WS2812B LED juostos: kaip jos veikia ir kaip išnaudoti visas jų galimybes

The WS2812B LED juostos padarė perversmą individualizuoto apšvietimo pasaulyje. Dėl galimybės valdyti kiekvieną šviesos diodą atskirai ir ryškias spalvas jie puikiai tinka kūrybiniams projektams, tiek profesionaliems, tiek mėgėjams. Jei kada nors norėjote daugiau sužinoti apie tai, kaip šios juostelės veikia ir kaip galite išnaudoti visas jų galimybes, šis vadovas skirtas jums.

Šiame straipsnyje išnagrinėsime viską, ką reikia žinoti apie WS2812B LED juosteles, pradedant teisingu jų prijungimu ir maitinimo šaltiniu, baigiant patarimais, kaip išvengti žalos ir kad jos tarnautų kuo ilgiau. Be to, mes jums pasakysime, kaip juos integruoti su valdikliais, tokiais kaip „Arduino“, ir su kokiomis programomis jie geriausiai prisitaiko.

Kas yra WS2812B LED juostelė?

WS2812B LED juostos yra pagrįstos lustais išmanieji valdikliai leidžia valdyti kiekvieną šviesos diodą atskirai, naudojant vieną duomenų kabelį. Tokio tipo technologija vadinama „adresuojama“, nes galime pasirinkti kiekvieno šviesos diodo spalvą ir ryškumą nepaveikdami likusios juostos dalies. Kiekvienas šviesos diodas turi nedidelę tvarkyklę, kuri užtikrina, kad įtampos pokyčiai nepakeistų spalvos ar ryškumo.

Kita vertus, WS2812B juostos yra plačiai naudojamos projektai su mikrovaldikliais, pavyzdžiui, Arduino, Raspberry Pi arba PIC. Tai labai svarbu, nes ryšys tarp valdiklio ir WS2812B šviesos diodų vyksta naudojant labai specifinį vieno laido protokolą, kuris turi būti tiksliai valdomas.

WS2812B juostelių savybės ir privalumai

WS2812B turi keletą savybių ir pranašumų, dėl kurių jie išsiskiria iš kitų įprastų LED juostų:

Nepriklausomas valdymas: Kiekvienas šviesos diodas gali būti valdomas atskirai pagal spalvą ir ryškumą, todėl galite sukurti labai sudėtingus vaizdo efektus.
Kaskadinis ryšys: Kelios juostos gali būti sujungtos nuosekliai, todėl iš vienos juostos į kitą perduodamos tos pačios duomenų komandos.
Neperšlampamas: Kai kurios WS2812B juostų versijos yra atsparios vandeniui, todėl puikiai tinka naudoti lauke arba vietose, kuriose liečiasi su drėgme.
Galingi klijai: Daugelis šių LED juostelių yra su 3M klijais, todėl jas lengva montuoti ant bet kokio paviršiaus.

Dėl šių savybių šios juostelės yra naudojamos įvairiausiose srityse, pradedant nuo aplinkos apšvietimas sudėtingų animacijų kūrimui skaitmeninio meno ar namų automatizavimo projektuose.

WS2812B LED juostelių tipai

Priklausomai nuo WS2812B juostelių yra įvairių tipų LED tankis. Paprastai juosteles galime rasti su 30 šviesos diodų vienam metrui arba didesnio tankio versijos su 60 šviesos diodų vienam metrui. Vieno ar kito pasirinkimas priklausys nuo jūsų projekto detalumo ar ryškumo.

Pavyzdžiui, juosta su 30 šviesos diodų vienam metrui pasiūlys mažesnis tankis, kurio gali pakakti paprastesniems projektams arba ten, kur apšvietimas neturi būti toks tikslus. Kita vertus, versijos 60 šviesos diodų vienam metrui Jie leidžia geriau valdyti ir geresnę kokybę kuriant detalius efektus ar spalvų perėjimus.

Kaip prijungti WS2812B LED juostelę

WS2812B LED juostos prijungimas gali atrodyti sudėtingas, jei to niekada anksčiau nedarėte, tačiau atlikus keletą pagrindinių dalykų, tai bus daug lengviau. Svarbiausia aiškiai žinoti, kaip tiekti ir sujungti duomenų taškus.

Pagrindinė medžiaga, kurios jums reikės:

+5V DC maitinimas
300-500 omų rezistorius
1000uF/6.3V ar didesnis kondensatorius (kad apsaugotų juostą nuo įtampos šuolių)
Mikrovaldiklis kaip Arduino

WS2812B juostų maitinimo kabelis jungiamas tiesiogiai prie 5 V šaltinio. Svarbu, kad šis šaltinis galėtų tiekti pakankamai srovės, nes kiekvienas šviesos diodas gali įsisavinti 60 miliamperų visu ryškumu. Tai ypač svarbu, jei turite daug šviesos diodų iš eilės.

Duomenų signalas turi būti prijungtas prie skaitmeninio Arduino ar kito mikrovaldiklio kaiščio. Norint išvengti galios šuolių, galinčių sugadinti pirmuosius šviesos diodus ant juostos, patartina įdėti a varža tarp duomenų išvesties kaiščio ir pirmojo šviesos diodo.

Pagrindinis WS2812B juostų programavimas su Arduino

WS2812B LED juostos valdymas naudojant „Arduino“ yra gana paprastas dėl tokių bibliotekų kaip Adafruit NeoPixel. Štai pirmieji žingsniai, norint pradėti išbandyti LED juostą:

Atsisiųskite ir įdiekite „NeoPixel“ biblioteką iš šios nuorodos: https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
Įtraukite biblioteką į savo Arduino eskizą: #įtraukti
Paskelbkite skaičių pikselių ir PIN numeris prie kurio prijungėte juostos duomenų įvestį:

#define PIN 6
#define NUMPIXELS 10

Tokiu būdu galite nustatyti, kiek šviesos diodų turite savo juostelėje ir prie kurio Arduino kaiščio prijungėte duomenų signalą. Tada tiesiog inicijuokite NeoPixel objektą:

Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Norėdami įjungti šviesos diodus, galite naudoti funkciją pixels.setPixelColor() ir atnaujinkite pakeitimus naudodami funkciją pixels.show():

pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(255, 0, 0));
pixels.show();

Šiame pavyzdyje pirmasis juostelės šviesos diodas bus raudonas. Galite keisti spalvą pakeisdami RGB reikšmes, kai 0 yra išjungta, o 255 yra didžiausias ryškumas.

Patarimai, kaip nepažeisti WS2812B LED juostelių

Kaip ir bet kuris elektroninis komponentas, WS2812B juostelės reikalauja tam tikros pagrindinės priežiūros, kad jos nebūtų pažeistos:

Nejunkite LED juostos tiesiai iš 5 V Arduino kaiščio, nes šis kaištis nesuteikia pakankamai srovės, jei juostelėje yra daug šviesos diodų. Daug geriau naudoti išorinį maitinimo šaltinį.
Įdėkite 1000 uF kondensatorių tarp teigiamų ir neigiamų maitinimo šaltinio gnybtų, kad sumažintumėte įtampos šuolius, galinčius sugadinti šviesos diodus.
Naudoti 300–500 omų rezistorius tarp duomenų kaiščio ir pirmojo šviesos diodo sumažinti galimą duomenų įvedimo korupciją.
Jei jungiate kelias juosteles nuosekliai, įsitikinkite, kad jos visos yra tinkamai maitinamos ir kad duomenų kabeliai nėra per ilgi, kad neprarastumėte signalo.

Įprasti WS2812B LED juostų pritaikymai

Dėl jų lankstumo, naudojimo paprastumo ir tikslaus spalvų valdymo WS2812B juostelės yra labai įvairios. Kai kurie iš labiausiai paplitusių yra:

Aplinkos apšvietimas: Puikiai tinka bet kuriai erdvei suteikti spalvų atspalvį, nes leidžia visiškai pritaikyti spalvas, intensyvumą ir raštus.
Meniniai projektai: Jie gali būti naudojami kuriant nuostabius vaizdo efektus, tokius kaip spalvota animacija, „vaikščiojantys“ šviesos efektai arba tekančio vandens modeliavimas.
Drabužiai ir drabužiai: Kadangi WS2812B juosteles galima įsigyti nedidelių lanksčių modulių, jos idealiai tinka elektroninės tekstilės projektams, kur jas galima nepastebimai integruoti į drabužius.
Namų automatika ir išmaniosios apšvietimo sistemos: WS2812B juosteles galima lengvai integruoti į namų automatizavimo sistemas, kad būtų galima sukurti pritaikytas apšvietimo konfigūracijas pagal vartotojo poreikius, pvz., vaizdinius signalus, šviesos pranešimus ar atpalaiduojančią aplinką.

Dėl WS2812B juostelių universalumo jos yra labai patrauklus pasirinkimas bet kokiam projektui, kuriam reikalingas dinamiškas ir valdomas apšvietimas. Nesvarbu, ar pritaikote svetainės apšvietimą, ar kuriate meninę instaliaciją, šios LED juostelės suteikia begalines galimybes.

WS2812B LED juostos atvėrė naujas galimybes tiems, kurie nori eksperimentuoti su apšvietimu ir dizainu. Dėl savo lankstumo, nepriklausomo valdymo pajėgumo ir suderinamumo su mikrovaldikliais, tokiais kaip Arduino, jie yra idealus pasirinkimas bet kuriam mėgėjui ar profesionalui, norinčiam naujovių savo projektuose. Visada nepamirškite laikytis geriausios prijungimo ir maitinimo praktikos, kad išvengtumėte žalos ir užtikrintumėte LED juostos ilgaamžiškumą.

Hardwarelibre