NeoPixel / WS2812 RGB LED के साथ शुरुआत करना: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

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इस निर्देशयोग्य में, हम पता करने योग्य RGB LED (WS2812) या लोकप्रिय रूप से Adafruit NeoPixel के रूप में जाने जाते हैं। NeoPixel अंगूठियों, पट्टियों, बोर्डों और स्पंदन की छड़ियों, रंगीन लघु एल ई डी का एक परिवार है। ये एक से दूसरे तक श्रृंखलित हैं ताकि आप एलईडी की एक अंतहीन स्ट्रिंग बनाने के लिए NeoPixels की एक लंबी लाइन को एक साथ पावर और प्रोग्राम कर सकें। आप अपनी किसी भी परियोजना में जटिल प्रकाश प्रभाव जोड़ने के लिए इन एलईडी स्ट्रिप्स का उपयोग कर सकते हैं।

आप मेरे सभी प्रोजेक्ट यहां देख सकते हैं:

वे छोटे 5050 (5 मिमी x 5 मिमी) सतह-माउंट पैकेज के साथ आते हैं जिसमें तीन उज्ज्वल एलईडी (लाल, हरा और नीला) और एक एकीकृत ड्राइवर चिप (WS2811) शामिल हैं। तीनों एलईडी की स्थिति, चमक और रंग को नियंत्रित करने के लिए इसे केवल एक डेटा इनपुट की आवश्यकता होती है। डेटा आउटपुट पिन को अगले स्ट्रिप्स के डेटा इनपुट पिन से जोड़कर, एल ई डी को सैद्धांतिक रूप से मनमानी लंबाई तक डेज़ी करना संभव है।

आरजीबी मूल्यों (0 - 255) के संयोजन के साथ आप लगभग किसी भी रंग को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए एक अर्थ में एक नियंत्रित आरजीबी एलईडी एक सार्वभौमिक एलईडी है।

चरण 1: उपयोग किए गए पुर्जे और उपकरण

भाग:

1. 8 x 8 नियो मैट्रिक्स (बैंगगूड)

2. Arduino Uno (अमेज़ॅन)

3. 5 वी / 2 ए बिजली की आपूर्ति (अमेज़ॅन)

4. डीसी जैक (अमेज़ॅन)

5. जम्पर तार (अमेज़ॅन)

6. 8 x 32 फ्लेक्सिबल WS2812 मैट्रिक्स (स्पार्कफुन)

उपकरण:

1. सोल्डरिंग आयरन (अमेज़ॅन)

2. वायर कटर / स्ट्रिपर (अमेज़ॅन)

चरण 2: आरजीबी एलईडी पट्टी का प्रकार

आरजीबी एलईडी पट्टी के 2 प्रमुख प्रकार हैं: एनालॉग पट्टी और डिजिटल पट्टी

1. एनालॉग पट्टी:

स्ट्रिप्स में सभी एल ई डी समानांतर में जुड़े हुए हैं, इसलिए यह एकल विशाल त्रि-रंग एलईडी की तरह कार्य करता है। आप पूरे स्ट्रिप्स/स्ट्रिंग्स के लिए एक विशेष रंग सेट कर सकते हैं। वे उपयोग करने में बहुत आसान और सस्ती हैं लेकिन इस प्रकार की सीमा में सीमा एलईडी स्ट्रिप्स यह है कि आप अलग-अलग एलईडी के रंगों को नियंत्रित नहीं कर सकते।

इनमें से प्रत्येक स्ट्रिप्स पर आप (बाएं से दाएं) पहले एलईडी देखेंगे, उसके बाद एक एसएमडी रोकनेवाला।

2. डिजिटल पट्टी:

एक डिजिटल पट्टी यह है कि आप प्रत्येक एलईडी को व्यक्तिगत रूप से संबोधित करते हैं और एक अलग तरीके से काम करते हैं। उनके पास प्रत्येक एलईडी के लिए एक चिप है, पट्टी का उपयोग करने के लिए आपको चिप्स को डिजिटल रूप से कोडित डेटा भेजना होगा। चिप की अतिरिक्त जटिलता के कारण, वे अधिक महंगे हैं।

डेटा दिशा को इंगित करने वाले तीरों पर ध्यान दें। यदि आप पट्टी को विपरीत दिशा में जोड़ते हैं तो यह काम नहीं करेगा।

चरण 3: पता योग्य आरजीबी एलईडी पट्टी के प्रकार

एड्रेसेबल एलईडी विभिन्न मॉडल नंबरों जैसे WS2801, WS2811, WS2812 या WS2812B के साथ आती है। यदि आप इस प्रकार के एलईडी के लिए नए हैं, तो आप उनमें से भ्रमित हो सकते हैं। तो आइए पहले उन्हें पहचानें। मूल रूप से WS2801 और WS2811 IC का नाम है जो अधिकतम 3 LED को नियंत्रित कर सकता है। हालाँकि WS2812 एक उन्नत संस्करण है जिसमें WS2811 IC को सीधे 5050 RGB LED पैकेज में एकीकृत किया गया है। नवीनतम मॉडल WS2812B है।

इस ट्यूटोरियल में हम नवीनतम मॉडल WS2812B का उपयोग करेंगे।

छवि स्रोत: Adafruit, Sparkfun, Polou

चरण 4: WS2801 और WS2811 / WS2812 पिन

WS2801 मॉडल में 4 इनपुट पिन (Vcc, GND, डेटा, क्लॉक) हैं जबकि WS2811 और WS2812 मॉडल में केवल 3 पिन हैं

(वीसीसी, जीएनडी और डेटा)

पिन - WS2801

5वी -> पावर (+5वी)

सीआई -> क्लॉक सिग्नल इनपुट

सीओ -> क्लॉक सिग्नल आउटपुट

DI -> डेटा इनपुट

डीओ -> डेटा आउटपुट

जीएनडी -> ग्राउंड

पिन WS2812

5वी -> पावर (+5वी) सीआई -> एन/ए

सीओ -> एन/ए

DI -> डेटा इनपुट

डीओ -> डेटा आउटपुट

जीएनडी -> ग्राउंड

चरण 5: बिजली की आपूर्ति

किसी भी एलईडी पट्टी परियोजना को शुरू करने से पहले, आपको सबसे पहले बिजली की आपूर्ति के बारे में सोचना होगा। इनमें से एक आरजीबी एलईडी में 3 एलईडी (लाल, नीला और हरा) शामिल हैं। हम जानते हैं कि एक एलईडी अपनी उच्चतम चमक पर लगभग 20mA करंट खींचती है। इसलिए एक एकल WS2812 LED अधिकतम चमक - सफेद पर 3 x 20mA = 60mA खींच सकता है।

क्या मैं सीधे Arduino द्वारा चला सकता हूं?

जवाब बस नहीं है। चूंकि पूरी पट्टी के लिए आवश्यक करंट की मात्रा आपके Arduino को संभालने की तुलना में अधिक होगी।

आपको इसके लिए एक अलग विनियमित बिजली आपूर्ति की आवश्यकता है। बिजली की आपूर्ति को सही वोल्टेज प्रदान करना चाहिए, और पर्याप्त वर्तमान आपूर्ति करने में सक्षम होना चाहिए। अधिकांश WS2812 स्ट्रिप्स में, ऑपरेटिंग वोल्टेज 5 वोल्ट डीसी है।

उदाहरण: WS2812 8 x 8 मैट्रिक्स (64 LED) के लिए आपको 64 x 60mA = 3840 mA (3.84 A) की जरूरत है, जो कि इसकी अधिकतम चमक (सफेद रंग) के लिए निर्धारित सभी LED पर हो। लेकिन यह उचित नहीं है, अधिकतम जीवन पाने के लिए चमक को कम रखें।

मैं चमक को 50% से नीचे सेट करने की अनुशंसा कर सकता हूं। तो आपको चाहिए 3.84 x 0.5 = 1.92A

तो कुछ मार्जिन लेकर अनुशंसित बिजली आपूर्ति 5V/2A है।

चरण 6: बिजली की आपूर्ति की तैयारी

अतिरिक्त सर्किटरी और असतत घटकों के बिना WS2812B एलईडी पट्टी को नियंत्रित करना बहुत आसान है। यदि आपके पास Arduino, 5V बिजली की आपूर्ति और कुछ जम्पर तार हैं तो आप इसके साथ खेल सकते हैं।

बिजली की आपूर्ति की तैयारी:

मैंने NeoPixel LED को चलाने के लिए 5V/2A विनियमित बिजली आपूर्ति का उपयोग किया।

हमें दो GND कनेक्शन चाहिए: एक LED स्ट्रिप के लिए और दूसरा Arduino के लिए। इसलिए मैंने दो तारों को नेगेटिव टर्मिनल और एक वायर को DC जैक के पॉजिटिव टर्मिनल में मिलाया।

Arduino कनेक्शन:

Arduino कनेक्शन बहुत आसान है।

एलईडी पट्टी दीन -> Arduino D6

बिजली की आपूर्ति GND -> Arduino GND

यदि आप एलईडी पट्टी और Arduino दोनों को बिजली देने के लिए बाहरी बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको 5V आपूर्ति को Arduino 5V पिन से कनेक्ट करना होगा।

Adafruit के अनुसार अच्छे आचरण:

1. + और - टर्मिनलों में एक बड़ा संधारित्र (1000 µF, 6.3V या उच्चतर) जोड़ना। यह पिक्सल्स को नुकसान पहुंचाने से करंट के शुरुआती बहाव को रोकता है।

2. अपने माइक्रोकंट्रोलर के डेटा पिन और पहले NeoPixel पर डेटा इनपुट के बीच 300 से 500 ओम रोकनेवाला जोड़ने से वोल्टेज स्पाइक्स को रोकने में मदद मिल सकती है जो अन्यथा आपके पहले पिक्सेल को नुकसान पहुंचा सकती हैं। कृपया अपने माइक्रो और NeoPixels के बीच एक जोड़ें।

3. NeoPixels को किसी भी लाइव पावर स्रोत या माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करते समय, किसी भी चीज़ से पहले हमेशा ग्राउंड (-) कनेक्ट करें। इसके विपरीत, अलग होने पर जमीन को अंतिम रूप से डिस्कनेक्ट करें।

चरण 7: 8x8 नियो मैट्रिक्स ड्राइविंग

LED मैट्रिक्स में 64 RGB LED हैं जो WS8211 ड्राइवर का उपयोग करते हैं। प्रत्येक पिक्सेल व्यक्तिगत रूप से पता करने योग्य है और आपको सभी एल ई डी को नियंत्रित करने के लिए केवल एक Arduino पिन की आवश्यकता होगी।

मैट्रिक्स के पिछले हिस्से में दो पोर्ट हैं: इनपुट (3pins) और आउटपुट (3pins)।

इनपुट पोर्ट Arduino और 5V बाहरी बिजली की आपूर्ति से जुड़ा है। कनेक्शन इस प्रकार है

मैट्रिक्स Arduino

दीन डी6

जीएनडी जीएनडी

मैट्रिक्स बिजली की आपूर्ति

5वी- 5वी

जीएनडीजीएनडी

नोट: आपको बिजली की आपूर्ति और Arduino दोनों के GND को कनेक्ट करना नहीं भूलना चाहिए।

अब सर्किट को पावर दें और कुछ एनिमेशन देखने के लिए कोड अपलोड करें। मैंने एल ई डी की चमक लगभग 30% निर्धारित की है।

अरुडिनो कोड:

कोड और पुस्तकालय ज़िप फ़ाइल में संलग्न हैं। इसे डाउनलोड करें। सॉफ्टवेयर का उपयोग करने का तरीका जानने के लिए आप वीडियो देख सकते हैं।

चरण 8: लचीला 8X32 WS2812 RGB MATRIX ड्राइविंग

8x32 फ्लेक्सिबल मैट्रिक्स बहुत अच्छा है। मैंने इसे स्पार्कफुन से ऑर्डर किया था। आप एनिमेशन, गेम बना सकते हैं या उन्हें एक मजेदार ई-टेक्सटाइल प्रोजेक्ट में शामिल कर सकते हैं। इन सबसे ऊपर, इसकी लचीली बैकिंग के लिए धन्यवाद, यह एलईडी मैट्रिक्स लगभग किसी भी घुमावदार सतह पर फिट होने के लिए झुकी और झुकी जा सकती है।

Arduino के साथ कनेक्शन अन्य NeoPixel LED मैट्रिक्स / स्ट्रिप के समान है।

मैट्रिक्स टर्मिनल तारों के साथ आता है, इसलिए मिलाप करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

पीला: GND

लाल: +5वी

हरा: डेटा

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