Điều khiển dải đèn LED định địa chỉ qua Arduino

Dải đèn LED có địa chỉ và Arduino sẽ giúp trang trí nội thất của ngôi nhà, tạo ra một bầu không khí đặc biệt và tạo dấu ấn trên cửa sổ cửa hàng. Từ bài viết, bạn sẽ tìm hiểu về kết nối và quản lý băng, cách kiểm tra và nháy băng, những hiệu quả đạt được.

Trong dải đèn LED định địa chỉ Arduino, độ sáng và chế độ hoạt động của từng diode được đặt riêng biệt.

Các thiết bị như vậy có nhiều lợi thế.

• Chúng có thể được sử dụng để chiếu sáng thông minh. Sẽ không khó để lắp ráp một đèn nền động, một đường dây leo, hoặc làm cho đèn bật đúng lịch trình. Kết nối các mô-đun bổ sung, chẳng hạn như cảm biến chuyển động và khi bạn bước vào phòng, ánh sáng sẽ bắt đầu. Và công việc của họ cũng có thể được điều khiển từ xa từ điều khiển từ xa và điện thoại thông minh.
• Dễ dàng tùy chỉnh. Bạn có thể tự viết chương trình cho công việc hoặc sử dụng các mẫu có sẵn.
• Dải đèn LED đáng tin cậy và bền. Chúng không nóng lên và không đòi hỏi chi phí năng lượng cao.
• Khả năng tiếp cận là một điểm cộng khác. Băng Diode được bày bán tràn lan trên thị trường, sẽ không khó để chọn được loại phù hợp. Những chiếc bình dân nhất có giá 200 rúp. mỗi mét, sáng hơn - từ 500 rúp.

Nhưng cũng có những nhược điểm.

• Cần có nguồn điện riêng 5 hoặc 12 V. Thiết bị Arduino chỉ có thể cung cấp dòng điện 800 mA, chỉ đủ cho 13 pixel (một pixel tiêu thụ 40-60 mA).
• Các mối nối đòi hỏi chất lượng của vật hàn.

Nếu bạn biết cách hàn tốt thì việc lắp ráp mạch sẽ không gặp nhiều khó khăn. Và nếu bạn không biết làm thế nào, thì đó là thời gian để tìm hiểu. Vì vậy, hãy thoải mái bắt đầu lựa chọn thiết bị chiếu sáng.

Hãy lưu ý một số điểm trước khi mua hàng.

• Số lượng pixel trên mét. Có thể có 30, 60, 74, 96, 100 và 144. Càng có nhiều, hình ảnh càng phong phú nhưng băng keo càng đắt tiền. Và nó càng tiêu tốn nhiều năng lượng (bộ đổi nguồn mạnh hơn và đắt hơn).

• Mức độ bảo mật. Đối với ánh sáng trong nhà, IP30 là đủ (chống bụi). Đối với điều kiện ẩm ướt, các điốt phải được bọc bằng silicone và cấp độ bảo vệ là IP65. Và nếu dải trên đường phố, thì khả năng bảo vệ phải là lớn nhất - IP67 (thiết bị được giấu hoàn toàn trong hộp silicone).

• Lớp lót ảnh hưởng đến trải nghiệm thẩm mỹ. Nó có hai màu đen (Black PCB) và trắng (White PCB).

• Có những lựa chọn "tiết kiệm" cho dải đèn LED. Chúng được đánh dấu bằng các chữ cái ECO. Những mô hình này không được sáng như những loại thông thường và chất lượng kém hơn. Nhưng chúng rẻ hơn.

Bây giờ bạn đã tìm thấy cái lý tưởng, hãy tiến hành lắp ráp.

Cần có bộ đổi nguồn để kết nối. Tính công suất của nó. Để làm điều này, hãy nhân mức tiêu thụ hiện tại của một pixel (thường là 60 mA) với số pixel trong một mét băng và với chiều dài của nó. Nhân kết quả với điện áp hoạt động (các dữ liệu này được chỉ ra trong nhãn). Đừng quên yếu tố an toàn.

Khi đó, nguồn của bộ chuyển đổi phải là:

(60 mA / 1000) (dòng điện tính bằng A) * 60 pixel / mét * 1,5 mét * 5 V (điện áp) * 1,3 (khoảng không) = 35,1 W. Làm tròn đến mức cao hơn gần nhất - 40 watt. Nguồn điện như vậy là cần thiết nếu băng phát sáng với ánh sáng trắng. Nếu không, công suất của bộ chuyển đổi có thể giảm 1,5-2 lần.

Ngoài nguồn điện, bạn sẽ cần một bảng Arduino Uno và các dây kết nối có tiết diện ít nhất 1,5 mm².Và cả điện trở có điện trở 10 kOhm và tụ điện có công suất 470 μF (càng tốt).

Khi mọi thứ đã sẵn sàng, hãy bắt tay vào công việc.

• Tìm phần đầu và phần cuối của đoạn băng. Các lệnh di chuyển tuần tự từ pixel này sang pixel khác và hướng di chuyển của chúng được biểu thị bằng các mũi tên. Nếu không có mũi tên nào, thì tiếp điểm điều khiển được biểu thị ở đầu bằng các chữ cái DI (đầu vào kỹ thuật số) và ở cuối - DO (đầu ra kỹ thuật số). Tiếp điểm DO được sử dụng để kết nối các băng bổ sung.
• Hàn điện trở an toàn 200-500 ohm. Nếu nguồn điện đột ngột bị lỗi, dòng điện sẽ không chạy qua đầu nối USB và không làm cháy nó.
• Lắp ráp sơ đồ. Nếu thiết bị được điều khiển từ máy tính, mạch sẽ như thế này.

Để vận hành tự động hoặc điều khiển từ các cảm biến, bạn cần một bộ cảm biến.

Mang găng tay cao su và định kỳ nghiêng mỏ hàn xuống đất (ít nhất là đối với các đường ống gia nhiệt bằng hơi nước).

• Nếu khoảng cách giữa dải diode và bảng Arduino lớn hơn 15 cm, thì hãy xoắn dây điều khiển DI và dây GND nối đất thành một cái bím. Sau đó sẽ không có xe bán tải.
• Ở chế độ nhấp nháy, có nhiễu trên đường dây điện. Điều này dẫn đến hiệu suất không ổn định. Để làm dịu tiếng ồn, một tụ điện có công suất 470 μF và hiệu điện thế 6,3 V.
• Để làm cho nó hoạt động trơn tru, mạch được lắp ráp trên một breadboard để lắp ráp các mạch trên vi điều khiển. Nó phải có 3 mức logic của MOSFET kênh N.

Đây là cách nó trông trong thực tế.

• Nếu băng dài, tổn thất điện áp sẽ xuất hiện trong đó. Do đó, các điểm ảnh bên ngoài sẽ sáng mờ. Để tránh điều này, hãy cấp nguồn cho các khớp nối của 2 dải diode hoặc qua mỗi mét tổng chiều dài.

Nó chỉ còn lại để kiểm tra mạch. Để làm điều này, hãy viết chương trình đơn giản nhất.

• Kết nối bo mạch với máy tính của bạn và mở Arduino IDE.
• Tải xuống thư viện hoặc mẫu. Các thư viện nổi tiếng nhất là FastLED và Adafruit NeoPixel.

1. FastLED rất linh hoạt và hỗ trợ tất cả các phiên bản Arduino. Do đó, bất lợi - nó chiếm nhiều bộ nhớ và hầu hết các tính năng sẽ không hữu ích.
2. Adafruit NeoPixel được thiết kế cho Nhẫn NeoPixel, nhưng sẽ hoạt động với bất kỳ dải đèn LED nào. Nó có ít hiệu ứng hơn và tốc độ chậm hơn, nhưng bộ nhớ Arduino thì tự do hơn. Điều này có nghĩa là có nhiều chế độ hoạt động hơn có thể được tải lên bảng.

Bây giờ bạn có thể thực hiện tất cả các dự án của mình.

Nếu bạn không làm điều này, thì khi bạn nhấp nháy thiết bị, toàn bộ dòng điện cung cấp sẽ đi đến bảng. Bo mạch hoặc cổng USB sẽ bị cháy.

Nhưng nó sẽ xảy ra rằng băng địa chỉ không hoạt động chính xác. Kiểm tra những sai lầm phổ biến nhất.

• Nếu điốt sáng màu đỏ thì nguồn điện quá yếu. Hoặc các kết nối bị hỏng và chúng cần được hàn lại. Một lựa chọn khác là dây điện quá mỏng.
• Khi thiết bị bị lỗi hoặc hoạt động với hiện vật, thì vấn đề nằm ở nguồn điện. Thử thay dây bằng dây được che chắn hoặc tắt Wi-Fi.
• Nếu các điểm ảnh không phát sáng, thì rất có thể mạch được lắp ráp không chính xác. Các lỗi thường gặp nhất: nối đất của băng không nối với đất của board Arduino, dây điều khiển DI đi về cuối băng và không vào đầu, các dây nguồn (5V và GND) bị đấu ngược. Trong tất cả các trường hợp này, nó là đủ để xây dựng lại mạch.
• Nhưng nếu bạn kết nối thiết bị đã lắp ráp mà không có điện trở, thì rất có thể, thiết bị đó sẽ bị cháy ngay lập tức. Sau đó, bạn cần phải thay đổi bảng điều khiển.

Như bạn thấy, học Arduino rất dễ dàng. Và nếu bạn đột nhiên có vấn đề, sau đó đặt câu hỏi trên các diễn đàn. Họ sẽ sẵn lòng giúp đỡ bạn (đặc biệt nếu bạn đi theo biệt danh của cô gái).