🏭 GISTROY® — инженерия и производство
Дорогие друзья!
Когда я впервые подключил светодиодную ленту к Arduino, меня удивило, насколько просто обычный кусок электроники может оживить пространство. Несколько строк кода — и комната меняется от мягкого света до яркого шоу.
Такие проекты вдохновляют на эксперименты. Они показывают, что технологии могут быть доступными каждому и дарить радость от того, что ты сам создаёшь умные и красивые вещи вокруг себя.
Gistroy — крупнейшее сообщество по автоматизации, логистике и промышленному оборудованию в СНГ. Здесь вы найдёте ответ на любой вопрос из мира станков, поставок и интеграции. Мы предлагаем полный цикл решений: от подбора и поставки оборудования до внедрения и точной настройки на объекте. Поддержка без выходных, экспертная помощь на каждом этапе.
В данной статье будет рассмотрен способ создания разноцветной подсветки с использованием светодиодной ленты и включение ленты при присутствии человека в комнате.
Для управления лентой будет использоваться плата Arduno NANO, инфракрасный приёмник(ИК) и датчик присутствия. Данная статья будет полезна для всех, кто хочет сделать освещение из светодиодной ленты и у кого нет желания нести расходы на приобретение дорогостоящих контроллеров для управления ею, так как с помощью данной платы можно обеспечить любую комбинацию цветов и режимов для светодиодной ленты. Управлять ими можно будет с помощью обычного пульта от телевизора или с помощью телефона.
Для данного проекта все компоненты можно заказать на Aliexpress, например:
— Arduino Nano - 160р.
— ИК приёмник с пультом - 55р.
— Датчик присутствия HC-SR501 - 37р
— Светодиодная лента от 200р за метр, есть и дешевле, но с поддержанием управления цветами и в ней должно быть три цвета (RGB).
— Понадобится ещё блок питания для светодиодной ленты, но это зависит от модели ленты и питающего напряжения.
Данный проект можно использовать, например, в качестве основы для построения «умного дома», так как со временем возможно будет докупать разные датчики и интегрировать их в данную систему.
На рисунке выше показана схема подключения ИК приёмника, датчика и светодиодной ленты.
Плата Arduino имеет аналоговые, цифровые и ШИМ порты. В данном проекте мы будем использовать ШИМ порт D5 для выхода Date ИК приёмника и цифрой порт D6 для выхода OUT датчика присутствия, а ШИМ порт D3 для входа DIN светодиодной ленты.
ШИМ порты считывают значения от 0 до 255, чтобы считывать данные с ИК приёмника. Цифровые порты у нас принимают значения 0 или 1, это соответствует включению и выключению света, а в нашем случае порт считывает значение с датчика присутствия, то есть датчик определяет наличие в помещении людей. ШИМ порт передаёт на светодиодную ленту сигнал для управления цветами ленты и помогает нам делать разные комбинации оттенков. Оставшиеся разъёмы датчиков подключаются следующим образом, GND в GND, VCC в 5.
После подключения всех датчиков и светодиодной ленты можно приступить к программированию Arduino. Для нашей программы понадобиться подключить несколько библиотек (маленькие программы для простого управления датчиками).
Библиотека Adafruit_NeoPixel.h для управления светодиодной лентой.
Подробнее как её устанавливать написано на сайте http://arduino.on.kg/Adafruit_NeoPixel.
Библиотека написана на C++, поддерживает светодиодные ленты и неопиксельные кольца, основанные на светодиодах WS2812 и WS2811. Из данной библиотеки нам понадобятся следующие функции:
Ардуино код:
1. Для инициализации нашей ленты и дальнейшей работы с ней, необходимо в секции setup() вызвать две команды ранее созданного объекта ленты. strip.begin() - Функция begin() настроит порт Arduino и выставит значения по умолчанию. strip.show() - Функция show() передаст команду на выключение всем пикселям.
2. Для того, чтобы задать любому пикселю ленты определенный цвет, существует функция strip.setPixelColor(n, red, green, blue).
Где параметр:
— n - Номер пикселя в ленте (отсчет идет с нуля, то есть если в вашей ленте 60 пикселей, то первый из них будет 0, а последний 59)
— red - Число от 0 до 255 определяющее яркость красного светодиода в пикселе.
— green - Число от 0 до 255 определяющее яркость зеленого светодиода в пикселе.
— blue - Число от 0 до 255 определяющее яркость синего светодиода в пикселе.
3. Функция show() передает данные в ленту. Данную функцию необходимо вызывать каждый раз после того, как вы изменили цвета пикселей или настройки ленты.
Так же понадобится библиотека IRremote.h для ИК приёмника, чтобы приёмник мог понимать наши сигналы с пульта или телефона.Примеры работы с данной библиотекой и установка можно посмотреть по данной ссылке http://arduino.on.kg/peredacha-dannyh-v-infrakrasnom-diapazone-pri-pomoshchi-Arduino. Из данной библиотеки нам понадобятся следующие функции:
1. Функция для подключения порта ИК приёмника IRrecv irrecv(RECV_PIN).
2. Функция для приёма данных results.value присваивает переменной значение которые приходят на приёмник.
Данных библиотек нам хватит для написания нашей программы.
Создадим программу, в которой будет четыре режима у светодиодной ленты:
— Режим 0 – выключение светодиодной ленты.
— Режим 1 – включение красного цвета на ленте, если кто-то вошёл в комнату или ходит в комнате.
— Режим 2 - включение белого цвета на ленте, если кто-то вошёл в комнату или ходит в комнате.
— Режим 3 – мигают случайные цвета на ленте с интервалом 200 мс.
Чтобы режимы работы светодиодной ленты не занимали в программе много места, мы создадим для них отдельные подпрограммы, которые называются mode0(), mode1(), mode2(), mode3(). Так же можно будет дополнительно создать свои режимы работы, главное фантазия.
Ниже представлен (код - скетч) программы с пояснениями. Скачать скетч.
// Подключаем библиотеку для ИК приемника.
#include
// Подключаем библиотеку для светодиодной ленты.
#include "Adafruit_NeoPixel.h"
// Указываем пин, к которому подключен IR приемник.
IRrecv irrecv(5);
decode_results results;
// Указываем, какое количество пикселей у нашей ленты.
#define LED_COUNT 30
// Указываем, к какому порту подключен вход ленты DIN.
#define LED_PIN 3
// Создаем переменную strip для управления нашей лентой.
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
// Создаём переменную в которую будут записываться режимы работы ленты, по умолчанию 0-й режим.
int number_mode = 0;
// Подпрограмма для принятия данных с ИК приёмника.
void setupIrReceiver()
{
irrecv.enableIRIn();
irrecv.resume();
}
// Подпрограмма для записи данных с ИК приёмника в переменную типа String.
void getIrCommand(String &receivedCommand)
{
decode_results result;
if (irrecv.decode(&result))
{
receivedCommand = String(result.value, HEX);
receivedCommand.toUpperCase();
irrecv.resume();
}
else
{
receivedCommand = "";
}
}
// Переменная в которую будут записываться данные с ИК приёмника.
String ircode = "";
// Подпрограмма для нулевого режима, для отключения всей ленты.
void mode0()
{
// Выключаем все светодиоды.
for (int i = 0; i < LED_COUNT; i++)
{
strip.setPixelColor(i,0, 0, 0); // Черный цвет, т.е. выключено.
}
// Передаем цвета ленте.
strip.show();
}
// Подпрограмма для первого режима, если кто-то в комнате ходит,то горит лента красного цвета.
void mode1()
{
number_mode = 1; // Говорим переменной, что включился первый режим.
// Если в комнате кто-то ходит, то digitalRead(6) пришлёт 1.
if(digitalRead(6)==1)
{
// Включаем все светодиоды.
for (int i = 0; i < LED_COUNT; i++)
{
strip.setPixelColor(i,255, 0, 0); // Красный цвет.
}
// Передаем цвета ленте.
strip.show();
// Задержка 500 мс.
delay(500);
}
}
// Подпрограмма для второго режима, если кто-то в комнате ходит то горит лента белого цвета.
void mode2()
{
number_mode = 2; // Говорим переменной, что включился второй режим.
// Если в комнате кто-то ходит, то digitalRead(6) пришлёт 1.
if(digitalRead(6)==1)
{
// Включаем все светодиоды.
for (int i = 0; i < LED_COUNT; i++)
{
strip.setPixelColor(i,255, 255, 255); // Белый цвет.
}
// Передаем цвета ленте.
strip.show();
// Задержка 500 мс.
delay(500);
}
}
// Подпрограмма для третьего режима, горит случайные цвета и меняются с интервалом 200мс.
void mode3()
{
number_mode = 3; // Говорим переменной, что включился третий режим.
// Включаем все светодиоды.
for (int i = 0; i < LED_COUNT; i++)
{
strip.setPixelColor(i,random(255), random(255), random(255)); // Случайный цвет.
}
// Передаем цвета ленте.
strip.show();
// Задержка 200 мс.
delay(200);
}
void setup() {
// Запускаем прием инфракрасного сигнала.
setupIrReceiver();
// Подключаем монитор порта.
Serial.begin(9600);
// Подключаем ленту.
strip.begin();
pinMode(6, INPUT); // пин 6 будет входом для датчика движения.
}
void loop() {
// Получаем код нажатой кнопки.
getIrCommand(ircode);
// Отправляем полученные данные на порт, если нажали кнопку пульта, чтобы увидеть какие значения какой кнопке соответствуют.
if (!( ircode.length() == 0 ))
{
Serial.print(ircode);
Serial.println();
}
/* С помощью последовательного порта я определил, какое значение у каждой моей кнопки пульта или пульта с телефона
* например 1 = FFA25D ; 2 = FF629D ; 3 = FFE21D ; ОК = FF38C7 и так далее.
* У каждого пульта РАЗНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ кнопок.
* Теперь определим при нажатии на какую кнопку пульта, какой режим работы будет у светодиодной ленты.
*/
// Если придёт код кнопки OK то будет 0-й режим или если в переменной 0-й режим работы.
if (ircode == "FF38C7" || number_mode == 0)
{
mode0();
number_mode = 0; // Говорим переменной, что вкюлчился нулевой режим.
}
// Если придёт код кнопки 1 то будет 1-й режим или если в переменной 1-й режим работы.
if (ircode == "FFA25D" || number_mode == 1)
mode1();
// Если придёт код кнопки 2 то будет 2-й режим или если в переменной 2-й режим работы.
if (ircode == "FF629D" || number_mode == 2)
mode2();
// Если придёт код кнопки 3 то будет 3-й режим или если в переменной 3-й режим работы.
if (ircode == "FFE21D" || number_mode == 3)
mode3();
mode0();
}
Светодиодную ленту можно управлять с помощью инфракрасного пульта, радиоконтроллера, Wi-Fi/умных устройств, а также через Arduino или другие микроконтроллеры. Возможна настройка яркости, цвета, эффектов и режимов свечения.
Обычно в комплект входят сама лента, блок питания, контроллер и пульт управления. Для адресных RGB-лент дополнительно может потребоваться усилитель сигнала и отдельный блок управления эффектами.
Через Arduino можно задать эффекты свечения, управление яркостью, анимации, датчики и сценарии работы. Для RGB-лент используют библиотеки FastLED или Adafruit NeoPixel. Питание контролируется транзисторами или MOSFET-модулями.
Обычные RGB-ленты меняют цвет полностью. Адресные позволяют управлять каждым светодиодом отдельно, создавая бегущие огни, волны и сложные анимации. Они подходят для декоративной и умной подсветки с программируемым управлением.
Да. Существуют Wi-Fi и Bluetooth-контроллеры, совместимые с приложениями Tuya, Smart Life и аналогичными. Они позволяют включать/выключать ленту, менять цвета, задавать таймеры и эффекты удалённо со смартфона или через голосовые помощники.
Яркость регулируется через контроллер: кнопками на пульте, через приложение или программно (в Arduino — через широтно-импульсную модуляцию, PWM). Также можно установить диммер или добавить фотодатчики для автоматической адаптации освещённости.
Управление светодиодной лентой через Arduino — это удобный и гибкий способ добавить функциональности в домашнее освещение и реализовать проекты «умного дома». Используя недорогие компоненты и готовые библиотеки, можно создать систему с различными режимами подсветки, автоматическим включением при движении и дистанционным управлением через пульт или смартфон. Такой подход делает проект доступным даже для начинающих пользователей.
Благодаря универсальности Arduino, возможна интеграция дополнительных датчиков, настройка индивидуальных эффектов и разработка сложных сценариев освещения. Это открывает широкий простор для творчества: от декоративных решений до практических систем, повышающих комфорт и энергоэффективность. Таким образом, использование Arduino в управлении светодиодными лентами остаётся простым, недорогим и эффективным инструментом для реализации идей и создания умных решений своими руками.
