LED-String-Steuerung

LED-String-Steuerung: 11 Schritte

Dieses Tutorial behandelt die ersten Schritte mit LED-Lichterketten. Ursprünglich suchte ich nach einer Möglichkeit, eine Standard-Glühlampenschnur an einem Weihnachtsbaum zu ersetzen.

Für den Einstieg waren viele Websites und Videos erforderlich. Hoffentlich hilft Ihnen dieser Leitfaden dabei, schneller zu den interessanten Teilen zu gelangen.

Sobald Sie mit einem Controller und einer einzelnen Lichterkette begonnen haben, können Sie in viele Richtungen vorgehen. Nach dem Erstellen des Controllers hilft Ihnen diese Anleitung bei folgenden Schritten:

  • Programmieren mit dem Arduino Editor
  • Neue Effekte und mehr Lichter hinzufügen
  • Steuern des LED-Strings von einem mobilen Gerät oder einer Heimautomation aus
  • Integration in eine größere Lichtshow

Zubehör:

Schritt 1: Sammeln Sie Materialien

Teile benötigt:

  • LED Beleuchtungsset (Link)
    Dieses Kit enthält einen WS2811-LED-String (5-V-Version), ein 3A-Netzteil und einen vorgefertigten Controller. Hier ist genug, damit Sie sicherstellen können, dass alles funktioniert, bevor Sie dieser Anleitung folgen.
    Die 5V-Version wurde gewählt, weil diese Spannung auch den Arduino antreiben kann.
  • Wemos D1 Mini Controller (Link)
    Dies wurde aufgrund der geringen Größe, der WLAN-Konnektivität und der einfachen Verkabelung gewählt. Außerdem hatte ich schon einen, mit dem ich experimentieren konnte.
  • Stromanschluss (Link)
    Wird benötigt, um das Netzteil direkt an die Lichterkette anzuschließen. Viele im Paket, aber Sie benötigen 1 Stecker.
  • Tastschalter (Link)
    Größe: 6 x 6 x 5 mm, 4-polig. Viele im Paket, aber Sie brauchen nur einen.
  • Zusatzscheinwerfer (Link)
    Wie benötigt. Stellen Sie sicher, dass Sie die 5V-Version kaufen. Beachten Sie die nachstehenden Anweisungen, wenn Sie mehrere Saiten mit Strom versorgen möchten.

Schritt 2: Zusammenbau des Controllers

Zum Starten benötigen Sie den 3-Draht-Pigtail, der mit der LED-Lichterkette geliefert wird. Sie können die richtigen Drähte finden, indem Sie sehen, wie der Stecker an der Schnur befestigt ist. Der Draht mit den Strichen ist der negative Draht, die Mitte ist die Datenleitung und der verbleibende äußere Draht ist positiv.

Stellen Sie die folgenden Lötverbindungen her, um den D1-Controller zu verdrahten:

  • Löten Sie positiv (wahrscheinlich rot) auf den 5-V-Pin
  • Negativ (wahrscheinlich weiß) an GND-Pin anlöten
  • Lötdaten (wahrscheinlich grün) an D2.
  • Verwenden Sie Heißkleber auf die Drähte und Platine (um es robuster zu machen)

Um den Schalter anzubringen, löten Sie:

  • Eine Seite zum 3.3V Pin
  • Eine Seite zum Stift D7
  • Löten Sie D7 direkt auf D8 (z. B. überbrücken Sie die Stifte)
  • Nicht benötigte Stifte abschneiden

Der Schalter ist mit 3,3 V und D7 verdrahtet, da er direkt auf die Platine passt. D7 schwebt jedoch auf dem D1 mini und kann so Zustandsänderungen nicht selbst erkennen. Löten Sie dazu D7 an D8, sodass D7 beim Öffnen hochgezogen wird. Der Code in der beigefügten Arduino-Skizze zeigt, wie der Schalter verwendet wird.

Schritt 3: Zusammenbau der Lichterkette

In diesem Schritt werden wir die Stromversorgung auf andere Weise direkt mit der Saite verbinden. Dadurch werden sowohl der String als auch der D1-Controller gleichzeitig mit Strom versorgt. Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass der D1 auch dann mit Strom versorgt wird, wenn er vom USB getrennt wird.

Befestigen Sie den Stromanschluss an den losen Drähten am Ende mit der Stiftbuchse. Beobachten Sie Positiv und Negativ (siehe Schritt 2, um jedes zu finden).

Schritt 4: Programmierung der Steuerung

Befolgen Sie diese Anweisungen, um Ihre Arduino-Umgebung vorzubereiten:

  • http://www.instructables.com/id/Programmieren-der-WeMos-Verwendung-Arduino-SoftwareIDE/
  • Befolgen Sie diese Anleitung, um die FastLED-Bibliothek http://www.arduino.cc/en/guide/libraries zu installieren

Verwenden Sie zum Starten das beigefügte INO-Programm.

Dieser Code bewirkt Folgendes:

  • Verwendet die FastLED-Bibliothek, um den LED-String zu animieren
  • Demonstriert verschiedene Lichteffekte
  • Verwendet Tastendruck, um die Effekte zu ändern
  • Hält die Helligkeit bei 50%, was hell genug ist und die Stromaufnahme verringert.
  • Legt die Farbtemperatur für den verwendeten Stringtyp fest.
  • Beschränkt die LEDs auf 50, die beim Hinzufügen zusätzlicher Zeichenfolgen geändert werden sollten

Beachten Sie, dass Weiß durch Aktivieren von Rot, Grün und Blau in gleichen Mengen auf der Zeichenfolge generiert wird. Dadurch sieht Weiß anders aus als die reinen weißen LED-Strings, die für Weihnachtsbäume verkauft werden. Wir können dies ausnutzen, um die Standardfarbe auf etwas Natürlicheres und ähnlicheres wie Glühbirnen einzustellen. Ich fand, dass "CRGB :: Khaki" eine natürlichere Farbe ergibt.

  • FastLED-Animationsbibliothek http://fastled.io/
  • Einfaches Beispiel unter http://github.com/FastLED/FastLED/wiki/Basic-usage

Schritt 5: Setzen Sie alles zusammen

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um den neuen Controller zu verwenden:

  • Öffnen Sie die Arduino-Skizze
  • Verwenden Sie die IDE, um es auf den Wemos D1 mini zu laden

Um zu bestätigen, dass es funktioniert:

  • Überprüfen Sie, ob die LED auf der D1-Platine leuchtet
  • Die Schnur leuchtet weiß auf

Sie können durch die Effekte blättern, indem Sie auf den am D1 mini gelöteten Knopf klicken.

Schritt 6: Zusätzliche Lichteffekte

Dies ist eine großartige Sammlung von Beispielen für die Verwendung der FastLED-Bibliothek.

  • http://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/

Passen Sie diese Effekte an die Arduino-Skizze an.

Glanz ist Spaßeffekt. Ändern Sie in diesem Fall den Code, um festzulegen, dass die ausgewählte LED nicht hellweiß, sondern schwarz leuchtet.

//ändern:
// # definiere MAX_SEQUENCE 4 // // füge diese Zeilen in die switch-Anweisung ein: // case 4: // SnowSparkle2 (CRGB :: Khaki, CRGB :: Black, 20, random (100,1000)); // brechen; // füge diese Zeilen am Ende der Datei hinzu: void SnowSparkle2 (int val, int val2, int SparkleDelay, int SpeedDelay) {setAll2 (val); int Pixel = zufällig (NUM_LEDS); LEDs [Pixel] = Wert2; FastLED.show (); FastLED.delay (SparkleDelay); LEDs [Pixel] = Wert; FastLED.show (); FastLED.delay (SpeedDelay); }

Schritt 7: Erweitern der Lichterkette

Saiten können mit den beiliegenden Steckern verlängert werden. Die Spannung fällt jedoch nach ca. 2 Saiten ab. Dies kann behoben werden, indem 5-V-Kabel parallel zur LED-Lichterkette verlegt werden. Sie können die losen Drähte verwenden, um dies zu erreichen - achten Sie auf die positive / negative Polarität.

Beispiel für eine Stringverdrahtung auf dieser Seite:

  • http://www.billporter.info/2017/01/07/the-engineers-guide-to-diy-computer-controlled-holiday-lights/

Gute Erklärung von Verkabelung und Spannungsabfall bei:

  • http://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Positional-RGB-LED-Christmas-Tr/

Dieses Instructable enthält auch einen guten Tipp zum Einwickeln von LEDs in Isolierband. Scotch Super 88 (3/4 ”Breite) funktioniert gut.

Außerdem muss die MAX_LED in der Arduino-Skizze geändert werden, wenn Sie weitere LEDs hinzufügen.

Schritt 8: Fernbedienung

Verwenden Sie Blynk, um die Zeichenfolge aus der Ferne zu steuern. Referenz bei:

  • http://www.blynk.cc/getting-started/

Fügen Sie der Arduino-Skizze den erforderlichen Blynk-Code hinzu. Sie können die Blynk-App folgendermaßen konfigurieren:

  • Effekte ändern
  • Verwenden Sie das RGB-Zebra, um die Farbe zu ändern
  • Kontrollieren Sie die Helligkeit

In der beigefügten Arduino-Skizze finden Sie Änderungen, die Blynk einschließen. Schritte:

  1. Fügen Sie Arduino Blynk-Bibliotheken hinzu
  2. Eröffnen Sie ein Blynk-Konto
  3. App zum Telefon herunterladen
  4. Neues Projekt erstellen. Dadurch wird ein Autorisierungscode für dieses Projekt erstellt.
  5. Ändern Sie die angehängte Skizze, um den Authentifizierungscode, den WLAN-Namen und das WLAN-Passwort einzuschließen
  6. Verwenden Sie den Arduino-Editor, um in D1 mini zu laden.

Schritt 9: Verbinden mit Home Automation

Sie können die Zeichenfolge steuern, indem Sie der Arduino-Skizze einen MQTT-Client hinzufügen. Installieren Sie einen MQTT-Broker in Ihrer Heimautomation (z. B. OpenHAB oder Home Assistant).

Weitere Informationen unter:

  • http://www.baldengineer.com/mqtt-tutorial.html

Schritt 10: Eine Lichtshow machen

Inspiration unter http://www.evilgeniuslabs.org/tree-v2

Pixelposition in XLights http://www.instructables.com/id/LED-Christmas-Tree-With-Video-Projector-Rasp-Pi/

Erklärung des DMX-Protokolls http://learn.sparkfun.com/tutorials/using-artnet-dmx-and-the-esp32-to-drive-pixels/all

Artnet-Bibliothek http://github.com/rstephan/ArtnetWifi

Erklärung, was gerade passiert http://www.youtube.com/watch?v=hl-HUa5BOPM

Schritt 11: Mehr tun

Selber machen Weihnachten http://www.doityourselfchristmas.com/wiki/

Vollständiges Handbuch mit vollständigen Erklärungen http://auschristmaslighting.com/threads/auschristmaslighting-101-manual.1889/