Připojení RGB pásku přes Arduino pro ovládání telefonu. Ovládání LED pásku s Arduino

Arduino je ideální pro ovládání jakéhokoli zařízení. Mikroprocesor ATmega pomocí skicového programu manipuluje velké množství diskrétní výstupy, analogově-digitální vstupy/výstupy a PWM regulátory.

Díky flexibilitě kódu je mikrokontrolér ATmega široce používán v různých automatizačních modulech, včetně na jeho základě je možné vytvořit ovladač pro řízení LED osvětlení.

Princip řízení zátěže přes Arduino

Deska Arduino má dva typy výstupních portů: digitální a analogový (řadič PWM). Digitální port má dva možné stavy - logickou nulu a logickou jedničku. Pokud k němu připojíte LED diodu, bude svítit nebo ne.

Analogovým výstupem je PWM regulátor, na který je přiváděn signál o frekvenci asi 500 Hz s nastavitelným pracovním cyklem. Co je to PWM regulátor a jak funguje, najdete na internetu. Prostřednictvím analogového portu je možné zátěž nejen zapínat a vypínat, ale také na ní měnit napětí (proud).

Syntaxe příkazu

Digitální výstup:

pinMode(12, OUTPUT);- nastavte port 12 jako výstupní port dat;
digitalWrite(12, VYSOKÝ);- na diskrétní výstup 12 přivedeme logickou jednotku, která rozsvítí LED.

Analogový výstup:

analogOutPin = 3;- nastavte port 3 na výstup analogové hodnoty;
analogWrite(3, hodnota);- na výstupu tvoříme signál o napětí od 0 do 5V. Hodnota – pracovní cyklus signálu od 0 do 255. Při hodnotě 255 maximální napětí.

Způsoby ovládání LED přes Arduino

Přímo přes port lze připojit pouze slabou LED a i tak je to lepší přes omezovací rezistor. Pokus o připojení výkonnější zátěže ji deaktivuje.

Pro výkonnější zátěže včetně LED pásků se používá elektronický klíč - tranzistor.

Typy tranzistorových klíčů

• bipolární;
• Pole;
• Kompozitní (sestava Darlington).

Způsoby připojení zátěže
Přes bipolární tranzistor	Přes tranzistor s efektem pole	Přes přepínač napětí

Při použití vysoké logické úrovně (digitalWrite(12, HIGH);) přes výstupní port do báze tranzistoru přes řetězec kolektor-emitor poteče referenční napětí do zátěže. Tímto způsobem můžete LED zapínat a vypínat.

Tranzistor s efektem pole funguje podobným způsobem, ale protože má místo „základny“ kolektor, který není řízen proudem, ale napětím, je omezovací rezistor v tomto obvodu volitelný.

Bipolární pohled neumožňuje regulovat výkonné zátěže. Proud jím je omezen na úrovni 0,1-0,3A.

Tranzistory s efektem pole pracují s výkonnějšími zátěžemi s proudem do 2A. Pro ještě víc silné zatížení použití FET Mosfet s proudem do 9A a napětím do 60V.

Místo pole můžete použít Darlingtonovu sestavu bipolárních tranzistorů na mikroobvodech ULN2003, ULN2803.

Čip ULN2003 a schéma zapojení elektronického spínače napětí:

Princip činnosti tranzistoru pro plynulé ovládání LED pásku

Tranzistor funguje jako faucet, pouze pro elektrony. Čím vyšší je napětí přiváděné do báze bipolárního tranzistoru nebo odvod efektu pole, tím nižší je odpor v řetězci emitor-kolektor, tím vyšší je proud procházející zátěží.

Připojením tranzistoru k analogovému portu Arduino mu přiřaďte hodnotu od 0 do 255, změňte napětí přivedené na kolektor nebo kolektor z 0 na 5V. Přes obvod kolektor-emitor bude procházet od 0 do 100 % referenčního napětí zátěže.

K ovládání LED páska arduino je nutné vybrat tranzistor vhodného výkonu. Provozní proud pro napájení LED měřiče je 300-500mA, k tomuto účelu je vhodný výkonový bipolární tranzistor. Pro větší délky je vyžadován tranzistor s efektem pole.

Systém LED připojení pásky pro arduino:

Ovládání pásky RGB s Andurinem

Kromě jednočipových LED umí Arduino pracovat i s barevnými LED. Připojením výstupů každé barvy k analogovým výstupům Arduino můžete libovolně měnit jas každého krystalu a dosáhnout tak požadované barvy záře.

Schéma zapojení pro Arduino RGB LED:

Ovládání pásky Arduino RGB je postaveno podobně:

Řadič Arduino RGB je nejlépe sestavit na tranzistorech s efektem pole.

Pro plynulé ovládání jas lze použít dvě tlačítka. Jeden zvýší jas záře, druhý sníží.

Náčrt ovládání jasu Arduino LED pásku

int led = 120; Nainstalujte průměrná úroveň jas

void setup()(
pinMode(4, OUTPUT); nastavte 4. analogový port na výstup
pinMode(2, INPUT);

pinMode(4, INPUT); nainstalovat 2. a 4 digitální port na tlačítkách vstupu do hlasování
}
void loop()(

tlačítko1 = digitalRead(2);

tlačítko2 = digitalRead(4);
if (tlačítko1 == VYSOKÁ) stisknutím prvního tlačítka se jas zvýší
{
led=led+5;

analogWrite(4, led);
}
if (tlačítko2 == VYSOKÁ) stisknutím druhého tlačítka se jas sníží
{
led \u003d led - 5;

analogWrite(4, led);
}

Při přidržení prvního nebo druhého tlačítka se plynule mění napětí přivedené na ovládací kontakt elektronický klíč. Pak dojde k hladké změně jasu.

Řídicí moduly Arduino

Chcete-li vytvořit plnohodnotný ovladač LED pásku, můžete použít senzorové moduly.

IR ovládání

Modul umožňuje naprogramovat až 20 příkazů.

Poloměr signálu je cca 8m.

Cena kompletu je 6 kč.

Prostřednictvím rádiového kanálu

Čtyřkanálová jednotka s dosahem až 100m

Cena kompletu je 8 kč.

Umožňuje zapnout osvětlení i při přiblížení k bytu.

Bezkontaktní

Snímač vzdálenosti je schopen zvýšit a snížit jas světla pohybem ruky.

Dosah až 5m.

Cena modulu 0,3 c.u.

Minule se uvažovalo o způsobu připojení LED pásku k arduinu přes ovladač L298. Správa barev byla provedena programově - funkce Random. Nyní je čas zjistit, jak ovládat barvu LED pásku na základě údajů snímače teploty a vlhkosti DHT 11.

Jako základ je brán příklad připojení LED pásku přes ovladač L298. Navíc byl do příkladu přidán displej LCD 1602, který bude zobrazovat hodnoty senzoru DHT 11.

Pro projekt budete potřebovat následující prvky Arduino:

1. Deska Arduino UNO.
2. Displej LCD 1602 + I2C.
3. DHT senzor teploty a vlhkosti
4. LED páskové světlo.
5. Ovladač L298.
6. Napájení 9-12V.
7. Pouzdro pro arduino a displej (volitelné).

Nejprve se podívejme na schéma zapojení (obr. 1). Na něm vidíte, jak je potřeba propojit všechny výše uvedené prvky. Sestavení obvodu a jeho zapojení není nic složitého, ale stojí za zmínku jednu nuanci, na kterou většina lidí zapomene a skončí se špatnými výsledky. pracovní LED- stuhy s Arduinem.

Obrázek 1. Kruhový diagram propojení Arduina a LED pásku se senzorem DHT 11

Aby ne správné fungování LED pásek (blikání, nesoulad barev, neúplná záře atd.), napájení celého obvodu musí být provedeno společné, tzn. propojte GND (zem) piny ovladače Arduino a ovladače L298 (LED pásek). Jak to udělat, můžete vidět v diagramu.

Pár slov o připojení čidla vlhkosti. Pokud si koupíte holý DHT 11, bez páskování, pak mezi prvním a druhým kontaktem, 5V a Data, musíte připájet odpor s nominální hodnotou 5-10 kOhm. Rozsah měření teploty a vlhkosti je napsán opačná strana tělo snímače DHT 11. Teplota: 0-50 stupňů Celsia. Vlhkost: 0-80%.

Po sestavení všech prvků projektu podle schématu musíte napsat programovací kód, díky čemuž bude vše fungovat tak, jak chceme. A my potřebujeme LED páskové světlo změnila barvu v závislosti na údajích snímače DHT 11 (vlhkost).

K naprogramování senzoru DHT 11 budete potřebovat další knihovnu.

Kód Arduino programy a RGB - páska. Změna barvy stuhy v závislosti na vlhkosti.

#include #include //knihovna pro práci s LCD displej 1602 #include //knihovna pro práci s čidlem vlhkosti a teploty DHT 11 int chk; //proměnná uloží všechna data ze senzoru DHT11 int hum; //proměnná bude ukládat hodnoty vlhkosti ze senzoru DHT11 dht11 DHT; //objekt typu DHT #define DHT11_PIN 4 //datový kontakt senzoru DHT11 je připojen na vstup 4 #define LED_R 9 //pin pro kanál R #define LED_G 10 //pin pro kanál G #define LED_B 11 //pin pro kanál B / /proměnné budou ukládat hodnoty barev //při smíchání všech tří barev se získá požadovaná barva int led_r=0, led_g=0, led_b=0; //deklarování objektu zobrazení s adresou 0x27 //nezapomeňte v projektu použít displej přes I2C desku LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); void setup() ( //vytvoření displeje lcd.init(); lcd.backlight(); // deklarace pinů jako výstupů pinMode(LED_R, OUTPUT); pinMode(LED_G, OUTPUT); pinMode(LED_B, OUTPUT); ) void loop () ( chk = DHT.read(DHT11_PIN);//čtení dat ze senzoru DHT11 //výstup dat na displej lcd.print("Temp: "); lcd.print(DHT.teplota, 1); lcd .print( " C"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Hum: "); lcd.print(DHT.vlhkost, 1); lcd.print(" %"); delay(1500 ); / /pro správnou funkci senzoru je potřeba zpoždění pro dotazování lcd.clear(); brum = DHT.humidity; //proveďte měření vlhkosti //v rozsahu od 19 do 30 % vlhkosti, abyste se dostali zelená barva if ((hučení >= 19) && (hučení<= 30)) { led_r = 1; led_g = 255; led_b = 1; } //в диапозоне от 31 до 40% влажности выдать красный цвет if ((hum >= 31) && (hum<= 40)) { led_r = 255; led_g = 1; led_b = 1; } //в диапозоне от 41 до 49% влажности выдать синий цвет if ((hum >= 41) && (hučení<= 49)) { led_r = 1; led_g = 1; led_b = 255; } // подача сигналов цвета на выхода analogWrite(LED_R, led_r); analogWrite(LED_G, led_g); analogWrite(LED_B, led_b); }

Tagy: Tagy

V předvečer Nového roku vám doporučuji sestavit vánoční stromeček programovatelnou RGB girlandu se schopností vytvářet různé vzory.

Co potřebujete na girlandu?

WS2811 RGB Full Color 12mm LED String DC 5V lze zakoupit na Aliexpress za 20 dolarů. Obvyklý konec jedné takové girlandy může být připojen k jinému, aby se zvětšila délka. Tento článek je určen pro vytváření světelných obrazců, takže pokud máte po ruce programovatelnou LED girlandu s jiným protokolem, budete muset přepsat program a připojit girlandu podle datasheetu.
5V napájecí zdroj dimenzovaný na proud odebíraný vaším stringem. Obvykle prodejce udává proud spotřebovaný girlandou.
Arduino jakékoli verze. Autor použil standardní Arduino Uno.
Zelená akrylová barva
Izolační páska
Drát.
Pro snazší připojení girlandy k ovladači je žádoucí mít konektory JST

Než začnete s montáží girlandy na vánoční stromeček, ujistěte se, že všechny LED diody fungují. Na internetu můžete najít, jak připojit WS2811 k Arduinu.

Určete piny +5V a GND z datového listu na vašem WS2811
Červená = +5V
Modrá = GND
Bílá = Data

Zapojení je jako na obrázku.

Nainstalujte si oblíbenou knihovnu WS2811 Arduino od Adafruit. Návod k instalaci si můžete stáhnout a přečíst zde:
Upravte přiložený kód podle délky vaší girlandy #define LED_COUNT. Stáhněte a spusťte program Arduino. Všimněte si, že pixely změní barvu z červené přes zelenou na modrou až bílou v průběhu 5 sekund. To zajišťuje, že všechny 3 LED diody uvnitř pixelu jsou dobré.

(Staženo: 1085)

Vyhodnocení poklesu napětí.

Každý LED pixel a následně připojená LED girlanda způsobí určitý pokles napětí. Takže po 50 LED ve vaší LED girlandě klesne napětí napájecího zdroje o nějakou znatelnou hodnotu. Například z 5V na 4,7V. To znamená, že další girlanda, kterou připojíte k té první, bude napájena nikoli z 5V, ale ze 4,7V a napětí po ní klesne ještě níže. V důsledku toho bude každá LED tmavší než předchozí. Nakonec, když napětí klesne na 3,3 V, servisní čip protokolu WS2811 jednoduše přestane fungovat.

Vzhledem k tomu, že v každém pixelu jsou 3 LED a bílá barva záře girlandy znamená, že všechny 3 LED svítí stejně, klesne napětí více, než kdyby svítily například jen červené LED. Když jste spustili testovací program, všimli jste si silného zatemnění na koncích girlandy? Můžete tam připojit další 5V zdroj. Autor to dělal každých 100 pixelů

Malování girlandy.

Normální vánoční osvětlení je obarveno na zeleno, aby splynulo se stromečkem. Vaše LED girlanda má dráty různých barev. Zavěste girlandu a natřete drátky nazeleno akrylovou barvou, bude to chvíli trvat. Obaly WS2811 obalte černou elektro páskou, bude to rychlejší než je natírat.

Určení polohy X a Y každého pixelu

Pověste sestavenou girlandu na vánoční stromeček. Poté můžete vypočítat polohu každého pixelu v X a Y a vložit tato data do programového kódu. Chcete-li to provést, použijte tento soubor s kódem. Odkomentujte první funkci smyčka(), který svítí sekce 10 LED diod. Pokud máte více než 50 LED diod, můžete tuto část rozšířit pouhým zkopírováním a nezapomeňte zadat požadovaný počet v #define LED_COUNT

Zkuste překrýt mřížku tak, aby levá spodní LED byla v buňce 1.1. To je provedeno tak, aby program mohl určit střed stromu ve směru X i Y. Zadání souřadnic X a Y je ruční proces, každou souřadnici získáte sledováním videa. 200 souřadnic zní samozřejmě děsivě, ale bude to trvat až 20 minut.

Mřížku si můžete vytisknout a připevnit k monitoru počítače nebo k displeji telefonu, abyste se nemuseli potýkat s videoeditory.

Přiložený soubor, stejně jako předchozí soubor, je příkladem kódu, který prochází různými vzory, jako ve videu.

(Staženo: 1240)

Z videa můžete pochopit logiku programu a napsat si vlastní šablony nebo změnit kód pro sebe. Druhý přiložený soubor je soubor nastavení pro ovládání Arduina přes sériové rozhraní z jiného zařízení. K ovládání Arduina autor použil Raspberry Pi.

Zde je taková vánoční girlanda pomocí Arduina a WS2811 kit.

(Staženo: 1132)

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 jsou elektronická součástka schopná vyzařovat světlo. Dnes jsou široce používány v různých elektronických zařízeních: baterky, počítače, domácí spotřebiče, 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 si vystačíte s jednoduchým 5voltovým zdrojem, 100-200 ohmovými odpory pro omezení proudu a třemi spínači, 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 při plném jasu spotřebuje pouze 60-70 mA, při připojení pásky například k 90 LED budete potřebovat výkonný zdroj s proudem alespoň 5 ampér. V žádném případě nenapájejte LED pásek přes ovladač, jinak se přehřeje a vyhoří od zátěže. Použijte externí napájecí zdroje (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 budete používat mikrokontroléry na bázi Arduina, budete potřebovat knihovnu FastLed pro zjednodušení práce s LED páskem ().

V tomto tutoriálu použijeme digitální a analogové výstupy „modulované šířkou pulzu“ na desce Arduino k zapnutí RGB LED s různými odstíny. Použití RGB LED pásku umožňuje vytvořit osvětlení interiéru s jakýmkoliv odstínem barvy. Pojďme se bavit o zařízení a pinoutu plnobarevné (RGB) LED a uvažujme o směrnici #definovat v jazyce C++.

Zařízení a účel RGB LED

Pro zobrazení celé palety odstínů stačí tři barvy pomocí RGB syntézy (Červená - červená, Zelená - zelená, Modrá - modrá). Paleta RGB se používá nejen v grafických editorech, ale také při tvorbě webových stránek. Mícháním barev v různých poměrech můžete získat téměř jakoukoli barvu. Výhodou RGB LED je jednoduchý design, malé rozměry a vysoká účinnost světelného výkonu.

RGB LED kombinují tři krystaly různých barev v jednom balení. RGB LED má 4 piny - jeden společný (anoda nebo katoda má nejdelší pin) a tři barevné piny. Ke každému barevnému výstupu musí být připojen rezistor. Modul Arduino RGB LED lze navíc namontovat přímo na desku a má vestavěné odpory – tato možnost je výhodnější pro kruhové třídy.

Fotografie. RGB LED pinout a RGB LED modul pro Arduino

Pinout RGB LED je zobrazen na fotografii výše. Všimněte si také, že mnoho plnobarevných LED vyžaduje difuzory, jinak budou barvy součástí viditelné. Dále připojte RGB LED k Arduinu a nechte ho svítit všemi barvami duhy pomocí "pulzní šířkové modulace".

RGB LED ovládání s Arduino

Analogové výstupy na Arduinu používají "pulzní šířkovou modulaci" k produkci různého množství proudu. Všechny tři barevné vstupy na LED dokážeme dodat s různou hodnotou PWM signálu v rozsahu od 0 do 255, což nám umožní získat na RGB LED Arduino téměř jakýkoli odstín světla.

Pro lekci potřebujeme následující podrobnosti:

• deska Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• prkénko na chleba;
• RGB LED;
• 3 odpory 220 Ohm;
• dráty "otec-matka".

RGB LED modul lze připojit přímo k desce, bez drátů a prkénka. Připojte plně barevný RGB LED modul k následujícím pinům: Mínus— GND, B— Pin13, G— Pin12, R- Pin11 (viz první foto). Pokud používáte RGB LED (Light Emitting Diode), pak ji zapojte podle schématu na fotografii. Po připojení modulu a sestavení obvodu na Arduinu nahrajte skicu.

Náčrt pro blikající RGB LED

Vysvětlení ke kódu:

1. pomocí směrnice #define jsme nahradili počet pinů 11, 12 a 13 odpovídajícími názvy RED , GREEN a BLUE . To se provádí pro pohodlí, aby nedošlo k záměně v náčrtu a pochopení, jakou barvu zahrnujeme;
2. v proceduře void setup() jsme přiřadili piny 11, 12 a 13 jako výstupy;
3. v proceduře void loop() zapneme postupně všechny tři barvy na RGB LED.

Plynulé ovládání RGB LED

Ovládání rgb LED na Arduinu může být hladké pomocí analogových výstupů s modulací šířky pulzu. K tomu musí být barevné vstupy na LED připojeny k analogovým výstupům, například ke kolíkům 11, 10 a 9. A aplikovat na ně různé hodnoty PWM​​pro různé odstíny. Po připojení modulu pomocí vodičů samec-samice nahrajte náčrt.

Náčrt pro plynulé blikání RGB LED

#definujte ČERVENOU 9 // Přiřaďte pinu 9 název ČERVENÁ#definujte ZELENÉ 10 // Název ZELENÁ pro pin 10#define MODRÁ 11 // Přiřaďte pinu 11 název BLUE void setup()(pinMode(RED, OUTPUT); // Pro výstup použijte Pin9 pinMode(ZELENÁ, VÝSTUP); // Pro výstup použijte Pin10 pinMode(BLUE, OUTPUT); // Pro výstup použijte Pin11) void loop() (analogWrite(RED, 50); // Zapněte červené světlo analogWrite(ZELENÁ, 250); // Zapněte zelené světlo analogWrite(BLUE, 150); // Zapněte modré světlo }

Vysvětlení ke kódu:

1. pomocí direktivy #define jsme nahradili počet pinů 9, 10 a 11 odpovídajícími názvy RED , GREEN a BLUE . To se provádí pro pohodlí, aby nedošlo k záměně v náčrtu a pochopení, jakou barvu zahrnujeme;
2. jsme použili piny 11, 12 a 13 jako analogWrite výstupy.