Controlador RGB Led Strip Bluetooth V3 + Sincronização de música + Controle de luz ambiente: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto usa arduino para controlar uma faixa de led RGB com seu telefone via bluetooth. Você pode mudar a cor, sincronizar as luzes com a música ou ajustá-las automaticamente para a iluminação ambiente.

Etapa 1: Componentes

Para este projeto, você vai precisar dos seguintes componentes:

Tiras de LED, é claro, encomendei 10 metros de tiras RGB de alta densidade da aliexpress por cerca de 1 € / m: https://it.aliexpress.com/item/10000000224362.html…, o adesivo é muito ruim, mas além disso são fantásticos para o preço. ao escolher o que comprar você precisa ir para as tiras RGB "burras", sem endereçáveis e sem RGBW. Anote também a classificação de potência por metro de sua faixa e multiplique-a pelos metros de que você precisará para obter uma estimativa aproximada de potência. As fitas de 5050 LED têm cerca de 7 W / m para o tipo 30 LED / m de baixa densidade e 14 W / m para o tipo 60 LED / m de alta densidade

Fonte de alimentação de comutação 12/24 V, dependendo da tensão das tiras. Você pode usar uma fonte de alimentação ATX, mas em qualquer caso, certifique-se de escolher uma fonte de alimentação com uma potência nominal adequada. Recomendo comprar uma fonte de alimentação que tenha pelo menos 30% mais potência nominal do que você realmente precisa para os LEDs, especialmente se você comprar uma fonte barata como esta: https://it.aliexpress.com/item/32304688758.html?sp …. Minhas tiras eram de 14W / m, eu precisava alimentar 7,5m, então precisei de aproximadamente 105W, comprei uma fonte de alimentação nominal de 180W só para garantir. Eu não recomendo comprar isso se você é novo em eletrônica, pois tem terminais de alta tensão expostos, faça-o por sua própria conta e risco

Arduino, usei um micro PRO, mas você pode usar o que quiser, lembre-se de que pode ser necessário alterar alguns pinos e o nome da porta serial no meu código se for usar um micro controlador diferente

Mosfets de canal 3x N, optei pelo IRF3205 porque já os tinha em mãos, eles são capazes de 80Amps e têm uma resistência razoavelmente baixa, então eles devem ser muito bons. Se você notar que eles tendem a superaquecer, você também pode adicionar alguns dissipadores de calor como eu fiz

3 drivers mosfet TC4420, eles podem não ser necessários dependendo de sua necessidade de energia, continue lendo para obter uma explicação

Módulo bluetooth HC-05, esteja ciente de escolher um nível lógico um de 5v ou você pode precisar de circuitos adicionais (um divisor de tensão deve funcionar) para diminuir a tensão que sai do TX do arduino

7805 regulador de tensão / conversor de 5v buck para alimentar o módulo arduino e bluetooth

5x 0.1uF, 1x 100uF capacitores, 4x 10kohm resistores

(opcional)

• módulo de microfone eletreto, consiste em um microfone e um amplificador com ganho ajustável que envia uma tensão analógica pronta para ser lida no arduino. Você pode construir seu próprio circuito ou simplesmente não usá-lo se não quiser que suas luzes se acendam ao ritmo da música.
• fotorresistor, você também pode usar um LED simples usado como um sensor de luz, mas você deve alterar o código para que funcione.

Etapa 2: Esquemático

Faça o circuito em uma placa de ensaio para testá-lo, replique o circuito driver mosfet (segunda imagem) 3 vezes, uma para cada canal, conecte as 3 saídas PWM do arduino às entradas PWM do circuito driver. Se você não quiser usar um IC de driver mosfet dedicado, você pode construir um driver push-pull simples usando dois transistores NPN, você pode encontrar mais informações na internet. Se você está planejando usar o circuito para apenas alguns LEDs, você pode conectar diretamente a porta dos mosfets às saídas PWM do arduino por meio de um resistor de 100 ohms e adicionar um resistor de 10 kohm entre a fonte e o dreno dos mosfets, no entanto, não é recomendado porque não liga totalmente os mosfets e, portanto, causa muita ineficiência.

Os 3 pads R G B da faixa de led devem ser conectados ao dreno dos 3 mosfets, e o outro pad a + 12v.

Etapa 3: Código

Este é o código que você precisa carregar no arduino, o que ele faz é basicamente usar alguma mágica de registro de baixo nível para gerar três sinais modulados por largura de pulso de 15KHz (PWM) para conduzir os três mosfets com um ciclo de trabalho variável. No loop, ele verifica a transmissão de entrada do módulo bt e quando recebe algo, ele atualiza a cor e o modo, também salva tudo isso na EEPROM interna para que se lembre das configurações quando for reiniciado. Existem atualmente 3 modos implementados:

Modo de cor: apenas exibe uma cor fixa

Modo de música: desligue todas as saídas por um breve momento se um limite de som for atingido, basicamente fazendo um efeito de luz estroboscópica em sincronia com sua música. Se não funcionar como esperado, você precisa ajustar a sensibilidade do microfone com o potenciômetro no módulo, o valor de limiar no código rotulado como "thd" ou a distância entre o microfone e a fonte de som

Modo ambiente: mede a quantidade de luz na sala por meio do fotorresistor e diminui o brilho da cor escolhida de acordo. No aplicativo móvel ou no código, você pode ajustar os limiares ALTO e BAIXO que determinam em qual valor (0-1023) as luzes acendem ou apagam totalmente. Se você notar alguma cintilação enquanto estiver neste modo, você pode querer mover o sensor de luz para longe das próprias tiras de LED para evitar interferência

Sinta-se à vontade para modificar o código e adicionar mais modos, se precisar de minha ajuda para entender o código meu e-mail no topo do arquivo.

Etapa 4: aplicativo Android

Você tem que baixar este aplicativo:

e também baixar e importar o arquivo.kwl.

Se você deseja criar seu próprio aplicativo que funcione com meu código, você precisa ter o seguinte:

controle deslizante para o valor VERMELHO que envia: "r + valor entre 0 e 1023 + x" (por exemplo: "r130x")

controle deslizante para o valor VERDE que envia: "g + valor entre 0 e 1023 + x"

controle deslizante para o valor AZUL que envia: "b + valor entre 0 e 1023 + x"

controle deslizante para limite alto que envia: "h + valor entre 0 e 1023 + x"

controle deslizante para limite baixo que envia: "l + valor entre 0 e 1023 + x"

botão que envia "m" para o modo de música

botão que envia "a" para o modo ambiente

botão que envia "c" para o modo de cor

Etapa 5: Circuito Perf Board

Quando você tem o circuito completo funcionando em uma placa de ensaio, você pode movê-lo para um pedaço de placa de perfuração, use traços grossos para o dreno e a conexão da fonte dos mosfets e terminais de parafuso para conectar tiras de LED e energia ao circuito. Se você tiver problemas térmicos, adicione alguns dissipadores de calor, se quiser usar um único dissipador de calor para todos os três mosfets, certifique-se de isolá-los uns dos outros usando almofadas térmicas ou você causará um curto nas saídas, pois o dreno dos mosfets está internamente conectado ao parte metálica do corpo.

Etapa 6: você terminou

Conecte algumas faixas de LED e fonte de alimentação ao seu circuito e pronto.

É isso, neste ponto você deve ter uma COISA funcionando.

Por favor, deixe-me saber se você tiver problemas ou sugestões na seção de comentários.

P. S. No vídeo acima, a efetividade da sincronização com a música não é mostrada tão bem quanto na vida real devido à baixa taxa de quadros do vídeo.