Primeros pasos con NeoPixel / WS2812 RGB LED
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En este Instructable, exploraremos el LED RGB direccionable (WS2812) o conocido popularmente como Adafruit NeoPixel. NeoPixel es una familia de anillos, tiras, tableros y barras de LED en miniatura coloridos y pulsantes. Estos se pueden encadenar de uno a otro para que pueda alimentar y programar una larga línea de NeoPixels juntos para formar una cadena interminable de LED. Puede usar estas tiras de LED para agregar efectos de iluminación complejos a cualquiera de sus proyectos.
Puede encontrar todos mis proyectos en: //www.opengreenenergy.com/
Vienen con un pequeño paquete de montaje en superficie 5050 (5 mm x 5 mm) que incluye tres LED brillantes (rojo, verde y azul) y un chip controlador integrado (WS2811). Solo requiere una entrada de datos para controlar el estado, el brillo y el color de los tres LED. Al conectar el pin de salida de datos al pin de entrada de datos de las siguientes tiras, es posible conectar en cadena los LED a una longitud teóricamente arbitraria.
Con combinaciones de valores RGB (0 - 255) puede reproducir casi cualquier color, por lo que, en cierto sentido, un LED RGB controlable es un LED universal.
Paso 1: piezas y herramientas utilizadas
Partes :
1. 8 x 8 Neo Matrix (Banggood)
2. Arduino Uno (Amazon)
3. Fuente de alimentación 5V / 2A (Amazon)
4. DC Jack (Amazon)
5. Cables de puente (Amazon)
6. Matriz WS2812 flexible de 8 x 32 (Sparkfun)
Herramientas :
1. Soldador (Amazon)
2. Cortador / pelacables (Amazon)
Paso 2: Tipo de tira de LED RGB
Hay 2 tipos principales de tira de LED RGB: tira analógica y tira digital
1. Tira analógica:
Todos los LED en las tiras están conectados en paralelo, por lo que actúa como un solo LED tricolor enorme. Puede configurar un color particular para todas las tiras / cadenas. Son muy fáciles de usar y económicos, pero la limitación en este tipo de Las tiras de LED es que no puedes controlar los colores individuales de los LED.
En cada una de estas tiras verá (de izquierda a derecha) primero el LED, seguido de una resistencia SMD.
2. Tira digital:
Una tira digital es que abordas cada LED individualmente y trabajas de una manera diferente. Tienen un chip para cada LED, para usar la tira debe enviar datos codificados digitalmente a los chips. Debido a la complejidad adicional del chip, son más caros.
Observe las flechas que indican la dirección de los datos. Si conecta la tira en dirección inversa, no funcionará.
Paso 3: Tipos de tira de LED RGB direccionable
Los LED direccionables vienen con diferentes números de modelo como WS2801, WS2811, WS2812 o WS2812B. Si eres nuevo en este tipo de LED, puedes confundirte entre ellos, así que identifícalos primero. Básicamente, WS2801 y WS2811 son el nombre del IC que puede controlar un máximo de 3 LED. Sin embargo, WS2812 es una versión mejorada en la que un IC WS2811 está integrado directamente en un paquete de LED RGB 5050. El modelo más reciente es WS2812B.
En este tutorial usaremos el último modelo WS2812B .
Fuente de la imagen: Adafruit, Sparkfun, Polou
Paso 4: pines WS2801 y WS2811 / WS2812
El modelo WS2801 tiene 4 pines de entrada (Vcc, GND, Datos, Reloj) mientras que el modelo WS2811 y WS2812 tiene solo 3 pines
(Vcc, GND y datos)
PIN ---> WS2801
5V -> Potencia (+ 5V)
CI -> Entrada de señal de reloj
CO -> Salida de señal de reloj
DI -> Entrada de datos
DO -> Salida de datos
GND -> Tierra
PIN -> WS2812
5V -> Potencia (+ 5V)
CI -> N / A
CO -> N / A
DI -> Entrada de datos
DO -> Salida de datos
GND -> Tierra
Paso 5: fuente de alimentación
Antes de comenzar cualquier proyecto de tira de LED, lo primero en lo que tendrá que pensar es en la fuente de alimentación. Uno de estos LED RGB contiene 3 LED (rojo, azul y verde). Sabemos que un solo LED consume aproximadamente 20 mA de corriente en su brillo más alto, por lo que un solo LED WS2812 puede dibujar 3 x 20 mA = 60 mA con el brillo máximo: blanco.
¿Puedo correr directamente por Arduino?
La respuesta simplemente es no. Como la cantidad de corriente requerida para toda la tira será mucho más de lo que su Arduino puede manejar.
Necesita una fuente de alimentación regulada separada para ello. La fuente de alimentación debe proporcionar el voltaje correcto y ser capaz de suministrar suficiente corriente. En la mayoría de las tiras WS2812, el voltaje de funcionamiento es de 5 voltios CC.
Ejemplo: para la matriz WS2812 8 x 8 (64 LED) necesita 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) en todos los LED configurados con su brillo máximo (Color blanco). Pero no es aconsejable, mantenga el brillo más bajo para obtener la máxima vida útil.
Puedo recomendar configurar el brillo por debajo del 50%. Entonces necesitas 3.84 x 0.5 = 1.92A
Entonces, al tomar un margen, la fuente de alimentación recomendada es de 5V / 2A.
Paso 6: preparación de la fuente de alimentación
Es muy fácil controlar la tira de LED WS2812B sin circuitos adicionales y componentes discretos. Si tiene un Arduino, una fuente de alimentación de 5V y pocos cables de puente, puede jugar con él.
Preparación de la fuente de alimentación:
Utilicé una fuente de alimentación regulada de 5V / 2A para ejecutar los LED NeoPixel.
Necesitamos dos conexiones GND: una a la tira de LED y otra al Arduino.
Así que solde dos cables al terminal negativo y un cable al terminal positivo del conector de CC.
Conexión Arduino:
La conexión Arduino es muy fácil.
Tira LED DIN -> Arduino D6
Fuente de alimentación GND -> Arduino GND
Si está utilizando la fuente de alimentación externa para alimentar tanto la tira de LED como Arduino, debe conectar la fuente de alimentación de 5 V al pin Arduino de 5 V.
Buenas prácticas según Adafruit:
1. Agregar un condensador grande (1000 µF, 6.3V o superior) a través de los terminales + y -. Esto evita que la corriente inicial de corriente dañe los píxeles.
2. Agregar una resistencia de 300 a 500 ohmios entre el pin de datos de su microcontrolador y la entrada de datos en el primer NeoPixel puede ayudar a prevenir picos de voltaje que podrían dañar su primer píxel. Agregue uno entre su micro y NeoPixels.
3. Al conectar NeoPixels a cualquier fuente de energía o microcontrolador, SIEMPRE CONECTE A TIERRA (-) ANTES DE CUALQUIER OTRA COSA. Por el contrario, desconecte la tierra en último lugar al separar
Paso 7: Conducir una Nex Matrix 8x8
La matriz de LED contiene 64 LED RGB que utilizan el controlador WS8211. Cada píxel es direccionable individualmente y solo necesitará un pin Arduino para controlar todos los LED.
En la parte posterior de la matriz hay dos puertos: Entrada (3 pines) y Salida (3 pines).
El puerto de entrada está conectado a la fuente de alimentación externa Arduino y 5V. La conexión es la siguiente
Matriz -> Arduino
DIN -> D6
GND -> GND
Matriz -> Fuente de alimentación
5V ---> 5V
GND -> GND
Nota: No debe olvidarse de conectar el GND tanto de la fuente de alimentación como de Arduino.
Ahora encienda el circuito y cargue el código para ver algunas animaciones. He configurado el brillo de los LED en aproximadamente un 30%.
Código Arduino:
El código y las bibliotecas se adjuntan en el archivo zip. Descárguelo. Puede ver el video para saber cómo usar el Software.
Archivos adjuntos
Paso 8: Conducción de una MATRIZ RGB 8X32 WS2812 flexible
La matriz flexible de 8x32 es genial. Lo ordené a Sparkfun. Puede crear animaciones, juegos o incluso incorporarlos en un divertido proyecto de e-textiles. Además de todo eso, gracias a su respaldo flexible, esta matriz de LED puede doblarse e inclinarse para adaptarse a casi cualquier superficie con curvas.
La conexión con arduino es similar a la otra matriz / tira de LED NeoPixel.
La matriz viene con cables terminales, por lo que no es necesario soldar.
Amarillo: GND
Rojo: + 5V
Verde: datos
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