Funktioner ved tilslutning og styring af den adresserbare LED-strimmel

Brugen af ​​LED'er i belysningselementer giver udstyrsdesignere næsten ubegrænsede muligheder. Indtil for nylig var forbrugere fascineret af mulighederne for enheder bygget på basis af tri-farve udstrålende elementer (RGB). I dag er der dukket nye produkter op, hvis potentiale ser ud til at være ubegrænset.

Adresserbare LED strips

En sådan belysningsenhed er blevet en adresse LED-strimmel. Lysstyrken og forholdet mellem grundfarver, som i en konventionel RGB-lampe, reguleres af metoden til pulsbreddemodulation, som bruges i digital belastningskontrol. Den grundlæggende forskel mellem den adresserbare enhed er, at hvert lysemitterende element styres separat (for et konventionelt bånd er hele segmentet af banen ligeligt belyst).

Muligheder for den adresserbare LED strip.

Adressebåndenhed

Adresserbare LED'er blev grundlaget for konstruktionen af ​​sådanne belysningsenheder.De indeholder det faktiske halvleder-lysemitterende element og en individuel PWM-driver. Afhængigt af typen af ​​adresseelement kan RGB-LED'en være placeret inde i et fælles hus eller tages ud og tilsluttes driverudgangene. Separate LED'er eller en RGB-samling kan bruges som lysgiver. Forsyningsspændingen kan også være anderledes. Sammenlignende karakteristika for almindelige mikrokredsløb, der bruges til at styre farvede LED'er, er vist i tabellen.

Det aktuelle forbrug på en meter ved adressebåndet er ret stort, fordi strømmen ikke kun bruges på gløden af ​​p-n-kryds, men også på koblingstabene for PWM-drivere.

Lampeelementanordning

Hver adresserbar LED indeholder et minimum antal ben:

• U strømforsyning (VDD);
• fælles ledning (GND);
• datainput (DIN);
• dataudgang (DOUT).

Dette gør det muligt at placere elementer med indbyggede emittere i 4-benede pakker (WS2812B).

WS2812B pinout.

Chips med en ekstern LED-forbindelse kræver mindst tre ben mere for at forbinde LED'erne.Som følge heraf har standardpakken med 8 ben ét ledigt ben, som udviklere kan bruge til andre behov.

WS2818 pinout med ekstra dataudgang.

Så designerne af WS2811-chippen brugte en ledig pin til hastighedsomskifteren og WS2818 til backup-datainput (BIN).

Tilslutning af elementer

Alle elementer placeret på lærredet er forbundet parallelt med strømforsyning og i serie via databussen. Kontroludgangen på et mikrokredsløb er forbundet med indgangen på et andet. Styresignalet fra controlleren føres til DIN-udgangen længst til venstre i henhold til driverkredsløbet.

Ordning for forbindelser af elementer på lærredet.

Det er bedre at forsyne lysdioderne og mikrokredsløbene fra en separat enhed, især hvis båndet drives af en anden spænding end 5 V. Den fælles ledning af controlleren og spændingskilden skal tilsluttes.

Udseendet af et stykke tape på WS2812B.

Glød kontrol

Adressebåndets elementer styres via en seriel bus. Typisk er sådanne busser bygget på et to-leder kredsløb - en strobelinje og en datalinje. Der findes også sådanne bånd, men de er mindre almindelige. Og de beskrevne enheder styres af et enkeltledningskredsløb. Dette gjorde det muligt at forenkle lærredet, reducere dets omkostninger. Men dette betales af LED-enhedens lave støjimmunitet. Enhver induceret interferens med tilstrækkelig amplitude kan fortolkes af driverne som data og lyse uforudsigeligt. Derfor skal der under installationen træffes yderligere foranstaltninger for at beskytte mod interferens.

Kontrolprotokollen indeholder kommandoer på 24 bit. Nul og en er kodet som impulser af samme frekvens, men forskellig varighed.Hvert element skriver ("låser") sin kommando, efter en pause af en vis varighed sendes kommandoen for det næste mikrokredsløb, og så videre langs kæden. Efter en længere pause nulstilles alle elementer, og den næste række af kommandoer sendes. Ulempen ved dette princip med at bygge en kontrolbus er, at fejlen i et mikrokredsløb afbryder transmissionen af ​​kommandoer længere langs kæden. Den seneste generation af drivere (WS2818 osv.) har et ekstra input (BIN) for at undgå dette problem.

Læs også

Sådan tilsluttes den adresserbare LED-strimmel WS2812B til Arduino

 

"Running Fire"

Separat overvejelse fortjener det såkaldte SPI-tape, som i hverdagen kaldes "running fire" på grund af den mest almindelige lyseffekt, der er bygget på det. Forskellen mellem et sådant bånd og de betragtede typer er, at databussen indeholder to linjer - for data og for clock-impulser. Til sådanne enheder kan du købe en kommercielt fremstillet controller med et sæt effekter, inklusive den nævnte "running fire". Du kan også styre gløden fra konventionelle PIC- eller AVR-controllere (inklusive Arduino). Deres fordel er øget støjimmunitet, og ulempen er behovet for at bruge to controller-udgange. Dette kan tjene som en begrænsning for konstruktionen af ​​komplekse lyssystemer. Sådanne enheder er også kendetegnet ved en højere pris.

SPI tape med to-leder styrebus.

Armaturtilslutningsdiagram og typiske fejl

Ordningen for at tænde multimedieenheder har meget til fælles med ordningen med konventionelle RGB-belysningsapparater.Men der er også forskelle - for at forbinde den adresserbare LED-strimmel korrekt til controlleren, skal du huske på et par punkter.

1. På grund af adressebåndets øgede strømforbrug er det umuligt at drive det fra Arduino-kortet (hvis der bruges små segmenter, er det uønsket). I det generelle tilfælde vil der være behov for en separat kilde til strømforsyning (i nogle tilfælde kan der være en, men strømkredsløbene til LED'erne og controlleren skal laves separat). Men almindeligt ledningerne (GND) af strømkredsløbene og Arduino-kortet skal tilsluttes. Ellers vil systemet være ubrugeligt.
2. På grund af reduceret støjimmunitet bør lederne, der forbinder controllerens udgang og web-indgangen holdes så korte som muligt. Det er meget ønskeligt, at de er det ikke længere end 10 cm. Det vil heller ikke være overflødigt at forbinde en kondensator C til strømledningen til en spænding, der overstiger båndets forsyningsspænding og med en kapacitet på 1000 mikrofarads. Det er nødvendigt at installere kondensatoren i umiddelbar nærhed af båndet, ideelt på kontaktpuder.
3. Strimler af tape kan forene sekventielt. DOUT-udgangen skal forbindes til DIN-indgangen på det næste stykke. Men med en samlet længde på mere end 1 meter kan en seriel forbindelse ikke bruges - lederne af netstrømledningerne er ikke designet til højstrøm. Og i dette tilfælde er det nødvendigt at anvende en parallelforbindelse af segmenterne.
4. Hvis du forbinder regulatorudgangen og DIN-indgangen direkte, hvis der opstår en unormal situation i armaturet, kan regulatorudgangen svigte. For at undgå dette skal der placeres en modstand med en modstand på op til flere hundrede ohm i ledningsbruddet.

Manglende overholdelse af disse enkle regler kan føre til, at multimediesystemet ikke fungerer, eller at dets komponenter ikke fungerer.

Læs også

Sådan tilsluttes LED til Arduino-kort

 

Kontrol af adressebåndets tilstand

Nogle gange er der behov checks armatur for ydeevne. Og her kan der opstå problemer, fordi det ikke vil være muligt at tænde lysdioderne ved at levere strøm til båndet. Det vil heller ikke være muligt at kontrollere brugbarheden med en tester: de maksimale muligheder i dette tilfælde er at ringe for integriteten af ​​elledningerne og sammenkoblingerne. Derfor er den vigtigste måde at detektere armaturets ydeevne på ved at forbinde den til controlleren.

Hvis der er et lærred med en enkelt-tråds kontrolbus, kan du kontrollere den adresserbare LED-strimmel ved at røre fingeren til kontaktpladen, som styresignalet påføres (når strøm tilføres strimlen). Dette kan få en eller flere LED'er til at lyse.