Demystifying 4 Pin Adressierbare RGB-LEDs 6 Schritte (mit Bildern)
Einleitung: Entmystifizierung 4 Pin Adressierbarer RGB-LEDs
Wenn Sie habe meine frühere Instructable auf RGB-LEDs gesehen. Sie haben dann eine ziemlich gute Grundlage, auf der Fähigkeit, in drei separate Lichtquellen in ein einziges Paket setzen Sie Ihre Builds.
Adressierbaren LEDs benötigen nur einen Signalstift, Stromversorgung und eine gemeinsame Masse. Die Leistung kann auch von einer separaten Versorgung sein. Dies macht Produkte wie diese (von SparkFun.com) und die (von Adafruit.com) nicht nur möglich, sondern praktisch für den Bastler.
Schritt 1: Die Grundlagen: Wie ist eine adressierbare RGB LED anders?
Auf einen Blick sehen diese LEDs sehr ähnlich wie ihre älteren Cousins. Man muss in die Epoxid vertiefen, die Unterschiede zu finden. Es ist ein winziger-winzig kleiner Chip drin, es behandelt eine Menge Dinge für Sie. Er verwaltet die Spannung an die LEDs und wartet auf seine Anweisungen, bevor Sie entlang der Message-Passing. Das kleine Silikon Gehirn ist auch in der Lage, wo der LEDs in der Folge, um herauszufinden, ist es, so dass man sich irgendetwas in der sich nicht zusammen, um in einer ganzen Reihe von ihnen LED zu konfigurieren.
Mit einer Standard-RGB-LED, haben Sie drei Pins bieten die Leistung auf das Rot, Grün und / oder blaue Elemente und eine gemeinsame Rückstift. Die Stifte selbst sind oft in Rotgrundiger-Blau-Grün-Konfiguration angeordnet. Sie kommen in Common-Anode und Common-Cathode-Typen, die jeweils mit leicht unterschiedlichen Anforderungen und Konfigurationen.
Mit Addressables haben Sie einen Data In Pin, einen Power-Stift, eine Masse Pin und ein Out Pin-Daten. Darüber hinaus verstehen sie Rot - Grün - Blau-Farbcodes leicht, so dass Sie sich keine Sorgen machen, dass lange Gewohnheit hat, um die grünen und blauen Werte umgesetzt haben.
Beide Arten haben eine flache Seite des Linsengehäuses die Polarität der Geräte anzuzeigen.
Schritt 2: Wie funktioniert es?
Die WS2812 IC innerhalb dieser Adressierbarer LEDs wirkt wie ein Schieberegister. In der Tat in einigen Datenblatt sind sie Schieberegister Programmierbare LEDs genannt. Seine diese winzigen Chip, der die Magie in die geheime Zutat macht. Es ist mehr als nur eine Verschiebung registrieren, enthält es den Strombegrenzungswiderstand alle LEDs benötigen, sowie regelt die Eingangsspannung auf, was die spezifischen LED-Elemente benötigen. Sie können mehr über Schieberegister hier auf Wikipedia erfahren.
In meinem vorherigen Instructable, ging ich in einige Details über LEDs und wie das Ändern Spannung war eine gute Möglichkeit, LEDs zu töten, und dass, wenn man sie dimmen wollte, man benötigte ein Pulsweitenmodulationssignal zu verwenden. Welche Pulse-Width Modulation tut, ist schalten Sie die LED ein und aus, so schnell, dass es die durchschnittliche Lichtstärke ändert. Je mehr Zeit die LED ausgeschaltet ist, sieht die dunkler es. Der Grund, warum Sie tun es nicht auf diese Weise zu sehen ist, dass die LED eingeschaltet und ausgeschaltet wird, so schnell, die Augen nicht erkennen können.
Adressierbaren LEDs sind weder durch die Spannung gesteuert, noch Pulse-Width Modulation. Sie werden von einem Trägersignal angesteuert. Dieses 800kHz Signal hat ein Format, das auf den Chip beschreibt, was jede der Farben sein sollte, was die Helligkeit sein sollte, und auch jeder, was in der Kette LED sollte stromabwärts sein.
In der Arduino, wird dies durch die Verwendung einer ziemlich cleveren Bibliothek durch die fein Leute bei Adafruit geschrieben erreicht, der die NeoPixel Linie der Produkte zu verkaufen, die den WS2812-Chip verwenden. Blick auf den Eingeweiden dieser Bibliothek In der Tat, wenn Sie die tatsächlichen Daten aus mit einer Reihe von sorgfältig digital zeitlich gesendet werden (Befehle). Dies bedeutet, dass jeder der 13 digitalen Stifte verwendet werden könnte, nicht nur den sechs PWM-Pins.
Schritt 3: Aufbau der Demostration
Für die Demo ich zusammengestellt habe, habe ich fünf adressierbaren LEDs in einem Steckbrett platziert. Verbunden, um die Stromversorgung und Erdung Schienen des Steckbrettes zu meinem Arduino Uno, und dann verkettet die LEDs zusammen, eine Data Out zum nächsten Daten In. Außerdem habe ich ein wenig piezoelektrischen Summer nur für etwas mehr Spaß. Die erste LED Data In Pin angeschlossen 6 auf meinem Arduino Pin und die Piezo ist auf Pin 8.
Während 6-Pin ein PWM - oder Pulse Width Modulation Stift - auf dem Arduino Uno, werden wir nicht PWM mit dieser Demo werden. In der Tat konnte ich eine der sechs analogen Pins verwenden und die Demo wäre immer noch gut laufen. Wenn Sie das Setup bauen müssen Sie die Drahtbrücke von Pin 6 bis Analog 0. In der Skizze versuchen, zu bewegen (was ich in einem späteren Schritt zur Verfügung stellen) sicher sein, die Pin-Belegung ändern „A0“ und überzeugen Sie sich.
Ok, haben Sie die fünf LEDs in Ihrem Steckbrett bekommen, verbunden miteinander, Boden, Energie, und Sie der Signalstift aus dem Arduino, was als nächstes? Ihr Glück, Ihre fast fertig, alles, was Sie tun müssen, ist die Skizze zu laden und ich habe die Eingabe für Sie erledigt.
Schritt 4: Der Code der LED
Die Adafruit Bibliothek hat zwei bestimmte Anrufe, die Sie müssen verstehen, diese LEDs zu verwenden. Das erste setzt die Farben in das Signal zu codieren, und die zweiten tatsächlich sendet das Signal.
Denken Sie daran, dass wie bei den meisten Dingen in der Programmierung, Sie mit NULL als ersten Punkt der Zählung beginnen, so. wenn ich einen Regenbogen von Farben auf meinen fünf LEDs zeigen will, würde ich dies tun:
strip.setPixelColor (0, 255, 0, 0); // Red
strip.setPixelColor (1, 255, 69, 0); // Orange
strip.setPixelColor (2, 255, 255, 0); // Gelb
strip.setPixelColor (3, 0, 255, 0); // Grün
strip.setPixelColor (4, 0, 0, 255); // Blau
Die vier Werte in Klammern sind: LED #, rote Farbe, grüne Farbe und blaue Farbe. Die LED # beginnt mit 0, und macht die Verwendung eines for-Anweisung in Programmen einfach. In der Tat in dem Beispiel-Code, der mit der Bibliothek kommt, alle Anrufe an den strip.setPixelColor () Befehl sind für Anweisungen verschachtelt in.
Diese Reihe von Befehlen nicht sichtbar sein, bis Sie tatsächlich das Signal aussenden, und Sie tun, indem Sie diesem einfachen Befehl:
Schritt 5: Showtime!
So, jetzt ist es Zeit, diese kleinen Jungs in Aktion zu sehen! Mit Entschuldigungen zu Steven Spiel und ohne weitere adieu.
Hier ist das Video.
Schritt 6: Verpackung Alles zusammen.
Hier ist der Code, den ich in meiner Demo benutzt habe. Es war sehr einfach, dies schnell zusammen zu werfen, und nachdem Sie eine wenig Zeit zu lernen verbringen, wie zum WS2812 Chip zu sprechen, alle Arten von Möglichkeiten eröffnen. Von großen Arrays von LEDs einen Ad-hoc-Display, oder einfach nur einen Hauch von Farbe bilden, wo Sie es wollen, wirklich Adressierbarer RGB-LEDs macht es einfach.
Ich habe versucht, meinen Code lesbar zu halten, und aus diesem Grund habe ich keinen Gebrauch von Anordnungen von Farbdaten oder für Aussagen wie in den angegebenen Beispielen mit der Adafruit NeoPixel Bibliothek gemacht. Dies ist so, dass Sie jeden Schritt leicht sehen können. Ich habe nur die Spitze des Eisbergs berührt hier, Adafruit der Beispielcode zeigt, wie Sie zwischen den Farben verblassen reibungslos, erhalten die Jagd nach ‚Theater‘ Wirkung und vieles mehr.