Έλεγχος της διευθυνσιοδοτούμενης ταινίας LED μέσω Arduino

Η διευθυνσιοδοτούμενη λωρίδα LED και το Arduino θα σας βοηθήσουν να διακοσμήσετε το εσωτερικό του σπιτιού, να δημιουργήσετε μια ξεχωριστή ατμόσφαιρα και να κάνετε ένα ticker στη βιτρίνα του καταστήματος. Από το άρθρο θα μάθετε για τη σύνδεση και τη διαχείριση της ταινίας, πώς να ελέγξετε και να αναβοσβήσετε την ταινία, ποια αποτελέσματα επιτυγχάνονται.

Στη διευθυνσιοδοτούμενη λωρίδα LED του Arduino, η φωτεινότητα και ο τρόπος λειτουργίας κάθε διόδου ρυθμίζονται ξεχωριστά.

Τέτοιες συσκευές έχουν πολλά πλεονεκτήματα.

• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για έξυπνο φωτισμό. Δεν θα είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε έναν δυναμικό οπίσθιο φωτισμό, μια έρπουσα γραμμή ή να κάνετε το φως να ανάψει σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα. Συνδέστε πρόσθετες μονάδες, για παράδειγμα, έναν αισθητήρα κίνησης και όταν μπείτε στο δωμάτιο, το φως θα αρχίσει. Και επίσης η εργασία τους μπορεί να ελεγχθεί από απόσταση από το τηλεχειριστήριο και το smartphone.
• Εύκολο στην προσαρμογή. Μπορείτε να γράψετε προγράμματα για εργασία μόνοι σας ή να χρησιμοποιήσετε έτοιμα πρότυπα.
• Οι λωρίδες LED είναι αξιόπιστες και ανθεκτικές. Δεν θερμαίνονται και δεν απαιτούν υψηλό κόστος ενέργειας.
• Η προσβασιμότητα είναι ένα άλλο πλεονέκτημα. Οι ταινίες διόδου είναι ευρέως διαδεδομένες στην αγορά, δεν θα είναι δύσκολο να επιλέξετε τη σωστή. Τα πιο οικονομικά κοστίζουν 200 ρούβλια. ανά μέτρο, πιο φωτεινό - από 500 ρούβλια.

Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα.

• Απαιτείται ξεχωριστή τροφοδοσία 5 ή 12 V. Η μονάδα Arduino μπορεί να παρέχει ρεύμα μόνο 800 mA, που είναι αρκετό μόνο για 13 pixel (ένα pixel καταναλώνει 40-60 mA).
• Οι αρμοί είναι απαιτητικοί για την ποιότητα της συγκόλλησης.

Εάν ξέρετε πώς να κολλήσετε καλά, τότε δεν θα είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε το κύκλωμα. Και αν δεν ξέρετε πώς, τότε ήρθε η ώρα να μάθετε. Επομένως, αρχίστε ελεύθερα να επιλέγετε εξοπλισμό φωτισμού.

Σημειώστε μερικά σημεία πριν αγοράσετε.

• Ο αριθμός των pixel ανά μέτρο. Μπορεί να υπάρχουν 30, 60, 74, 96, 100 και 144. Όσο περισσότερα είναι, τόσο πιο πλούσια είναι η εικόνα, αλλά τόσο πιο ακριβή είναι η ταινία. Και όσο περισσότερο καταναλώνει ενέργεια (πιο ισχυρό και πιο ακριβό τροφοδοτικό).

• Ο βαθμός ασφάλειας. Για τον εσωτερικό φωτισμό, αρκεί το IP30 (προστασία από τη σκόνη). Για υγρές συνθήκες, οι δίοδοι πρέπει να καλύπτονται με σιλικόνη και ο βαθμός προστασίας είναι IP65. Και αν η λωρίδα βρίσκεται στο δρόμο, τότε η προστασία θα πρέπει να είναι η μεγαλύτερη - IP67 (η συσκευή είναι εντελώς κρυμμένη σε ένα κουτί σιλικόνης).

• Το υπόστρωμα επηρεάζει την αισθητική εμπειρία. Διατίθεται σε μαύρο (Black PCB) και λευκό (White PCB).

• Υπάρχουν «οικονομικές» επιλογές για ταινίες LED. Σημειώνονται με τα γράμματα ECO. Αυτά τα μοντέλα δεν είναι τόσο φωτεινά όσο τα συνηθισμένα και είναι κατώτερης ποιότητας. Αλλά είναι φθηνότερα.

Τώρα που βρήκατε το ιδανικό, προχωρήστε στη συναρμολόγηση.

Απαιτείται μετασχηματιστής ρεύματος για τη σύνδεση. Υπολογίστε την ισχύ του. Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε την κατανάλωση ρεύματος ενός pixel (συνήθως 60 mA) με τον αριθμό των pixel σε ένα μέτρο ταινίας και με το μήκος του. Πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα με την τάση λειτουργίας (αυτά τα δεδομένα υποδεικνύονται στη σήμανση). Μην ξεχνάτε τον παράγοντα ασφάλειας.

Τότε η ισχύς του προσαρμογέα θα πρέπει να είναι:

(60 mA / 1000) (ρεύμα σε A) * 60 pixel / μέτρο * 1,5 μέτρα * 5 V (τάση) * 1,3 (χώρος κεφαλής) = 35,1 W. Στρογγυλοποιήστε στην πλησιέστερη υψηλότερη - 40 Watt. Ένα τέτοιο τροφοδοτικό χρειάζεται εάν η ταινία λάμπει με λευκό φως. Εάν όχι, η ισχύς του προσαρμογέα μπορεί να μειωθεί κατά 1,5-2 φορές.

Εκτός από το τροφοδοτικό, θα χρειαστείτε μια πλακέτα Arduino Uno και καλώδια σύνδεσης με διατομή τουλάχιστον 1,5 mm².Και επίσης αντιστάσεις με αντίσταση 10 kOhm και πυκνωτές με χωρητικότητα 470 μF (είναι δυνατό περισσότερο).

Όταν όλα είναι έτοιμα, πιάστε δουλειά.

• Βρείτε την αρχή και το τέλος της ταινίας. Οι εντολές μετακινούνται διαδοχικά από το ένα pixel στο άλλο και η κατεύθυνση της κίνησής τους υποδεικνύεται με βέλη. Εάν δεν υπάρχουν βέλη, τότε η επαφή ελέγχου υποδεικνύεται στην αρχή με τα γράμματα DI (ψηφιακή είσοδος) και στο τέλος - DO (ψηφιακή έξοδος). Η επαφή DO χρησιμοποιείται για τη σύνδεση πρόσθετων ταινιών.
• Συγκολλήστε μια αντίσταση ασφαλείας 200-500 ohm. Εάν η παροχή ρεύματος διακοπεί ξαφνικά, το ρεύμα δεν θα ρέει μέσω της υποδοχής USB και δεν θα την κάψει.
• Συναρμολογήστε το διάγραμμα. Εάν η συσκευή ελέγχεται από υπολογιστή, το κύκλωμα θα πρέπει να είναι έτσι.

Για αυτόνομη λειτουργία ή έλεγχο από αισθητήρες, χρειάζεστε έναν.

Φοράτε λαστιχένια γάντια και κλίνετε περιοδικά το κολλητήρι στο έδαφος (τουλάχιστον στους σωλήνες θέρμανσης ατμού).

• Εάν η απόσταση μεταξύ της λωρίδας διόδου και της πλακέτας Arduino είναι μεγαλύτερη από 15 cm, τότε στρίψτε τα καλώδια ελέγχου DI και γείωσης GND σε μια πλεξίδα. Τότε δεν θα υπάρχουν παραλαβές.
• Στη λειτουργία που αναβοσβήνει, υπάρχουν παρεμβολές στο καλώδιο ρεύματος. Αυτό οδηγεί σε ασταθή απόδοση. Για την εξομάλυνση των παρεμβολών, ένας πυκνωτής χωρητικότητας 470 μF και τάσης 6,3 V.
• Για να ενεργοποιηθεί ομαλά, το κύκλωμα συναρμολογείται σε μια πλακέτα ψωμιού για τη συναρμολόγηση κυκλωμάτων σε μικροελεγκτές. Πρέπει να έχει 3 λογικά επίπεδα MOSFET N-καναλιού.

Έτσι φαίνεται στην πραγματικότητα.

• Εάν η ταινία είναι μεγάλη, θα εμφανιστεί απώλεια τάσης σε αυτήν. Επομένως, τα εξωτερικά pixel θα λάμπουν αμυδρά. Για να αποφύγετε αυτό, τροφοδοτήστε με ρεύμα τις αρθρώσεις 2 λωρίδων διόδου ή μέσω κάθε μέτρου συνολικού μήκους.

Απομένει μόνο να ελέγξετε το κύκλωμα. Για να το κάνετε αυτό, γράψτε το απλούστερο πρόγραμμα.

• Συνδέστε την πλακέτα στον υπολογιστή σας και ανοίξτε το Arduino IDE.
• Κάντε λήψη μιας βιβλιοθήκης ή ενός προτύπου. Οι πιο διάσημες βιβλιοθήκες είναι η FastLED και η Adafruit NeoPixel.

1. Το FastLED είναι πολύ ευέλικτο και υποστηρίζει όλες τις εκδόσεις Arduino. Εξ ου και το μειονέκτημα - καταλαμβάνει πολλή μνήμη και οι περισσότερες από τις δυνατότητες δεν θα είναι χρήσιμες.
2. Το Adafruit NeoPixel έχει σχεδιαστεί για δαχτυλίδια NeoPixel, αλλά θα λειτουργεί με οποιαδήποτε λωρίδα LED. Έχει λιγότερα εφέ και μικρότερη ταχύτητα, αλλά η μνήμη Arduino είναι πιο ελεύθερη. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να φορτωθούν περισσότεροι τρόποι λειτουργίας στην πλακέτα.

Τώρα μπορείτε να υλοποιήσετε όλα τα έργα σας.

Εάν δεν το κάνετε αυτό, τότε όταν αναβοσβήσετε τη συσκευή, ολόκληρο το ρεύμα τροφοδοσίας θα πάει στην πλακέτα. Η πλακέτα ή η θύρα USB θα καούν.

Αλλά συμβαίνει ότι η ταινία διεύθυνσης δεν λειτουργεί σωστά. Δείτε τα πιο συνηθισμένα λάθη.

• Εάν οι δίοδοι ανάβουν με κόκκινη απόχρωση, τότε η παροχή ρεύματος είναι πολύ αδύναμη. Ή οι συνδέσεις έχουν σπάσει και πρέπει να ξανακολληθούν. Μια άλλη επιλογή είναι τα καλώδια τροφοδοσίας που είναι πολύ λεπτά.
• Όταν η συσκευή είναι buggy ή λειτουργεί με αντικείμενα, τότε το θέμα είναι στο τροφοδοτικό. Δοκιμάστε να αντικαταστήσετε τα καλώδια με θωρακισμένα ή να απενεργοποιήσετε το Wi-Fi.
• Εάν τα εικονοστοιχεία δεν λάμπουν καθόλου, τότε πιθανότατα το κύκλωμα έχει συναρμολογηθεί λανθασμένα. Τα πιο συνηθισμένα λάθη: η γείωση της ταινίας δεν συνδέεται με τη γείωση της πλακέτας Arduino, το καλώδιο ελέγχου DI πηγαίνει στο τέλος της ταινίας και όχι στην αρχή, τα καλώδια τροφοδοσίας (5V και GND) αντιστρέφονται. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, αρκεί η ανακατασκευή του κυκλώματος.
• Αλλά αν συνδέσατε τη συναρμολογημένη συσκευή χωρίς αντίσταση, τότε, πιθανότατα, κάηκε αμέσως. Στη συνέχεια, πρέπει να αλλάξετε τον πίνακα ελέγχου.

Όπως μπορείτε να δείτε, η εκμάθηση του Arduino είναι εύκολη. Και αν ξαφνικά αντιμετωπίσετε προβλήματα, κάντε ερωτήσεις στα φόρουμ. Θα χαρούν να σε βοηθήσουν (ειδικά αν πας με το ψευδώνυμο της κοπέλας).