Адресная светодиодная лента WS2812 и Arduino
Самыми популярными адресными светодиодными лентами являются устройства на чипах WS2812B и WS2811. В первом случае чип находится прямо внутри светодиода, то есть один прибор управляет свечением одного излучающего диода. Питание ленты составляет 5 вольт. Во втором случае чип помещается отдельно, и к нему подключаются 3 диода. Мощность – 12 вольт.
Принцип работы ленты следующий. Она поделена на сегменты, в каждом из которых находятся светодиод и конденсатор. Они все подключены параллельно, а данные передаются последовательно от одного сегмента к другому. Управление осуществляется контроллером, в котором прописывается программа функционирования. Управлять лентой можно через платформу Ардуино.
Маркировка адресной ленты:
- Black PCB / White PCB – цвета подложки
- 1м/5 м – длина адресной ленты
- 30/60/74 и т.д. – сколько светодиодов приходится на 1 метр ленты
- IP30, IP65, IP67 – степень влаго- и пылезащищенности ленты.
Адресные светодиодные ленты используются для сборки полноценных модулей, в конструировании ламп с управлением soft lights, для декоративной подсветки, в построении диодных экранов уличной рекламы.
GitHub — AlexGyver/WS2812_painter: Рисуем светом на ленте WS2812
- компактные размеры
- легкость управления
- управление осуществляется всего по одной линии + провода питания
- количество включенных последовательно светодиодов не ограничено
- невысокая стоимость – покупка отдельно трех светодиодов и драйвера к ним выйдет значительно дороже
Пример подключения к Arduino
Любая адресная светодиодная лента имеет начало и конец, которые важно не перепутать во время сборки. На них есть специальные обозначающие стрелки, которые указывают направление сигнала.
Лента WS2812B подключается к Ардуино следующим образом:
Каждый блок ленты состоит из трех светодиодов. Соответственно, для управления подсветкой потребуется 3 байта – по одному на каждый свет. Каждый байт принимает значение от 0 до 255 – это значит, что есть возможность задания более 16 миллионов оттенков. Данные передаются следующим образом:
И так далее. Когда длительность задержки становится более 50 мкс, передача окончена и начинается второй цикл.
Причины проблем при работе с адресной светодиодная лентой:
- неправильное соединение с землей
- сигнальный провод идет не в начало схемы
- перепутаны земля и 5 В
- если получаются цвета ближе к красному, проблема с блоком питания, пайкой линии или слишком тонкие провода
- после подключения без резистора пин на Ардуино может сломаться, поэтому придется переключать на другой.
Библиотеки Ардуино для работы со светодиодной лентой
Для управления адресной светодиодной лентой существует 3 библиотеки: FastLED, AdafruitNeoPixel и LightWS2812 . Наиболее популярной является первая. Она поддерживает все версии Ардуино и различные протоколы данных, которые используются не только для адресной ленты. Но надо иметь в виду, что FastLED более ресурсоемкая.
Вторая библиотека, AdafruitNeoPixel , чаще используется при работе со светодиодными кольцами. Возможностей меньше, скорость ниже, но она менее требовательна к ресурсам, в ее составе только самое нужное. Поддерживает все версии Ардуино. Третья библиотека используется не очень часто.
Работать с библиотеками FastLED и Adafruit NeoPixel одинаково просто. Их отличия заключаются в функциональности и объеме занимаемой памяти.
Основные моменты подключения ленты:
Соблюдение основных моментов и следование инструкции позволяет самостоятельно подключить адресную светодиодную ленту к вашему проекту.
122-Эффектор с выходом на умную ленту WS2812
После переноса старого Эффектора на платформу Arduino (ATmega328P) стало возможно развивать проект дальше. И вот теперь к Эффектору я подключил умную ленту (NeoPixels) WS2812.
При этом новый Эффектор WS2812 не просто выводит свои эффекты на умную ленту вместо обычных светодиодов, но еще и обзавелся внушительным количеством нового функционала.
Новые плюшки:
— переделан алгоритм формирования уровней, теперь яркость каналов имеет 255 градаций (по сравнению с 8 в предыдущем варианте)
— переделаны встроенные эффекты, теперь они стали плавней
— количество встроенных эффектов увеличено с 8 до 16.
Правда из программы управления Эффектор-12 доступны, как и в предыдущем варианте, только 8 (не стал переделывать программу, дабы осталась совместимость со всеми вариантами Эффекторов), но с самого Эффектора и пульта можно переключать все 16
Эффектор может выдавать информацию о каналах для других сателлитов или управляться другим устройством в сети. Этим я планирую воспользоваться для апдейта моей супергирлянды , подружив ее с программой Эффектор 12 (об этом будет отдельная статья)
Как видно на видео, по сравнению с предыдущим Arduffector -ом , у которого все эффекты стремительные и резкие, новый Эффектор выдает плавную и неспешную картинку эффектов. Вообще, эта модификация Эффектора прошла у меня под девизом «Smooth».
Так как устройство работает на готовой плате Arduino Nano (или Uno), собирать/паять ничего особо и не придется. Достаточно подключить к Ардуине умную ленту (к выводу 13), залить прошивку (через стандартный ардуиновский USB шнур) и устройство заработает.
Если у Вас количество пикселей WS2812 не превышает 2-3 десятка, то и блока питания отдельного не понадобится – все будет работать от USB-порта. Если лента длинная — USB-порт не сможет обеспечить нужный ток. В этом случае понадобится внешний мощный блок питания 5 вольт.
Для демонстрационного ролика на Ютубе я собрал на макетке необходимый мне минимум и уложил ленту в пластиковый кабельный канал (он подсвечиваясь изнутри создает связную картинку скрывая свечение отдельных пикселей).
Если хотите получить от устройства большего – добавляете переменные резисторы, кнопки и TSOP т.д.
Ленту на пробу мне предоставил магазин DiyLab.com.ua Если Вам понравится устройство и Вы захотите его повторить, то ленту в Украине можно приобрести в этом-же магазине — ссылка на ленты . Для России ее можно приобрести еще у одного моего партнера TIXER.RU (обещались в ближайшее время пополнить ассортимент).
Адресная светодиодная лента WS2812 и Arduino | Блог интернет-магазинаЕсли в папке с прошивкой несколько файлов – то это вкладки, и они откроются автоматически. Список файлов на фото ниже, они все откроются при открытии программы перед прошивкой.Мнение экспертаIt-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электроникеЗадавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"122-Эффектор с выходом на умную ленту WS2812. 1 — добавлена поддержка двух типов энкодеров Рисовалка картин для фото на длинной выдержке на Arduino и адресной светодиодной ленте WS2812b. Спрашивайте, я на связи!Новогодняя гирлянда на адресной ленте ws2812b — Хочу знать
Подготовка к прошивке Arduino
6. Запустите программу и настройте прошивку (если нужно), для этого нужно выбрать свою плату Arduino.
Затем выберите процессор Arduino. У меня заработал как на фото. Нижний выдавал ошибку, но у вас может быть по другому. Поэтому пробуйте и тот, и тот процессор.
Затем выберите COM порт подключения Arduino, и нажмите загрузить.
7. У меня загрузилось все почти сразу, выпадала ошибка отсутствия папки FHT.
Ее в этой библиотеке не было, я закачал ее из другой библиотеки, фото справа. У меня по ссылке с яндекс диска, она лежит в моем архиве. Папка FHT должна находится у вас в библиотеках как у меня на фото слева.
Мнение экспертаIt-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электроникеЗадавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"Cхема подключения Лента пришла в бабине, и при подключении ее к блоку питания, блок питания уходил в защиту, скорее всего это из за того, что контакты замыкали между собой и было замыкание. Спрашивайте, я на связи!Подключение
Настройки прошивки Arduino
8. Далее я установил свои настройки в программе перед прошивкой. Установите вольтаж и амперы согласно вашему блоку питания, не нужно выставлять больше, чем блок питания рассчитан. Лучше поставить меньше, дольше прослужит.
10. Настройте блеск и режимы мигания ленты. На фото ниже выделено, где можно изменить режимы включения работы гирлянды.
А на этом скрине я показываю какие режимы я оставил для себя, но вы можете поставить любой другой, какой вам больше понравится.
11. При возникновении ошибок или красного текста в логе обратитесь к 5-ому пункту гайда для новичков – “Разбор ошибок загрузки и компиляции”. На сайте проекта и по ссылке в конце статьи.
