الدليل الشامل لتوصيل شرائط إضاءة LED بأردوينو

كان صعود إضاءة LED أمرًا استثنائيًا ، ومن السهل معرفة السبب. إنها رخيصة الثمن ، وتستهلك طاقة أقل بكثير من خيارات الإضاءة الأخرى ، وفي معظم الحالات لا تسخن ، مما يجعلها آمنة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات.

أحد أكثر منتجات LED شيوعًا هو شريط LED. في هذه المقالة ، سنغطي كيفية إعداد النوعين الأكثر شيوعًا باستخدام Arduino. هذه المشاريع بسيطة للغاية ، وحتى لو كنت من مستخدمي مبتدئ مع اردوينو أو إلكترونيات DIY ، ستتمكن من القيام بذلك.

---

---

سنستخدم أيضًا Arduino IDE للتحكم فيها. يستخدم هذا المشروع Arduino Uno ، على الرغم من أنه يمكنك استخدام أي لوحة متوافقة تقريبًا (مثل NodeMCU).

اختر الشريط الخاص بك

عند التسوق لشراء شرائط LED ، هناك بعض الأشياء التي يجب مراعاتها. الأول هو الوظيفة. إذا كنت تخطط لاستخدام الشرائط في الغالب للإضاءة المحيطة ، فهذا بسيط 12 فولت RGB LED قطاع ( SMD5050 ) سيكون الخيار الصحيح.

تأتي العديد من هذه الشرائط مع جهاز تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء للتحكم فيها ، على الرغم من أننا في هذا المشروع سنستخدم Arduino بدلاً من ذلك. اقضِ بعض الوقت في التسوق ، في وقت كتابة هذا التقرير كان من الممكن الحصول على هذه الشرائط مقابل أقل من 1 دولار للمتر .

حقوق الصورة: phanu suwannarat عبر Shutterstock

كيفية نقل الأغاني من iPod إلى الكمبيوتر

إذا كنت تريد شيئًا ما أعلى قليلاً من التكنولوجيا ، ففكر في WS2811 / 12 / 12 ب . هذه الشرائط (يشار إليها أحيانًا باسم نيوبكسلز ) تحتوي على شرائح متكاملة تسمح بمعالجتها بشكل فردي. هذا يعني أنهم قادرون على أكثر من مجرد إضاءة محيطة.

---

---

يمكنك استخدامها لبناء شاشة LED بكسل رخيصة من الصفر. يمكنك حتى استخدامها لصنع مصباح سحابة عاصفة داخلي خاص بك.

لا تتطلب هذه الشرائط سوى 5 فولت لتشغيلها. في حين أنه من الممكن تشغيل كميات صغيرة منها مباشرة من لوحة Arduino ، فمن الجيد عمومًا استخدام مصدر طاقة 5 فولت منفصل لإنقاذ نفسك من رائحة Arduino المقلية. إذا كنت تبحث عن مصابيح LED قابلة للبرمجة بشكل فردي ، فهذه مناسبة لك. في وقت كتابة هذا التقرير ، كانوا متاحين في جميع أنحاء 4 دولارات للمتر .

---

---

شيء آخر يجب مراعاته هو المكان الذي من المحتمل أن تستخدم فيه هذه الشرائط. يأتي كلا النوعين من الشرائط بأطوال متفاوتة ، وكثافة LED (عدد مصابيح LED لكل متر) ، ودرجات متفاوتة من مقاومة العوامل الجوية.

عند النظر إلى شرائط LED ، انتبه إلى الأرقام الموجودة في القائمة. عادة ، سيكون الرقم الأول هو عدد مصابيح LED لكل متر ، والأحرف IP تليها الأرقام ستكون مقاومة للعوامل الجوية. على سبيل المثال ، إذا كانت القائمة تقول 30 IP67 ، هذا يعني أنه سيكون هناك 30 المصابيح لكل متر. ال 6 يدل على أنه مغلق تمامًا من الغبار ، و 7 يعني أنه محمي من الغمر المؤقت في الماء. (تعلم المزيد عن مقاومة الطقس وتصنيفات IP .) بمجرد حصولك على شريط LED الذي اخترته ، فقد حان الوقت لربطه بـ Arduino. لنبدأ بـ SMD5050.

الاتصال

لتوصيل شريط LED بجهد 12 فولت بأردوينو ، ستحتاج إلى بعض المكونات:

• شريط إضاءة ليد RGB 12 فولت ( SMD5050 )
• 1 × Arduino Uno (أي لوحة متوافقة ستفعل)
• 3 × 10 كيلو مقاومات أوم
• 3 × المستوى المنطقي N- قناة MOSFETs
• 1 × اللوح
• أسلاك التوصيل
• 12 فولت التيار الكهربائي

قبل إنشاء الدائرة ، دعنا نتحدث عنها الترانزستورات .

كلما كنت تتحكم في شيء أعلى من الجهد الكهربائي الخاص بك ، فأنت بحاجة إلى شيء بينهما لمنع تقليب اللوح. واحدة من أبسط الطرق للقيام بذلك هي استخدام MOSFET. عن طريق إرسال تعديل عرض النبضة ( PWM ) إشارات إلى بوابة الساق ، من الممكن التحكم في مقدار الطاقة التي تمر بين بالوعة و مصدر أرجل. من خلال تمرير كل لون من ألوان شريط LED عبر MOSFET ، يمكنك التحكم في سطوع كل لون فردي على شريط LED.

عند استخدام وحدات التحكم الدقيقة ، من المهم استخدام مكونات المستوى المنطقي لضمان عمل الأشياء بالطريقة التي تريدها. تأكد من أن وحدات MOSFET الخاصة بك مستوى المنطق و لا اساسي .

قم بإعداد دائرتك مثل هذا:

1. قم بتوصيل دبابيس Arduino 9 و 6 ، و 5 الى بوابة أرجل الثلاثة MOSFETs ، وتوصيل أ 10 كيلو المقاوم في خط مع كل منهما إلى السكة الأرضية.
2. ربط مصدر أرجل السكة الأرضية.
3. ربط بالوعة الساقين إلى لون أخضر و شبكة ، و أزرق موصلات على شريط LED.
4. قم بتوصيل سكة الطاقة بـ + 12 فولت موصل شريط LED (لاحظ أنه في هذه الصورة يكون سلك الطاقة أسودًا لمطابقة ألوان الموصلات الموجودة على شريط LED الخاص بي).
5. قم بتوصيل أرض اردوينو بالسكك الحديدية الأرضية.
6. قم بتوصيل 12 فولت مزود الطاقة لقضبان الطاقة.

تحتوي معظم شرائط LED على موصلات Dupont [Broken URL Removed] ، والتي يسهل الاتصال بها. إذا لم يكن لديك ، فقد تحتاج إلى لحام الأسلاك بشريط LED. لا داعي للذعر إذا كنت جديدًا إلى حد ما في اللحام ، فهذه مهمة سهلة ، ولدينا دليل للبدء في اللحام إذا احتجت إليه.

سنقوم بتشغيل لوحة Arduino الخاصة بنا عن طريق USB لهذا المشروع. يمكنك اختيار تشغيل اللوحة الخاصة بك باستخدام دبوس VIN ، ولكن تأكد من معرفة حدود الطاقة للوح الخاص بك قبل القيام بذلك.

عند اكتمال دائرتك ، يجب أن تبدو كما يلي:

الآن بعد أن قمت بتوصيل كل شيء ، حان الوقت لعمل رسم تخطيطي بسيط من Arduino للتحكم فيه.

تتلاشى

قم بتوصيل لوحة Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر USB وافتح Arduino IDE. تأكد من أن لديك اللوحة الصحيحة ورقم المنفذ المحدد للوحة الخاصة بك في أدوات> لوحة و أدوات> منفذ القوائم. افتح رسمًا جديدًا واحفظه باسم مناسب.

سيؤدي هذا الرسم إلى تلاشي الأضواء بلون واحد في كل مرة ، وإبقائها مضاءة لبضع ثوان ، ثم تتلاشى حتى تنطفئ مرة أخرى. يمكنك المتابعة هنا وعمل المخطط بنفسك ، أو ببساطة قم بتنزيل ملف كود كامل من جيثب.

ابدأ بتحديد أي دبابيس سوف تستخدم للتحكم في الدوائر المتكاملة.

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

بعد ذلك تحتاج إلى بعض المتغيرات. قم بإنشاء ملف سطوع متغير ، إلى جانب متغير لكل سطوع لون فردي. سنستخدم فقط متغير السطوع الرئيسي لإيقاف تشغيل مصابيح LED ، لذا اضبطها على أقصى قيمة سطوع وهي 255 هنا.

ستحتاج أيضًا إلى إنشاء متغير للتحكم في سرعة حدوث التلاشي.

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

في الخاص بك اقامة وظيفة سنقوم بتعيين دبابيس Arduino الخاصة بنا على الإخراج. سنقوم أيضًا باستدعاء وظيفتين مع تأخير 5 ثوانٍ بينهما. هذه الوظائف غير موجودة حتى الآن ، لكن لا تقلق ، سنصل إليها.

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

الآن قم بإنشاء ملف شغله () طريقة:

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);
}
}

هؤلاء الثلاثة ل تأخذ الحلقات كل لون حتى سطوعه الكامل خلال فترة زمنية محددة بواسطة تتلاشى السرعة القيمة.

أخيرًا تحتاج إلى إنشاء ملف يطفىء() طريقة:

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() {
}

هذه الطريقة تنطبق لدينا سطوع متغير لجميع دبابيس الألوان الثلاثة ويقللها إلى الصفر خلال فترة زمنية. نحتاج هنا أيضًا إلى طريقة حلقة فارغة لتجنب أخطاء التجميع.

بمجرد الانتهاء من هذا الرسم ، احفظه. تحقق من الرسم وتحميله على لوحة Arduino الخاصة بك. إذا كنت تحصل على أخطاء ، فتحقق من الشفرة مرة أخرى بحثًا عن أي أخطاء إملائية مزعجة أو فاصلة منقوطة مفقودة.

الآن يجب أن ترى شريط LED الخاص بك يكثف كل لون على حدة ، مع الاحتفاظ باللون الأبيض لمدة 5 ثوانٍ ، ثم يتلاشى بشكل موحد إلى لا شيء:

إذا كنت تواجه أي صعوبات ، فتحقق من الأسلاك والكود مرة أخرى.

يعد هذا المشروع طريقة بسيطة للبدء ، ولكن يمكن توسيع نطاق الأفكار الواردة فيه لجعل الإضاءة فعالة حقًا. باستخدام عدد قليل من المكونات الإضافية ، يمكنك إنشاء منبه شروق الشمس الخاص بك. إذا حصلت على مجموعة أدوات بدء التشغيل مع Arduino ، فيمكنك استخدام أي زر أو مستشعر لتشغيل مصابيح LED عند دخولك الغرفة ، على سبيل المثال:

يلقي hbo max إلى تلفزيون roku

الآن بعد أن غطينا SMD5050s ، دعنا ننتقل إلى WS2812B شرائط.

افكار لامعه

تتطلب هذه الشرائط عددًا أقل من المكونات لتشغيلها ، وهناك بعض الفسحة فيما يتعلق بقيم المكونات التي يمكنك استخدامها بالضبط. يتأكد المكثف في هذه الدائرة من أن مصابيح LED 5 فولت تحصل على مصدر طاقة ثابت. يضمن المقاوم أن إشارة البيانات المستلمة من Arduino خالية من أي تدخل.

سوف تحتاج:

• WS2811 / 12 / 12 ب شريط LED 5 فولت (تحتوي جميع الطرز الثلاثة على شرائح مدمجة وتعمل بنفس الطريقة تقريبًا)
• 1 × Arduino Uno (أو لوحة متوافقة مماثلة)
• 1 × 220-440 أوم المقاوم (أي شيء بين هاتين القيمتين جيد)
• 1 × 100-1000 ميكرو فاراد مكثف (أي شيء بين هاتين القيمتين جيد)
• اللوح وتوصيل الأسلاك
• 5V امدادات الطاقة

قم بإعداد دائرتك كما هو موضح في الرسم التخطيطي:

لاحظ أن المكثف يجب أن يكون في الاتجاه الصحيح. يمكنك معرفة الجانب الذي يعلق على السكة الأرضية بالبحث عن علامة الطرح (-) الموجودة على جسم المكثف.

هذه المرة ، نقوم بتشغيل Arduino باستخدام مزود الطاقة 5 فولت. هذا يجعل المشروع قائمًا بذاته بمجرد الانتهاء ، على الرغم من وجود أشياء مهمة يجب ملاحظتها هنا.

أولاً ، تأكد من أن اللوحة الخاصة بك يمكن أن تستوعب طاقة 5 فولت قبل توصيلها بمصدر الطاقة. تعمل جميع لوحات التطوير تقريبًا بجهد 5 فولت عبر منفذ USB ، لكن دبابيس إدخال الطاقة في بعضها يمكنها أحيانًا تخطي منظمات الجهد وتحويلها إلى نخب.

أيضًا ، من الممارسات الجيدة التأكد من عدم توصيل العديد من مصادر الطاقة المنفصلة بـ Arduino - افصل كابل USB عندما تستخدم مصدر طاقة خارجي.

بمجرد توصيله ، يجب أن يبدو كما يلي:

الآن بعد أن تم توصيل شريط LED الخاص بنا ، دعنا ننتقل إلى الكود.

يمكنك حذف وظيفة على الفيسبوك

أضواء الرقص

من أجل برمجة مجلسنا بأمان ، افصل ملف خمر خط من خط الكهرباء. سوف تعيد توصيله لاحقًا.

قم بتوصيل Arduino بالكمبيوتر وافتح Arduino IDE. تحقق من تحديد اللوحة الصحيحة ورقم المنفذ في ملف أدوات> لوحة و أدوات> منفذ القوائم.

سنستخدم ملف FastLED مكتبة لاختبار الإعداد لدينا. يمكنك إضافة المكتبة بالضغط على رسم> تضمين مكتبة> إدارة المكتبات والبحث عن FastLED. انقر فوق تثبيت ، وستتم إضافة المكتبة إلى IDE.

تحت ملف> أمثلة> FastLED حدد ال ديموريل 100 رسم. يقوم هذا الرسم بتدوير أشياء مختلفة يمكن إجراؤها باستخدام ملف WS2812 شرائط LED ، وهي سهلة الإعداد بشكل لا يصدق.

كل ما تحتاج إلى تغييره هو DATA_PIN متغير بحيث يطابق دبوس 13 ، و ال NUM_LEDS متغير لتحديد عدد مصابيح LED في الشريط الذي تستخدمه. في هذه الحالة ، أستخدم فقط خطًا صغيرًا من 10 مصابيح LED مقطوعة من شريط أطول. استخدم المزيد لعرض أكبر للضوء!

هذا كل شيء! قم بتحميل الرسم على لوحك ، وافصل كابل USB وقم بتشغيل مصدر الطاقة 5 فولت. أخيرًا ، أعد توصيل VIN الخاص بـ Arduino بخط الطاقة وشاهد العرض!

إذا لم يحدث شيء ، فتحقق من الأسلاك الخاصة بك وأنك حددت دبوس Arduino الصحيح في الرسم التوضيحي.

احتمالات لا نهاية لها

يُظهر الرسم التوضيحي بعضًا من العديد من مجموعات التأثيرات الممكنة التي يمكن تحقيقها باستخدام شرائط WS2812. إلى جانب كونها خطوة للأعلى من شرائط LED العادية ، يمكن استخدامها عمليًا أيضًا. سيكون المشروع الجيد القادم بناء الأجواء الخاصة بك لمركز الوسائط الخاص بك.

في حين أن هذه الشرائط هي بالتأكيد أكثر وظيفية من SMD5050s ، لا تستبعد شرائط LED القياسية بجهد 12 فولت حتى الآن. إنها لا تقبل المنافسة من حيث السعر ، وهناك عدد كبير منها تطبيقات لشرائط ضوء LED .

يعد تعلم العمل باستخدام شرائط LED طريقة جيدة للتعرف على البرمجة الأساسية على Arduino ، ولكن أفضل طريقة للتعلم هي عن طريق الترقيع. قم بتعديل الكود أعلاه وشاهد ما يمكنك فعله! إذا كان كل هذا كثيرًا بالنسبة لك ، ففكر في البدء به مشاريع Arduino للمبتدئين .

اعتمادات الصورة: mkarco / Shutterstock

يشارك يشارك سقسقة بريد الالكتروني مقارنة بين Canon و Nikon: ما هي ماركة الكاميرا الأفضل؟

Canon و Nikon هما أكبر اسمين في صناعة الكاميرات. ولكن ما هي العلامة التجارية التي تقدم أفضل تشكيلة من الكاميرات والعدسات؟

اقرأ التالي مواضيع ذات صلة

• افعلها بنفسك
• اردوينو
• شريط LED
• مصابيح LED

نبذة عن الكاتب إيان باكلي(216 مقالة منشورة)

إيان باكلي صحفي مستقل وموسيقي وفنان ومنتج فيديو يعيش في برلين بألمانيا. عندما لا يكتب أو على خشبة المسرح ، فإنه يعبث بإلكترونيات أو رموز DIY على أمل أن يصبح عالمًا مجنونًا.

المزيد من Ian Buckley

اشترك في نشرتنا الإخبارية

انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!

انقر هنا للاشتراك