เครื่องทดสอบ Neopixel: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

คุณอาจกำลังสร้างโปรเจ็กต์ที่ใช้ Neopixel LED หรือมีบางอย่างในกล่องส่วนประกอบที่คุณต้องการตรวจสอบว่าทำงานได้ ฉันมีความต้องการเหมือนกัน แต่แทนที่จะรอจนกว่าโครงการจะเสร็จสมบูรณ์เพื่อพบปัญหา ฉันต้องการให้แน่ใจว่าพวกเขาทำงานในระหว่างกระบวนการสร้างในขณะที่ฉันกำลังบัดกรี LED หลายดวงด้วยมือ

ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงสร้างตัวตรวจสอบการทำงานอย่างง่ายต่อไปนี้ ซึ่งใช้กับ WS2812/SK6812 LED (แหล่งจ่ายไฟ 5V เล็กน้อย แต่จะใช้งานได้ที่ 3V) แต่สามารถใช้เพื่อตรวจสอบตัวแปรอื่นๆ ที่มีการดัดแปลงที่เหมาะสม

เนื่องจากโครงการที่ฉันสร้างกำลังใช้ Microbit การทำงาน 3V จึงเหมาะอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถขับเคลื่อนได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าหรือการเปลี่ยนระดับที่สูงขึ้น

กระแสไฟขาออกที่ใช้ได้ขึ้นอยู่กับรุ่น Microbit คือ V1(90mA)/V2(270mA)

โปรเจ็กต์นี้ได้รับการตรวจสอบด้วย Microbit ทั้งสองเวอร์ชัน แต่ไม่เกิน 81.5mA เท่านั้น

เสบียง:

Microbit V1 หรือ V2

1000uF / (ขั้นต่ำ 6.3V) ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตัวต้านทาน 470R

WS2812/SK6812 LED's

จัมเปอร์ M/F

บอร์ดต้นแบบ (ตัวเลือก)

SIL ส่วนหัวของหมุดแบบตรงหรือแบบมุมฉาก

ขั้นตอนที่ 1: ข้อกำหนดการออกแบบ

ข้อกำหนดในการออกแบบจะต้องสามารถทดสอบ LED หลายดวงในสตริงได้ตั้งแต่ 1 ถึง 25 สูงสุด

นอกเหนือจากจำนวน LED ที่สลับไปมาระหว่างสีหลักที่เป็นสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และการปรับความสว่างแล้ว

25 เป็นค่าสูงสุดที่แย่ที่สุดสำหรับไฟ LED ทั้งหมด แม้ว่าจะใช้งาน 13 จะเป็นค่าสูงสุด ดังนั้นจึงยังคงมีมาร์จิ้นปัจจุบันอยู่มากมาย

กรณีที่เลวร้ายที่สุดในปัจจุบัน 20mA *25 = 500mA (หนึ่งสีต่อ LED ที่ความสว่างสูงสุดเท่านั้น) ซึ่งสูงกว่ากระแสไฟขาออกสูงสุดจาก Microbit มาก ดังนั้น จำเป็นต้องมีการตั้งค่าความสว่างที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่า Microbit จะไม่ทำงานหนักเกินไป

สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อกำหนดของ Neopixel ได้ที่นี่

ด้วยการระบายกระแสไฟ 80% ของ 90mA = 81mA สำหรับ 25 LEDs = 3.24mA /LED

ในขั้นตอนนี้ การวัดค่ากระแสไฟขาออกเทียบกับการตั้งค่าความสว่างสำหรับแต่ละสีเพื่อตรวจสอบว่ามีความสามารถเพียงพอในการทดสอบ 25 (WS2812/SK6812) หรือไม่ LED พร้อมกัน

จำนวนสูงสุดของ LED ที่สามารถขับเคลื่อนได้นั้นสัมพันธ์กับสี สีเขียวและสีน้ำเงินมีข้อกำหนดในปัจจุบันที่คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม สีแดงเป็นสองเท่าของกระแสของสีเขียวหรือสีน้ำเงิน

การตั้งค่าความสว่างที่ 160 สำหรับ Red ให้ 81.5mA และเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบเคสที่แย่ที่สุด

ทั้งสีเขียวหรือสีน้ำเงินสามารถตั้งค่าความสว่างเป็น 255 และยังน้อยกว่า 81.5mA

เมื่อตั้งค่าความสว่างไว้ที่ 10 และ ~0.5mA/LED มีความสว่างเพียงพอสำหรับโปรเจ็กต์ ซึ่งบ่งชี้ว่า Microbit สามารถขับ LED 100+ Neopixel ที่ความสว่าง 10 ได้

ในขณะที่เผยแพร่ Instructable ดั้งเดิมฉันมี LED ไม่เพียงพอ แต่ตั้งแต่นั้นมาฉันก็จัดการเพื่อประเมินสตริง LED Neopixel 60 LED โดยใช้ทั้งสามสีโดยไม่มีปัญหาใด ๆ

ฉันจะประเมินสตริงที่ยาวขึ้นเมื่อฉันได้รับ

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

แอปพลิเคชันถูกสร้างขึ้นโดยใช้ MakeCode Blocks

ขั้นตอนที่ 3: ฮาร์ดแวร์

ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วย Microbit และส่วนประกอบที่แนะนำ ตัวเก็บประจุอ่างเก็บน้ำ (1000uF/6V3 นาที อิเล็กโทรไลต์) เชื่อมต่อระหว่าง V+ & 0V และตัวต้านทาน (470R) เชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยสายข้อมูลที่เชื่อมต่อที่ LED ตัวแรก

ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานถูกติดตั้งบนสตริปบอร์ดเพื่อความสะดวกในการประกอบในอนาคต และจำเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อที่เหมาะสมสำหรับสตริง LED ที่จะทำการทดสอบ

LED Neopixel แบบเฉพาะที่ใช้จะติดตั้งไว้ล่วงหน้ากับตัวพาแบบไร้สารตะกั่ว และต้องมีการเชื่อมต่อเพื่อบัดกรีเพื่อให้สามารถควบคุมได้ อนุกรมในส่วนหัวของสายตรงหรือมุมขวาแยกกันหรือรวมกันทำให้การเชื่อมต่อที่เหมาะสมเพิ่มเติมจากสายไฟ

การใช้หมุด SIL และจัมเปอร์ F/F ช่วยให้สามารถสร้างสตริงที่กำหนดเองได้โดยการเสียบไฟ LED ตามต้องการ

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน

หมายเหตุ: **** โปรแกรมจำลอง MakeCode Block ไม่แสดงวงจรป้องกัน อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะต้องรวมอยู่ในวงจรจริง ***

การตั้งค่าการทำงานและโหมดทำได้โดยใช้ปุ่ม A & B

กด A+B เลือกโหมด (Mn)

M0 = เปิดใช้งานการเลือกจำนวนของ LED ในสตริง

ปุ่ม A = (+Sn) ซึ่งเพิ่มจำนวนสตริง (สูงสุด 25)

ปุ่ม B= (-Sn) ซึ่งลดจำนวนสตริงลง (ขั้นต่ำ 0)

M1 = เปิดใช้งานสีและความสว่าง

ปุ่ม A = สี แดง เขียว น้ำเงิน และปิด

ปุ่ม B = ความสว่าง (0 ถึง 250) ขั้นละ 10

เสียบปลั๊กและเปิดเครื่อง

ที่สวิตช์บนเอาต์พุตถูกปิดใช้งานเพื่อป้องกันความเสียหายต่อทั้ง Microbit และ LED's

กด A+B เพื่อเลือกโหมด M0 จากนั้นกด A สำหรับ S1 การกด A แต่ละครั้งจะเพิ่มทีละขั้นและ B จะลดลง S ใช้ A และ B เพื่อกำหนดจำนวน LED ในสตริง

กด A+B เพื่อเลือกโหมด M1

จากนั้นกด A เพื่อเลือกสี แดง เขียว น้ำเงิน หรือ ปิด

กด B เพื่อเพิ่มความสว่างจาก 10 เป็น 250 ในขั้นตอนที่ 10

โหมดและการเลือกจะแสดงบนจอแสดงผล Microbit