Điều khiển chuỗi LED: 11 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Hướng dẫn này bao gồm việc bắt đầu với dây đèn LED. Ban đầu tôi bắt đầu bằng cách tìm cách thay thế một dây đèn sợi đốt tiêu chuẩn trên cây thông Noel.

Đối với tôi, để bắt đầu cần nhiều trang web và video. Hy vọng rằng hướng dẫn này sẽ giúp bạn chuyển sang các phần thú vị nhanh chóng hơn.

Khi bạn đã bắt đầu với bộ điều khiển và một dây đèn, bạn có thể thực hiện nhiều hướng. Sau khi xây dựng bộ điều khiển, hướng dẫn này sẽ giúp bạn chuyển sang:

• Lập trình với trình soạn thảo Arduino
• Thêm hiệu ứng mới và nhiều đèn hơn
• Điều khiển chuỗi đèn LED từ thiết bị di động hoặc tự động hóa tại nhà
• Tích hợp vào một màn trình diễn ánh sáng lớn hơn

Bước 1: Thu thập vật liệu

Các bộ phận cần thiết:

Bộ đèn LED (liên kết) Bộ này bao gồm một chuỗi LED WS2811 (phiên bản 5V), bộ nguồn 3A và một bộ điều khiển được tạo sẵn. Ở đây là đủ để bạn có thể đảm bảo mọi thứ hoạt động trước khi làm theo hướng dẫn này. Phiên bản 5V được chọn vì điện áp đó cũng có thể cấp nguồn cho Arduino

Bộ điều khiển Wemos D1 mini (liên kết) Điều này được chọn cho kích thước nhỏ, kết nối wifi và dễ dàng đi dây. Ngoài ra, tôi đã có một cái để thử nghiệm

Đầu nối nguồn (liên kết) Cần thiết để kết nối nguồn điện trực tiếp với chuỗi đèn. Nhiều trong gói, nhưng bạn cần 1 đầu nối nam

Công tắc nút xúc giác (liên kết) Kích thước: 6 x 6 x 5mm, 4 Pin. Nhiều trong gói, nhưng bạn chỉ cần một

Đèn bổ sung (liên kết) Khi cần thiết. Hãy chắc chắn rằng bạn đang mua phiên bản 5V. Xem hướng dẫn bên dưới nếu bạn muốn cấp nguồn cho nhiều chuỗi

Bước 2: Lắp ráp bộ điều khiển

Để bắt đầu, bạn cần dây bím 3 dây đi kèm với dây đèn LED. Bạn có thể tìm đúng dây bằng cách xem cách đầu nối gắn vào dây. Dây có dấu gạch ngang là dây âm, ở giữa là đường dữ liệu và dây bên ngoài còn lại là dây dương.

Để nối dây bộ điều khiển D1, hãy thực hiện các kết nối hàn sau:

• Hàn dương (có thể là màu đỏ) vào chân 5V
• Hàn âm (có thể là màu trắng) vào chân GND
• Dữ liệu hàn (có thể là màu xanh lá cây) đến D2.
• Sử dụng keo nóng trên dây và bảng (để làm cho nó chắc chắn hơn)

Để gắn công tắc, hãy hàn:

• Một bên cho chân 3,3V
• Một bên cho chân D7
• Hàn D7 trực tiếp với D8 (ví dụ: cầu nối các chân)
• Cắt bỏ các ghim không sử dụng còn lại

Công tắc được nối dây sang 3.3V và D7 vì nó vừa vặn trực tiếp trên bo mạch. Tuy nhiên, D7 nổi trên D1 mini và do đó không thể tự phát hiện các thay đổi trạng thái. Để làm cho nó hoạt động, hãy hàn D7 với D8 để D7 được kéo lên cao khi mở. Mã trong bản phác thảo Arduino đính kèm cho thấy cách sử dụng công tắc.

Bước 3: Lắp ráp chuỗi ánh sáng

Trong bước này, chúng ta sẽ đấu dây nguồn trực tiếp vào dây theo một cách khác. Điều này sẽ cấp nguồn cho cả chuỗi và bộ điều khiển D1 cùng một lúc. Một lợi ích khác của phương pháp này là D1 vẫn được cấp điện khi ngắt kết nối khỏi USB.

Gắn đầu nối nguồn vào các dây lỏng ở đầu bằng ổ cắm pin. Theo dõi tích cực và tiêu cực (xem Bước 2 để tìm từng thứ).

Bước 4: Lập trình bộ điều khiển

Để chuẩn bị môi trường Arduino của bạn, hãy làm theo các hướng dẫn sau:

• https://www.instructables.com/id/Programming-the-WeMos-Using-Arduino-SoftwareIDE/
• Làm theo hướng dẫn này để cài đặt thư viện FastLED

Để bắt đầu, hãy sử dụng chương trình INO đính kèm.

Mã này thực hiện như sau:

• Sử dụng thư viện FastLED để tạo hoạt ảnh cho chuỗi LED
• Thể hiện các hiệu ứng ánh sáng khác nhau
• Sử dụng nút nhấn để thay đổi hiệu ứng
• Giữ độ sáng ở mức 50%, đủ sáng và giảm mức vẽ hiện tại.
• Đặt nhiệt độ màu cho loại chuỗi chúng tôi đang sử dụng.
• Giới hạn đèn LED ở 50, sẽ được thay đổi khi thêm các chuỗi bổ sung

Lưu ý rằng màu trắng được tạo ra bằng cách bật màu đỏ, xanh lục và xanh lam với số lượng bằng nhau trên chuỗi. Điều đó làm cho màu trắng trông khác biệt so với các dây LED chỉ có màu trắng được bán cho cây thông Noel. Chúng ta có thể tận dụng điều này để đặt màu tiêu chuẩn thành màu tự nhiên hơn và giống với bóng đèn sợi đốt. Tôi thấy rằng "CRGB:: Kaki" mang lại màu sắc tự nhiên hơn.

• Thư viện hoạt ảnh FastLED
• Ví dụ đơn giản tại

Bước 5: Kết hợp tất cả lại với nhau

Để bắt đầu sử dụng bộ điều khiển mới, hãy làm theo các bước sau:

• Mở bản phác thảo Arduino
• Sử dụng IDE để tải nó lên Wemos D1 mini

Để xác nhận nó đang hoạt động:

• Kiểm tra xem đèn LED trên bảng D1 có sáng không
• Nhìn thấy chuỗi sáng lên màu trắng

Bạn có thể duyệt qua các hiệu ứng bằng cách nhấp vào nút được hàn vào D1 mini.

Bước 6: Hiệu ứng ánh sáng bổ sung

Đây là một tập hợp các ví dụ tuyệt vời trong việc sử dụng thư viện FastLED.

https://www.tweak4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/

Điều chỉnh các hiệu ứng này cho bản phác thảo Arduino.

Lấp lánh là hiệu ứng vui nhộn. Đối với điều đó, hãy thay đổi mã để đặt đèn LED đã chọn thành màu đen chứ không phải màu trắng sáng.

// sửa đổi: // # xác định MAX_SEQUENCE 4 // // thêm các dòng này vào câu lệnh switch: // case 4: // SnowSparkle2 (CRGB:: Khaki, CRGB:: Black, 20, random (100, 1000)); // nghỉ; // thêm các dòng này vào cuối tệp: void SnowSparkle2 (int val, int val2, int SparkleDelay, int SpeedDelay) {setAll2 (val); int Pixel = ngẫu nhiên (NUM_LEDS); đèn led [Pixel] = val2; FastLED.show (); FastLED.delay (SparkleDelay); dẫn [Pixel] = val; FastLED.show (); FastLED.delay (SpeedDelay); }

Bước 7: Mở rộng chuỗi ánh sáng

Các dây có thể được mở rộng bằng cách sử dụng các phích cắm kèm theo. Tuy nhiên, điện áp sẽ giảm sau khoảng 2 dây. Điều này có thể được khắc phục bằng cách chạy dây 5V song song với dây đèn LED. Bạn có thể sử dụng dây lỏng để thực hiện điều này - chú ý đến cực âm / dương.

Ví dụ về cách nối dây trên trang này:

https://www.billporter.info/2017/01/07/the-engineers-guide-to-diy-computer-controlled-holiday-lights/

Giải thích tốt về hệ thống dây điện và sụt áp tại:

https://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Positional-RGB-LED-Christmas-Tr/

Tài liệu hướng dẫn này cũng bao gồm một mẹo hay về cách quấn đèn LED trong băng dính điện. Scotch Super 88 (chiều rộng 3/4”) hoạt động tốt.

Ngoài ra, MAX_LED trong bản phác thảo Arduino phải được thay đổi khi bạn thêm nhiều đèn LED.

Bước 8: Điều khiển từ xa

Để điều khiển chuỗi từ xa, hãy sử dụng Blynk. Tham khảo tại:

https://www.blynk.cc/getting-started/

Thêm mã Blynk cần thiết vào bản phác thảo Arduino. Bạn có thể định cấu hình ứng dụng Blynk để:

• Thay đổi hiệu ứng
• Sử dụng ngựa vằn RGB để thay đổi màu sắc
• Kiểm soát độ sáng

Xem bản phác thảo Arduino đính kèm để biết các thay đổi bao gồm Blynk. Các bước:

1. Thêm thư viện Blynk vào Arduino
2. Đăng ký tài khoản Blynk
3. Tải ứng dụng xuống điện thoại
4. Tạo dự án mới. Thao tác này sẽ tạo mã ủy quyền cho dự án đó.
5. Sửa đổi bản phác thảo đính kèm để bao gồm mã xác thực, tên wifi và mật khẩu wifi
6. Sử dụng trình chỉnh sửa Arduino để tải vào D1 mini.

Bước 9: Kết nối với Tự động hóa tại nhà

Bạn có thể kiểm soát chuỗi bằng cách thêm một ứng dụng khách MQTT vào bản phác thảo Arduino. Cài đặt nhà môi giới MQTT trên tự động hóa nhà của bạn (ví dụ: OpenHAB hoặc Home Assistant).

Biết thêm thông tin tại:

https://www.baldengineer.com/mqtt-tutorial.html

Bước 10: Thực hiện một màn trình diễn ánh sáng

Nguồn cảm hứng tại

Vị trí pixel trong XLights

Giải thích về giao thức DMX

Thư viện Artnet

Giải thích về những gì thực sự đang xảy ra

Bước 11: Làm được nhiều việc hơn

Do It Yourself Christmas

Hướng dẫn sử dụng đầy đủ với giải thích đầy đủ