Introducción a NeoPixel / WS2812 RGB LED: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

[Reproduce el video]

En este Instructable, exploraremos sobre el LED RGB direccionable (WS2812) o conocido popularmente como Adafruit NeoPixel. NeoPixel es una familia de anillos, tiras, tableros y barras de LED en miniatura de colores vibrantes. Estos se pueden encadenar de uno a otro para que pueda alimentar y programar una larga línea de NeoPixels juntos para formar una cadena interminable de LED. Puede usar estas tiras de LED para agregar efectos de iluminación complejos a cualquiera de sus proyectos.

Puedes encontrar todos mis proyectos en:

Vienen con un pequeño paquete de montaje en superficie 5050 (5 mm x 5 mm) que incluye tres LED brillantes (rojo, verde y azul) y un chip controlador integrado (WS2811). Solo requiere una entrada de datos para controlar el estado, el brillo y el color de los tres LED. Al conectar el pin de salida de datos al pin de entrada de datos de las siguientes tiras, es posible conectar en cadena los LED a una longitud teóricamente arbitraria.

Con combinaciones de valores RGB (0-255) puede reproducir casi cualquier color, por lo que, en cierto sentido, un LED RGB controlable es un LED universal.

Paso 1: Piezas y herramientas utilizadas

Partes:

1. Matriz Neo 8 x 8 (Banggood)

2. Arduino Uno (Amazon)

3. Fuente de alimentación 5V / 2A (Amazon)

4. Conector DC (Amazon)

5. Cables de puente (Amazon)

6. Matriz flexible WS2812 de 8 x 32 (Sparkfun)

Instrumentos:

1. Soldador (Amazon)

2. Cortador / pelacables (Amazon)

Paso 2: Tipo de tira de LED RGB

Hay 2 tipos principales de tiras de LED RGB: tira analógica y tira digital

1. Tira analógica:

Todos los LED en las tiras están conectados en paralelo, por lo que actúa como un solo LED enorme de tres colores. Puede establecer un color particular para todas las tiras / cadenas. Son muy fáciles de usar y económicos, pero la limitación en este tipo de Las tiras de LED es que no puede controlar los colores de los LED individuales.

En cada una de estas tiras verá (de izquierda a derecha) primero el LED, seguido de una resistencia SMD.

2. Tira digital:

Una tira digital consiste en abordar cada LED de forma individual y trabajar de forma diferente. Tienen un chip para cada LED, para usar la tira hay que enviar datos codificados digitalmente a los chips. Debido a la complejidad adicional del chip, son más caros.

Observe las flechas que indican la dirección de los datos. Si conecta la tira en la dirección inversa, no funcionará.

Paso 3: Tipos de tiras de LED RGB direccionables

Los LED direccionables vienen con diferentes números de modelo como WS2801, WS2811, WS2812 o WS2812B. Si es nuevo en este tipo de LED, puede confundirse entre ellos, así que identifiquémoslos primero. Básicamente, WS2801 y WS2811 son el nombre del IC que puede controlar un máximo de 3 LED. Sin embargo, WS2812 es una versión mejorada en la que un WS2811 IC está integrado directamente en un paquete LED 5050 RGB. El modelo más reciente es WS2812B.

En este tutorial usaremos el último modelo WS2812B.

Fuente de la imagen: Adafruit, Sparkfun, Polou

Paso 4: Pines WS2801 y WS2811 / WS2812

El modelo WS2801 tiene 4 pines de entrada (Vcc, GND, Datos, Reloj) mientras que los modelos WS2811 y WS2812 tienen solo 3 pines

(Vcc, GND y datos)

PIN - WS2801

5V -> Energía (+ 5V)

CI -> Entrada de señal de reloj

CO -> Salida de señal de reloj

DI -> Entrada de datos

HACER -> Salida de datos

GND -> Tierra

PIN WS2812

5V -> Energía (+ 5V) CI -> N / A

CO -> N / A

DI -> Entrada de datos

HACER -> Salida de datos

GND -> Tierra

Paso 5: fuente de alimentación

Antes de comenzar cualquier proyecto de tira de LED, lo primero en lo que deberá pensar es en la fuente de alimentación. Uno de estos LED RGB contiene 3 LED (rojo, azul y verde). Sabemos que un solo LED consume aproximadamente 20 mA de corriente en su brillo más alto, por lo que un solo LED WS2812 puede consumir 3 x 20 mA = 60 mA con el brillo máximo: blanco.

¿Puedo ejecutar directamente con Arduino?

La respuesta simplemente es no. Como la cantidad de corriente requerida para toda la tira será mucho más de lo que su Arduino puede manejar.

Necesita una fuente de alimentación regulada separada para ello. La fuente de alimentación debe proporcionar el voltaje correcto y ser capaz de suministrar suficiente corriente. En la mayoría de las tiras WS2812, el voltaje de funcionamiento es de 5 voltios CC.

Ejemplo: Para la matriz WS2812 8 x 8 (64 LED), necesita 64 x 60 mA = 3840 mA (3,84 A) en todos los LED configurados en su brillo máximo (color blanco). Pero no es aconsejable, mantenga el brillo más bajo para obtener la máxima vida útil.

Puedo recomendar establecer el brillo por debajo del 50%. Entonces necesitas 3.84 x 0.5 = 1.92A

Entonces, tomando algo de margen, la fuente de alimentación recomendada es de 5V / 2A.

Paso 6: preparación de la fuente de alimentación

Es muy fácil controlar la tira de LED WS2812B sin circuitos adicionales ni componentes discretos. Si tiene un Arduino, una fuente de alimentación de 5 V y algunos cables de puente, puede jugar con él.

Preparación de la fuente de alimentación:

Usé una fuente de alimentación regulada de 5V / 2A para ejecutar los LED NeoPixel.

Necesitamos dos conexiones GND: una a la tira de LED y otra al Arduino, así que soldé dos cables al terminal negativo y un cable al terminal positivo del conector DC.

Conexión Arduino:

La conexión Arduino es muy sencilla.

Tira de LED DIN -> Arduino D6

Fuente de alimentación GND -> Arduino GND

Si está utilizando la fuente de alimentación externa para alimentar tanto la tira de LED como Arduino, entonces debe conectar la fuente de 5V al pin Arduino 5V.

Buenas prácticas según Adafruit:

1. Agregar un condensador grande (1000 µF, 6,3 V o más) a través de los terminales + y -. Esto evita que la avalancha inicial de corriente dañe los píxeles.

2. Agregar una resistencia de 300 a 500 ohmios entre el pin de datos de su microcontrolador y la entrada de datos en el primer NeoPixel puede ayudar a prevenir picos de voltaje que de otro modo podrían dañar su primer píxel. Agregue uno entre su micro y NeoPixels.

3. Cuando conecte NeoPixels a cualquier fuente de energía activa o microcontrolador, CONECTE SIEMPRE A TIERRA (-) ANTES DE CUALQUIER OTRA COSA. Por el contrario, desconecte la tierra en último lugar al realizar la separación.

Paso 7: Manejo de una Neo Matrix 8x8

La matriz de LED contiene 64 LED RGB que utilizan el controlador WS8211. Cada píxel es direccionable individualmente y solo necesitará un pin Arduino para controlar todos los LED.

En la parte posterior de la matriz hay dos puertos: Entrada (3 pines) y Salida (3 pines).

El puerto de entrada está conectado al Arduino y a la fuente de alimentación externa de 5V. La conexión es la siguiente

Matriz Arduino

DIN D6

GND GND

Fuente de alimentación de matriz

5V- 5V

GNDGND

Nota: No debe olvidarse de conectar el GND tanto de la fuente de alimentación como de Arduino.

Ahora encienda el circuito y cargue el código para ver algunas animaciones. He configurado el brillo de los LED en aproximadamente un 30%.

Código Arduino:

El código y las bibliotecas están adjuntos en el archivo zip. Descárguelo. Puede ver el video para saber cómo usar el Software.

Paso 8: Manejo de una MATRIZ RGB flexible 8X32 WS2812

La matriz flexible de 8x32 es genial, la pedí a Sparkfun. Puede crear animaciones, juegos o incluso incorporarlos a un divertido proyecto de textiles electrónicos. Además de todo eso, gracias a su respaldo flexible, esta matriz de LED se puede doblar y arquear para adaptarse a casi cualquier superficie con curvas.

La conexión con arduino es similar a la otra matriz / tira de LED NeoPixel.

La matriz viene con cables terminales, por lo que no es necesario soldar.

Amarillo: GND

Rojo: + 5V

Verde: datos

Si te ha gustado este artículo, ¡no olvides compartirlo! Sígueme para conocer más proyectos e ideas de bricolaje. Gracias !!!