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Ultimative Anleitung zum Anschließen von LED-Lichtstreifen an Arduino

Ultimative Anleitung zum Anschließen von LED-Lichtstreifen an Arduino / DIY

Der Anstieg der LED-Beleuchtung war stratosphärisch und es ist leicht zu erkennen, warum dies so ist. Sie sind billig in der Herstellung, verbrauchen deutlich weniger Strom als andere Beleuchtungsoptionen und werden in den meisten Fällen nicht heiß, wodurch sie für eine Vielzahl von Anwendungen sicher sind.

Eines der häufigsten LED-Produkte ist der LED-Streifen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die beiden gebräuchlichsten Typen mit einem Arduino einrichten. Diese Projekte sind sehr einfach und auch wenn Sie mit Arduino anfangen. Erste Schritte mit Arduino: Einsteigerhandbuch Erste Schritte mit Arduino: Einsteigerhandbuch Arduino ist eine Open-Source-Prototyping-Plattform für Elektronik, die auf flexibler, einfach zu bedienender Hardware und Hardware basiert Software. Es ist für Künstler, Designer, Hobbyisten und alle gedacht, die interaktive Objekte oder Umgebungen erstellen möchten. Lesen Sie mehr oder Elektronik für Heimwerker Anfängerelektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie kennen müssen Anfängerelektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie wissen müssen Viele von uns haben noch nie einen Lötkolben berührt - aber die Herstellung von Dingen kann unglaublich lohnend sein. Hier sind zehn der grundlegendsten DIY-Elektronikfähigkeiten, die Ihnen den Einstieg erleichtern. Lesen Sie mehr, Sie können dies tun.

Wir werden auch die Arduino IDE verwenden, um sie zu steuern. Dieses Projekt verwendet ein Arduino Uno, obwohl Sie fast jedes kompatible Board verwenden könnten (z. B. das NodeMCU Triff den Arduino-Killer: ESP8266 Triff den Arduino-Killer: ESP8266 Was wäre, wenn ich dir ein Arduino-kompatibles Entwicklungsboard mit eingebautem Wi sagen würde -Fi für weniger als $ 10? Nun, gibt es. Lesen Sie mehr).

Wähle deinen Strip

Beim Kauf von LED-Streifen gibt es ein paar Dinge zu beachten. An erster Stelle steht die Funktionalität. Wenn Sie vorhaben, die Streifen hauptsächlich für die Umgebungsbeleuchtung zu verwenden, ist dies ein einfacher 12v RGB LED Streifen (SMD5050) wäre die richtige Wahl.

Viele dieser Streifen verfügen über eine Infrarot-Fernbedienung, mit der sie gesteuert werden können. In diesem Projekt wird jedoch ein Arduino verwendet. Wenn Sie ein wenig Zeit mit dem Einkaufen verbringen, war es möglich, diese Streifen zum Zeitpunkt des Schreibens für nur 1 US-Dollar pro Meter zu erhalten.

Bildnachweis: Phanu Suwannarat über Shutterstock

Wenn Sie eine etwas höhere Technologie wünschen, sollten Sie die WS2811/12/12B. Diese Streifen (manchmal als bezeichnet Neopixel) haben integrierte Chipsätze, die eine individuelle Adressierung ermöglichen. Dies bedeutet, dass sie mehr als nur Umgebungslicht in der Lage sind.

Sie können sie verwenden, um ein billiges LED-Pixel-Wochenendprojekt aufzubauen: Erstellen Sie ein riesiges LED-Pixel-Display. Wochenendprojekt: Erstellen Sie ein riesiges LED-Pixel-Display. Ich liebe LED-Pixel: hell, einfach zu steuern, günstig und so vielseitig. Heute werden wir sie in ein großes Pixel-Display verwandeln, das an die Wand gehängt werden kann. Lesen Sie mehr Anzeige von Grund auf. Sie können sie sogar verwenden, um Ihre eigene, innere Sturmwolkenlampe herzustellen.

Diese Streifen benötigen nur 5 V, um sie anzutreiben. Es ist zwar möglich, kleine Mengen direkt von einem Arduino-Board aus mit Strom zu versorgen, im Allgemeinen ist es jedoch ratsam, ein separates 5-V-Netzteil zu verwenden, um sich vor dem Geruch von gebratenem Arduino zu schützen. Wenn Sie nach individuell programmierbaren LEDs suchen, sind diese für Sie. Zum Zeitpunkt des Schreibens sind sie für rund 4 US-Dollar pro Meter erhältlich.

Eine andere Sache ist zu beachten, wo diese Streifen wahrscheinlich verwendet werden. Diese beiden Streifentypen sind in unterschiedlichen Längen, LED-Dichten (Anzahl der LEDs pro Meter) und unterschiedlichen Wetterfestigkeiten erhältlich.

Achten Sie bei der Betrachtung von LED-Streifen auf die Zahlen in der Liste. Normalerweise ist die erste Zahl die Anzahl der LEDs pro Meter und die Buchstaben IP gefolgt von Zahlen wird es wetterfest sein. Zum Beispiel, wenn das Listing sagt 30 IP67, das heißt, es wird geben 30 LEDs pro Meter. Das 6 bedeutet, dass es vollständig gegen Staub abgedichtet ist, und die 7 bedeutet, dass es gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser geschützt ist. (Weitere Informationen zu Wetterschutz- und IP-Bewertungen. Was macht ein Gerät wasserdicht oder wasserdicht? Was macht ein Gerät wasserdicht oder wasserdicht?) Viele Geräte werden zwar als wasserdicht vermarktet, aber das kann sehr irreführend sein. Die meisten sind tatsächlich wasserabweisend Was ist der Unterschied? Hier ist alles, was Sie darüber wissen müssen. Lesen Sie weiter.) Sobald Sie den ausgewählten LED-Streifen haben, ist es Zeit, ihn mit einem Arduino zu verbinden. Beginnen wir mit dem SMD5050.

Verbindung herstellen

Um einen 12V-LED-Streifen an ein Arduino anzuschließen, benötigen Sie einige Komponenten:

  • 12v RGB LED Streifen (SMD5050)
  • 1 x Arduino Uno (jedes kompatible Board ist geeignet)
  • 3 x 10k Ohm Widerstände
  • 3 x Logikebene N-Kanal-MOSFETs
  • 1 x Brotschneidebrett
  • Anschlussdrähte
  • 12V-Stromversorgung

Bevor wir die Schaltung einrichten, lass uns darüber reden MOSFETs.

Wenn Sie etwas steuern, das eine höhere Spannung als Ihr Mikrocontroller aufweist, benötigen Sie etwas dazwischen, damit Ihr Board nicht gebraten wird. Eine der einfacheren Möglichkeiten ist die Verwendung eines MOSFET. Durch Senden der Pulsweitenmodulation (PWM) signalisiert dem Tor Bein kann man kontrollieren, wie viel Kraft zwischen den beiden fließt ablassen und Quelle Beine Indem Sie die Farben der LED-Streifen durch den MOSFET leiten, können Sie die Helligkeit der einzelnen Farben der LED-Streifen steuern.

Bei der Verwendung von Mikrocontrollern ist es wichtig, Komponenten auf Logikebene zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Dinge so funktionieren, wie Sie es wünschen. Stellen Sie sicher, dass Ihre MOSFETs sind Logikebene und nicht Standard.

Richten Sie Ihre Schaltung so ein:

  1. Verbinden Sie die Arduino-Pins 9, 6, und 5 zum Tor Beine der drei MOSFETs und verbinden a 10k Widerstand in einer Linie mit der Erdungsschiene.
  2. Verbinden Sie das Quelle Beine zur Bodenschiene.
  3. Verbinden Sie das Ablassen Beine zu den Grün, rot, und Blau Anschlüsse an der LED-Leiste.
  4. Verbinden Sie die Stromschiene mit dem +12v Anschluss des LED-Streifens (in diesem Bild ist das Stromkabel schwarz, um die Farben der Anschlüsse meines LED-Streifens abzugleichen).
  5. Verbinden Sie den Arduino-Boden mit der Bodenschiene.
  6. Verbinden Sie Ihr 12v Stromversorgung der Stromschienen.

Die meisten LED-Streifen verfügen über Dupont-Anschlüsse, an die einfach angeschlossen werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen Sie möglicherweise Drähte an den LED-Streifen löten. Keine Panik, wenn Sie relativ neu beim Löten sind. Dies ist eine einfache Aufgabe, und wir haben eine Anleitung, um mit dem Löten zu beginnen. Lernen Sie, wie man mit diesen einfachen Tipps und Projekten löscht. Lernen Sie, wie man mit diesen einfachen Tipps und Projekten lötet Sie ein wenig eingeschüchtert von dem Gedanken an ein heißes Eisen und geschmolzenes Metall? Wenn Sie mit der Elektronik arbeiten möchten, müssen Sie das Löten lernen. Lasst uns helfen. Lesen Sie mehr, wenn Sie es brauchen.

Wir werden unser Arduino-Board für dieses Projekt über USB mit Strom versorgen. Sie können wählen, ob Sie Ihr Board über den VIN-Pin mit Strom versorgen möchten. Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie die Leistungsbegrenzungen für Ihr Board kennen, bevor Sie dies tun.

Wenn Ihre Schaltung abgeschlossen ist, sollte sie ungefähr so ​​aussehen:

Nachdem Sie nun alles angeschlossen haben, ist es an der Zeit, eine einfache Arduino-Skizze zu erstellen, um sie zu steuern.

Verblassen Sie es

Verbinden Sie Ihr Arduino-Board über USB mit Ihrem Computer und öffnen Sie die Arduino IDE. Vergewissern Sie sich, dass Sie die richtige Board- und Port-Nummer für Ihr Board ausgewählt haben Extras> Platine und Extras> Port Menüs. Öffnen Sie eine neue Skizze und speichern Sie sie unter einem geeigneten Namen.

Diese Skizze blendet die Lichter in jeweils einer Farbe ein, hält sie einige Sekunden an und blendet sie dann aus, bis sie wieder ausgeschaltet wird. Sie können hier nachgehen und die Skizze selbst erstellen oder einfach den kompletten Code von GitHub herunterladen.

Beginnen Sie mit der Definition der Stifte wird zur Steuerung der MOSFETs verwendet.

#define RED_LED 6 #define BLUE_LED 5 #define GREEN_LED 9

Als nächstes benötigen Sie einige Variablen. Erstellen Sie einen Overall Helligkeit Variable, zusammen mit einer Variable für die Helligkeit jeder einzelnen Farbe. Wir verwenden nur die Haupthelligkeitsvariable zum Ausschalten der LEDs. Setzen Sie sie hier auf den maximalen Helligkeitswert von 255.

Sie müssen auch eine Variable erstellen, um zu steuern, wie schnell das Ausbleichen erfolgt.

int Helligkeit = 255; int gBright = 0; int rBright = 0; int bBright = 0; int fadeSpeed ​​= 10;

In deiner Konfiguration Funktion setzen wir unsere Arduino-Pins zur Ausgabe. Wir rufen auch ein paar Funktionen mit einer Verzögerung von 5 Sekunden dazwischen auf. Diese Funktionen existieren noch nicht, aber machen Sie sich keine Sorgen, wir werden sie ansprechen.

void setup () pinMode (GREEN_LED, OUTPUT); pinMode (RED_LED, OUTPUT); pinMode (BLUE_LED, OUTPUT); Anschalten(); Verzögerung (5000); Abschalten();

Nun erstellen Sie die Anschalten() Methode:

void TurnOn () for (int i = 0; i < 256; i++)  analogWrite(RED_LED, rBright); rBright +=1; delay(fadeSpeed);  for (int i = 0; i < 256; i++)  analogWrite(BLUE_LED, bBright); bBright += 1; delay(fadeSpeed);  for (int i = 0; i < 256; i++)  analogWrite(GREEN_LED, gBright); gBright +=1; delay(fadeSpeed);

Diese drei zum Schleifen bringen jede Farbe über eine von der angegebenen Zeit bis zur vollen Helligkeit fadeSpeed Wert.

Schließlich müssen Sie das erstellen Abschalten() Methode:

void TurnOff () for (int i = 0; i < 256; i++)  analogWrite(GREEN_LED, brightness); analogWrite(RED_LED, brightness); analogWrite(BLUE_LED, brightness); brightness -= 1; delay(fadeSpeed);   void loop()

Diese Methode gilt für unsere Helligkeit variabel für alle drei Farbstifte und reduziert sie über einen bestimmten Zeitraum auf Null. Wir brauchen auch hier eine Methode mit leeren Schleifen, um Kompilierungsfehler zu vermeiden.

Wenn Sie diese Skizze fertiggestellt haben, speichern Sie sie. Überprüfen Sie die Skizze und laden Sie sie in Ihr Arduino-Board hoch. Wenn Sie Fehler erhalten, überprüfen Sie den Code erneut auf lästige Tippfehler oder fehlende Semikolons.

Jetzt sollten Sie sehen, wie Ihr LED-Streifen jede Farbe einzeln anhebt, die weiße Farbe 5 Sekunden lang hält und dann gleichförmig zu nichts wird:

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, überprüfen Sie die Verdrahtung und den Code erneut.

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Nun, da wir das abgedeckt haben SMD5050s, lass uns weiter zum gehen WS2812B Streifen.

Helle Ideen

Diese Streifen erfordern weniger Komponenten, um sie zum Laufen zu bringen, und es besteht ein gewisser Spielraum hinsichtlich der genauen Werte der Komponenten, die Sie verwenden können. Der Kondensator in dieser Schaltung sorgt dafür, dass die 5V-LEDs eine stabile Stromversorgung erhalten. Der Widerstand sorgt dafür, dass das vom Arduino empfangene Datensignal frei von Störungen ist.

Du wirst brauchen:

  • WS2811/12/12B 5V-LED-Streifen (alle drei Modelle verfügen über integrierte Chips und funktionieren ähnlich)
  • 1 x Arduino Uno (oder eine ähnliche kompatible Karte)
  • 1 x 220-440 Ohm Widerstand (irgendetwas zwischen diesen beiden Werten ist in Ordnung)
  • 1 x 100-1000 microFarad Kondensator (irgendetwas zwischen diesen beiden Werten ist in Ordnung)
  • Breadboard und Drähte anschließen
  • 5V Spannungsversorgung

Richten Sie Ihre Schaltung wie in der Abbildung gezeigt ein:

Beachten Sie, dass der Kondensator die richtige Ausrichtung haben muss. Sie können feststellen, welche Seite an der Erdungsschiene befestigt ist, indem Sie das Minuszeichen (-) auf dem Körper des Kondensators suchen.

Dieses Mal versorgen wir das Arduino mit dem 5V-Netzteil. Damit steht das Projekt für sich allein, wenn wir fertig sind, obwohl hier einige wichtige Punkte zu beachten sind.

Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihre Karte 5 V aufnehmen kann, bevor Sie sie an die Stromquelle anschließen. Fast alle Entwicklungsplatinen laufen mit 5 V über den USB-Port, aber die Stromeingangspins einiger können die Spannungsregler manchmal überspringen und in Toast umwandeln.

Stellen Sie außerdem sicher, dass nicht mehrere separate Stromquellen an den Arduino angeschlossen sind. Ziehen Sie das USB-Kabel ab, wenn Sie eine externe Stromversorgung verwenden.

Sobald Sie angeschlossen sind, sollte es so aussehen:

Nun, da unsere LED-Leiste verkabelt ist, gehen wir weiter zum Code.

Tanzende Lichter

Um unsere Karte sicher zu programmieren, trennen Sie die Verbindung VIN Linie von der Stromleitung. Sie werden es später wieder anbringen.

Verbinden Sie Ihr Arduino mit dem Computer und öffnen Sie die Arduino IDE. Vergewissern Sie sich, dass Sie die richtige Board- und Port-Nummer ausgewählt haben Extras> Platine und Extras> Port Menüs.

Wir werden die verwenden FastLED Bibliothek, um unser Setup zu testen. Sie können die Bibliothek hinzufügen, indem Sie auf klicken Skizze> Bibliothek einschließen> Bibliotheken verwalten und Suche nach FastLED. Klicken Sie auf Installieren, und die Bibliothek wird der IDE hinzugefügt.

Unter Datei> Beispiele> FastLED wähle aus DemoReel100 skizzieren. Diese Skizze zykliert verschiedene Dinge, die mit dem gemacht werden können WS2812 LED-Streifen und ist unglaublich einfach einzurichten.

Alles, was Sie ändern müssen, ist das DATA_PIN variabel, so dass es passt Pin 13, und das NUM_LEDS Variable, um festzulegen, wie viele LEDs sich in dem Streifen befinden, den Sie verwenden. In diesem Fall verwende ich nur eine kleine Linie von 10 LEDs, die aus einem längeren Streifen geschnitten wurden. Verwenden Sie mehr für eine größere Lichtshow!

Das ist es! Laden Sie die Skizze auf Ihr Board hoch, trennen Sie das USB-Kabel ab und schalten Sie die 5-V-Stromversorgung ein. Schließen Sie schließlich die VIN des Arduino wieder an die Stromleitung an und schauen Sie sich die Show an!

Wenn nichts passiert, überprüfen Sie Ihre Verdrahtung und dass Sie den richtigen Arduino-Pin in der Demoskizze angegeben haben.

Endlose Möglichkeiten

Die Demoskizze zeigt einige der vielen möglichen Kombinationen von Effekten, die mit den WS2812-Streifen erreicht werden können. Sie sind nicht nur ein Schritt von herkömmlichen LED-Streifen, sondern können auch praktisch eingesetzt werden. Ein gutes nächstes Projekt wäre der Aufbau eines eigenen Ambilights. Die 8 besten TV-Ambilight-Kits für ansprechende Hintergrundbeleuchtung Die 8 besten TV-Ambilight-Kits für ansprechende Hintergrundleuchten Ambilight fügt den Fernsehgeräten kostenlose Hintergrundbeleuchtungseffekte hinzu, die den Bildschirminhalt von Videoinhalten verbessern. Es gibt aber viele Ambilight-Kits. Welches ist das Beste für dich? Lesen Sie mehr für Ihr Mediencenter.

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Das Erlernen der Arbeit mit LED-Streifen ist eine gute Möglichkeit, sich mit der grundlegenden Programmierung des Arduino vertraut zu machen. Am besten lernen Sie jedoch durch Basteln. Ändern Sie den obigen Code und sehen Sie, was Sie tun können! Wenn Ihnen das alles zu viel wäre, sollten Sie mit diesen Arduino-Projekten für Anfänger beginnen. 15 Große Arduino-Projekte für Anfänger 15 Große Arduino-Projekte für Anfänger Sie sind an Arduino interessiert, wissen aber nicht, wo Sie anfangen sollen? Hier sind einige unserer besten Arduino-Projekte für Anfänger! Weiterlesen .

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