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Arduino Nano - Fita LED

Neste tutorial, vamos aprender a programar o Arduino Nano para controlar uma fita LED e fazê-la emitir luz.

Você pode acionar a fita LED com um relé ou com um módulo MOSFET. Um relé só consegue ligar e desligar a fita. Um módulo MOSFET também liga e desliga, e ainda pode reduzir a intensidade da fita, para que você escolha o brilho dela. Vamos ver as duas opções.

Hardware Necessário

1×Official Arduino Nano
1×Alternatively, DIYables Nano V3.0 Development Board
1×Cabo USB A para Mini-B
1×Relé
1×(Alternativa) MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1×12V 1-color Fita LED
1×12V RGB Fita LED
1×Fonte de Alimentação 12V
1×Conector de Alimentação DC
1×Fios Jumper
1×(Alternativa) 24V 1-color Fita LED
1×(Alternativa) 24V RGB Fita LED
1×(Alternativa) 24V Power Adapter
1×(Opcional) 5V Power Adapter for Arduino Nano
1×(Recomendado) Placa de Expansão com Bornes de Parafuso para Arduino Nano
1×(Recomendado) Placa de Expansão Breakout para Arduino Nano
1×(Recomendado) Divisor de Alimentação para Arduino Nano

Or you can buy the following kits:

1×DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)
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Sobre a Fita LED

Uma fita LED, também conhecida como fita de LED, é uma placa de circuito flexível com LEDs de montagem em superfície que emitem luz. Essas fitas são versáteis e muito usadas em iluminação decorativa em diversas aplicações. As fitas LED vêm em várias cores e costumam ser usadas para iluminação ambiente, iluminação de destaque ou efeitos de iluminação decorativa.

As fitas LED vêm em dois tipos principais:

  • Fitas LED Endereçáveis: Neste tipo, a cor e o brilho de cada LED da fita podem ser controlados de forma independente. Essa capacidade existe porque cada LED recebe um endereço específico.
  • Fitas LED Não Endereçáveis: Já as fitas LED não endereçáveis permitem controlar a cor e o brilho, mas esse controle vale por igual para todos os LEDs da fita.

Este tutorial vai focar nas Fitas LED Não Endereçáveis. Para Fitas LED Endereçáveis, consulte os tutoriais a seguir:

Pinagem da Fita LED Não Endereçável

A Fita LED Não Endereçável tem dois tipos principais:

  • Fita LED de 1 cor Não Endereçável: Apenas uma cor, definida pelo fabricante.
  • Fita LED RGB Não Endereçável: qualquer cor

Uma Fita LED de 1 cor Não Endereçável normalmente tem dois pinos:

  • Pino 12V/24V: precisa ser conectado ao pino positivo da fonte de alimentação DC de 12V ou 24V
  • Pino GND: precisa ser conectado ao pino negativo da fonte de alimentação DC de 12V ou 24V

Uma Fita LED RGB Não Endereçável normalmente tem quatro pinos:

  • Pino 12V/24V: precisa ser conectado ao pino positivo da fonte de alimentação DC de 12V ou 24V
  • Pino R: Este pino é usado para controlar a cor vermelha. Conectar este pino ao pino negativo da fonte de alimentação ativa a cor vermelha
  • Pino G: Este pino é usado para controlar a cor verde. Conectar este pino ao pino negativo da fonte de alimentação ativa a cor verde
  • Pino B: Este pino é usado para controlar a cor azul. Conectar este pino ao pino negativo da fonte de alimentação ativa a cor azul
Pinagem da fita LED não endereçável do Arduino Nano

Vamos aprender a controlar os dois tipos com o Arduino Nano, um por vez.

Relé ou Módulo MOSFET para uma Fita LED?

Para conhecer o módulo MOSFET em si (pinos, partes internas, código), veja o tutorial Arduino Nano - Módulo MOSFET.

Relé Módulo MOSFET
Controle da luz ON/OFF ON/OFF e brilho (dimerização por PWM)
Som um clique a cada chaveamento silencioso
Velocidade lento, milissegundos muito rápido
Vida útil os contatos se desgastam com o uso sem peças móveis para desgastar
Tipo de energia AC ou DC somente DC
Tensão da fita qualquer uma dentro da especificação 6V ou mais (fitas de 12V e 24V funcionam bem)
Isolação sim, bobina e contatos sim, optoacoplador PC817
Escolha para luzes AC, ON/OFF simples fitas de 12V/24V que precisam de dimerização ou chaveamento rápido

Se você quiser reduzir o brilho de uma fita de 1 cor de 12V ou 24V, escolha o módulo MOSFET. Para uma fita RGB, cada canal de cor (R, G, B) precisa do seu próprio módulo MOSFET, então você precisa de três módulos, assim como precisa de três relés.

Como Controlar uma Fita LED de 1 cor Não Endereçável.

Se a fita LED de 12V for alimentada por uma fonte de 12V, ela emite luz. Para controlar uma fita LED de 12V, precisamos usar um relé entre o Arduino Nano e a fita LED de 12V. O Arduino Nano consegue controlar a fita LED de 12V por meio do relé. Não conhece o relé, incluindo pinagem, funcionamento e programação? Aprenda sobre o relé no tutorial Arduino Nano - Relé

Diagrama de Ligação.

Diagrama de Ligação entre o Arduino Nano e a Fita LED de 1 cor Não Endereçável.

Diagrama de Ligação da fita LED de 12V com Arduino Nano

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Diagrama de Ligação entre o Arduino Nano e a Fita LED RGB Não Endereçável.

Diagrama de Ligação da fita LED de 12V com Arduino Nano

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Código Arduino Nano

Código Arduino Nano para controlar a Fita LED de 1 cor Não Endereçável.

O código abaixo liga a fita LED por 5 segundos e a desliga por 5 segundos, repetidamente,

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-led-strip */ #define LED_STRIP_PIN D5 // The Arduino Nano pin controls to the LED strip via relay void setup() { Serial.begin(9600); // initialize Arduino pins as digital output pins pinMode(LED_STRIP_PIN, OUTPUT); } // The loop function repeats indefinitely void loop() { Serial.println("The LED strip is turned on"); digitalWrite(LED_STRIP_PIN, HIGH); delay(5000); Serial.println("The LED strip is turned off"); digitalWrite(LED_STRIP_PIN, LOW); delay(5000); }

Código Arduino Nano para controlar a Fita LED RGB Não Endereçável.

O código abaixo controla repetidamente a cor da fita LED RGB (vermelho, verde, azul, amarelo, magenta, ciano e branco)

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-led-strip */ #define BLUE_PIN D6 // The Arduino Nano pin connects to the blue pin of LED strip via relay 1 #define RED_PIN D5 // The Arduino Nano pin connects to the red pin of LED strip via relay 2 #define GREEN_PIN D4 // The Arduino Nano pin connects to the green pin of LED strip via relay 3 void setup() { Serial.begin(9600); // initialize Arduino pins as digital output pins pinMode(BLUE_PIN, OUTPUT); pinMode(RED_PIN, OUTPUT); pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT); } // The loop function repeats indefinitely void loop() { Serial.println("The LED strip is turned red"); digitalWrite(BLUE_PIN, LOW); digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned green"); digitalWrite(BLUE_PIN, LOW); digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned blue"); digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH); digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned yellow"); digitalWrite(BLUE_PIN, LOW); digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned magenta"); digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH); digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned cyan"); digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH); digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); delay(2000); Serial.println("The LED strip is turned white"); digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH); digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH); delay(2000); }

Passos Rápidos

  • Ligue os componentes de acordo com o diagrama fornecido.
  • Conecte a placa Arduino Nano ao seu computador usando um cabo USB.
  • Abra o Arduino IDE no seu computador.
  • Selecione a placa Arduino Nano) e a porta COM correspondente.
  • Conecte o Arduino Nano ao PC por meio do cabo USB
  • Abra o Arduino IDE e selecione a placa e a porta corretas
  • Copie o código acima e abra com o Arduino IDE
  • Clique no botão Upload no Arduino IDE para fazer upload do código para o Arduino Nano
  • Veja o estado da fita LED

Explicação do Código

Leia a explicação linha por linha nas linhas de comentário do código!

Observe que, para controlar o brilho e outras cores da fita LED não endereçável, precisamos usar o driver L298N em vez do relé

Como Reduzir o Brilho de uma Fita LED com o Módulo MOSFET

Esta seção usa um módulo MOSFET no lugar do relé para controlar uma fita LED de 1 cor. Com PWM, o Nano pode deixar a fita mais brilhante ou mais fraca.

Diagrama de Ligação entre o Arduino Nano, o Módulo MOSFET e a Fita LED de 1 cor

Diagrama de ligação do Arduino Nano com módulo MOSFET e fita LED

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Nano e outros componentes.

Arduino Nano / Energia / Fita Módulo MOSFET
Pino D9 do Nano Pino PWM
GND do Nano Pino GND
+ do adaptador de 12V Terminal +
+ da fita LED (12V) Terminal +, compartilhado com o + do adaptador
− da fita LED (GND) Terminal LOAD
− do adaptador de 12V Terminal −

Uma fita LED não tem bobina, então você não precisa de um diodo de roda livre aqui.

Código Arduino Nano para Reduzir o Brilho da Fita LED de 1 cor

A fita fica com brilho total por 2 segundos e apagada por 2 segundos. Depois, o brilho sobe de 10% a 100% em etapas e, em seguida, volta a descer até 0%.

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-led-strip */ const int MOSFET_PIN = 9; // Arduino Nano pin connected to the PWM pin of the MOSFET module void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); analogWrite(MOSFET_PIN, 0); // start with the load OFF } void setLoad(int percent) { int duty = map(percent, 0, 100, 0, 255); // convert 0-100% to 0-255 analogWrite(MOSFET_PIN, duty); Serial.print("Load power: "); Serial.print(percent); Serial.println("%"); } void loop() { // turn the load fully ON, then fully OFF Serial.println("Load: ON"); setLoad(100); delay(2000); Serial.println("Load: OFF"); setLoad(0); delay(2000); // increase the power step by step (PWM) for (int percent = 10; percent <= 100; percent += 10) { setLoad(percent); delay(500); } // decrease the power step by step (PWM) for (int percent = 90; percent >= 0; percent -= 10) { setLoad(percent); delay(500); } delay(1000); }

Passos Rápidos para o Módulo MOSFET

  • Prepare o Arduino IDE como descrito nos Passos Rápidos acima.
  • Ligue o Nano, o módulo MOSFET e a fita como no diagrama, mas mantenha o adaptador de 12V desconectado.
  • Faça upload do código para o Arduino Nano.
  • Conecte o adaptador de 12V.
  • Abra o Serial Monitor com baud rate 9600 e veja a fita ficar mais brilhante e mais fraca:
∞
Newbiely | Arduino IDE 2.3.8
──
☐
✕
File
Edit
Sketch
Tools
Help
Arduino Nano
Newbiely.ino
···
8 Serial.println("Hello World!");
Output
Serial Monitor
Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%
Ln 11, Col 1
Arduino Nano on COM15
2

Lembre-se: o módulo MOSFET chaveia somente DC, e a alimentação da fita deve ser de pelo menos cerca de 6V. Para luzes AC, use o relé.

Vídeo

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