怎样将LED灯带连接到Arduino

LED照明的兴起是平流层，很容易理解为什么。它们的生产成本低廉，比其他照明选项消耗的功率少得多，并且在大多数情况下不会发热，因此可以安全地用于多种用途。

最常见的LED产品之一是灯带。在本文中，我们将介绍如何使用Arduino设置两种最常见的类型。这些项目非常简单，即使您是Arduino或DIY电子产品的初学者，您也可以做到这一点。

我们还将使用Arduino IDE对其进行控制。该项目使用Arduino Uno，尽管您几乎可以使用任何兼容的板（例如NodeMCU）。

选择条带

在购买LED条带时，需要注意以下几点：考虑。首先是功能。如果您打算将这些灯条主要用于环境照明，那么简单的 12v RGB LED 灯条（ SMD5050 ）将是正确的选择。

这些条带中的许多条带红外遥控器来控制它们，尽管在本项目中，我们将使用Arduino代替。花一些时间购物，在撰写本文时，有可能以每米1美元的低价获得这些带。

图片来源：通过Shutterstock的phanu suwannarat

如果您想要更高一点的技术，请考虑 WS2811 / 12 / 12B 。这些条带（有时称为 Neopixels ）具有集成的芯片组，可以单独进行寻址。这意味着它们不仅具有环境照明的功能。

您可以使用它们从头开始构建便宜的LED像素显示器。您甚至可以使用它们来制作自己的个人室内暴风云灯。

这些条只需5v即可为其供电。虽然可以直接从Arduino板上直接为少量的电源供电，但通常最好使用单独的5V电源，以免被油炸Arduino散发出臭味。如果您正在寻找可单独编程的LED，那么这些适合您。在撰写本文时，它们的价格为每米4美元左右。

要考虑的另一件事是这些条带可能在哪里使用。这两种类型的灯带都有不同的长度，LED密度（每米的LED数量）和不同的耐候程度。

在查看LED灯带时，请注意清单上的数字。通常，第一个数字是每米的LED数量，字母 IP 后跟数字是其防风雨性能。例如，如果列表中显示 30个IP67 ，则表示每米将有 30 个LED。 6 表示已完全隔绝灰尘，而 7 表示已对其进行了防护，防止其暂时浸入水中。 （了解有关防风雨和IP等级的更多信息。）一旦选择了LED灯条，就可以将其与Arduino链接了。让我们从SMD5050开始。

开始连接

为了将12v LED灯条连接到Arduino，您将需要一些组件：

12v RGB LED灯条（ SMD5050 ）

1 x Arduino Uno（任何兼容的板都可以）

3 x 10k 欧姆电阻

3 x 逻辑电平 N沟道MOSFET

1 x面包板

连接线

12v电源

在设置电路之前，我们先讨论一下 MOSFET 。

每当您控制的电压高于微控制器的电压时，都需要在两者之间进行控制以防止电路板被炸。一种简单的方法是使用MOSFET。通过将脉宽调制（ PWM ）信号发送到 gate 支路，可以控制在漏极和之间传递多少功率源腿。通过使LED灯带的每种颜色都通过MOSFET，您可以控制LED灯带上每种颜色的亮度。

使用微控制器时，使用逻辑电平组件以确保性能很重要。按照您希望他们的方式工作。确保您的MOSFET是逻辑电平，而不是标准。

像这样设置电路：

将Arduino引脚 9 ， 6 和 5 连接到门支脚，然后将与之成一直线的 10k 电阻连接到接地轨。

将 Source 支脚连接到地面

将排水支脚连接到绿色，红色和蓝色连接器

将电源导轨连接到LED灯条的 + 12v 连接器（请注意，在此图像中，电源线为黑色，以匹配连接器的颜色）

将Arduino地面连接到接地轨。

将您的 12v 电源连接到电源轨。

大多数LED灯带都带有Dupont连接器，易于连接到。如果不是，则可能需要将导线焊接到LED灯条上。如果您不熟悉焊接，请不要着急，这是一件容易的事，如果有需要，我们会提供焊接入门指南。

为此，我们将通过USB为Arduino板供电项目。您可以选择使用VIN引脚为电路板供电，但在执行此操作之前，请确保您知道电路板的电源限制。

电路完成后，电路外观应如下所示：

现在您已经连接了所有东西，是时候制作一个简单的Arduino草图来对其进行控制了。

淡化

通过USB将Arduino开发板连接到计算机，然后打开Arduino IDE。确保在工具》电路板和工具》端口菜单中为电路板选择了正确的电路板和端口号。打开一个新草图并用适当的名称保存它。

此草图将一次将灯光淡化为一种颜色，将其保持点亮几秒钟，然后将其淡出直到再次熄灭。您可以按照此处进行操作，自己制作草图，也可以直接从GitHub下载完整代码。

首先定义要使用哪些引脚来控制MOSFET。

》 #define RED_LED 6

#define BLUE_LED 5

#define GREEN_LED 9

下一步，您需要一些变量。创建一个整体的亮度变量，并为每种颜色的亮度创建一个变量。我们将仅使用主亮度变量来关闭LED，因此在此处将其设置为最大亮度值255。

您还需要创建一个变量来控制褪色发生的速度。

int brightness = 255;

int gBright = 0;

int rBright = 0;

int bBright = 0;

int fadeSpeed = 10;

在您的设置功能中，我们将Arduino引脚设置为输出。我们还将调用两个延迟5秒的函数。这些功能尚不存在，但是不用担心，我们将介绍它们。

void setup（） {

pinMode（GREEN_LED， OUTPUT）;

pinMode（RED_LED， OUTPUT）;

pinMode（BLUE_LED， OUTPUT）;

TurnOn（）;

delay（5000）;

TurnOff（）;

}

现在创建 TurnOn（）方法：

void TurnOn（） {

for （int i = 0; i 《 256; i++） {

analogWrite（RED_LED， rBright）;

rBright +=1;

delay（fadeSpeed）;

}

for （int i = 0; i 《 256; i++） {

analogWrite（BLUE_LED， bBright）;

bBright += 1;

delay（fadeSpeed）;

}

for （int i = 0; i 《 256; i++） {

analogWrite（GREEN_LED， gBright）;

gBright +=1;

delay（fadeSpeed）;

}

}

这三个 for 循环使每种颜色在 fadeSpeed 指定的时间内达到其全亮度。 》值。

最后，您需要创建 TurnOff（）方法：

void TurnOff（） {

for （int i = 0; i 《 256; i++） {

analogWrite（GREEN_LED， brightness）;

analogWrite（RED_LED， brightness）;

analogWrite（BLUE_LED， brightness）;

brightness -= 1;

delay（fadeSpeed）;

}

}

void loop（） {

}

此方法将应用我们的亮度变量设置为所有三个色针，并在一段时间内将其减小为零。为了避免编译错误，我们在这里也需要一个空循环方法。

完成此草图后，请保存它。验证草图并将其上传到您的Arduino开发板。如果出现错误，请再次检查代码中是否有讨厌的拼写错误或分号丢失。

现在，您应该看到LED灯条将每种颜色分别倾斜，保持白色5秒钟，然后均匀地逐渐消失：

如果遇到任何困难，请仔细检查接线并再次编码。

该项目是入门的简单方法，但是可以扩展其中包含的思想，以实现真正有效的照明。仅需几个组件，您就可以创建自己的日出警报。如果您的Arduino带有入门套件，则可以在进入房间时使用任何按钮或传感器来触发LED，例如：

现在我们已经介绍了 SMD5050s ，让我们继续进行 WS2812B 条带。

好主意

这些条带需要更少的组件要使它们运行，就可以使用哪些组件的确切值还有一些余地。该电路中的电容器可确保5v LED获得稳定的电源。电阻器确保从Arduino接收的数据信号不受任何干扰。

您将需要：

WS2811 / 12 / 12B 5v LED灯带（所有三种型号都集成了芯片，并且工作方式大致相同）

1个Arduino Uno（或类似的兼容板）

1 x 220-440欧姆电阻（这两个值之间的任何值都可以）

1 x 100-1000 microFarad 电容器（任何值）在这两个值之间都可以）

面包板并连接导线

5V电源

按如下所示设置电路：

请注意，电容器的方向必须正确。您可以通过查找电容器主体上的减号（-）来确定哪一侧连接到接地轨。

这一次，我们将使用5v电源为Arduino供电。尽管这里有一些重要的事情要注意，但这使项目一旦完成就成为独立项目。

首先，请确保在将板连接到电源上之前，您的板可以接收5v电源。几乎所有开发板都通过USB端口以5v的电压运行，但是某些开发板上的电源输入引脚有时会跳过稳压器，而变成烤面包片。

此外，请确保将多个独立的开发板分开电源未连接到Arduino —每当使用外部电源时，请断开USB电缆。

插入电源后应如下所示：

现在我们的LED灯条已连接好，让我们继续进行代码。

跳舞灯

为了安全地对我们的电路板进行编程，从电源线断开 VIN 线。您将在稍后重新连接。

将Arduino连接到计算机，然后打开Arduino IDE。检查您在工具》板子和工具》端口菜单中选择的板子和端口号是否正确。

我们将使用 FastLED 库以测试我们的设置。您可以通过单击素描》包括库》管理库并搜索FastLED来添加库。单击安装，该库将添加到IDE。

在文件》示例》 FastLED 下，选择 DemoReel100 草图。该草图循环了 WS2812 LED灯带可以完成的各种事情，并且设置起来非常简单。

您需要更改的只是 DATA_PIN 变量，使其与引脚13 和 NUM_LEDS 变量相匹配，以定义您正在使用的灯条中有多少个LED。在这种情况下，我只使用从较长条带上切下的一小行10个LED。

就是这样！将草图上传到板上，断开USB电缆的连接，然后打开5v电源。最后，将Arduino的VIN重新连接到电源线并观看表演！

如果什么都没发生，请检查接线并指定正确的Arduino

无尽的可能性

该演示草图展示了WS2812试条可以实现的多种可能效果组合。除了从常规的LED灯带升级之外，它们也可以投入实际使用。一个不错的下一个项目将是为媒体中心建立自己的氛围。

尽管这些灯带肯定比SMD5050更实用，但还不要打折标准的12v LED灯带。它们在价格方面是无与伦比的，并且LED灯条的应用很多。

学习使用LED灯条是熟悉Arduino上基本编程的好方法，但是最好的学习方法是修修补补。修改上面的代码，看看可以做什么！如果这一切对您来说太多了，请考虑从适合初学者的Arduino项目开始。

责任编辑：wv