Připojení RGB pásku přes Arduino pro ovládání telefonu. Připojení a ovládání LED pásku k arduinu

K ovládání těchto zařízení se používá RGB ovladač. Ale kromě toho se v posledních letech používá deska arduino.

Arduino - princip fungování

Deska Arduino je zařízení, na kterém je nainstalován programovatelný mikrokontrolér. Připojeno k němu různé senzory, řídí nebo kodér a podle daného náčrtu (programu) deska ovládá motory, LED a další akční členy včetně dalších desek Arduino pomocí protokolu SPI. Zařízení lze ovládat přes dálkový, modul Bluetooth, HC-06, Wi-Fi, ESP nebo internet a tlačítka. Některé z nejoblíbenějších desek jsou Arduino Nano a Arduino Uno, a Arduino Pro Mini - zařízení založené na mikrokontroléru ATmega 328

Programování se provádí v prostředí Arduino s otevřeným zdrojový kód nainstalováno na běžný počítač. Programy se stahují přes USB.

Princip řízení zátěže přes Arduino

Deska má mnoho výstupů, jak digitálních, majících dva stavy - zapnuto a vypnuto, a analogových, ovládaných pomocí PWM regulátoru s frekvencí 500 Hz.

Výstupy jsou ale dimenzovány na proud 20 - 40 mA s napětím 5 V. To stačí pro napájení indikační RGB LED nebo 32x32 mm LED matricového modulu. Více silné zatížení to nestačí.

Chcete-li tento problém vyřešit v mnoha projektech, musíte připojit další zařízení:

• Relé. Kromě jednotlivých relé s napájecím napětím 5V jsou zde celé sestavy s jiná částka kontakty, stejně jako s vestavěnými startéry.
• Zesilovače na bipolárních tranzistorech. Výkon takových zařízení je omezen řídicím proudem, ale můžete sestavit obvod z několika prvků nebo použít tranzistorovou sestavu.
• Efekt pole nebo tranzistory MOSFET. Mohou pohánět zátěže s proudy několika ampérů a napětími až do 40 - 50 V. Při připojení mosfetu k PWM a motoru nebo jiné indukční zátěži potřebujete ochranná dioda. Při připojení k LED nebo LED lampám to není nutné.
• Dilatační desky.

Připojení LED pásku k Arduinu

Názor odborníka

Alexej Bartoš

Specialista na opravy, údržbu elektrických zařízení a průmyslové elektroniky.

Arduino Nano dokáže ovládat více než jen elektromotory. Používají se také pro LED pásky. Ale protože výstupní proud a napětí desky jsou nedostatečné pro přímé spojení pásek s LED diodami k němu, pak musí být mezi regulátor a LED pásek instalována další zařízení.

přes relé

Relé je připojeno k zařízení na digitální výstup. Proužek ovládaný s jeho pomocí má pouze dva stavy - zapnuto a vypnuto. K ovládání červeno-modro-zelené stuhy jsou potřeba tři relé. Proud, který může takové zařízení ovládat, je omezen výkonem cívky (cívka s nízkým výkonem není schopna sepnout velké kontakty). Pro připojení většího výkonu se používají reléové sestavy.

S bipolárním tranzistorem

Pro zesílení výstupního proudu a napětí lze použít bipolární tranzistor. Volí se podle proudu a napětí zátěže. Řídicí proud by neměl být vyšší než 20 mA, proto je napájen přes proud omezující odpor 1 - 10 kOhm.

Je lepší použít tranzistor n-p-n S společný emitor. Pro vyšší zisk je vhodný obvod s více prvky popř sestava tranzistoru(čipový zesilovač).

S tranzistorem s efektem pole

Kromě bipolárních jsou pásma řízena o FET. Jiný název pro tato zařízení je MOS nebo MOSFET-tranzistor.

Takový prvek, na rozdíl od bipolárního, je řízen nikoli proudem, ale napětím na bráně. To umožňuje malým hradlovým proudem pohánět velké zátěžové proudy – až desítky ampér.

Prvek je připojen přes odpor omezující proud. Navíc je citlivý na rušení, takže výstup regulátoru by měl být spojen se zemí pomocí odporu 10 kΩ.

S rozšiřujícími deskami

Kromě relé a tranzistorů se používají již hotové bloky a rozšiřující desky.

Může to být Wi-Fi nebo Bluetooth, ovladač pro ovládání motoru, jako je modul L298N nebo ekvalizér. Jsou určeny pro manipulaci s břemeny jiná síla a napětí. Taková zařízení jsou jednokanálová - mohou ovládat pouze monochromatickou pásku a vícekanálová - určená pro zařízení RGB a RGBW, stejně jako pásky s LED WS 2812.

Příklad programu

Desky Arduino jsou schopny ovládat LED designy předem dané programy. Jejich knihovny si můžete stáhnout z oficiálních stránek, najít na internetu nebo si sami napsat nový náčrt (kód). Takové zařízení můžete sestavit vlastníma rukama.

Zde jsou některé možnosti použití takových systémů:

• Ovládání osvětlení. Pomocí světelného senzoru se světlo v místnosti rozsvítí jak okamžitě, tak s postupným zvyšováním jasu při západu slunce. Zapnutí lze provést i přes wi-fi, s integrací do systému " chytrý dům“ nebo prostřednictvím telefonního spojení.
• Rozsvícení světla na schodech nebo v dlouhé chodbě. Velmi pěkně vypadá LED osvětlení každého schodu zvlášť. Když je k desce připojeno pohybové čidlo, jeho činnost způsobí sekvenční, s časovým zpožděním, osvětlení schodů nebo chodeb a deaktivace tohoto prvku povede k opačnému procesu.
• Barevná hudba. Použití na analogové vstupy zvukový signál přes filtry bude výstupem barevně-hudební instalace.
• Počítačové modování. Pomocí vhodných senzorů a programů může barva LED záviset na teplotě nebo zatížení procesoru popř paměť s náhodným přístupem. Takové zařízení pracuje podle protokolu dmx 512.
• Ovládání rychlosti svícení pomocí kodéru. Podobné instalace jsou sestaveny na čipech WS 2811, WS 2812 a WS 2812B.

Video návod

V tomto článku si povíme o barevných LED, rozdílu mezi jednoduchou RGB LED a adresovatelnou, doplníme informace o aplikacích, jak fungují, jak se ovládají schematickými obrázky zapojení LED.

LED diody - Elektronická součástka schopné vyzařovat světlo. Dnes jsou široce používány v různých elektronických zařízeních: ve svítilnách, počítačích, domácí přístroje, auta, telefony atd. Mnoho projektů mikrokontrolérů používá LED tak či onak.

Mají dva hlavní účely.:

Ukázka provozu zařízení nebo upozornění na jakoukoli událost;
použití pro dekorativní účely (osvětlení a vizualizace).

Uvnitř se LED skládá z červených (červených), zelených (zelených) a modrých (modrých) krystalů sestavených v jednom balení. Odtud název - RGB (obr. 1).

2. Použití mikrokontrolérů

S ním můžete získat mnoho různých odstínů světla. RGB LED je řízena mikrokontrolérem (MK), například Arduino (obr. 2).

Samozřejmě, můžete jednoduchý blok 5 voltový zdroj, 100-200 ohmové odpory pro omezení proudu a tři spínače, ale pak budete muset ručně ovládat záři a barvu. V tomto případě nebude možné dosáhnout požadovaného odstínu světla (obr. 3-4).

Problém nastává, když potřebujete k mikrokontroléru připojit sto barevných LED. Řadič má omezený počet pinů a každá LED potřebuje čtyři piny, z nichž tři jsou zodpovědné za barvu a čtvrtý pin je společný: v závislosti na typu LED to může být anoda nebo katoda.

3. Ovladač pro ovládání RGB

Pro odlehčení výstupů MK se používají speciální ovladače WS2801 (5 voltů) nebo WS2812B (12 voltů) (obr. 5).

Při použití samostatného ovladače není potřeba obsazovat více výstupů MK, lze omezit pouze na jeden signálový výstup. MK vyšle signál na "Datový" vstup řídícího ovladače WS2801 LED.

Tento signál obsahuje 24bitové informace o jasu barev (3 kanály po 8 bitech pro každou barvu) a také informace pro vnitřní posuvný registr. Je to posuvný registr, který umožňuje určit, které LED informace jsou adresovány. Je tak možné zapojit více LED do série a přitom stále využívat jeden výstup mikrokontroléru (obr. 6).

4. Adresovatelná LED

Jedná se o RGB LED, pouze s integrovaným ovladačem WS2801 přímo na čipu. Pouzdro LED je vyrobeno jako SMD součástka pro povrchovou montáž. Tento přístup umožňuje umístit LED diody co nejblíže k sobě, čímž je záře detailnější (obr. 7).

V internetových obchodech se můžete setkat s adresovatelnými LED pásky, kdy se do jednoho metru vejde až 144 kusů (obr. 8).

Stojí za zvážení, že jedna LED spotřebovává při plném jasu pouze 60-70 mA, při připojení pásky například k 90 LED budete potřebovat mocný blok napájecí zdroj s proudem alespoň 5 ampér. V žádném případě nenapájejte LED pásek přes ovladač, jinak se přehřeje a vyhoří od zátěže. Použití externí zdroje výživy (obr. 9).

5. Nedostatek adresovatelných LED diod

Adresovatelný LED pásek nemůže pracovat při příliš nízkých teplotách: při -15 začne regulátor selhávat, při silnějších mrazech je vysoké riziko jeho selhání.

Druhou nevýhodou je, že pokud jedna LED selže, všechny ostatní odmítnou pracovat v řetězci: interní posuvný registr nebude schopen přenášet informace dále.

6. Aplikace adresovatelných LED pásků

Adresné LED pásky lze použít pro dekorativní osvětlení automobilů, akvárií, fotorámečků a obrazů, v interiérovém designu, jako vánoční dekorace atd.

Zajímavým řešením se ukazuje, pokud je pásek LED použit jako podsvícení Ambilight pro monitor počítače (obr. 10-11).

Pokud používáte mikrokontroléry Arduino základna, budete potřebovat knihovnu FastLed pro usnadnění práce s LED páskem ().

Tento projekt je o tom, jak udělat LED osvětlení řízené z vedlejší místnosti tak, aby nevstávalo z gauče. RGB LED osvětlení je stejně dobré pro výzdobu malého akvária nebo velké místnosti.

Vanu můžete nasvítit různými barvami z RGB pásky na Arduinu. Vytvořit takříkajíc koupel na mikroprocesorovém řízení od Arduina.

Vše, co potřebujete k sestavení RGB podsvícení, jsou následující komponenty:

1. Bluetooth modul HC-05 pro bezdrátová komunikace s Arduinem.
2. Arduino nano, mini, Uno deska s mikroprocesorem ATmega 8, ATmega 168, ATmega 328.
3. LED páskové světlo RGB, volitelně s nebo bez vodotěsnosti IP65.
4. Smartphone s Androidem jako dálkový ovladač pro RGB osvětlení.
5. MOSFETy jako P3055LD, P3055LDG, PHD3355L, ale lepší s otvory pro montážní otvory. Bipolární tranzistory pracovat hůř .
6. Rezistory 10 kOhm, 0,125 W - 3 kusy.

Nějaká teorie o RGB připojení stuhy doArduino

LED pásek nemůžete připojit přímo k desce Arduino. LED pásek svítí od 12 V, kdežto mikroprocesor potřebuje ke své činnosti pouze 5 V.

Hlavním problémem je však to, že výstupy mikroprocesoru nemají dostatek energie pro napájení celého pásu LED. Průměrně metr dlouhý LED pásek spotřebuje 600 mA. Takový proud definitivně vyřadí desku Arduino.

Použité PWM výstupy mikroprocesoru nemají dostatečný výkon k osvětlení RGB páska, ale přesto je lze použít k odstranění řídicího signálu.

Pro oddělení výkonu se doporučuje použít tranzistory jako klíče. Je lepší použít MOSFETy: k sepnutí potřebují slabý proud do „brány“ a kromě toho mají větší výkon ve srovnání s bipolárními spínači stejné velikosti.

RGBstuhy doArduino

Na schématu zapojení jsou k ovládání pásku použity PWM výstupy: 9 (červená), 10 (zelená), 11 (modrá).

Na "bráně" každého tranzistoru jsou zavěšeny tři odpory 10 kOhm, 0,125 W.

Plus z 12V napájení (červený vodič) jde přímo na RGB pásku.

Mínus z 12 V napájecího zdroje (černý vodič) je distribuován přes "zdroje" tranzistorů s efektem pole.

"Výtok" každého tranzistoru je připojen k samostatný kontakt pásky: R, G, B. Při připojování se doporučuje použít vodiče červené, zelené, modré barvy.

Zemnící kolík GND desky Arduino by měl být připojen k mínusu vstupního napájení.

Samotná deska Arduino Uno je napájena samostatně síťový adaptér. Pro Arduino nano, mini budete muset sestavit jednoduchý napájecí zdroj na integrovaném stabilizátoru 7805.

Spojení bluetooth modul HC-05:

• VCC - 5V (napájení +5 V);
• GND - GND (zem, společná);
• RX - TX na Arduino nano, mini, Uno;
• TX - RX na Arduino nano, mini, Uno;
• LED - nepoužívá se;
• KLÍČ - nepoužitý.

Níže uvedený náčrt programu je obecný pro řízení jedné LED i LED pásku. Hlavní věc je ponechat potřebné řádky a odstranit nepotřebné nebo přidat komentáře v lomítcích.

dlouhé x bez znaménka; int LED = 9; // zelená je připojena na pin 9 int LED2 = 10; // modrá je připojena na pin 10 int LED3 = 11; // červená je připojena na pin 11 int a,b,c = 0; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.setTimeout(4); pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(LED2, OUTPUT); pinMode(LED3, OUTPUT); ) void loop() ( if (Serial. available()) ( x = Serial.parseInt(); if (x>=0 && x<=255) { a = x; // для RGB ленты //a = 255-x; // для светодиода analogWrite(LED, a); } if (x>=256 && x<=511) { b = x-256; // для RGB ленты //b = 511-x; // для светодиода analogWrite(LED2, b); } if (x>=512 && x<=767) { c = x-512; // для RGB ленты //c = 767-x; // для светодиода analogWrite(LED3, c); } /* Serial.println(x); Serial.println(a); Serial.println(b); Serial.println(c); */ } }

Pokud potřebujete připojit jednu RGB LED, pak existuje schéma zapojení pro její připojení.

Instalace aplikace do telefonu

Stáhněte si do telefonu aplikaci s krátkým názvem RGB. .

Po instalaci spusťte aplikaci pomocí ikony.

Klikněte na popisek

V seznamu najdeme nainstalovaný Bluetooth modul HC-05.

Pokud existuje připojení, místo nápisu se zobrazí adresa a název nainstalovaného modulu Bluetooth.

No a to je vše, ovládání RGB podsvícení je nastaveno!

Zde je video ukázka našeho projektu v akci:

GPS hodiny na Arduinu Biometrický zámek - rozložení a montáž LCD

Ahoj komunito Habr.

V této době jsou k dispozici LED pásky s proměnlivou barvou žhavení. Vypadají skvěle, nejsou drahé a dají se dobře přizpůsobit pro dekorativní osvětlení interiéru, reklamu atp.

K takovým páskům lze dokoupit napájecí zdroj, stmívač, stmívač s ovládacím panelem. To vám umožní použít LED pásek pro osvětlení. Pokud si však chcete zapsat algoritmus změny barvy nebo provést kontrolu z počítače, pak začíná zklamání. Stmívače s ovládáním přes COM-port nebo Ethernet v prodeji nenajdete.

Vítejte pod kočkou.

Teoretická část

Pro implementaci hladké změny záře všech 3 kanálů si musíme vyrobit vlastní dimer. Je to velmi jednoduché, k tomu musíte vzít vypínače a ovládat je pomocí signálu PWM. Také náš stmívač musí být programovatelný a/nebo externě řízený.

Arduino je dokonalý mozek. Do jeho programu lze zapsat libovolný algoritmus pro změnu barev a také jej lze ovládat jak pomocí modulů Arduino, tak vzdáleně přes Ethernet, IR, Bluetooth pomocí příslušných modulů.

Pro realizaci mého plánu jsem si vybral Arduino Leonardo. Je to jedna z nejlevnějších desek Arduino a má mnoho PWM pinů.

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11 a 13. Poskytněte 8bitový výstup PWM pomocí funkce analogWrite().

A tak máme PWM zdroj, zbývá vymyslet vypínače. Při procházení internetových obchodů se ukáže, že neexistuje žádný modul Arduino pro ovládání RGB pásků. Nebo jen univerzální moduly s výkonovými tranzistory. Můžete také najít obrovské množství stránek pro radioamatéry, kteří sami vyrábějí desky s vypínači.

Existuje však jednodušší způsob! Zachrání nás modul Arduino pro ovládání motorů. Tento modul má vše, co potřebujeme – jsou na něm instalovány výkonné 12V spínače.

Příkladem takového modulu je "L298N Module Dual H Bridge Driver Stepper Motor Driver Board Modules for Arduino Smart Car FZ0407". Takový modul je založen na čipu L298N, který se skládá ze 2 můstků. Přemostění je ale užitečné pro motor (tím se může změnit směr otáčení) a v případě RGB pásku je to zbytečné.

Připojením pásky, jak je znázorněno na obrázku, nevyužijeme veškerou funkčnost tohoto mikroobvodu, ale pouze jeho 3 spodní klávesy.

Praktická část část

Pro implementaci budete potřebovat Arduino Leonardo, L298N Motor Control Module, 12V zdroj (pro napájení pásku), samotnou RGB pásku a propojovací vodiče.
Pro snadné připojení jsem použil i Fundruino IO Expansion, ale nenese žádnou funkční zátěž.

Schéma zapojení je na obrázku.

Chci dodatečně popsat napájení systému. V tomto obvodu je napájen modul řízení motoru, má 5V snižovací zdroj a těchto 5V přivádím na vstup Vin zdroje Arduino. Pokud toto spojení přerušíte (samozřejmě ponecháte připojenou zem), můžete Arduino a vypínače napájet z různých zdrojů napájení. To se může hodit, když je k Arduinu připojeno hodně věcí a zdroj v řídicím modulu motoru nezvládá (vypíná se kvůli přehřátí).

Páska RGB se ovládá pomocí příkazů analogWrite, které nastaví výstup tak, aby tvořil signál PWM.

Zdrojový kód programu pro arduino:
#define GRBLED_PIN_R 9 // pin pro kanál R #define GRBLED_PIN_G 10 // pin pro kanál G #define GRBLED_PIN_B 11 // pin pro kanál B int rgbled_r=0, rgbled_g=0, rgbled_b=0; void setup()( //povolení tisku sériových dat Serial.begin(9600); Serial.println("RBG LED v 0.1"); // RGBLED pinMode(GRBLED_PIN_R, OUTPUT); pinMode(GRBLED_PIN_G, OUTPUT); pinMode(GRBLED_PIN_B , OUTPUT); ) void loop()( // změna barvy rgbled_r = (rgbled_r+1)%1024; rgbled_g = (rgbled_g+2)%1024; rgbled_b = (rgbled_b+3)%1024; // Výstup Z1(výstup_rgbled) ; delay(1); ) void Z1_output_rgbled() ( analogWrite(GRBLED_PIN_R, rgbled_r); analogWrite(GRBLED_PIN_G, rgbled_g); analogWrite(GRBLED_PIN_B, rgbled_b); )

Na videu můžete vidět, jak to funguje:

Ekonomická část

Celkem 37,65 $ = 1 300 RUB

Místo závěru