Telefon kontrolü için Arduino aracılığıyla bir RGB şeridi bağlama. LED şeridi arduino'ya bağlama ve kontrol etme

Bu cihazları kontrol etmek için bir RGB denetleyicisi kullanılır. Ancak bunun yanında son yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. arduino kurulu.

Arduino - çalışma prensibi

Arduino kartı, programlanabilir bir mikro denetleyicinin kurulu olduğu bir cihazdır. ona bağlı çeşitli sensörler, kontroller veya kodlayıcı ve verilen bir taslağa (program) göre kart, SPI protokolünü kullanan diğer Arduino kartları dahil olmak üzere motorları, LED'leri ve diğer aktüatörleri kontrol eder. Cihaz üzerinden kontrol edilebilir uzak, Bluetooth modülü, HC-06, Wi-Fi, ESP veya internet ve düğmeler. En popüler kartlardan bazıları Arduino Nano ve arduino uno, Ve arduino pro Mini - ATmega 328 mikrodenetleyici tabanlı bir cihaz

Programlama Arduino ortamında açık bir şekilde gerçekleştirilir. kaynak kodu yüklenmiş normal bilgisayar. Programlar USB üzerinden indirilir.

Arduino ile yük kontrolü prensibi

Kartın, her ikisi de dijital, iki duruma sahip - açık ve kapalı ve analog, 500 Hz frekanslı bir PWM denetleyicisi aracılığıyla kontrol edilen birçok çıkışı vardır.

Ancak çıkışlar, 5 V voltajla 20 - 40 mA akım için tasarlanmıştır. Bu, bir gösterge RGB LED'i veya 32x32 mm LED matris modülüne güç sağlamak için yeterlidir. Daha fazlası için güçlü yük bu yeterli değil.

Birçok projede bu sorunu çözmek için ek cihazlar bağlamanız gerekir:

• Röle. 5V besleme gerilimine sahip bireysel rölelere ek olarak, tüm tertibatlar vardır. farklı miktar kontakların yanı sıra yerleşik başlatıcılarla.
• Bipolar transistörlerdeki yükselteçler. Bu tür cihazların gücü kontrol akımı ile sınırlıdır, ancak birkaç elemandan bir devre monte edebilir veya bir transistör düzeneği kullanabilirsiniz.
• Alan etkisi veya MOSFET transistörleri. Birkaç amperlik akıma ve 40 - 50 V'a kadar gerilime sahip yükleri sürdürebilirler. Bir mosfeti bir PWM'ye ve bir motora veya başka bir endüktif yüke bağlarken, şunlara ihtiyacınız vardır: koruyucu diyot. LED'lere veya LED lambalara bağlandığında bu gerekli değildir.
• Genişletme kartları.

LED şeridi Arduino'ya bağlama

Uzman görüşü

Alexey Bartosh

Elektrikli ekipmanların ve endüstriyel elektroniklerin onarımı, bakımı konusunda uzman.

Arduino Nano, elektrik motorlarından daha fazlasını kontrol edebilir. LED şeritler için de kullanılırlar. Ancak kartın çıkış akımı ve gerilimi yetersiz olduğundan doğrudan bağlantı LED'li şeritler, ardından kontrolör ile LED şerit arasına ek cihazlar takılmalıdır.

röle aracılığıyla

Röle cihaza dijital bir çıkışa bağlanır. Yardımı ile kontrol edilen şeridin yalnızca iki durumu vardır - açık ve kapalı. Kırmızı-mavi-yeşil şeridi kontrol etmek için üç röleye ihtiyaç vardır. Böyle bir cihazın kontrol edebileceği akım, bobinin gücü ile sınırlıdır (düşük güçlü bir bobin, büyük kontakları kapatamaz). Daha fazla güç bağlamak için röle tertibatları kullanılır.

Bipolar transistör ile

Çıkış akımını ve voltajını yükseltmek için iki kutuplu bir transistör kullanılabilir. Yükün akım ve gerilimine göre seçilir. Kontrol akımı 20 mA'dan yüksek olmamalıdır, bu nedenle 1 - 10 kOhm'luk bir akım sınırlayıcı dirençle beslenir.

Transistör kullanmak daha iyidir n-p-nİle ortak yayıcı. Daha yüksek kazanç için, çoklu elemanlı bir devre veya transistör düzeneği(çip yükseltici).

Alan etkili transistör ile

Bipolara ek olarak, bantlar tarafından kontrol edilir FET'ler. Bu cihazlar için başka bir isim MOS veya MOSFET-transistördür.

Böyle bir eleman, iki kutuplu olanın aksine, akımla değil kapıdaki voltajla kontrol edilir. Bu, küçük bir geçit akımının onlarca ampere kadar büyük yük akımlarını sürmesine izin verir.

Eleman, akım sınırlayıcı bir dirençle bağlanır. Ayrıca parazite karşı hassastır, bu nedenle kontrolör çıkışı 10 kΩ'luk bir dirençle toprağa bağlanmalıdır.

Genişletme kartları ile

Röle ve transistörlerin yanı sıra hazır bloklar ve genişletme kartları kullanılmaktadır.

Bu, Wi-Fi veya Bluetooth, L298N modülü gibi bir motor kontrol sürücüsü veya bir ekolayzır olabilir. Yükleri taşımak için tasarlanmıştır farklı güç ve gerilim. Bu tür cihazlar tek kanallıdır - yalnızca tek renkli bir bandı kontrol edebilirler ve çok kanallı - RGB ve RGBW cihazlarının yanı sıra WS 2812 LED'li bantlar için tasarlanmıştır.

Program örneği

Arduino kartları kontrol edebilir LED tasarımlarönceden verilen programlar. Kütüphaneleri resmi siteden indirilebilir, İnternette bulunabilir veya kendiniz yeni bir eskiz (kod) yazabilirsiniz. Böyle bir cihazı kendi ellerinizle monte edebilirsiniz.

Bu tür sistemleri kullanmak için bazı seçenekler şunlardır:

• Aydınlatma kontrolü. Bir ışık sensörü yardımıyla, odadaki ışık hem hemen hem de güneş battıkça kademeli olarak parlaklık artışı ile açılır. Açma, sisteme entegrasyon ile wi-fi üzerinden de yapılabilir " akıllı ev” veya telefon bağlantısı ile.
• Merdivenlerde veya uzun bir koridorda ışığı yakmak. Her basamağın ayrı ayrı led aydınlatması çok hoş duruyor. Panoya bir hareket sensörü bağlandığında, çalışması, bir zaman gecikmesiyle sıralı olarak, basamakların veya koridorların aydınlatılmasına neden olur ve bu elemanın devre dışı bırakılması, ters işleme yol açar.
• Renkli müzik. Analog girişlere uygulama ses sinyali filtreler aracılığıyla, çıktı bir renkli-müzik enstalasyonu olacaktır.
• Bilgisayar modifikasyonu. Uygun sensörler ve programlar yardımıyla LED'lerin rengi sıcaklığa veya işlemci yüküne bağlı olabilir veya rasgele erişim belleği. Böyle bir cihaz, dmx 512 protokolüne göre çalışır.
• Çalışan ışıkların hızını bir kodlayıcı ile kontrol etme. Benzer kurulumlar WS 2811, WS 2812 ve WS 2812B yongalarında toplanır.

Video talimatı

Bu yazımızda basit bir RGB LED ile adreslenebilir bir LED arasındaki fark olan renkli LED'lerden bahsedeceğiz, onu uygulamalar, nasıl çalıştıkları, LED bağlantılarının şematik resimleriyle nasıl kontrol edildikleri hakkında bilgilerle destekleyeceğiz.

LED'ler - elektronik bileşenışık yayma özelliğine sahiptir. Bugün çeşitli elektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar: el fenerlerinde, bilgisayarlarda, Ev aletleri, arabalar, telefonlar vb. Birçok mikrodenetleyici projesi, LED'leri bir şekilde kullanır.

İki ana amaçları vardır.:

Ekipman çalışmasının gösterilmesi veya herhangi bir olayın bildirilmesi;
dekoratif amaçlı kullanım (aydınlatma ve görselleştirme).

İçeride LED, tek bir pakette toplanmış kırmızı (kırmızı), yeşil (yeşil) ve mavi (mavi) kristallerden oluşur. Dolayısıyla adı - RGB (Şek. 1).

2. Mikrodenetleyici kullanmak

Bununla birlikte, birçok farklı ışık tonu elde edebilirsiniz. RGB LED, bir mikrodenetleyici (MK), örneğin Arduino (Şekil 2) tarafından kontrol edilir.

tabii ki yapabilirsin basit blok 5 volt güç kaynağı, akımı sınırlamak için 100-200 ohm'luk dirençler ve üç anahtar, ancak daha sonra parlamayı ve rengi manuel olarak kontrol etmeniz gerekecek. Bu durumda istenilen ışık tonuna ulaşmak mümkün olmayacaktır (Res. 3-4).

Mikrodenetleyiciye yüzlerce renkli LED bağlamanız gerektiğinde sorun ortaya çıkıyor. Denetleyicinin sınırlı sayıda pimi vardır ve her LED'in üçü renkten sorumlu olan dört pime ihtiyacı vardır ve dördüncü pim ortaktır: LED türüne bağlı olarak anot veya katot olabilir.

3. RGB kontrolü için kontrolör

MK çıkışlarını boşaltmak için özel kontrolörler WS2801 (5 volt) veya WS2812B (12 volt) kullanılır (Şekil 5).

Ayrı bir kontrolör kullanımı ile birkaç MK çıkışını işgal etmeye gerek yoktur, sadece bir sinyal çıkışı ile sınırlandırılabilir. MK, WS2801 LED kontrol denetleyicisinin "Veri" girişine bir sinyal gönderir.

Bu sinyal, 24 bit renk parlaklık bilgisi (her renk için 8 bitlik 3 kanal) ve ayrıca dahili kaydırma yazmacı için bilgi içerir. Hangi LED bilgisinin adreslendiğini belirlemenizi sağlayan kaydırma yazmacıdır. Böylece, mikrodenetleyicinin bir çıkışını kullanmaya devam ederken birkaç LED'i seri olarak bağlamak mümkündür (Şekil 6).

4. Adreslenebilir LED

Bu, yalnızca doğrudan çip üzerinde entegre bir WS2801 denetleyicisi bulunan bir RGB LED'dir. LED'in muhafazası, yüzeye montaj için bir SMD bileşeni olarak yapılmıştır. Bu yaklaşım, LED'leri birbirine mümkün olduğunca yakın yerleştirmenize olanak tanıyarak parlamayı daha ayrıntılı hale getirir (Şek. 7).

Çevrimiçi mağazalarda, bir metreye 144 adede kadar parça sığdığında adreslenebilir LED şeritler bulabilirsiniz (Şek. 8).

Bir LED'in tam parlaklıkta yalnızca 60-70 mA tükettiğini düşünmeye değer, örneğin 90 LED'e bir bant bağlarken ihtiyacınız olacak güçlü blok en az 5 amperlik bir akıma sahip güç kaynağı. Hiçbir durumda LED şeridi kontrolör üzerinden çalıştırmayın, aksi takdirde aşırı ısınır ve yükten yanar. Kullanmak dış kaynaklar beslenme (Şek. 9).

5. Adreslenebilir LED eksikliği

Adreslenebilir LED şerit çok düşük sıcaklıklarda çalışamaz: -15'te kontrolör arızalanmaya başlar, daha şiddetli donlarda arızalanma riski yüksektir.

İkinci dezavantaj, bir LED arızalanırsa, geri kalan her şeyin zincir boyunca çalışmayı reddetmesidir: dahili kaydırma yazmacı daha fazla bilgi iletemez.

6. Adreslenebilir LED şeritlerin uygulanması

Adresli LED şeritler, arabaların, akvaryumların, fotoğraf çerçevelerinin ve tabloların dekoratif aydınlatmasında, iç mimaride, yılbaşı süsü olarak vb. kullanılabilir.

LED şeridin bir bilgisayar monitörü için Ambilight arka ışığı olarak kullanılması ilginç bir çözümdür (Şek. 10-11).

Mikrodenetleyici kullanıyorsanız arduino tabanı, LED şerit () ile çalışmayı kolaylaştırmak için FastLed kitaplığına ihtiyacınız olacak.

Bu proje LED aydınlatmanın koltuktan kalkmamak için yan odadan kontrollü hale getirilmesiyle ilgili. RGB LED aydınlatma, küçük bir akvaryumu veya büyük bir odayı dekore etmek için eşit derecede iyidir.

Arduino üzerindeki RGB banttan farklı renklerle banyoyu aydınlatabilirsiniz. Arduino'dan mikroişlemci kontrolünde bir banyo oluşturmak, tabiri caizse.

Bir RGB arka ışığını monte etmek için ihtiyacınız olan tek şey aşağıdaki bileşenlerdir:

1. Bluetooth modülü HC-05 için kablosuz iletişim Arduino ile.
2. Arduino nano, mini, Mikroişlemcili Uno kartı ATmega 8, ATmega 168, ATmega 328.
3. LED Şerit Işık RGB, isteğe bağlı olarak IP65 su geçirmezlik ile veya olmadan.
4. RGB aydınlatma için uzaktan kumanda olarak Android'li akıllı telefon.
5. P3055LD, P3055LDG, PHD3355L gibi MOSFET'ler, ancak montaj delikleri için deliklerle daha iyi. bipolar transistörler daha kötü çalışmak .
6. Dirençler 10 kOhm, 0,125 W - 3 adet.

hakkında bazı teoriler RGB bağlantısı kurdelelerarduino

LED şeridi doğrudan Arduino kartına bağlayamazsınız. Mikroişlemcinin çalışması için yalnızca 5 V'a ihtiyacı varken, LED şerit 12 V'tan parlar.

Ancak asıl sorun, mikroişlemcinin çıkışlarının tüm bir LED şeridini çalıştırmak için yeterli güce sahip olmamasıdır. Ortalama olarak, bir metre uzunluğundaki LED şerit 600 mA tüketir. Böyle bir akım kesinlikle Arduino kartını devre dışı bırakacaktır.

Mikroişlemcinin kullanılan PWM çıkışları aydınlatmak için yeterli güce sahip değildir. RGB bant, ancak yine de kontrol sinyalini kaldırmak için kullanılabilirler.

Güç ayırma için anahtar olarak transistörlerin kullanılması önerilir. MOSFET'leri kullanmak daha iyidir: açmak için "kapıya" yetersiz bir akıma ihtiyaç duyarlar ve ayrıca aynı boyuttaki iki kutuplu anahtarlara kıyasla daha fazla güce sahiptirler.

RGBkurdelelerarduino

Bağlantı şemasında, bandı kontrol etmek için PWM çıkışları kullanılır: 9 (kırmızı), 10 (yeşil), 11 (mavi).

Her transistörün "kapısına" 10 kOhm, 0,125 W'lık üç direnç asılır.

Artı, 12 V güç kaynağından (kırmızı kablo) doğrudan RGB bandına gider.

12 V güç kaynağından (siyah kablo) gelen eksi, alan etkili transistörlerin "kaynaklarına" dağıtılır.

Her transistörün "tahliyesi" şuna bağlıdır: ayrı kişi bantlar: R, G, B. Bağlanırken kırmızı, yeşil, mavi renkli kabloların kullanılması tavsiye edilir.

Arduino kartının topraklama pimi GND, giriş gücünün eksisine bağlanmalıdır.

Arduino Uno kartının kendisi ayrı bir güç kaynağı tarafından desteklenmektedir. ağ adaptörü. Arduino nano, mini için entegre bir 7805 dengeleyici üzerine basit bir güç kaynağı monte etmeniz gerekecektir.

Bağlantı bluetooth modülü HC-05:

• VCC - 5V (besleme +5 V);
• GND - GND (toprak, ortak);
• Arduino nano, mini, Uno üzerinde RX - TX;
• TX - Arduino nano, mini, Uno üzerinde RX;
• LED - kullanılmaz;
• ANAHTAR - kullanılmaz.

Aşağıdaki program taslağı, hem tek bir LED'i hem de bir LED şeridi sürmek için geneldir. Önemli olan gerekli satırları bırakmak, gereksiz olanları silmek veya eğik çizgilerle yorum yapmaktır.

işaretsiz uzun x; int LED'i = 9; // yeşil pin 9'a bağlı int LED2 = 10; // mavi pin 10'a bağlı int LED3 = 11; // kırmızı pin 11'e bağlı int a,b,c = 0; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.setTimeout(4); pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(LED2, OUTPUT); pinMode(LED3, OUTPUT); ) geçersiz döngü() ( if (Serial. mevcut()) ( 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); */ } }

Bir RGB LED'i bağlamanız gerekiyorsa, bağlantısı için bir bağlantı şeması vardır.

Uygulamayı telefonunuza yükleme

Telefona kısa adı RGB olan uygulamayı indirin. .

Yüklemeden sonra, uygulamayı simgeyle başlatın.

Başlığa tıklayın

Yüklü Bluetooth modülü HC-05'i listede buluyoruz.

Bir bağlantı varsa, yazı yerine kurulu Bluetooth modülünün adresi ve adı görüntülenecektir.

Hepsi bu kadar, RGB arka ışık kontrolü ayarlandı!

İşte projemizin uygulama halindeki bir video örneği:

Arduino'da GPS saati Biyometrik kilit - LCD düzeni ve montajı

Merhaba Habr topluluğu.

Şu anda, değişken bir parlaklık rengine sahip LED şeritler mevcut hale geldi. Harika görünürler, pahalı değildirler ve dekoratif iç aydınlatma, reklam vb. için iyi uyarlanabilirler.

Bu tür bantlar için kontrol panelli bir güç kaynağı, dimmer, dimmer satın alabilirsiniz. Bu, LED şeridi aydınlatma için kullanmanıza izin verecektir. Ancak, bir renk değiştirme algoritması yazmak veya bir bilgisayardan kontrol yapmak istiyorsanız, o zaman hayal kırıklığı başlar. Satışta COM portu veya Ethernet üzerinden kontrollü karartıcılar bulamazsınız.

Kedi altında hoş geldiniz.

teorik kısım

3 kanalın tümünün ışıltısında yumuşak bir değişiklik uygulamak için kendi dimerimizi yapmamız gerekiyor. Bunu yapmak çok basit, bunun için güç tuşlarını almanız ve bir PWM sinyali kullanarak kontrol etmeniz gerekiyor. Ayrıca dimmerimiz programlanabilir ve/veya harici kontrollü olmalıdır.

Arduino mükemmel bir beyindir. Renk değiştirmek için herhangi bir algoritma programına yazılabilir ve ayrıca hem Arduino modülleri kullanılarak hem de uygun modüller kullanılarak Ethernet, IR, Bluetooth üzerinden uzaktan kontrol edilebilir.

Planımı uygulamak için Arduino Leonardo'yu seçtim. En ucuz Arduino kartlarından biridir ve birçok PWM pinine sahiptir.

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11 ve 13. analogWrite() işleviyle 8 bit PWM çıkışı sağlayın.

Ve böylece, bir PWM kaynağımız var, güç anahtarlarını bulmaya devam ediyor. İnternet mağazalarına göz atarsanız, RGB şeritlerini kontrol edecek bir Arduino modülü olmadığı ortaya çıkıyor. Veya sadece güç transistörlü evrensel modüller. Ayrıca, kendileri güç tuşlarıyla pano yapan radyo amatörleri için çok sayıda site bulabilirsiniz.

Ancak, daha kolay bir yol var! Motorları kontrol etmek için Arduino modülü tarafından kurtarılacağız. Bu modül ihtiyacımız olan her şeye sahiptir - üzerine güçlü 12V anahtarlar takılıdır.

Böyle bir modüle örnek olarak "Arduino Akıllı Araba FZ0407 için L298N Modülü Çift H Köprü Step Motor Sürücü Kartı Modülleri" verilebilir. Böyle bir modül, 2 köprüden oluşan L298N yongasını temel alır. Bununla birlikte, köprüleme motor için yararlıdır (bu, dönüş yönünü değiştirebilir) ve bir RGB şeridi söz konusu olduğunda işe yaramaz.

Bu mikro devrenin tüm işlevlerini kullanmayacağız, sadece 3 alt tuşunu şekilde gösterildiği gibi bandı bağlayarak kullanacağız.

Pratik kısım kısım

Uygulama için bir Arduino Leonardo'ya, bir L298N Motor Kontrol Modülüne, bir 12V kaynağa (banda güç sağlamak için), RGB bandın kendisine ve bağlantı kablolarına ihtiyacınız olacak.
Bağlantı kolaylığı için Fundruino IO Expansion'ı da kullandım, ancak herhangi bir işlevsel yük taşımıyor.

Bağlantı şeması şekilde gösterilmiştir.

Ek olarak sistemin güç kaynağını açıklamak istiyorum. Bu devrede motor kontrol modülüne güç veriliyor, 5V step-down güç kaynağına sahip ve ben bu 5V'u Arduino güç kaynağının Vin girişine uyguluyorum. Bu bağlantıyı keserseniz (tabii ki topraklamayı bağlı bırakarak), o zaman Arduino'ya ve güç anahtarlarına farklı güç kaynaklarından güç sağlayabilirsiniz. Bu, Arduino'ya birçok şey bağlandığında ve motor kontrol modülündeki kaynak başa çıkmadığında (aşırı ısınma nedeniyle kapanır) yararlı olabilir.

RGB bandı, çıkışı bir PWM sinyali oluşturacak şekilde ayarlayan analogWrite komutları kullanılarak kontrol edilir.

arduino için program kaynak kodu:
#define GRBLED_PIN_R 9 // R kanalı için pin #define GRBLED_PIN_G 10 // G kanalı için pin #define GRBLED_PIN_B 11 // B kanalı için pin int rgbled_r=0, rgbled_g=0, rgbled_b=0; void setup()( //serial datada print 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); ) geçersiz döngü()( // rengi değiştir rgbled_r = (rgbled_r+1)%1024; rgbled_g = (rgbled_g+2)%1024; rgbled_b = (rgbled_b+3)%1024; // Çıktı Z1_output_rgble() ; gecikme(1); ) geçersiz Z1_output_rgbled() ( analogWrite(GRBLED_PIN_R, rgbled_r); analogWrite(GRBLED_PIN_G, rgbled_g); analogWrite(GRBLED_PIN_B, rgbled_b); )

Videoda nasıl çalıştığını görebilirsiniz:

ekonomik kısım

Toplam 37,65 ABD Doları = 1.300 RUB

Bir sonuç yerine