Guide ultime pour connecter les bandes lumineuses LED à Arduino

Guide ultime pour connecter les bandes lumineuses LED à Arduino

L'essor de l'éclairage LED a été stratosphérique, et il est facile de comprendre pourquoi. Ils sont bon marché à produire, consomment beaucoup moins d'énergie que les autres options d'éclairage et, dans la plupart des cas, ne chauffent pas, ce qui les rend sûrs pour une variété d'utilisations.





L'un des produits LED les plus courants est la bande LED. Dans cet article, nous verrons comment configurer les deux types les plus courants avec un Arduino. Ces projets sont très simples, et même si vous êtes un débutant avec Arduino ou de l'électronique de bricolage, vous pourrez le faire.



Nous utiliserons également l'IDE Arduino pour les contrôler. Ce projet utilise un Arduino Uno, bien que vous puissiez utiliser presque n'importe quelle carte compatible (telle que le NodeMCU).





Choisissez votre bande

Lorsque vous magasinez pour des bandes LED, il y a quelques éléments à considérer. La première est la fonctionnalité. Si vous prévoyez d'utiliser les bandes principalement pour l'éclairage ambiant, alors un simple LED RVB 12v déshabiller ( CMS5050 ) serait le bon choix.

Beaucoup de ces bandes sont livrées avec une télécommande infrarouge pour les contrôler, bien que dans ce projet, nous utiliserons un Arduino à la place. Passez un peu de temps à magasiner, au moment de la rédaction, il était possible d'obtenir ces bandes pour aussi peu que 1 $ le mètre .



Crédit d'image: phanu suwannarat via Shutterstock

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Si vous voulez quelque chose d'un peu plus technologique, pensez au WS2811 / 12 / 12B . Ces bandes (parfois appelées Néopixels ) ont des chipsets intégrés qui leur permettent d'être adressés individuellement. Cela signifie qu'ils sont capables de plus qu'un simple éclairage ambiant.



Vous pouvez les utiliser pour créer un écran pixel LED bon marché à partir de zéro. Vous pouvez même les utiliser pour fabriquer votre propre lampe de nuage d'orage d'intérieur.

Ces bandes ne nécessitent que 5v pour les alimenter. Bien qu'il soit possible d'en alimenter de petites quantités directement à partir d'une carte Arduino, c'est généralement une bonne idée d'utiliser une alimentation 5V séparée pour vous épargner l'odeur d'Arduino frit. Si vous recherchez des LED programmables individuellement, celles-ci sont faites pour vous. Au moment de la rédaction, ils sont disponibles pour environ 4 $ le mètre .



Une autre chose à considérer est l'endroit où ces bandes sont susceptibles d'être utilisées. Ces deux types de bandes sont disponibles en différentes longueurs, densités de LED (le nombre de LED par mètre) et différents degrés d'étanchéité.

Lorsque vous regardez des bandes LED, faites attention aux chiffres sur la liste. Habituellement, le premier nombre sera le nombre de LED par mètre, et les lettres IP suivi de chiffres sera son imperméabilisation. Par exemple, si la liste indique 30 IP67 , cela signifie qu'il y aura 30 LED par mètre. Les 6 indique qu'il est complètement scellé de la poussière, et le 7 signifie qu'il est protégé contre l'immersion temporaire dans l'eau. (En savoir plus sur étanchéité et indices IP .) Une fois que vous avez votre bande LED choisie, il est temps de la relier à un Arduino. Commençons par le SMD5050.

Se connecter

Afin de connecter une bande LED 12v à un Arduino, vous aurez besoin de quelques composants :

  • Bande LED RVB 12v ( CMS5050 )
  • 1 x Arduino Uno (n'importe quelle carte compatible fera l'affaire)
  • 3 fois 10k Résistances Ohm
  • 3 fois Niveau logique MOSFET à canal N
  • 1 x planche à pain
  • Fils de branchement
  • Alimentation 12v

Avant de monter le circuit, parlons de MOSFET .

Chaque fois que vous contrôlez quelque chose dont la tension est supérieure à celle de votre microcontrôleur, vous avez besoin de quelque chose entre les deux pour empêcher votre carte de griller. L'un des moyens les plus simples de le faire est d'utiliser un MOSFET. En envoyant une modulation de largeur d'impulsion ( PWM ) signale au portail jambe, il est possible de contrôler combien de puissance passe entre le égoutter et la source jambes. En passant chacune des couleurs de la bande LED à travers le MOSFET, vous pouvez contrôler la luminosité de chaque couleur individuelle sur la bande LED.

Lors de l'utilisation de microcontrôleurs, il est important d'utiliser des composants de niveau logique afin de garantir que les choses fonctionnent comme vous le souhaitez. Assurez-vous que vos MOSFET sont niveau logique et pas la norme .

Configurez votre circuit comme ceci :

  1. Connectez les broches Arduino 9 , 6 , et 5 à la portail jambes des trois MOSFET, et connectez un 10k résistance en ligne avec chacun au rail de terre.
  2. Connectez le La source jambes au rail au sol.
  3. Connectez le Égoutter les jambes au Vert , Rapporter , et Bleu connecteurs sur la bande LED.
  4. Connectez le rail d'alimentation au +12v connecteur de la bande LED (notez que sur cette image le fil d'alimentation est noir pour correspondre aux couleurs des connecteurs de ma bande LED).
  5. Connectez la masse Arduino au rail de masse.
  6. Connectez votre 12v alimentation aux rails d'alimentation.

La plupart des bandes LED ont des connecteurs Dupont [Broken URL Removed], qui sont faciles à connecter. Si ce n'est pas le cas, vous devrez peut-être souder des fils à la bande LED. Ne paniquez pas si vous débutez dans la soudure, c'est un travail facile, et nous avons un guide pour commencer à souder si vous en avez besoin.

Nous alimenterons notre carte Arduino par USB pour ce projet. Vous pouvez choisir d'alimenter votre carte à l'aide de la broche VIN, mais assurez-vous de connaître les limites d'alimentation de votre carte avant de le faire.

Lorsque votre circuit est terminé, il devrait ressembler à ceci :

Maintenant que vous avez tout connecté, il est temps de faire un simple croquis Arduino pour le contrôler.

Fondu vers le haut

Connectez votre carte Arduino à votre ordinateur via USB et ouvrez l'IDE Arduino. Assurez-vous d'avoir sélectionné la carte et le numéro de port corrects pour votre carte dans le Outils > Tableau et Outils > Port menus. Ouvrez une nouvelle esquisse et enregistrez-la sous un nom approprié.

Ce croquis atténuera les lumières d'une couleur à la fois, les gardera allumées pendant quelques secondes, puis les atténuera jusqu'à ce qu'elles s'éteignent à nouveau. Vous pouvez suivre ici et faire le croquis vous-même, ou simplement télécharger le code complet de GitHub.

Commencez par définir quel épingles sera utilisé pour contrôler les MOSFET.

#define RED_LED 6
#define BLUE_LED 5
#define GREEN_LED 9

Ensuite, vous avez besoin de quelques variables. Créer un ensemble luminosité variable, ainsi qu'une variable pour la luminosité de chaque couleur individuelle. Nous n'utiliserons que la variable de luminosité principale pour éteindre les LED, alors réglez-la sur la valeur de luminosité maximale de 255 ici.

vous devrez également créer une variable pour contrôler la vitesse à laquelle la décoloration se produira.

int brightness = 255;
int gBright = 0;
int rBright = 0;
int bBright = 0;
int fadeSpeed = 10;

Dans ton mettre en place fonction, nous allons définir nos broches Arduino pour la sortie. Nous appellerons également quelques fonctions avec un délai de 5 secondes entre les deux. Ces fonctions n'existent pas encore, mais ne vous inquiétez pas, nous y reviendrons.

void setup() {
pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
pinMode(RED_LED, OUTPUT);
pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);
TurnOn();
delay(5000);
TurnOff();
}

Créez maintenant le Allumer () méthode:

void TurnOn() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(RED_LED, rBright);
rBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}

for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(BLUE_LED, bBright);
bBright += 1;
delay(fadeSpeed);
}
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, gBright);
gBright +=1;
delay(fadeSpeed);
}
}

Ces trois pour les boucles prennent chaque couleur jusqu'à sa pleine luminosité sur un temps spécifié par le vitesse de fondu valeur.

Enfin, vous devez créer le Éteindre() méthode:

void TurnOff() {
for (int i = 0; i <256; i++) {
analogWrite(GREEN_LED, brightness);
analogWrite(RED_LED, brightness);
analogWrite(BLUE_LED, brightness);

brightness -= 1;
delay(fadeSpeed);
}
}
void loop() {
}

Cette méthode applique notre luminosité variable aux trois broches de couleur et les réduit à zéro sur une période de temps. Nous avons également besoin d'une méthode de boucle vide ici, afin d'éviter les erreurs de compilation.

Une fois que vous avez terminé ce croquis, enregistrez-le. Vérifiez le croquis et téléchargez-le sur votre carte Arduino. Si vous obtenez des erreurs, vérifiez à nouveau dans le code les fautes de frappe ou les points-virgules manquants.

Maintenant, vous devriez voir votre bande LED augmenter chaque couleur individuellement, en maintenant la couleur blanche pendant 5 secondes, puis s'estomper uniformément :

Si vous rencontrez des difficultés, vérifiez à nouveau votre câblage et votre code.

Ce projet est un moyen simple de commencer, mais les idées qu'il contient peuvent être développées pour créer un éclairage vraiment efficace. Avec seulement quelques composants supplémentaires, vous pouvez créer votre propre alarme de lever de soleil. Si vous avez un kit de démarrage avec votre Arduino, vous pouvez utiliser n'importe quel bouton ou capteur pour déclencher vos LED lorsque vous entrez dans la pièce, par exemple :

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Maintenant que nous avons couvert le SMD5050 , passons au WS2812B bandes.

Idées géniales

Ces bandes nécessitent moins de composants pour les faire fonctionner, et il existe une certaine latitude quant aux valeurs exactes des composants que vous pouvez utiliser. Le condensateur de ce circuit garantit que les LED 5v reçoivent une alimentation stable. La résistance garantit que le signal de données reçu de l'Arduino est exempt de toute interférence.

Tu auras besoin de:

  • WS2811 / 12 / 12B Bande LED 5v (les trois modèles ont des puces intégrées et fonctionnent à peu près de la même manière)
  • 1 x Arduino Uno (ou carte compatible similaire)
  • 1 fois 220-440 ohms Résistance (tout ce qui se trouve entre ces deux valeurs est bien)
  • 1 fois 100-1000 microFarad Condensateur (tout entre ces deux valeurs est bien)
  • Planche à pain et fils de connexion
  • Alimentation 5V

Configurez votre circuit comme indiqué sur le schéma :

Notez que le condensateur doit être dans le bon sens. Vous pouvez savoir de quel côté se fixe le rail au sol en recherchant le signe moins (-) sur le corps du condensateur.

Cette fois, nous alimentons l'Arduino en utilisant l'alimentation 5v. Cela rend le projet autonome une fois que nous avons terminé, bien qu'il y ait des choses importantes à noter ici.

Tout d'abord, assurez-vous que votre carte peut être alimentée en 5 V avant de la connecter à la source d'alimentation. Presque toutes les cartes de développement fonctionnent à 5 V via le port USB, mais les broches d'entrée d'alimentation de certaines peuvent parfois ignorer les régulateurs de tension et les transformer en toast.

En outre, il est recommandé de s'assurer que plusieurs sources d'alimentation distinctes ne sont pas connectées à l'Arduino - débranchez le câble USB chaque fois que vous utilisez une alimentation externe.

Une fois connecté, cela devrait ressembler à ceci :

Maintenant que notre bande LED est câblée, passons au code.

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Lumières dansantes

Afin de programmer notre carte en toute sécurité, déconnectez le VIN ligne de la ligne électrique. Vous le rattacherez plus tard.

Connectez votre Arduino à l'ordinateur et ouvrez l'IDE Arduino. Vérifiez que vous avez sélectionné la bonne carte et le bon numéro de port dans le Outils > Tableau et Outils > Port menus.

Nous utiliserons le LED rapide bibliothèque pour tester notre configuration. Vous pouvez ajouter la bibliothèque en cliquant sur Esquisse > Inclure la bibliothèque > Gérer les bibliothèques et recherchez FastLED. Cliquez sur installer et la bibliothèque sera ajoutée à l'IDE.

Sous Fichier> Exemples> FastLED sélectionnez le DemoReel100 esquisser. Ce croquis fait le tour de diverses choses qui peuvent être faites avec le WS2812 Bandes LED et est incroyablement facile à installer.

Tout ce que vous devez changer est le DATA_PIN variable pour qu'elle corresponde broche 13 , et le NUM_LEDS variable pour définir le nombre de LED dans la bande que vous utilisez. Dans ce cas, je n'utilise qu'une petite ligne de 10 LEDS découpées dans une bande plus longue. Utilisez-en plus pour un plus grand spectacle de lumière !

C'est ça! Téléchargez le croquis sur votre tableau, débranchez le câble USB et allumez votre alimentation 5v. Enfin, rattachez le VIN de l'Arduino à la ligne électrique et regardez le spectacle !

Si rien ne se passe, vérifiez votre câblage et que vous avez spécifié la bonne broche Arduino dans le croquis de démonstration.

Des possibilités infinies

Le croquis de démonstration montre certaines des nombreuses combinaisons d'effets possibles qui peuvent être obtenues avec les bandes WS2812. En plus d'être une amélioration par rapport aux bandes LED ordinaires, elles peuvent également être utilisées dans la pratique. Un bon prochain projet serait construire votre propre ambilight pour votre centre multimédia.

Bien que ces bandes soient nettement plus fonctionnelles que les SMD5050, ne négligez pas encore les bandes LED standard 12v. Ils sont imbattables en termes de prix, et il existe un grand nombre de applications pour bandes lumineuses LED .

Apprendre à travailler avec des bandes LED est un bon moyen de se familiariser avec la programmation de base sur l'Arduino, mais la meilleure façon d'apprendre est de bricoler. Modifiez le code ci-dessus et voyez ce que vous pouvez faire ! Si tout cela était un peu trop pour vous, envisagez de commencer par ces projets Arduino pour les débutants .

Crédits image : mkarco/Shutterstock

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A propos de l'auteur Ian Buckley(216 articles publiés)

Ian Buckley est un journaliste indépendant, musicien, interprète et producteur vidéo vivant à Berlin, en Allemagne. Quand il n'écrit pas ou ne monte pas sur scène, il bricole de l'électronique ou du code DIY dans l'espoir de devenir un savant fou.

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Catégorie Diy