Hände

Jan 27, 2024

LEDs haben einen besonderen Platz im Herzen eines jeden Herstellers, und das liegt daran, dass wir alle die Möglichkeit lieben, im Handumdrehen Licht zu erzeugen. Fast jedes Projekt, das ich in den letzten zwei Jahrzehnten gemacht habe, beinhaltete irgendeine Form von LED-Leuchten, und dank der Fortschritte in der Technologie war es nie einfacher, Dinge mit LEDs zu beleuchten.

Vor etwa anderthalb Jahren kaufte ich eine Spule mit RGB-LEDs, die auf einem Streifen montiert waren, um sie als Unterregalbeleuchtung für meine Werkbank zu verwenden. Wie Sie anhand der Bilder unten erkennen können, hat das für mich sehr gut geklappt. Leider hatten die LEDs in diesem Streifen alle gleichzeitig die gleiche Farbe und waren nicht einzeln adressierbar.

18 Monate später hat Adafruit mit dem Verkauf einiger LED-Streifen begonnen, die über einzeln adressierbare LEDs verfügen. Die als Neopixel bezeichneten Streifen enthalten entweder 30, 60 oder 120 LEDs pro Meter. Bei jeder LED handelt es sich tatsächlich um eine integrierte WS2812-Lichtquelle mit roten, grünen und blauen LEDs, die zusammen mit einem Treiberchip in ein winziges oberflächenmontiertes Gehäuse integriert wurden, das über ein einziges Kabel gesteuert wird.

Dieses Chip-pro-LED-Design ermöglicht es dem NeoPixel, den Aufwand an schwerer Verkabelung zu reduzieren und ein eigenständigeres Paket zu ermöglichen. Jeder Neopixel-Streifen wird als Meterware verkauft, wobei die Länge auf 4 Meter und 5 Meter begrenzt ist, je nachdem, wie viele LEDs der Streifen pro Millimeter enthält. Die Streifen können mit oder ohne wetterfestes Gehäuse bestellt werden, das später leicht abnehmbar ist.

In Vorbereitung auf eine kommende Artikelserie habe ich einen ein Meter langen Streifen Neopixel bestellt, der 60 LEDs pro Streifen enthielt. Ich habe auch einige maßgeschneiderte Pigtail-Anschlüsse bestellt, die Adafruit nur für die Neopixel-Reihe verkauft. Zusätzlich habe ich einen Gleichstromadapter mit Buchse auf 2,1-mm-Buchse und Schraubklemmleiste bestellt, der den Anschluss meines Neopixel-Streifens an die Gleichstromversorgung erheblich erleichtert.

Obwohl ich über die Ausbildung und das Wissen verfüge, um einen Mikrocontroller so zu programmieren, dass er einen Streifen einzeln adressierbarer LEDs steuert, bevorzuge ich den viel einfacheren Weg und verwende etwas, das sich leicht in vorhandenen Code integrieren lässt. Das war mein Hauptanziehungspunkt für den Neopixel; Adafruit hat eine benutzerdefinierte Arduino-Bibliothek geschrieben und Beispielcode bereitgestellt, um die Dinge schnell zum Laufen zu bringen.

Adafruit sagt, dass die Neopixel-Produktlinie mit den meisten Arduino- und Arduino-kompatiblen Boards wie Uno, Mega, Leonardo und anderen funktioniert, aber nicht mit anderen „fortgeschrittenen“ Arduino-ähnlichen Boards wie den Chipkit- und Netduino-Boards . Grundsätzlich funktioniert jeder „Arduino-kompatible“, der einen 8-Bit-AVR mit einem 8-16-MHz-Takt betreibt. Darüber hinaus sind die Arduino Due- und Teensy-Boards mit der Neopixel-Linie kompatibel.

Der Anschluss des Neopixel-Streifens an ein Arduino ist recht einfach und erfordert nur vier Drähte, um den Schaltkreis zu vervollständigen. Im Diagramm oben (bereitgestellt von Adafruit) sehen Sie, wie Sie den Streifen mit dem Arduino verbinden. Es gibt einen kleinen Haken, der hier nicht abgebildet ist. Adafruit empfiehlt, vor dem Einschalten eines Neopixel-Streifens einen 1000uF-Kondensator mit 6,3 V oder mehr zwischen den Anschlüssen des DC-Hohlsteckers zu platzieren. Dies trägt dazu bei, dass ein massiver Stromstoß dazu führt, dass mehrere LEDs im Streifen durchbrennen.

Für einen ein Meter langen 60-LED-Streifen aus Neopixeln, wie ich ihn gekauft habe, empfiehlt Adafruit ein Netzteil, das mindestens 1,2 Ampere bei 5 V Gleichstrom erzeugen kann. Als sicherer Puffer eignet sich am besten ein Netzteil, das 3,6 Ampere bei 5 V Gleichstrom ausgeben kann. Ich werde meinen mit einem kleinen Wandtransformator mit Strom versorgen, der 5 V bei 2 Ampere liefern kann, da ich ihn im Moment herumliegen habe. Mein zukünftiges Projekt wird batteriebetrieben sein, daher mache ich mir derzeit keine großen Sorgen um 3,5 Ampere.

Darüber hinaus empfiehlt Adafruit, einen 300-500-Ohm-Widerstand zwischen dem Daten-Pin des Arduino und der Datenleitung am Neopixel anzuschließen. Dies ist eine weitere vorbeugende Maßnahme zur Bekämpfung eventuell auftretender Spannungsspitzen. Abschließend sagt Adafruit, dass Neopixel niemals an einen Stromkreis angeschlossen werden sollten, wenn dieser Stromkreis bereits unter Spannung steht, und dass die Erdungsleitung immer zuerst angeschlossen werden muss, da sonst der Neopixel beschädigt wird.

Mit all dem Wissen, das ich brauche, um diesen LED-Streifen zum Laufen zu bringen, denke ich, dass es an der Zeit ist, genau das zu tun. Ich folgte den Ratschlägen von Adafruit, wie man den Neopixel anschließt und mit Strom versorgt, und holte eines der vielen Arduino-Boards heraus, die ich herumliegen hatte (mittlerweile etwa 50). Das Anschließen ging schnell und einfach, und ich brauchte nur etwa drei Minuten, um alles zu finden (die meiste Zeit verbrachte ich damit, nach einem Kondensator mit der richtigen Größe zu suchen).

Nachdem alles verbunden war, war es an der Zeit, etwas Code zu laden und loszulegen, aber bevor ich mit dem Programmieren beginnen konnte, musste ich zunächst die Neopixel-Bibliothek von Adafruits Github herunterladen. Die Installation der Bibliothek ist recht einfach. Ich habe die leicht verständlichen Anweisungen von Adafruit unten eingefügt.

Die Installation der Bibliothek läuft wie folgt ab:

1. Besuchen Sie die Adafruit_NeoPixel-Bibliotheksseite auf Github.com.

2. Wählen Sie die Schaltfläche „ZIP herunterladen“ oder klicken Sie einfach auf diesen Link, um es direkt herunterzuladen.

3. Dekomprimieren Sie die ZIP-Datei, nachdem der Download abgeschlossen ist.

4. Der resultierende Ordner sollte die Dateien „Adafruit_NeoPixel.cpp“, „Adafruit_NeoPixel.h“ und einen Unterordner „examples“ enthalten. Manchmal erhalten Sie in Windows einen Ordner auf mittlerer Ebene und müssen Dinge verschieben.

5. Benennen Sie den Ordner (der die .cpp- und .h-Dateien enthält) in „Adafruit_NeoPixel“ um (mit dem Unterstrich und allem) und platzieren Sie ihn neben Ihren anderen Arduino-Bibliotheken, normalerweise in Ihrem (Home-Ordner)/Documents/Arduino/Libraries-Ordner . Bibliotheken sollten nicht zusammen mit der Arduino-Anwendung selbst installiert werden.

6. Starten Sie die Arduino IDE neu, falls sie gerade ausgeführt wird.

Nachdem die Bibliothek nun installiert ist, kann ich mit dem Beispielcode fortfahren, den Adafruit bereitgestellt hat. Dieser Code befindet sich in der Datei, die Sie von Github heruntergeladen haben, und trägt den Titel „strandtest.pde“. Bei diesem Test durchlaufen die Neopixels einige Sequenzen, darunter Farbwischvorgänge, Theaterverfolgungsjagden, Regenbogenmodus und Theaterverfolgungsjagd-Regenbogenmodus. Wenn alles einwandfrei funktioniert, können Sie damit beginnen, den Code an Ihre Bedürfnisse anzupassen. Ich werde in dieser Rezension nicht näher darauf eingehen, da dies ein vollständiger Leitfaden für sich sein könnte. Schauen Sie sich das Video unten an, um die Testdatei in Aktion zu sehen und genau zu sehen, wie ich alles verkabelt habe. Wenn Sie ein Tutorial zum Schreiben von benutzerdefiniertem Code für die Neopixel-Reihe wünschen, lassen Sie es mich bitte in den Kommentaren wissen, da ich das alles für die Leser mache und darüber schreiben möchte, was sie sehen möchten.

Wenn man die Neopixel-Streifen mit den billigen chinesischen LED-Streifen vergleicht, die ich in der Vergangenheit bei eBay gekauft habe, sind die Neopixel-Streifen insgesamt umwerfend. Dies ist der erste Streifen einzeln adressierbarer RGB-LEDs, den ich tatsächlich innerhalb von fünf Minuten nach dem Öffnen der Verpackung in Betrieb genommen habe. Der Streifen ist extrem hell und die Farben sind sehr lebendig und gut gesättigt. Ich habe kein Flackern oder zufälliges Dimmen bemerkt, wie ich es bei billigeren Streifen anderer Marken gesehen habe. Die Tatsache, dass Adafruit eine komplette Microsite-Ressource kostenlos zur Verfügung stellt, ist die paar Dollar mehr wert, die Sie allein für Neopixels ausgeben.

Letztendlich kann ich Neopixels von Adafruit nicht genug empfehlen. Sie sind so einfach, dass selbst der unerfahrenste Maker sie in Betrieb nehmen kann, und für den fortgeschrittenen Maker sind den Möglichkeiten, die Neopixel bieten, keine Grenzen gesetzt. Aus diesem Grund haben die Neopixel-Streifen von Adafruit die Ehre erhalten, meine erste perfekte Produktrezension hier bei TweakTown zu sein.

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