Značajke povezivanja i upravljanja adresabilnom LED trakom

Korištenje LED dioda u rasvjetnim elementima daje dizajnerima opreme gotovo neograničene mogućnosti. Donedavno su potrošači bili fascinirani mogućnostima uređaja izgrađenih na bazi trobojnih zračećih elemenata (RGB). Danas su se pojavili novi proizvodi čiji se potencijal čini neograničenim.

Adresabilne LED trake

Takav rasvjetni uređaj postao je adresna LED traka. Svjetlina i omjer osnovnih boja, kao u konvencionalnoj RGB lampi, regulirani su metodom pulsno-širinske modulacije koja se koristi u digitalnoj kontroli opterećenja. Temeljna razlika između adresabilnog uređaja je u tome što se svaki element koji emitira svjetlo kontrolira zasebno (za konvencionalnu traku, cijeli segment mreže je jednako osvijetljen).

Mogućnosti adresabilne LED trake.

Uređaj s adresnom trakom

Adresabilne LED diode postale su osnova za konstrukciju takvih rasvjetnih uređaja.Sadrže stvarni poluvodički element koji emitira svjetlo i pojedinačni PWM pokretač. Ovisno o vrsti adresnog elementa, RGB LED može biti smješten unutar zajedničkog kućišta ili se može izvaditi i spojiti na izlaze drajvera. Odvojene LED diode ili RGB sklop mogu se koristiti kao odašiljač svjetla. Napon napajanja također može biti različit. Usporedne karakteristike uobičajenih mikro krugova koji se koriste za upravljanje obojenim LED diodama prikazane su u tablici.

Trenutna potrošnja jednog metra adresnom trakom je prilično velika, jer se energija troši ne samo na sjaj p-n spojeva, već i na gubitke preklapanja PWM upravljačkih programa.

Uređaj elementa svjetiljke

Svaka adresabilna LED dioda sadrži minimalni broj pinova:

• U napajanje (VDD);
• zajednička žica (GND);
• unos podataka (DIN);
• izlaz podataka (DOUT).

To omogućuje postavljanje elemenata s ugrađenim emiterima u 4-pinske pakete (WS2812B).

Pinout WS2812B.

Čipovi s vanjskom LED vezom zahtijevat će još najmanje tri igle za spajanje LED dioda.Kao rezultat toga, standardni paket s 8 pinova ima jednu slobodnu nogu, koju programeri mogu koristiti za druge potrebe.

Pinout WS2818 s dodatnim izlazom podataka.

Dakle, dizajneri WS2811 čipa koristili su slobodni pin za prekidač brzine, a WS2818 za unos rezervnih podataka (BIN).

Povezivanje elemenata

Svi elementi koji se nalaze na platnu povezani su paralelno putem napajanja, a serijski preko podatkovne sabirnice. Upravljački izlaz jednog mikrokruga spojen je na ulaz drugog. Upravljački signal iz regulatora se dovodi na krajnji lijevi DIN izlaz prema upravljačkom krugu.

Shema spojeva elemenata na platnu.

Bolje je napajati LED diode i mikro krugove iz zasebne jedinice, osobito ako se traka napaja naponom koji nije 5 V. Zajednička žica kontrolera i izvor napona moraju biti spojeni.

Pojava komada trake na WS2812B.

Kontrola sjaja

Elementima adresne trake upravlja se preko serijske sabirnice. Obično su takve sabirnice izgrađene na dvožičnom krugu - stroboskopskoj liniji i podatkovnoj liniji. Postoje i takve trake, ali su rjeđe. A opisanim uređajima upravlja jednožični krug. To je omogućilo pojednostavljenje platna, smanjenje njegove cijene. Ali to se plaća niskom otpornošću na buku LED uređaja. Sve inducirane smetnje dovoljne amplitude vozači mogu protumačiti kao podatke i nepredvidivo osvijetliti. Stoga se tijekom instalacije moraju poduzeti dodatne mjere za zaštitu od smetnji.

Upravljački protokol sadrži naredbe od 24 bita. Nula i jedan su kodirani kao impulsi iste frekvencije, ali različitog trajanja.Svaki element upisuje ("zatvara") svoju naredbu, nakon pauze određenog trajanja, prenosi se naredba za sljedeći mikrosklop i tako dalje duž lanca. Nakon dulje pauze, svi elementi se resetiraju i prenosi se sljedeća serija naredbi. Nedostatak ovog principa izgradnje upravljačke sabirnice je što kvar jednog mikrosklopa prekida prijenos naredbi dalje duž lanca. Najnovija generacija drajvera (WS2818, itd.) imaju dodatni ulaz (BIN) kako bi se izbjegao ovaj problem.

Pročitajte također

Kako spojiti adresabilnu LED traku WS2812B na Arduino

 

"Running Fire"

Posebno razmatranje zaslužuje takozvana SPI-traka, koja se u svakodnevnom životu naziva "running fire" zbog najčešćeg svjetlosnog efekta koji se na njoj gradi. Razlika između takve trake i razmatranih tipova je u tome što sabirnica podataka sadrži dvije linije - za podatke i za taktne impulse. Za takve uređaje možete kupiti komercijalno proizvedeni kontroler sa skupom efekata, uključujući spomenutu "pokrenu vatru". Također možete kontrolirati sjaj iz konvencionalnih PIC ili AVR kontrolera (uključujući Arduino). Njihova prednost je povećana otpornost na buku, a nedostatak je potreba za korištenjem dva izlaza kontrolera. To može poslužiti kao ograničenje za izgradnju složenih svjetlosnih sustava. Također, takve uređaje karakterizira veća cijena.

SPI traka s dvožičnom upravljačkom sabirnicom.

Dijagram povezivanja svjetiljke i tipične pogreške

Shema za uključivanje multimedijskih uređaja ima mnogo zajedničkog sa shemom konvencionalnih RGB iluminatora.Ali postoje i razlike - da biste ispravno povezali adresabilnu LED traku na kontroler, morate imati na umu nekoliko točaka.

1. Zbog povećane potrošnje energije adresne trake nemoguće ju je napajati s Arduino ploče (ako se koriste mali segmenti, to je nepoželjno). U općem slučaju, za napajanje će biti potreban poseban izvor (u nekim slučajevima može postojati, ali strujni krugovi za LED diode i regulator moraju biti izrađeni odvojeno). Ali uobičajeno žice (GND) strujnih krugova i Arduino ploče moraju biti spojene. U suprotnom, sustav će biti nefunkcionalan.
2. Zbog smanjene otpornosti na buku, vodiči koji povezuju izlaz regulatora i mrežni ulaz trebaju biti što kraći. Vrlo je poželjno da budu ne duži od 10 cm. Također, neće biti suvišno spojiti kondenzator C na strujni vod za napon koji prelazi napon napajanja trake, a kapaciteta 1000 mikrofarada. Potrebno je instalirati kondenzator u neposrednoj blizini trake, idealno na kontaktnim jastučićima.
3. Trake trake mogu ujediniti uzastopno. DOUT izlaz mora biti spojen na DIN ulaz sljedećeg komada. Ali s ukupnom duljinom većom od 1 metar, serijska veza se ne može koristiti - vodiči mrežnih vodova nisu dizajnirani za veliku struju. I u ovom slučaju potrebno je primijeniti paralelnu vezu segmenata.
4. Ako spojite izlaz regulatora i DIN ulaz izravno, ako se u rasvjeti pojavi nenormalna situacija, izlaz regulatora može otkazati. Da bi se to izbjeglo, u prekid žice mora se postaviti otpornik s otporom do nekoliko stotina oma.

Nepoštivanje ovih jednostavnih pravila može dovesti do neispravnosti multimedijskog sustava ili do kvara njegovih komponenti.

Pročitajte također

Kako spojiti LED na Arduino ploču

 

Provjera ispravnosti adresne trake

Ponekad postoji potreba provjerava svjetiljka za performanse. I ovdje mogu nastati problemi, jer LED diode neće biti moguće upaliti napajanjem trake. Također, neće biti moguće provjeriti ispravnost testerom: maksimalne mogućnosti u ovom slučaju su zvoniti radi integriteta električnih vodova i međusobnih veza. Stoga je glavni način otkrivanja performansi svjetiljke spajanje na kontroler.

Ako postoji platno s jednožičnom upravljačkom sabirnicom, adresabilnu LED traku možete provjeriti tako da prstom dodirnete kontaktnu ploču na koju se primjenjuje kontrolni signal (kada se na traku dovede napajanje). To može uzrokovati da jedna ili više LED dioda svijetli.