Controllo della striscia LED indirizzabile tramite Arduino

La striscia LED indirizzabile e Arduino aiuteranno a decorare l'interno della casa, creare un'atmosfera speciale e creare un ticker sulla vetrina. Dall'articolo imparerai come collegare e gestire il nastro, come controllare e lampeggiare il nastro, quali effetti si ottengono.

Nella striscia LED indirizzabile Arduino, la luminosità e la modalità operativa di ciascun diodo sono impostate separatamente.

Tali dispositivi hanno molti vantaggi.

• Possono essere utilizzati per l'illuminazione intelligente. Non sarà difficile assemblare una retroilluminazione dinamica, una linea strisciante o far accendere la luce nei tempi previsti. Collega moduli aggiuntivi, ad esempio un sensore di movimento, e quando entri nella stanza, la luce inizierà. E anche il loro lavoro può essere controllato a distanza dal telecomando e dallo smartphone.
• Facile da personalizzare. Puoi scrivere programmi per lavorare da solo o utilizzare modelli già pronti.
• Le strisce LED sono affidabili e durevoli. Non si scaldano e non richiedono costi energetici elevati.
• L'accessibilità è un altro vantaggio. I nastri a diodi sono molto diffusi sul mercato, non sarà difficile scegliere quello giusto. I più economici costano 200 rubli. per metro, più luminoso - da 500 rubli.

Ma ci sono anche degli svantaggi.

• È necessaria un'alimentazione separata di 5 o 12 V. L'unità Arduino può fornire solo 800 mA di corrente, che è sufficiente solo per 13 pixel (un pixel consuma 40-60 mA).
• I giunti sono esigenti sulla qualità della saldatura.

Se sai saldare bene, non sarà difficile assemblare il circuito. E se non sai come fare, allora è il momento di imparare. Quindi sentiti libero di iniziare a scegliere le apparecchiature di illuminazione.

Si prega di notare alcuni punti prima dell'acquisto.

• Il numero di pixel per metro. Possono essere 30, 60, 74, 96, 100 e 144. Più ce ne sono, più ricca è l'immagine, ma più costoso è il nastro. E più consuma energia (alimentatore più potente e più costoso).

• Il grado di sicurezza. Per l'illuminazione di interni è sufficiente IP30 (protezione dalla polvere). Per condizioni umide, i diodi devono essere ricoperti di silicone e il grado di protezione è IP65. E se la striscia è per strada, la protezione dovrebbe essere la massima: IP67 (il dispositivo è completamente nascosto in una scatola di silicone).

• Il sottofondo influisce sull'esperienza estetica. È disponibile in nero (PCB nero) e bianco (PCB bianco).

• Esistono opzioni "economiche" per le strisce LED. Sono contrassegnati con le lettere ECO. Questi modelli non sono brillanti come i soliti e sono di qualità inferiore. Ma sono più economici.

Ora che hai trovato quello ideale, procedi all'assemblaggio.

Per il collegamento è necessario un adattatore di alimentazione. Calcola la sua potenza. Per fare ciò, moltiplica il consumo di corrente di un pixel (di solito 60 mA) per il numero di pixel in un metro di nastro e per la sua lunghezza. Moltiplicare il risultato per la tensione di esercizio (questi dati sono indicati nella marcatura). Non dimenticare il fattore sicurezza.

Quindi la potenza dell'adattatore dovrebbe essere:

(60 mA / 1000) (corrente in A) * 60 pixel/metro * 1,5 metri * 5 V (tensione) * 1,3 (altezza libera) = 35,1 W. Arrotonda per eccesso al più vicino: 40 watt. Tale alimentazione è necessaria se il nastro si illumina di luce bianca. In caso contrario, la potenza dell'adattatore può essere ridotta di 1,5-2 volte.

Oltre all'alimentatore, avrai bisogno di una scheda Arduino Uno e di cavi di collegamento con una sezione trasversale di almeno 1,5 mm².E anche resistori con una resistenza di 10 kOhm e condensatori con una capacità di 470 μF (è possibile di più).

Quando tutto è pronto, mettiti al lavoro.

• Trova l'inizio e la fine del nastro. I comandi si spostano in sequenza da un pixel all'altro e la direzione del loro movimento è indicata dalle frecce. Se non ci sono frecce, il contatto di controllo è indicato all'inizio con le lettere DI (ingresso digitale) e alla fine - DO (uscita digitale). Il contatto DO viene utilizzato per collegare nastri aggiuntivi.
• Saldare un resistore di sicurezza da 200-500 ohm. Se l'alimentazione si interrompe improvvisamente, la corrente non scorrerà attraverso il connettore USB e non la brucerà.
• Assemblare lo schema. Se il dispositivo è controllato da un computer, il circuito dovrebbe essere così.

Per il funzionamento autonomo o il controllo dai sensori, ne hai bisogno.

Indossare guanti di gomma e appoggiare periodicamente il saldatore a terra (almeno ai tubi del riscaldamento a vapore).

• Se la distanza tra la striscia di diodi e la scheda Arduino è superiore a 15 cm, attorcigliare i fili DI di controllo e massa GND in un codino. Allora non ci saranno ritiri.
• In modalità lampeggiante, c'è un'interferenza sulla linea di alimentazione. Questo porta a prestazioni instabili. Per appianare l'interferenza, un condensatore con una capacità di 470 μF e una tensione di 6,3 V.
• Per farlo accendere senza problemi, il circuito è assemblato su una breadboard per l'assemblaggio di circuiti su microcontrollori. Deve avere 3 livelli logici di MOSFET a canale N.

Ecco come appare nella realtà.

• Se il nastro è lungo, apparirà una perdita di tensione. Pertanto, i pixel più esterni brilleranno debolmente. Per evitare ciò, alimentare i giunti di 2 strisce di diodi o per ogni metro di lunghezza totale.

Resta solo da controllare il circuito. Per fare ciò, scrivi il programma più semplice.

• Collega la scheda al tuo computer e apri l'IDE di Arduino.
• Scarica una libreria o un modello. Le librerie più famose sono FastLED e Adafruit NeoPixel.

1. FastLED è molto versatile e supporta tutte le versioni di Arduino. Da qui lo svantaggio: occupa molta memoria e la maggior parte delle funzionalità non sarà utile.
2. L'Adafruit NeoPixel è progettato per gli anelli NeoPixel, ma funzionerà con qualsiasi striscia LED. Ha meno effetti e una velocità inferiore, ma la memoria di Arduino è più libera. Ciò significa che sulla scheda possono essere caricate più modalità operative.

Ora puoi realizzare tutti i tuoi progetti.

Se non lo fai, quando fai lampeggiare il dispositivo, l'intera corrente di alimentazione andrà alla scheda. La scheda o la porta USB si bruceranno.

Ma succede che il nastro degli indirizzi non funzioni correttamente. Scopri gli errori più comuni.

• Se i diodi sono illuminati con una sfumatura rossa, l'alimentazione è troppo debole. Oppure i collegamenti sono interrotti e devono essere risaldati. Un'altra opzione sono i cavi di alimentazione troppo sottili.
• Quando il dispositivo è difettoso o funziona con artefatti, il problema è nell'alimentatore. Prova a sostituire i cavi con altri schermati o a disattivare il Wi-Fi.
• Se i pixel non si illuminano affatto, molto probabilmente il circuito è assemblato in modo errato. Gli errori più comuni: la massa del nastro non è collegata alla massa della scheda Arduino, il cavo di controllo DI va alla fine del nastro e non all'inizio, i cavi di alimentazione (5V e GND) sono invertiti. In tutti questi casi è sufficiente ricostruire il circuito.
• Ma se hai collegato il dispositivo assemblato senza un resistore, molto probabilmente si è immediatamente bruciato. Quindi devi cambiare la scheda di controllo.

Come puoi vedere, imparare Arduino è facile. E se improvvisamente hai problemi, fai domande sui forum. Saranno felici di aiutarti (soprattutto se vai sotto il soprannome della ragazza).