Controlando a faixa de LED endereçável via Arduino

A faixa de LED endereçável e o Arduino ajudarão a decorar o interior da casa, criar uma atmosfera especial e fazer um ticker na vitrine. Com o artigo, você aprenderá sobre como conectar e gerenciar a fita, como a verificação e a flashing da fita são feitas, quais efeitos são obtidos.

Na faixa de LED endereçável do Arduino, o brilho e o modo de operação de cada diodo são definidos separadamente.

Esses dispositivos têm muitas vantagens.

• Eles podem ser usados ​​para iluminação inteligente. Não será difícil montar uma luz de fundo dinâmica, uma linha rasteira ou fazer a luz acender no horário. Conecte módulos adicionais, por exemplo, um sensor de movimento, e quando você entrar na sala, a luz começará. E também o seu trabalho pode ser controlado remotamente a partir do controle remoto e do smartphone.
• Fácil de personalizar. Você pode escrever programas para trabalhar sozinho ou usar modelos prontos.
• As tiras de LED são confiáveis ​​e duráveis. Eles não aquecem e não requerem altos custos de energia.
• A acessibilidade é outra vantagem. As fitas de diodo estão muito difundidas no mercado, não será difícil escolher a correta. Os mais orçamentários custam 200 rublos. por metro, mais brilhante - de 500 rublos.

Mas também existem desvantagens.

• É necessária uma fonte de alimentação separada de 5 ou 12 V. A unidade Arduino pode fornecer apenas 800 mA de corrente, o que é suficiente para apenas 13 pixels (um pixel consome 40-60 mA).
• As juntas são exigentes quanto à qualidade da solda.

Se você souber soldar bem, não será difícil montar o circuito. E se você não sabe como, então é hora de aprender. Portanto, fique à vontade para começar a escolher o equipamento de iluminação.

Observe alguns pontos antes de comprar.

• O número de pixels por metro. Pode haver 30, 60, 74, 96, 100 e 144. Quanto mais houver, mais rica será a imagem, mas mais cara será a fita. E quanto mais ele consome energia (adaptador de força mais potente e mais caro).

• O grau de segurança. Para iluminação interna, IP30 é suficiente (proteção contra poeira). Para condições úmidas, os diodos devem ser cobertos com silicone e o grau de proteção é IP65. E se a tira for na rua, então a proteção deve ser a maior - IP67 (o aparelho fica completamente escondido em uma caixa de silicone).

• O underlay afeta a experiência estética. Ele vem em preto (Black PCB) e branco (White PCB).

• Existem opções "econômicas" para tiras de LED. Eles são marcados com as letras ECO. Esses modelos não são tão brilhantes quanto os normais e são de qualidade inferior. Mas eles são mais baratos.

Agora que você encontrou o ideal, prossiga para a montagem.

É necessário um adaptador de energia para conectar. Calcule seu poder. Para fazer isso, multiplique o consumo de corrente de um pixel (geralmente 60 mA) pelo número de pixels em um metro de fita e por seu comprimento. Multiplique o resultado pela tensão de operação (esses dados estão indicados na marcação). Não se esqueça do fator de segurança.

Então, a potência do adaptador deve ser:

(60 mA / 1000) (corrente em A) * 60 pixels / metro * 1,5 metros * 5 V (tensão) * 1,3 (estoque) = 35,1 W. Arredonde para o mais alto mais próximo - 40 watts. Essa fonte de alimentação é necessária se a fita brilhar com luz branca. Caso contrário, a potência do adaptador pode ser reduzida em 1,5-2 vezes.

Além da fonte de alimentação, você precisará de uma placa Arduino Uno e de cabos de conexão com seção transversal de pelo menos 1,5 mm².E também resistores com uma resistência de 10 kOhm e capacitores com uma capacidade de 470 μF (mais é possível).

Quando tudo estiver pronto, comece a trabalhar.

• Encontre o início e o fim da fita. Os comandos se movem sequencialmente de um pixel para outro, e a direção de seu movimento é indicada por setas. Se não houver setas, então o contato de controle é indicado no início com as letras DI (entrada digital), e no final - DO (saída digital). O contato DO é usado para conectar fitas adicionais.
• Solde um resistor de segurança de 200-500 ohm. Se a fonte de alimentação falhar repentinamente, a corrente não fluirá pelo conector USB e não irá queimá-la.
• Monte o diagrama. Se o dispositivo é controlado por um computador, o circuito deve ser assim.

Para operação autônoma ou controle de sensores, você precisa de um.

Use luvas de borracha e, periodicamente, apóie o ferro de solda no solo (pelo menos nos tubos de aquecimento a vapor).

• Se a distância entre a faixa de diodo e a placa Arduino for maior que 15 cm, torça os fios de DI de controle e GND de aterramento em um pigtail. Então não haverá pickups.
• No modo intermitente, há interferência na linha de alimentação. Isso leva a um desempenho instável. Para suavizar o ruído, um capacitor com capacidade de 470 μF e tensão de 6,3 V.
• Para ligá-lo sem problemas, o circuito é montado em uma placa de ensaio para a montagem de circuitos em microcontroladores. Ele deve ter 3 níveis lógicos de MOSFETs de canal N.

É assim que parece na realidade.

• Se a fita for longa, haverá perda de tensão nela. Portanto, os pixels mais externos brilharão fracamente. Para evitar isso, forneça energia às juntas de 2 tiras de diodo ou através de cada metro de comprimento total.

Resta apenas verificar o circuito. Para fazer isso, escreva o programa mais simples.

• Conecte a placa ao seu computador e abra o IDE do Arduino.
• Baixe uma biblioteca ou modelo. As bibliotecas mais famosas são FastLED e Adafruit NeoPixel.

1. FastLED é muito versátil e suporta todas as versões do Arduino. Daí a desvantagem - ele ocupa muita memória e a maioria dos recursos não são úteis.
2. O Adafruit NeoPixel é projetado para anéis NeoPixel, mas funcionará com qualquer faixa de LED. Tem menos efeitos e velocidade mais lenta, mas a memória do Arduino é mais livre. Isso significa que mais modos de operação podem ser carregados na placa.

Agora você pode implementar todos os seus projetos.

Se você não fizer isso, quando você piscar o dispositivo, toda a corrente de alimentação irá para a placa. A placa ou porta USB irá queimar.

Mas acontece que a fita de endereço não funciona corretamente. Confira os erros mais comuns.

• Se os diodos estiverem iluminados com uma tonalidade vermelha, a fonte de alimentação está muito fraca. Ou as conexões estão quebradas e precisam ser soldadas novamente. Outra opção são os fios de alimentação muito finos.
• Quando o dispositivo está cheio de erros ou funciona com artefatos, o problema está na fonte de alimentação. Tente substituir os fios por outros blindados ou desligue o wi-fi.
• Se os pixels não brilharem, provavelmente o circuito está montado incorretamente. Os erros mais comuns: o aterramento da fita não está conectado ao aterramento da placa Arduino, o fio de controle DI vai até o final da fita, e não para o início, os fios de alimentação (5V e GND) estão invertidos. Em todos esses casos, basta reconstruir o circuito.
• Mas se você conectou o dispositivo montado sem um resistor, então, provavelmente, ele queimou imediatamente. Então você precisa mudar a placa de controle.

Como você pode ver, aprender Arduino é fácil. E se de repente você tiver problemas, faça perguntas nos fóruns. Eles ficarão felizes em ajudá-lo (especialmente se você usar o apelido da garota).