Magic Hercules - ovládač pre digitálne diódy LED: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Rýchly prehľad:

Modul Magic Hercules je prevodník medzi známym a jednoduchým SPI na protokol NZR. Vstupy modulu majú toleranciu +3,3 V, takže môžete bezpečne pripojiť akékoľvek mikrokontroléry pracujúce pri napätí +3,3 V.

Použitie protokolu SPI na ovládanie digitálnych diód LED je inovatívny prístup medzi súčasnými riešeniami, akými sú napríklad pripravené knižnice pre Arduino. Umožňuje však prechod na akúkoľvek platformu bez ohľadu na rodinu mikrokontrolérov (napríklad ARM: STM / Cypress PSoC, Raspberry Pi, AVR, PIC, Arduino) a bez ohľadu na programovací jazyk (napr. C, Arduino C ++, Python alebo iný ktorý podporuje protokol SPI). Tento prístup k programovaniu digitálnych diód LED je veľmi priateľský pre začiatočníkov, pretože všetko, čo potrebujete, je znalosť protokolu SPI.

MH modul tiež umožňuje niekoľko režimov testovania digitálnych LED pásikov, vrátane testovania poradia farieb v dióde (RGB, BGR, RGBW, atď.), Testovania celých pásikov alebo displejov (až 1024 LED diód).

Krok 1: Prečo pracujem na module Magic Hercules?

Dlhodobo pracujem s digitálnymi LED diódami ako WS2812, WS2815 alebo SK6812, ktoré bežne nazývam Magic LED.

Testoval som mnoho prúžkov, krúžkov a displejov (dokonca aj vlastných) na základe Magic LED (dokonca aj s typom RGBW). Použil som Arduino, Nucleo (s STM), Raspberry Pi a vlastné dosky s mikrokontrolérmi AVR.

Bez ohľadu na platformu je napísanie programu na ovládanie magických diód LED náročné (z dôvodu potreby softvéru s protokolom NZR), pokiaľ nepoužívate hotové knižnice, ktoré to uľahčujú, ale stále nie sú úplne optimálne, pokiaľ ide o využitie kódu. reakcie alebo využitie pamäte a fungujú iba na konkrétnych platformách (ich prenos napr. z mikrokontrolérov Raspberry do AVR nie je možný).

Vzhľadom na to, že často využívam rôzne platformy, mal som potrebu, aby bol programový kód čo najkompatibilnejší s Arduino, Raspberry Pi, ARM / STM (Nucleo) alebo AVR - obzvlášť pokiaľ ide o svetelné efekty.

Na kanáli youtube pracujem už dlho a pripravil som viac ako jedného sprievodcu programovaním digitálnych diód v jazyku C pre mikrokontroléry AVR (zatiaľ však iba v poľštine). Často som v kontakte so začiatočníkmi, ktorí zápasia s programovaním magických LED diód. Samozrejme, niektorí si v závislosti od platformy vyberajú pripravené knižnice pre svoje jednorazové projekty. Mnoho ľudí však hľadá iné riešenia alebo sa pokúša naučiť sa tajomstvá programovania a ja som jedným z nich.

Krok 2: Konverzia SPI na NZR

Rozhodol som sa pripraviť modul, ktorý bude za používateľa pomocou protokolu NZR vykonávať špinavú prácu. Modul, ktorý bude fungovať ako prevodník SPI na NZR a rovnako ako SPI, sa dá ľahko použiť na akejkoľvek platforme. Snímka obrazovky vyššie ukazuje konverziu signálov SPI na protokol NZR v module Magic Hercules.

Krok 3: Modul Magic Hercules ako digitálny tester LED pásikov

Pri pripájaní digitálnych diód LED k rôznym systémom by ste mali pamätať na vhodnú toleranciu napätia pre rôzne mikrokontroléry. Väčšina I / O pinov mikrokontrolérov ARM pracuje v štandarde +3,3 V, zatiaľ čo mikrokontroléry AVR pracujú v štandarde TTL. Vďaka tomu majú vstupné piny modulu Magic Hercules toleranciu +3,3 V, takže ich možno bezpečne pripojiť napríklad k Raspberry P alebo akémukoľvek mikrokontroléru na báze ARM napájaného +3,3 V.

Ako som už spomenul, často pracujem s rôznymi druhmi digitálnych LED diód. V závislosti od výrobcu môžu byť jednotlivé farby v diódach LED v rôznych polohách, napr. RGB, BGR, GRB, RGBW, GRBW atď. Nie je neobvyklé, že dokumentácia výrobcu uvádza sekvenciu RGB, ale v skutočnosti vyzerá inak. Vybavil som modul Hercules testom sledu farieb, aby nebol problém s rýchlym zistením, ako napísať program pre správne poradie farieb. Niekoľko ďalších funkcií testera vám umožňuje rýchlo skontrolovať, či digitálny pásik LED vôbec funguje, či všetky farby v jednotlivých diódach LED na páse (až 1024 diód LED!) Fungujú správne (žiadne mŕtve pixely). A to všetko bez pripojenia mikrokontroléra a písania akéhokoľvek programu.

Krok 4: Modul Magic Hercules - nové univerzálne riešenie pre digitálne LED diódy

Myslím, že niečo také ešte neexistovalo, ovládať digitálne diódy LED pomocou jednoduchého a bežného protokolu SPI, ktorý je možné prevádzkovať na akejkoľvek platforme alebo rodine mikrokontrolérov.

Existuje samozrejme mnoho spôsobov ovládania digitálnych diód LED, niektoré sú optimálnejšie a iné menej optimálne. Modul Magic Hercules je ďalšou možnosťou a pre mňa veľmi praktickou. Myslím si, že niekomu sa toto neobvyklé riešenie môže páčiť. Nedávno som vyrazil na crowdfundingovú platformu - kickstarter, kde som vo viacerých videách pripravil širší popis modulu Magic Hercules vrátane toho, ako jednoducho sa s ním pracuje na Arduino, Nucleo (STM), Raspberry Pi a na AVR a PIC mikrokontroléry. Ak by ste chceli podporiť projekt Magic Hercules, pozrite sa na toto:

Projekt modulu My Magic Hercules na kickstarteri

Pripravil som program v jazyku C - jednoduchý efekt hviezdnej brány, ktorý je založený na operáciách s tabuľkou a postupnom odosielaní vyrovnávacej pamäte v hlavnej slučke. Vďaka modulu Magic Hercules som mohol jednoducho preniesť zdrojový kód do iných jazykov a platforiem - skontrolujte ďalšie kroky - zdrojové kódy.

Krok 5: Modul Magic Hercules s procesorom Atmega32 a C

Video obsahujúce zjednodušený diagram, prezentáciu pripojenia na ATB 1.05a (AVR Atmega32), zdrojový kód (v Eclipse C/C ++ IDE) a konečný efekt v podobe svetelného efektu hviezdnej brány.

Odkaz na video na youtube

Krok 6: Modul Magic Hercules s Arduino a Arduino C ++

Video obsahujúce zjednodušený diagram, prezentáciu zapojenia na doske Arduino 2560, zdrojový kód v Arduino IDE a konečný efekt v podobe svetelného efektu hviezdnej brány.

Odkaz na video na youtube

Krok 7: Modul Magic Hercules s PIC a C

Video obsahujúce zjednodušený diagram, prezentáciu zapojenia na ATB 1.05a s PIC štítom (PIC24FJ64GA004 na doske), zdrojový kód v MPLAB a konečný efekt v podobe svetelného efektu hviezdnej brány.

Odkaz na video na youtube

Krok 8: Modul Magic Hercules s Raspberry Pi a Python

Video obsahujúce zjednodušený diagram, prezentáciu zapojenia na Raspberry Pi 4, zdrojový kód v Pythone a konečný efekt v podobe svetelného efektu hviezdnej brány.

Odkaz na video na youtube

Krok 9: Modul Magic Hercules s ARM - STM32 Nucleo a C

Video obsahujúce zjednodušený diagram, prezentáciu pripojenia na doske STM32 Nucleo, zdrojový kód v STM32CubeIDE a konečný efekt v podobe svetelného efektu hviezdnej brány.

Odkaz na video na youtube

Krok 10:

Myslím si, že MH môže byť modul veľmi vhodný pre začiatočníkov bez ohľadu na platformu a jazyk, ktorý používajú. Stačí poznať známy protokol SPI a možnosť začať kontrolovať, či digitálny LED pásik vôbec funguje a akú má farebnú postupnosť, je len plus.

Ak sa chcete zúčastniť môjho projektu na kickstarteri - kliknite na tento odkaz:

Projekt modulu My Magic Hercules na kickstarteri