Guía definitiva para conectar tiras de luces LED a Arduino

Guía definitiva para conectar tiras de luces LED a Arduino

El auge de la iluminación LED ha sido estratosférico y es fácil ver por qué. Son baratos de producir, consumen significativamente menos energía que otras opciones de iluminación y, en la mayoría de los casos, no se calientan, lo que los hace seguros para una variedad de usos.





Uno de los productos LED más comunes es la tira de LED. En este artículo, cubriremos cómo configurar los dos tipos más comunes con un Arduino. Estos proyectos son muy simples, e incluso si eres un principiante con Arduino o electrónica de bricolaje, podrá hacer esto.



También usaremos el IDE de Arduino para controlarlos. Este proyecto usa un Arduino Uno, aunque podría usar casi cualquier placa compatible (como el NodeMCU).





Elige tu tira

Al comprar tiras de LED, hay algunas cosas a considerar. Primero está la funcionalidad. Si planea usar las tiras principalmente para iluminación ambiental, entonces un simple LED RGB de 12v banda ( SMD5050 ) sería la elección correcta.

Muchas de estas tiras vienen con un control remoto por infrarrojos para controlarlas, aunque en este proyecto usaremos un Arduino en su lugar. Dedique un poco de tiempo a comprar, al momento de escribir este artículo, era posible obtener estas tiras por tan solo $ 1 por metro .



Crédito de la imagen: phanu suwannarat a través de Shutterstock

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Si desea algo un poco más tecnológico, considere la WS2811 / 12 / 12B . Estas tiras (a veces denominadas Neopixels ) tienen conjuntos de chips integrados que permiten direccionarlos individualmente. Esto significa que son capaces de algo más que iluminación ambiental.



Puede usarlos para construir una pantalla LED de píxeles barata desde cero. Incluso puede usarlos para hacer su propia lámpara de nube de tormenta interior personal.

Estas tiras solo requieren 5v para alimentarlas. Si bien es posible alimentar pequeñas cantidades de ellos directamente desde una placa Arduino, generalmente es una buena idea usar una fuente de alimentación de 5 V separada para evitar el olor a Arduino frito. Si está buscando LED programables individualmente, estos son para usted. En el momento de redactar este artículo, están disponibles por alrededor de $ 4 por metro .



Otra cosa a considerar es dónde es probable que se utilicen estas tiras. Ambos tipos de tiras vienen en diferentes longitudes, densidades de LED (la cantidad de LED por metro) y diferentes grados de impermeabilización.

Al mirar las tiras de LED, preste atención a los números en la lista. Por lo general, el primer número será el número de LED por metro y las letras IP seguido de números será su impermeabilización. Por ejemplo, si la lista dice 30 IP67 , esto significa que habrá 30 LEDs por metro. los 6 denota que está completamente sellado contra el polvo, y el 7 significa que está protegido contra la inmersión temporal en agua. (Aprender más acerca de resistencia a la intemperie y clasificaciones IP .) Una vez que tenga la tira de LED elegida, es hora de vincularla con un Arduino. Comencemos con el SMD5050.

Conectarse

Para conectar una tira de LED de 12v a un Arduino, necesitará algunos componentes:

  • Tira de LED RGB 12v ( SMD5050 )
  • 1 x Arduino Uno (cualquier placa compatible servirá)
  • 3 x 10k Resistencias de ohmios
  • 3 x Nivel lógico MOSFET de canal N
  • 1 x tablero
  • Cables de conexión
  • Fuente de alimentación 12v

Antes de montar el circuito, hablemos de MOSFET .

Siempre que esté controlando algo que tenga un voltaje más alto que su microcontrolador, necesita algo intermedio para evitar que su placa se fríe. Una de las formas más sencillas de hacer esto es utilizar un MOSFET. Al enviar modulación de ancho de pulso ( PWM ) señales al portón pierna, es posible controlar cuánta potencia pasa entre los drenar y fuente piernas. Al pasar cada uno de los colores de la tira de LED a través del MOSFET, puede controlar el brillo de cada color individual en la tira de LED.

Al usar microcontroladores, es importante usar componentes de nivel lógico para asegurarse de que las cosas funcionen como usted desea. Asegúrese de que sus MOSFET estén nivel lógico y no estándar .

Configure su circuito de esta manera:

  1. Conecte los pines de Arduino 9 , 6 , y 5 al portón patas de los tres MOSFET y conecte un 10k resistor en línea con cada uno al riel de tierra.
  2. Conecta el Fuente piernas a la barandilla del suelo.
  3. Conecta el Drenar piernas al Verde , Red , y Azul conectores en la tira de LED.
  4. Conecte la línea de alimentación a la + 12v conector de la tira de LED (tenga en cuenta que en esta imagen el cable de alimentación es negro para que coincida con los colores de los conectores en mi tira de LED).
  5. Conecte la tierra de Arduino al riel de tierra.
  6. Conecta tu 12v fuente de alimentación a los rieles de alimentación.

La mayoría de las tiras de LED tienen conectores Dupont [URL rota eliminada], que son fáciles de conectar. Si el tuyo no es así, es posible que debas soldar cables a la tira de LED. No se asuste si es bastante nuevo en la soldadura, es un trabajo fácil y tenemos una guía para comenzar a soldar en caso de que la necesite.

Alimentaremos nuestra placa Arduino por USB para este proyecto. Puede optar por alimentar su placa con el pin VIN, pero asegúrese de conocer las limitaciones de energía de su placa antes de hacer esto.

Cuando su circuito esté completo, debería verse así:

Ahora que ha conectado todo, es hora de hacer un simple boceto de Arduino para controlarlo.

Desvanecerse

Conecte su placa Arduino a su computadora a través de USB y abra el IDE de Arduino. Asegúrese de tener la placa correcta y el número de puerto seleccionado para su placa en el Herramientas> Tablero y Herramientas> Puerto menús. Abra un nuevo boceto y guárdelo con un nombre apropiado.

Este boceto atenuará las luces de un color a la vez, las mantendrá encendidas durante unos segundos y luego las atenuará hasta que se apaguen nuevamente. Puede seguir aquí y hacer el boceto usted mismo, o simplemente descargar el código completo desde GitHub.

Empiece por definir cuál pins se utilizará para controlar los MOSFET.

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A continuación, necesita algunas variables. Crea un general brillo variable, junto con una variable para el brillo de cada color individual. Solo usaremos la variable de brillo principal para apagar los LED, así que configúrelo en el valor de brillo máximo de 255 aquí.

también necesitará crear una variable para controlar qué tan rápido ocurrirá el desvanecimiento.

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En tus configuración función configuraremos nuestros pines Arduino para salida. También llamaremos a un par de funciones con un retraso de 5 segundos entre ellas. Estas funciones aún no existen, pero no te preocupes, llegaremos a ellas.

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Ahora crea el Encender () método:

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Estos tres por Los bucles llevan cada color a su brillo total durante un tiempo especificado por el fadeSpeed valor.

Finalmente necesitas crear el Apagar() método:

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Este método aplica nuestro brillo variable a los tres pines de color y los reduce a cero durante un período de tiempo. Aquí también necesitamos un método de bucle vacío para evitar errores de compilación.

Una vez que haya completado este boceto, guárdelo. Verifique el boceto y cárguelo en su placa Arduino. Si está recibiendo errores, revise el código nuevamente para ver si hay errores tipográficos molestos o puntos y comas faltantes.

Ahora debería ver que su tira de LED aumenta cada color individualmente, manteniendo el color blanco durante 5 segundos y luego se desvanece uniformemente a nada:

Si tiene alguna dificultad, vuelva a verificar el cableado y el código.

Este proyecto es una forma sencilla de empezar, pero las ideas que se tratan en él se pueden ampliar para hacer una iluminación realmente eficaz. Con solo unos pocos componentes más, podría crear su propia alarma de amanecer. Si tiene un kit de inicio con su Arduino, puede usar cualquier botón o sensor para activar sus LED cuando ingresa a la habitación, por ejemplo:

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Ahora que hemos cubierto el SMD5050s , pasemos al WS2812B tiras.

Ideas brillantes

Estas tiras requieren menos componentes para que se ejecuten, y hay cierto margen de maniobra en cuanto a qué valores de componentes puede utilizar exactamente. El condensador de este circuito se asegura de que los LED de 5v obtengan una fuente de alimentación constante. La resistencia garantiza que la señal de datos recibida del Arduino esté libre de interferencias.

Necesitará:

  • WS2811 / 12 / 12B Tira de LED de 5v (los tres modelos tienen chips integrados y funcionan de la misma manera)
  • 1 x Arduino Uno (o placa compatible similar)
  • 1 x 220-440 ohmios Resistencia (cualquier cosa entre estos dos valores está bien)
  • 1 x 100-1000 microFaradios Condensador (cualquier cosa entre estos dos valores está bien)
  • Protoboard y conectar cables
  • Fuente de alimentación 5V

Configure su circuito como se muestra en el diagrama:

Tenga en cuenta que el condensador debe tener la orientación correcta. Puede saber qué lado se conecta al riel de tierra buscando el signo menos (-) en el cuerpo del capacitor.

Esta vez estamos alimentando el Arduino usando la fuente de alimentación de 5v. Esto hace que el proyecto sea independiente una vez que terminamos, aunque hay cosas importantes a tener en cuenta aquí.

En primer lugar, asegúrese de que su placa pueda tomar una potencia de 5 V antes de conectarla a la fuente de alimentación. Casi todas las placas de desarrollo funcionan a 5 V a través del puerto USB, pero los pines de entrada de alimentación de algunas a veces pueden omitir los reguladores de voltaje y convertirlos en tostadas.

Además, es una buena práctica asegurarse de que no haya varias fuentes de alimentación independientes conectadas al Arduino; desconecte el cable USB siempre que utilice una fuente de alimentación externa.

Una vez que esté enchufado, debería verse así:

Ahora que nuestra tira de LED está conectada, pasemos al código.

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Luces de baile

Para programar de forma segura nuestra placa, desconecte el VINO línea de la línea eléctrica. Lo volverá a colocar más tarde.

Conecte su Arduino a la computadora y abra el IDE de Arduino. Compruebe que tiene la placa y el número de puerto correctos seleccionados en el Herramientas> Tablero y Herramientas> Puerto menús.

Estaremos usando el FastLED biblioteca para probar nuestra configuración. Puede agregar la biblioteca haciendo clic en Croquis> Incluir biblioteca> Administrar bibliotecas y buscando FastLED. Haga clic en instalar y la biblioteca se agregará al IDE.

Debajo Archivo> Ejemplos> FastLED Selecciona el DemoReel100 bosquejo. Este boceto cicla varias cosas que se pueden hacer con el WS2812 Tiras de LED, y es increíblemente fácil de configurar.

Todo lo que necesitas cambiar es el DATA_PIN variable para que coincida pin 13 , y el NUM_LEDS variable para definir cuántos LED hay en la tira que está utilizando. En este caso, estoy usando solo una pequeña línea de 10 LED cortados de una tira más larga. ¡Usa más para un espectáculo de luces más grande!

¡Eso es todo! Sube el boceto a tu tablero, desconecta el cable USB y enciende tu fuente de alimentación de 5v. ¡Finalmente, vuelva a conectar el VIN de Arduino a la línea eléctrica y vea el programa!

Si no sucede nada, verifique su cableado y que haya especificado el pin Arduino correcto en el boceto de demostración.

Posibilidades infinitas

El boceto de demostración muestra algunas de las muchas combinaciones posibles de efectos que se pueden lograr con las tiras WS2812. Además de ser un paso adelante de las tiras de LED normales, también se pueden poner en práctica. Un buen próximo proyecto sería construyendo tu propio ambilight para su centro de medios.

Si bien estas tiras son definitivamente más funcionales que las SMD5050, no descarte las tiras de LED estándar de 12v todavía. Son imbatibles en cuanto a precio, y hay una gran cantidad de aplicaciones para tiras de luz LED .

Aprender a trabajar con tiras de LED es una buena manera de familiarizarse con la programación básica en Arduino, pero la mejor manera de aprender es jugando. ¡Modifique el código anterior y vea lo que puede hacer! Si todo esto fue demasiado para usted, considere comenzar con estos proyectos de Arduino para principiantes .

Créditos de las imágenes: mkarco / Shutterstock

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Sobre el Autor Ian Buckley(216 Artículos publicados)

Ian Buckley es un periodista, músico, intérprete y productor de video independiente que vive en Berlín, Alemania. Cuando no está escribiendo o en el escenario, está jugando con la electrónica o el código de bricolaje con la esperanza de convertirse en un científico loco.

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