帶150個(gè)數(shù)字LED像素的圣誕樹

描述

0. 項(xiàng)目

有一天，我決定更換圣誕樹上的燈泡來(lái)自定義燈泡的顏色并創(chuàng)建我自己的動(dòng)畫！

在 Adafruit 網(wǎng)站上，我發(fā)現(xiàn) 12毫米擴(kuò)散薄數(shù)字 RGB LED 像素 WS2801是可尋址的（您可以告訴每個(gè) LED 做什么和什么時(shí)候做！）并且可以由Arduino MEGA 2560 rev3板控制（我有從經(jīng)銷商處購(gòu)買 LED ）。

我在我的項(xiàng)目中添加了一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC) 芯片，以便為 Arduino 提供實(shí)時(shí)信息。電線總是插在電源插座上，但樹只在下午 5 點(diǎn)到早上 8 點(diǎn)亮著！

Adafruit 通過(guò)專門的 WS2801 LED 教程幫助我完成了我的項(xiàng)目！查看更多詳細(xì)信息和更準(zhǔn)確的信息！

如果您使用不同型號(hào)的 LED，請(qǐng)參閱其接線和編碼指南/說(shuō)明。如果它們與 FastLED 兼容，則代碼將需要稍作改動(dòng)！

1.組裝和接線

我建議您在將 LED 放在樹上之前測(cè)試該項(xiàng)目！

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使用連接器將 LED 串相互連接。條帶上的 4 個(gè)輸入應(yīng)為：

• 紅色-> 5V

• 白色->接地

• 藍(lán)色->數(shù)據(jù)

• 綠色->時(shí)鐘

將鏈數(shù)據(jù)引腳連接到 Arduino PIN 2 ；和CLOCK pin 到 Arduino PIN 3 。（注意：數(shù)據(jù)和時(shí)鐘顏色可能會(huì)顛倒，尋找每個(gè) LED 芯片上的標(biāo)記）。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ( RTC ) DS3231 允許 Arduino 獲得實(shí)時(shí)時(shí)間，因?yàn)榘遢d芯片不夠精確，無(wú)法保持?jǐn)?shù)小時(shí)和數(shù)天的時(shí)間。將SDA引腳連接到 Arduino PIN 20 ，將SCL引腳連接到 Arduino PIN 21 。

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2.電源

5V 10A電源適用于150顆LED 。每個(gè)WS2801 LED需要60mA，所以50個(gè)LED需要3A；150 個(gè) LED 需要9A 。

將電源 2.1 毫米插孔連接到母適配器（“2.1 毫米到螺釘/接線端子”）。將 6 根電線連接到適配器（或使用面包板以更簡(jiǎn)單的方式分配電源）：

• 2（1 個(gè)5V和 1 個(gè)GND ）用于前 75 個(gè) LED ->在 LED 50 和 51 之間，應(yīng)該有一對(duì)電源線。否則，將它們連接在絞線連接器中；

• 2（1 個(gè)5V和 1 個(gè)GND ）用于最后 75 個(gè) LED -> 插入LED 100 和 101 之間；

• 2（1 個(gè)5V和 1 個(gè)GND ）到面包板，為 Arduino 和 RTC 供電。

注意：務(wù)必將（+）正極接5V，（-）負(fù)極接GND。可以焊接電線，特別是在永久性/戶外項(xiàng)目的情況下。您可以使用一個(gè) Header Pin Housing Kit 來(lái)制作您自己的跳線！時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線必須僅連接在鏈的開頭。權(quán)力應(yīng)該在整個(gè)鏈中至少分成兩點(diǎn)。這樣每個(gè)LED都有足夠的功率！

使用BREADBOARD ，將電源線連接到其他跳線到Arduino （5V引腳和GND引腳）和RTC （5V和GND引腳）。

3.代碼

為了使代碼正常運(yùn)行，您必須在計(jì)算機(jī)上安裝以下庫(kù)：

• FastLED的 FastLED（點(diǎn)擊克隆或下載然后下載 ZIP ）

• PaulStoffregen 的時(shí)間

• PaulStoffregen的 DS1307RTC

3.1 設(shè)置時(shí)間

在 Arduino 上上傳示例文件TimeRTCSet（文件-> 示例 -> 時(shí)間 -> TimeRTCSet ）或下載并運(yùn)行RTC_set.ino（參見代碼部分）。然后打開串行監(jiān)視器（工具 -> 串行監(jiān)視器）。它會(huì)在 RTC 上復(fù)制您計(jì)算機(jī)的時(shí)間。您只需執(zhí)行一次此過(guò)程。

注意：RTC時(shí)間因PC與板卡同步，會(huì)有少許幾秒的誤差。此外，我建議您使用此代碼，這是我在 Internet 上找到的最簡(jiǎn)單的代碼。相反，您可以使用庫(kù)中包含的示例。

您可以通過(guò)運(yùn)行RTC_read.ino（在本頁(yè)末尾下載）來(lái)檢查存儲(chǔ)的時(shí)間。

3.2 動(dòng)畫編碼

現(xiàn)在您可以下載文件Christmas_tree.ino （這是主要代碼）并將其上傳到 Arduino。它已準(zhǔn)備好使用，但您可以自定義它！顏色通過(guò)命名的 HTML web colors設(shè)置。

有3 個(gè)動(dòng)畫（我認(rèn)為最好的是 Adafruit 的彩虹）。我創(chuàng)建了另外兩個(gè)動(dòng)畫：每 300 毫秒（= 0.3 秒）樹上的 LED 將其顏色更改為紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色等。我更喜歡動(dòng)畫速度很慢的樹；在你觀看圣誕樹的每一秒，一些燈光的顏色都與之前不同，但你不會(huì)被閃爍的燈光所蒙蔽。

代碼將在下午 5 點(diǎn)打開 LED，并在早上8 點(diǎn)關(guān)閉LED 。白天，Arduino 會(huì)每隔 10 分鐘檢查一次時(shí)間，看看是不是5 點(diǎn)鐘！（這是繞過(guò)缺少繼電器的最佳解決方案）。

我寫了一個(gè)更新版本的代碼，Christmas_tree_UPDATED.ino. 有相同的動(dòng)畫和功能，但顏色更加校準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^(guò)HSV 方法（色調(diào)、飽和度、值）設(shè)置的。如果您不是專家用戶，請(qǐng)查看FastLED 像素參考指南！

4.準(zhǔn)備點(diǎn)亮！

繩子現(xiàn)在可以放在樹上了！你的圣誕樹已經(jīng)準(zhǔn)備好了！

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如果您喜歡本教程，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中張貼您項(xiàng)目的照片！歡迎反饋和改進(jìn)建議！

5. 接下來(lái)...

我目前正在添加 50 個(gè) LED 以達(dá)到 200 個(gè)（不過(guò)我必須添加第二個(gè)電源）。

我也在編寫代碼以使樹看起來(lái)更好；我正在糾正顏色編碼（使它們更加校準(zhǔn)）并添加新動(dòng)畫！

本教程的最新主要更新：2017 年 10 月 31 日

免責(zé)聲明：對(duì)于復(fù)制此項(xiàng)目時(shí)可能發(fā)生的任何人或事?lián)p害，我概不負(fù)責(zé)。該腳本是對(duì)我所創(chuàng)建內(nèi)容的簡(jiǎn)化回顧。如果您不確定自己在做什么，請(qǐng)?jiān)谙旅姘l(fā)表評(píng)論或在網(wǎng)絡(luò)上尋求有能力的幫助。