ще бъде разположен директно в близост до него, като по този начин пестят пари и време на телчето от основния RGB контролер.
Регулиране на RGB-LED със собствените си ръце
Така че, има две възможности за контролиране на RGB-светодиодите:
Ето един вариант на схемата, без да се използва Arduin и други микроконтролери, като се използват три драйвера на CAT4101, способни да издават ток до 1а.
Въпреки това, сега контролерите са доста евтино и ако трябва да регулирате LED лента, тогава е по-добре да закупите готова опция. Схемите с Arduino са много по-лесни, толкова повече можете да напишете скицата, с която или ръчно ще зададете цвета или бюста на цветовете, ще бъдат автоматични в съответствие с посочения алгоритъм.
Заключение
RGB светодиодите позволяват да се използват интересни светлинни ефекти в интериорния дизайн, като например осветяване на домакинските уреди, за ефекта на разширяването на телевизионния екран. Специални различия при работа с тях от обикновени светодиоди - не.