Contrôle de la bande LED adressable via Arduino

La bande LED adressable et l'Arduino aideront à décorer l'intérieur de la maison, à créer une atmosphère particulière et à faire un ticker sur la vitrine du magasin. À partir de l'article, vous apprendrez comment connecter et gérer la bande, comment vérifier et flasher la bande, quels effets sont obtenus.

Dans la bande LED adressable Arduino, la luminosité et le mode de fonctionnement de chaque diode sont réglés séparément.

De tels dispositifs présentent de nombreux avantages.

• Ils peuvent être utilisés pour un éclairage intelligent. Il ne sera pas difficile d'assembler un rétroéclairage dynamique, une ligne rampante ou d'allumer la lumière à temps. Connectez des modules supplémentaires, par exemple un détecteur de mouvement, et lorsque vous entrez dans la pièce, la lumière commencera. De plus, leur travail peut être contrôlé à distance à partir de la télécommande et du smartphone.
• Facile à personnaliser. Vous pouvez écrire vous-même des programmes pour le travail ou utiliser des modèles prêts à l'emploi.
• Les bandes LED sont fiables et durables. Ils ne chauffent pas et ne nécessitent pas de coûts énergétiques élevés.
• L'accessibilité est un autre plus. Les rubans à diodes sont très répandus sur le marché, il ne sera pas difficile de choisir le bon. Les plus budgétaires coûtent 200 roubles. par mètre, plus lumineux - à partir de 500 roubles.

Mais il y a aussi des inconvénients.

• Une alimentation séparée de 5 ou 12 V est nécessaire.L'unité Arduino ne peut fournir que 800 mA de courant, ce qui ne suffit que pour 13 pixels (un pixel consomme 40-60 mA).
• Les joints sont exigeants sur la qualité de la soudure.

Si vous savez bien souder, il ne sera pas difficile d'assembler le circuit. Et si vous ne savez pas comment, alors il est temps d'apprendre. Alors n'hésitez pas à commencer à choisir le matériel d'éclairage.

Veuillez noter quelques points avant d'acheter.

• Le nombre de pixels par mètre. Il peut y en avoir 30, 60, 74, 96, 100 et 144. Plus il y en a, plus l'image est riche, mais plus la bande est chère. Et plus il consomme d'énergie (adaptateur secteur plus puissant et plus cher).

• Le degré de sécurité. Pour l'éclairage intérieur, IP30 est suffisant (protection contre la poussière). Pour les conditions humides, les diodes doivent être recouvertes de silicone et le degré de protection est IP65. Et si la bande est dans la rue, la protection doit être la plus élevée - IP67 (l'appareil est complètement caché dans une boîte en silicone).

• La sous-couche affecte l'expérience esthétique. Il est disponible en noir (Black PCB) et en blanc (White PCB).

• Il existe des options "économiques" pour les bandes LED. Ils sont marqués des lettres ECO. Ces modèles ne sont pas aussi brillants que les modèles habituels et sont de qualité inférieure. Mais ils sont moins chers.

Maintenant que vous avez trouvé l'idéal, procédez au montage.

Un adaptateur secteur est nécessaire pour se connecter. Calculez sa puissance. Pour ce faire, multipliez la consommation de courant d'un pixel (généralement 60 mA) par le nombre de pixels dans un mètre de ruban et par sa longueur. Multipliez le résultat par la tension de fonctionnement (ces données sont indiquées dans le marquage). N'oubliez pas le facteur de sécurité.

Ensuite, la puissance de l'adaptateur doit être :

(60 mA / 1000) (courant en A) * 60 pixels / mètre * 1,5 mètre * 5 V (tension) * 1,3 (hauteur libre) = 35,1 W. Arrondissez à la valeur supérieure la plus proche - 40 watts. Une telle alimentation est nécessaire si la bande brille d'une lumière blanche. Sinon, la puissance de l'adaptateur peut être réduite de 1,5 à 2 fois.

En plus de l'alimentation, vous aurez besoin d'une carte Arduino Uno et de fils de connexion d'une section d'au moins 1,5 mm².Et aussi des résistances d'une résistance de 10 kOhm et des condensateurs d'une capacité de 470 F (plus possible).

Quand tout est prêt, mettez-vous au travail.

• Trouvez le début et la fin de la bande. Les commandes se déplacent séquentiellement d'un pixel à l'autre, et la direction de leur déplacement est indiquée par des flèches. S'il n'y a pas de flèches, le contact de commande est indiqué au début par les lettres DI (entrée numérique) et à la fin - DO (sortie numérique). Le contact DO est utilisé pour connecter des bandes supplémentaires.
• Soudez une résistance de sécurité de 200-500 ohms. Si l'alimentation tombe soudainement en panne, le courant ne passera pas par le connecteur USB et ne le brûlera pas.
• Assemblez le schéma. Si l'appareil est contrôlé à partir d'un ordinateur, le circuit devrait être comme ceci.

Pour un fonctionnement autonome ou un contrôle à partir de capteurs, il vous en faut un.

Portez des gants en caoutchouc et inclinez périodiquement le fer à souder au sol (au moins jusqu'aux tuyaux de chauffage à vapeur).

• Si la distance entre la bande de diodes et la carte Arduino est supérieure à 15 cm, torsadez les fils de contrôle DI et de masse GND en une queue de cochon. Ensuite, il n'y aura pas de ramassage.
• En mode clignotant, il y a des interférences sur la ligne électrique. Cela conduit à des performances instables. Pour lisser les interférences, un condensateur d'une capacité de 470 F et d'une tension de 6,3 V.
• Pour le faire s'allumer en douceur, le circuit est assemblé sur une maquette pour assembler des circuits sur des microcontrôleurs. Il doit avoir 3 niveaux logiques de MOSFET à canal N.

Voilà à quoi cela ressemble en réalité.

• Si la bande est longue, une perte de tension y apparaîtra. Par conséquent, les pixels les plus à l'extérieur brilleront faiblement. Pour éviter cela, alimentez les joints de 2 bandes de diodes ou à travers chaque mètre de longueur totale.

Il ne reste plus qu'à vérifier le circuit. Pour ce faire, écrivez le programme le plus simple.

• Connectez la carte à votre ordinateur et ouvrez l'IDE Arduino.
• Téléchargez une bibliothèque ou un modèle. Les bibliothèques les plus connues sont FastLED et Adafruit NeoPixel.

1. FastLED est très polyvalent et prend en charge toutes les versions Arduino. D'où l'inconvénient - cela prend beaucoup de mémoire et la plupart des fonctionnalités ne seront pas utiles.
2. L'Adafruit NeoPixel est conçu pour les anneaux NeoPixel, mais fonctionnera avec n'importe quelle bande LED. Il a moins d'effets et une vitesse plus lente, mais la mémoire Arduino est plus libre. Cela signifie que plus de modes de fonctionnement peuvent être chargés sur la carte.

Vous pouvez maintenant mettre en œuvre tous vos projets.

Si vous ne le faites pas, lorsque vous flashez l'appareil, tout le courant d'alimentation ira à la carte. La carte ou le port USB grillera.

Mais il se trouve que la bande d'adresse ne fonctionne pas correctement. Découvrez les erreurs les plus courantes.

• Si les diodes sont allumées avec une teinte rouge, l'alimentation est trop faible. Ou les connexions sont rompues et elles doivent être ressoudées. Une autre option consiste à utiliser des fils d'alimentation trop fins.
• Lorsque l'appareil est bogué ou fonctionne avec des artefacts, le problème réside dans l'alimentation. Essayez de remplacer les fils par des fils blindés ou de désactiver le Wi-Fi.
• Si les pixels ne brillent pas du tout, il est fort probable que le circuit soit mal assemblé. Les erreurs les plus courantes : la masse de la bande n'est pas connectée à la masse de la carte Arduino, le fil de contrôle DI va à la fin de la bande, et non au début, les fils d'alimentation (5V et GND) sont inversés. Dans tous ces cas, il suffit de reconstruire le circuit.
• Mais si vous avez connecté l'appareil assemblé sans résistance, il est fort probable qu'il s'est immédiatement éteint. Ensuite, vous devez changer la carte de contrôle.

Comme vous pouvez le voir, apprendre Arduino est facile. Et si vous rencontrez soudainement des problèmes, posez des questions sur les forums. Ils se feront un plaisir de vous aider (surtout si vous passez sous le pseudo de la fille).