WS2812-B LED với bo mạch ATMEGA328 UNO V3.0 R3: 11 bước

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

Sự miêu tả

Dự án này kết hợp Bảng LED đầy màu sắc có thể lập trình ICStation WS2812-B với Bảng Arduino UNO R3 tương thích với ATMEGA328 UNO V3.0 R3 để tạo ra tác động trực quan. Hơn nữa, nếu bạn đang tổ chức một bữa tiệc chủ đề "Disco", bạn sẽ thích nó. Hãy để tôi chỉ cho bạn cách làm một trong những thứ này.

Bước 1: Các bộ phận bắt buộc:

· Arduino UNO (hoặc bảng tương thích) · Bảng LED nhiều màu có thể lập trình 4 x WS2812-B

· Điện trở 330 ohm

· Tụ điện 4700 uF 16V

· Breadboard

· Dây nhảy từ nữ đến nam

· Dây Breadboard Jumper

· Ổ cắm DC 2.1mm với thiết bị đầu cuối vít

· Nguồn điện 5V 4A Plugpack

Lưu ý: có thể cấp nguồn cho dự án này bằng pin, nhưng không được khuyến khích và bạn tự chịu rủi ro.

Bạn cũng sẽ cần một chiếc bánh Disco Ball Cake mà bạn sẽ phải làm (hoặc mua). Vợ tôi đã làm chiếc này. Và như bạn sẽ thấy ngay sau đây, chiếc bánh bên trong có màu Hồng, bởi vì nó là một chiếc bánh dâu tây.

Thư viện Arduino và IDEBạn có thể tải Arduino IDE từ đây: https://www.arduino.cc/en/Main/Software Tôi đã sử dụng phiên bản 1.6.4, có lẽ đã lỗi thời… nhưng vẫn hoạt động tốt.

Bạn có thể lấy thông tin về cách sử dụng thư viện FastLED tại đây: https://fastled.io/ Và bạn có thể tải xuống từ đây: Thư viện FastLED Tôi đã sử dụng phiên bản 3.0.3, cũng có thể đã lỗi thời.

Bước 2: MÃ ARDUINO:

Bước 3: MÔ TẢ MÃ ARDUINO:

· Thư viện FastLED: Bạn cần đảm bảo rằng bạn đã tải xuống và cài đặt thư viện FastLED vào IDE Arduino của mình. Thư viện được bao gồm trong bản phác thảo này nếu không các chức năng FastLED sẽ không hoạt động.

· Biến "NUM_LEDS": cho Arduino biết có bao nhiêu LEDS đang được sử dụng. Trong trường hợp này, chúng ta có 4 vòng LED, với mỗi vòng LED chứa 16 LED, và do đó có tổng cộng 64 LED. Nếu bạn xác định một số thấp hơn, ví dụ 16, thì bản phác thảo sẽ chỉ chiếu sáng các đèn LED trên vòng đèn LED đầu tiên.

· Biến "DATA_PIN": cho Arduino biết Pin kỹ thuật số nào sẽ sử dụng để truyền dữ liệu đến vòng LED. Trong trường hợp này, tôi đang sử dụng Digital Pin 9.

· Các biến khác: Tôi có một vài biến khác được sử dụng để ngẫu nhiên hóa LED và điều khiển màu sắc. Hue là màu của đèn LED. Bằng cách tăng biến màu, bạn có thể làm cho các đèn LED quay vòng theo kiểu giống như cầu vồng. Biến "hue" là một "byte", có nghĩa là nó sẽ chỉ tăng lên đến giá trị tối đa là 255, trước khi nó nhảy trở lại 0.

Mã khởi tạo: Nếu bạn có vòng LED khác với vòng LED trong hướng dẫn này, bạn có thể phải sửa đổi mã khởi tạo. Vòng đèn LED này có chipset WS2812-B (theo trang web ICStation), vì vậy dòng này:

· FastLED.addLeds (dẫn, NUM_LEDS); Sẽ cho thư viện FastLED biết chipset nào đang được sử dụng (NEOPIXEL), chân được sử dụng để truyền dữ liệu (DATA_PIN), mảng LED được điều khiển (led) và số lượng đèn LED được điều khiển (NUM_LEDS). · Trong " loop () ": phần mã: biến" hue "được tăng dần để tạo hiệu ứng cầu vồng và một đèn LED ngẫu nhiên được chọn bằng cách sử dụng hàm random8 () của FastLED.

· Hàm random8 (x): sẽ chọn ngẫu nhiên một số từ 0 đến x.

· Hàm randomSeed (): có để giúp "ngẫu nhiên thực sự" số. Điều này được giúp bằng cách đọc tính ngẫu nhiên của một analogPin nổi (A0). Nó không nhất thiết phải là analogPin 0, nó có thể là bất kỳ chân analog nào không được sử dụng.

· Leds [rnd].setHSV (hue, 255, 255): Dòng này đặt đèn LED ngẫu nhiên có màu sắc bằng biến "màu sắc", độ bão hòa bằng 255 và độ sáng bằng 255. Độ bão hòa bằng 0 sẽ làm đèn LED sáng trắng. Độ sáng bằng 0 về cơ bản sẽ TẮT LED.

· FastLED.show (): Không có thay đổi vật lý nào được thực hiện đối với màn hình vòng LED cho đến khi một thông báo được gửi từ Arduino đến chân đầu vào Kỹ thuật số của vòng LED. Thông báo này được truyền khi bạn gọi FastLED.show (); hàm số. Điều này cho các vòng LED cập nhật màn hình của chúng với thông tin có trong mảng led (đèn led). Vì vậy, nếu bạn đặt tất cả các đèn LED để bật, bảng sẽ không chiếu sáng các đèn LED cho đến khi FastLED.show (); hàm được gọi. Điều quan trọng cần biết - đặc biệt là khi cố gắng thiết kế chuỗi đèn LED của riêng bạn.

· Dòng delay (50): sẽ đặt khoảng thời gian giữa các lần nhấp nháy là 50 mili giây. Bạn có thể thay đổi độ trễ để tăng hoặc giảm số lần nhấp nháy mỗi giây.

· Chức năng leds .fadeToBlackBy (180): về cơ bản làm mờ LEDS đi 180 đơn vị. Bạn có thể tăng hoặc giảm con số này để đạt được tốc độ mờ dần mong muốn. Tuy nhiên, hãy cảnh báo rằng nếu bạn quên gọi chức năng này hoặc nếu bạn không làm mờ đủ các đèn LED, thì bạn có thể kết thúc với TẤT CẢ các đèn LED đang bật, điều này có thể phá hủy bảng Arduino của bạn - tức là tùy thuộc vào số lượng đèn LED của bạn. và cách bạn đã chọn để cung cấp năng lượng cho chúng.

Bước 4: Bánh

· Slide 1 - Tấm đế: Điều quan trọng là phải tạo tấm nền với tất cả các thiết bị điện tử được trang bị và hoạt động theo thứ tự TRƯỚC KHI bạn đặt Bánh lên đó. Cố gắng lắp dây / cáp đèn LED và mạch điện dưới tấm nền trong khi có bánh nướng là một công thức dẫn đến thảm họa. Vì vậy bạn hãy chuẩn bị phần đế trước, sau đó sẽ chuyển sang phần làm bánh sau.

· Slide 2 - Nướng bánh: Bạn sẽ cần một vài chảo bánh hình bán cầu để làm hai mặt của quả bóng. Bạn phải làm một chiếc bánh tương đối dày đặc để chịu được trọng lượng tổng thể của bánh, đóng băng và fondant, và để duy trì hình dạng của nó. Sau khi nguội và ướp lạnh, bạn có thể đặt chúng chồng lên nhau để tạo thành hình cầu. Chúng được giữ với nhau bằng một lớp băng giữa chúng.

· Slide 3 - Fondant Icing: Fondant Icing phải được lăn trên một tấm lót chống dính đặc biệt. Chúng tôi thấy rằng thêm một chút bột mì sẽ giúp giảm độ dính. Có những con lăn đặc biệt đảm bảo rằng độ dày của kẹo mềm là nhất quán trong suốt. Sau đó, bạn phải cắt chúng thành các miếng hình vuông (hình vuông khoảng 1 cm hoạt động tốt đối với chúng tôi). Các hình vuông sau đó được sơn Bạc bằng một loại men bạc đặc biệt / có thể ăn được. Bạn có thể cần sử dụng một vài lớp sơn và để khô giữa các lớp sơn.

· Trang trình bày 4 - Bánh có đá trên đế: Bánh có thể được đá trên hoặc ngoài tấm đế… có lẽ tốt hơn nên làm nó trên tấm đế. Nhưng nếu bạn quyết định làm điều đó trên tấm đế, bạn sẽ cần phải bảo vệ đèn LED khỏi đóng băng có thể rơi ra khỏi bánh (trong quá trình này). Khi bánh đã được đông đá hoàn toàn (với icing / frosting), bạn sẽ cần đặt bánh vào vị trí trung tâm trên bảng. Có khả năng bánh bị trượt khỏi đế… vì vậy hãy làm những gì bạn cần làm để giữ cho bánh được giữ nguyên.

· Slides 5-7 - Đặt các Hình vuông Fondant: Trong khi lớp kem vẫn còn mềm, bạn sẽ cần nhanh chóng, có phương pháp và không mệt mỏi đặt các hình vuông fondant theo một mô hình tuyến tính nằm ngang xung quanh chiếc bánh. Làm theo cách của bạn về phía cực bắc và cực nam của chiếc bánh, làm từng hàng một. Bạn có thể cắt một hình tròn fondant cho cực bắc của bánh. Trong slide 7, bạn sẽ thấy một lỗ ở trên cùng của chiếc bánh. Điều này được làm để làm lạnh một hộp nhựa bên trong, sau này sẽ được sử dụng để giữ các đồ trang trí ở vị trí trên cùng của chiếc bánh. Làm điều này trước khi đặt vòng tròn fondant lên trên cùng của bánh.

· Trang trình bày 8 - Thêm ánh kim tuyến: Sau khi đặt tất cả các hình vuông bằng fondant lên bánh, rất có thể một số lớp men Bạc có thể đã bị xóa khỏi một số hình vuông. Đây là lúc bạn tráng lại một lần nữa với một vài lớp tráng men bạc, và ở lớp cuối cùng, trước khi bánh khô, bạn có thể rắc một ít kim tuyến ăn được xung quanh bánh để bánh thêm bóng.

· Slide 9 - Thành phẩm: Bước cuối cùng là bạn dán thêm một số dây kim tuyến và một số đồ trang trí khác lên trên mặt bánh. Đẩy dây qua nắp fondant ở cực bắc vào hộp bên trong. Điều này sẽ giữ các dây cố định mà không làm hỏng tất cả các công việc khó khăn của bạn.

· Chipset WS2812-B: Vòng LED này sử dụng chipset WS2812-B và có 4 chân ngắt (GND, 5V, Din, Dout)

· Nguồn: Để cấp nguồn cho mô-đun này, bạn cần cung cấp dòng điện 5V và tối đa 1A

· Tín hiệu: Để điều khiển vòng LED, bạn cần gửi tín hiệu đến nó qua chân Đầu vào Kỹ thuật số (Din).

Bạn có thể kết nối một vòng LED khác với vòng này bằng cách sử dụng chân Đầu ra kỹ thuật số (Dout)

Bước 5: Hướng dẫn sử dụng điện

· Quy tắc chung: Mỗi đèn LED riêng lẻ trên vòng có thể truyền ánh sáng Đỏ, Xanh lục và Xanh lam. Sự kết hợp của những màu này có thể tạo nên bất kỳ màu nào khác. Ánh sáng trắng được tạo thành từ cả ba màu này cùng một lúc. Mỗi màu riêng lẻ sẽ tạo ra dòng điện xấp xỉ 20mA khi hiển thị màu đó ở độ sáng tối đa. Khi chiếu sáng trắng ở độ sáng tối đa, đèn LED đơn sẽ tạo ra khoảng 60mA.

· Hệ số công suất: Nếu mỗi LED có thể tạo ra tối đa 60mA và có 16 LED trên một vòng LED duy nhất, thì 16x60mA = 960mA cho mỗi vòng LED. Để an toàn và làm cho các phép toán dễ dàng hơn, bạn cần đảm bảo rằng bạn cung cấp đủ dòng điện để chứa 1A trên mỗi vòng LED. Vì vậy, 4 vòng LED sẽ cần nguồn điện 5V 4A nếu bạn muốn sử dụng đầy đủ chức năng của các mô-đun.

Bước 6: Fritzing Sơ đồ

Kết nối MỘT vòng LED với Arduino

· 3 dây: Bạn chỉ cần 3 dây để kết nối với vòng LED. Nếu bạn chỉ định thắp sáng một vài đèn LED cùng một lúc, điều này sẽ ổn. · CÁCH AN TOÀN: Cách an toàn hơn để làm điều này là sử dụng nguồn điện bên ngoài để cấp nguồn cho cả Arduino và vòng LED.

· Tụ điện: Bằng cách kết nối một tụ điện lớn 4700 uF 16V giữa cực dương và cực âm của dây dẫn nguồn điện, với chân âm của tụ điện được gắn vào cực âm của nguồn điện, bạn sẽ bảo vệ các vòng đèn LED của mình khỏi bất kỳ hiện tượng ban đầu nào. sự bùng nổ của dòng điện.

Điện trở bảo vệ: Cũng nên đặt một điện trở 300-400 ohm giữa Chân kỹ thuật số 9 (D9) của Arduino và chân Đầu vào kỹ thuật số của Vòng LED (Din). Điều này bảo vệ đèn LED đầu tiên khỏi các đột biến điện áp tiềm ẩn

Dây phù hợp: Nếu bạn định chuỗi một vài vòng đèn LED này lại với nhau (xem bên dưới), thì có thể bạn sẽ muốn giữ các dây càng ngắn càng tốt và sử dụng một dây hợp lý có thể xử lý dòng điện được kéo qua chúng.

Bước 7: Kết nối HAI vòng LED với Arduino

Ba dây phụ: Bạn chỉ cần thêm 3 dây để kết nối thêm một vòng LED. Một dây cần kết nối đầu ra Kỹ thuật số (Dout) của vòng LED đầu tiên với Đầu vào kỹ thuật số (Din) của vòng LED thứ hai.

Giữ an toàn: Một lần nữa, cách an toàn hơn để làm điều này là sử dụng nguồn điện bên ngoài, tụ điện lớn ở các đầu cuối và điện trở 300-400 ohm giữa Arduino và chân đầu vào kỹ thuật số của vòng LED đầu tiên.

Bước 8: Kết nối BỐN vòng LED với Arduino

Sáu mươi bốn đèn LED: Bạn cần thêm 3 dây cho mỗi vòng đèn LED bổ sung. 4 vòng LED cung cấp tổng cộng 64 đèn LED.

Xem AMPS: Ở độ sáng đầy đủ, thiết lập này có khả năng tạo ra tối đa 4 ampe (hoặc khoảng 1 amp trên mỗi vòng LED)

Nguồn cung cấp bên ngoài cần thiết: Điều cần thiết là sử dụng nguồn điện bên ngoài để cung cấp năng lượng cho các đèn LED này khi có rất nhiều đèn LED trong số chúng. Nếu bạn không sử dụng nguồn điện bên ngoài và bạn vô tình chiếu sáng TẤT CẢ các đèn LED, thì bạn có khả năng làm hỏng bộ vi điều khiển do dòng điện quá mức.

Bước 9: Bảng kết nối

Cách kết nối MỘT vòng LED với Arduino

Bước 10: Cách kết nối HAI vòng LED với Arduino

Bước 11: Kết luận

Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã chỉ cho bạn cách trang trí một chiếc bánh Disco Ball và cũng như cách sử dụng các vòng LED RGB từ ICStation.

Liên kết bốn sản phẩm trong ICStation:

www.icstation.com/icstation-atmega328-board…

www.icstation.com/icstation-ws2812-programm…

www.icstation.com/1pcs-dupont-wire-10cm-254…

www.icstation.com/bread-board-jump-line-jum…

Cảm ơn những người bạn của chúng tôi, Scott và gia đình của anh ấy đã có một bài thuyết trình tuyệt vời về Led.

Nguồn gốc của nội dung đến từ người bạn Scott của chúng tôi:

arduinobasics.blogspot.com.au/2016/06/ardui…

Nếu bạn thích đoạn văn này, xin vui lòng chia sẻ với quái vật của bạn.

Nếu bạn nghĩ rằng bạn có thể làm cho một đánh giá tốt hơn, xin vui lòng nhận xét.

Nếu bạn có thêm ý tưởng về sản phẩm vi mạch, vui lòng liên hệ với chúng tôi mail: [email protected]