Meny

Permanent Digital LED House Holiday Lighting

16 januari, 2018 - keepall

Permanent Digital LED House Holiday Lighting

Digital-adresserbara RGB-LED-remsor blir allt mer tillgängliga och billigare genom hobbyistelektronikbutiker och direkt från fabriker i Kina, så det är dags att uppdatera ditt fritidshusbelysning!

I detta projekt används en Arduino för att styra remsor av digitalt adresserbara lysdioder, och tanken är att lägga upp dem en gång och sedan använda olika program för varje semester under hela året.

I ett tidigare projekt lade jag till permanenta analoga lysdioder. Det är bra, men hela bandet är alltid samma färg. Med digitala lysdioder kan du göra mycket mer animeringseffekter eftersom varje enskild LED kan styras.

Det finns många instruktioner om att använda dessa lysdioder. De viktigaste ansträngningarna i denna var att hitta ett sätt att enkelt montera dem på utsidan av huset, samtidigt som de fortfarande kan ta bort dem för reparation, målning etc.

De LED som användes var trådar av WS2812b LED, vilket är en kombination av ett 5050 RGB LED + ett WS2811-styrschips i en enda ytmonteringspaket. Dessa är mycket ljusa LED! Du kan köpa dem i 5 meter remsor, och de kan komma med en silikon jacka för vattentätning.

Programmering av dem är enkelt med några gratis Arduino-bibliotek. För detta användes ‘Neopixel’ -koden från Adafruit. FastSPI är ett annat populärt bibliotek.

Ett stort tillvägagångssätt detta var inte ett enkelt projekt! Arduino-kodningsdelen är relativt lätt, men det finns mycket lödning av kontakter och planering. LED-lamporna är också något känsliga för effektfluktuationer, och verkar lite benägna att misslyckas. Även med de försiktighetsåtgärder som nämns här och på annat håll slutade jag med att ta ner delar av strängarna flera gånger och så småningom ersätta ca 10 av de enskilda lysdioderna. Nu när de är uppe och arbetar (hittills!), Är de väldigt coola mycket mer intressanta än de tråkiga statiska lamporna! 🙂 Steg 1: Delar Huvudsidan var att komma fram till ett sätt att enkelt montera LED-remsorna, kunna arbeta på dem efter behov och ta ner dem för målning. Så, jag använde lite plastgjutning som en baksida för att göra remsorna styva och kopphakar och skruvöglor för att montera dem i huset. På så sätt kan varje remsa tas Gå Ner I Vikt Snabbt ner efter behov för något arbete.

Elektronik och ledningsdelar

LED WS2812 eller bättre WS2812b remsor (bättre omvänd polaritetsskydd och lite ljusare). Vattentät Detta är vanligtvis en silikon jacka för dessa typer. Jag rekommenderar 30 LED per meter eftersom fler LED-lampor kräver mycket mer ström! Dessutom slutar mer än 30 lysdioder per meter att blandas ihop från ett avstånd. Adafruit har dem (kallas Neopixels). Du kan också få dem på Ali Express (Ray Wu-butiken är populär, men det finns många butiker som säljer dem). De levereras med vita eller svarta flexibla kretskort. Du kan också söka efter WS2811, eftersom WS2812 LED använder WS2811 chip + en 5050 LED. Det andra sättet att gå är strängar av WS2801 LED-lampor skulle också vara bra, och eftersom varje LED typiskt separeras med ett par tum tråd, drar de mycket mindre ström och ser fortfarande bra ut. Du behöver bara tre ledare. När jag byggde mitt projekt såg jag inga 3-poliga JST M-kontakter till salu, men jag ser dem på AliExpress nu, och de borde också vara bra utan den extra ledningen. LED-remsorna har olika kontakter beroende på var du köper dem, men några av dem kommer med tre stift JST M-kontakter som redan är lödda på vilka du kanske kan dra nytta av om du använder dem. Jag bor på ett ganska torrt ställe, så om du bor där det regnar mycket, kanske du vill använda vattentäta kontakter. Det finns sådana som är gjorda för lysdioder som dessa.2 Ledarkontakter Jag använde några JST M 2-ledarkontakter först, men hittade sedan dessa deans-typkontakter och föredrar dem verkligen eftersom de är lätta att lödda och har uppenbar polaritet, där JST M-kontakter med svarta ledningar kräver att du kommer ihåg hur du använde dem. Glöm inte kopplingspluggarna. De används för strömkontakterna. Deans typkontakter gör det möjligt att lödda 18 gauge-ledningar direkt till kontakterna. De flesta av LED-biblioteken använder en matris för att lagra pixelvärdena, så Mega är krävs så att det har tillräckligt med RAM för att hålla arrayen för alla dessa pixlar. Arrayen Går Man Ner I Vikt är 3 byte (R, G, B var 1 byte) per pixel. Det finns sätt att göra detta utan arrayen, så en enkel Arduino kan användas levererar 10 ampere, 5 volt. Du behöver ungefär en av dessa för varje 150 lysdioder. Jag använde dessa, eller du kan använda dem som den här. För långa körningar kommer det emellertid att vara för mycket spänningsfall på linjerna, så slutade jag med högre spänningsaggregat och DC-DC-omvandlare på remsorna, vilket fungerade mycket bra. Du kan också använda 5v nätaggregat med lägre effekt och bara använda dem för att köra färre lysdioder. Fördelen med detta tillvägagångssätt är att de kostar mindre, och du behöver mindre ‘power injection’ ledningar (se nästa steg). x 3/4 i . x 8 ft. Så det var förnuftigt att ha en separat remsa för varje sektion av taklinjen, och på längre körningar slutade ett par av de 8 fotremsorna till slutet. Varje remsa kan tas ner för att göra plats för målning etc., eller att arbeta på remsan själv. Detta händer mycket eftersom LED-lamporna blir dåliga då och då (se avsnittet Felsökning).

För elektriska ledningar har WS2812b LED-lamporna en + 5V, Gnd och en datalinje. Eftersom de digitala kommandona sänds ner i datalinjen från LED till LED och remsa till band måste den bilda en kontinuerlig krets från början till slutet. Du kan fortfarande tända LED-lamporna i vilken ordning som helst, men den enda styrledningen kommer att ansluta dem alla.

På samma sätt borde alla remsor ha sina jordledningar anslutna för att se till att signalen har samma markreferens över alla remsor.

Det finns en del bra information om hur man hanterar dessa lysdioder på Adafruit och Pololu. På så sätt kan jag dra och testa vilken remsa som helst med samma signal och strömkontakt från Arduino-regulatorn. Som tidigare nämnts hade jag några dåliga lysdioder, så jag använde detta system mycket starkt!

WS27812b LED-remsor har tre ledningar och kommer med en mängd olika kontakter. Jag slutade kasta alla dem och använda JST M 4 ledarkontakter på varje remsa. Ledningskontakten använder endast tre av ledningarna för testning, och den fjärde användes ibland för att få ström från slutet till segmentets början (eller en separat 2-polig kontakt användes). Standardisering på tre stiftkontakter skulle också vara bra, och om jag gjorde det här projektet igen, skulle jag troligen göra det, speciellt om kontakterna hade färgkodade ledningar för att göra ledningarna enklare. Utgångskontakterna var olika på olika band för att matcha kraven för efterföljande remsa.

Om exempelvis en remsa är i slutet av en uppsättning på en strömförsörjning, och nästa remsa startar en ny strömförsörjning, kommer utsignalen från den första remsan inte att ansluta +5-kabeln över. Den andra remsan skulle ha en separat kontakt för att strömmen skulle komma in, och även huvudingångskontakten skulle ha strömledningen ansluten för testning.

Använd i början ett litet motstånd i serie med signaltråden från Arduino 200 500 ohm.

Var noga med att använda kondensatorer vid strömförsörjningen!

Vanligtvis används honkontakterna som inmatningssidan av remsorna.

Så är alla jordledningarna för allt anslutna, och datalinjen går mellan alla lysdioder i ordning. +5-linjerna bör endast delas mellan uppsättningar av lysdioder med den strömförsörjningen det är bäst att inte korsa +5-ledningarna mellan nätaggregat eftersom de inte är exakt samma spänning och kan motstå varandra en bit.

Att få tillräckligt med ström till alla lysdioder är den svåraste delen av projektet. Eftersom varje 5050 LED-modul kan använda 60 ma ström, kommer 150 lysdioder upp till 9 ampere. 150 LED-lampor är vad du skulle få med en enda 5 meter LED-remsa med 30 lysdioder per meter.

Jag rekommenderar starkt Do It Yourself Christmas webbplats RGB power diskussion för sin utmärkta täckning av strömproblem med LED-lampor för hus. Jag hittade det efter att jag gjorde mitt första arbete, och det skulle ha sparat mig mycket tid att felsöka Ett viktigt tips är att du ska lägga till ström varje 50 lysdioder eller så eftersom spänningsfallet på remsorna själva är signifikant. Jag hade några körningar på upp till 76 lysdioder, vilket verkade ok. Det kan vara bra att testa Detta innan du kopplar upp allt, använd ljus vit (alla lysdioder på full) för att testa se avsnittet Felsökning för mer info.

För längre körningar måste kraften läggas till på några ställen, även om det är från samma strömförsörjning som ‘injektion’. Injektion betyder helt enkelt att du kör flera ledningar från din strömförsörjning till delar av LED-lamporna för att få mindre spänning droppe än att köra kraften genom själva remsan. Så, för 150 lysdioder i tre uppsättningar av 50, kan du använda en enda 10 amp 5v-matning, men bör köra kraftledningar till början, två mellansektioner (var 50 lampor) och slutet av den strängen. Så det är 4 kraftledningar vardera optimalt med 18 2-tråd, så det är så mycket tråd och kontakter. Jag valde att köra de här linjerna längs LED-lamporna och lägga till kontakter i början och slutet av varje remsa så att jag kunde ta dem lättare. Det var mycket lödning, men deans-typkontakterna är ganska lätta att lödda (önskar jag hade dem i början!). Det finns några YouTube-videor med demo om hur man lödar dem. Du kan också köra kraftledningarna separat i längre körningar oberoende av remsor. Remsorna skulle fortfarande vara avtagbara och Går Man Ner I Vikt testbara individuellt.