Značilnosti povezovanja in krmiljenja naslovnega LED traku

Uporaba LED v svetlobnih elementih daje razvijalcem opreme skoraj neomejene možnosti. Potrošniki so bili do nedavnega navdušeni nad možnostmi naprav, ki temeljijo na tribarvnih sevalnih elementih (RGB). Danes so se pojavili novi izdelki, katerih možnost uporabe se zdi neomejena.

Naslovljivi LED trakovi

Takšna svetlobna naprava je postala naslovna LED-trak. Svetlost in razmerje osnovnih barv, kot pri običajni RGB-osvetlitvi, regulirana s širinsko impulzno modulacijo, ki se uporablja pri digitalnem nadzoru obremenitve. Glavna razlika med naslovljivimi napravami je v tem, da se vsak svetleči element krmili ločeno (konvencionalni trak ima enako svetlobo, ki jo oddaja celoten del traku).

Zmogljivosti naslovljivega LED-traku.

Oblikovanje naslovnega traku

Osnova za izdelavo takšnih svetlobnih naprav so naslovljene LED diode. Vsebujejo polprevodniški element, ki oddaja svetlobo, in posamezen gonilnik PWM. Odvisno od tipa naslovljivega elementa je RGB LED lahko nameščena znotraj skupnega ohišja ali pa je eksternalizirana in povezana na nožice gonilnika. Kot oddajnik svetlobe se lahko uporabijo ločene LED diode ali RGB sklop. Napajalne napetosti so lahko tudi različne.Primerjalne značilnosti običajnih čipov, ki se uporabljajo za pogon barvnih LED, so prikazane v tabeli.

Trenutna poraba enega metra naslovljivega traku je precej visoka, saj se energija porabi ne samo za sijoče p-n spoje, temveč tudi za preklopne izgube gonilnikov PWM.

Element naprave svetilke

Vsaka naslovljiva LED vsebuje minimalno število nožic:

• U napajanje (VDD);
• skupna žica (GND);
• vnos podatkov (DIN);
• izhod podatkov (DOUT).

To omogoča namestitev elementov z vgrajenimi emitorji v ohišja s 4 pini (WS2812B).

Postavitev pinov WS2812B.

Čipi z zunanjo povezavo LED bodo potrebovali vsaj še tri zatiče za povezavo LED. Tako ostane standardni paket z 8 nožicami z enim rezervnim kontaktom, ki ga je mogoče uporabiti za druge aplikacije.

Dodelitev pinov WS2818 z dodatnim izhodom podatkov.

Na primer, oblikovalci čipov WS2811 so uporabili prosti zatič za stikalo hitrosti, čip WS2818 pa je uporabil redundantni vnos podatkov (BIN).

Povezovanje elementov

Vsi elementi, ki se nahajajo na platnu, so povezani vzporedno na napajalniku in zaporedno na podatkovnem vodilu. Krmilni izhod enega čipa je povezan z vhodom drugega. Krmilni signal iz krmilnika se napaja na pin DIN skrajno levega gonilnika v diagramu.

Diagram povezav elementov na platnu.

Svetleče diode in mikrovezja je bolje napajati iz ločene enote, še posebej, če se trak napaja z napetostjo, ki ni 5 V.Skupna žica krmilnika in vira napetosti morata biti povezana.

Videz kosa traku na WS2812B.

Nadzor sijaja

Elemente naslovljivega traku krmili serijsko vodilo. Običajno so takšna vodila zgrajena v dvožilni shemi - prehodna linija in podatkovna linija. Obstajajo tudi takšni trakovi, vendar so manj pogosti. In opisane naprave so krmiljene z enožičnim vezjem. To je omogočilo poenostavitev platna, da je postalo cenejše. Vendar se plača zaradi nizke odpornosti na hrup LED-naprave. Vsako povzročeno motnjo z zadostno amplitudo lahko vozniki interpretirajo kot podatek in zasvetijo nepredvidljivo. Zato je treba med namestitvijo sprejeti dodatne ukrepe za zaščito pred motnjami.

Nadzorni protokol vsebuje 24-bitne ukaze. Nič in ena sta kodirana kot impulza enake frekvence, vendar različnega trajanja. Vsak element zapiše (»klikne«) svoj ukaz, po določenem premoru se odda ukaz za naslednji čip in tako naprej po verigi. Po daljšem premoru se vsi elementi ponastavijo in prenese naslednja serija ukazov. Pomanjkljivost tega principa krmilnega vodila je, da okvara enega mikrovezja prekine prenos ukazov naprej po verigi. Zadnje generacije gonilnikov (WS2818 itd.) imajo dodaten vnos (BIN), da se izognete tej težavi.

Preberite tudi

Kako povezati naslovni LED trak WS2812B na Arduino

 

"Tečeči ogenj".

Posebej je treba omeniti tako imenovani SPI-trak, ki ga v domačem okolju imenujemo "tečeči ogenj" zaradi najpogostejšega svetlobnega učinka, ki ga ustvarja. Razlika takega traku od obravnavanih vrst je v tem, da podatkovno vodilo vsebuje dve liniji - za podatke in za taktne impulze. Za takšne naprave lahko kupite industrijsko izdelan krmilnik z naborom učinkov, vključno z omenjenim "running fire". Sijaj lahko nadzirate tudi z običajnimi krmilniki PIC ali AVR (vključno z Arduino).Njihova prednost je večja odpornost proti hrupu, slabost pa potreba po uporabi dveh izhodov krmilnika. To je lahko omejitev za gradnjo kompleksnih sistemov razsvetljave. Tudi za te naprave so značilni višji stroški.

SPI-trak z dvožilnim krmilnim vodilom.

Shema ožičenja svetilke in tipične napake

Shema ožičenja multimedijskih naprav ima veliko skupnega s shemo običajnih RGB-lučk. Vendar obstajajo razlike - za pravilno povezavo naslovljivega LED traku s krmilnikom morate upoštevati nekaj točk.

1. Zaradi velike porabe energije naslovnega traku ga ne morete napajati iz plošče Arduino (če uporabljate majhne segmente - nezaželeno). V splošnem primeru boste potrebovali ločeno napajanje (v nekaterih primerih je lahko eno, vendar morajo biti napajalna vezja za LED in krmilnik ločena). Ampak skupno žice (GND) napajalnika in plošče Arduino morajo biti povezane. V nasprotnem primeru sistem ne bo deloval.
2. Zaradi zmanjšane odpornosti proti hrupu morajo biti vodniki, ki povezujejo izhod krmilnika in spletni vhod, čim krajši. Zelo zaželeno je, da bi bili ne daljši od 10 cm. Prav tako ni odveč, če na daljnovod priključimo kondenzator C z napetostjo, ki presega napetost traku, in s kapaciteto 1000 µF. Kondenzator mora biti nameščen v neposredni bližini traku, idealno na kontaktnih ploščicah.
3. Odseki traku so lahko Povežite se v seriji. Izhod DOUT je treba povezati z vhodom DIN naslednjega dela. Če pa je skupna dolžina večja od 1 metra, serijske povezave ni mogoče uporabiti - vodniki električnih vodov spleta niso zasnovani za velik tok. In v tem primeru morate uporabiti vzporedno povezavo kosov.
4. Če povežete izhod krmilnika in DIN vhod neposredno, lahko v primeru nenormalne situacije v svetilki izpade izhod krmilnika.Da bi se temu izognili, je treba v žično režo namestiti upor do nekaj sto ohmov.

Neupoštevanje teh preprostih pravil lahko povzroči okvaro multimedijskega sistema ali okvaro komponent.

Preberite tudi

Kako priključiti LED na ploščo Arduino

 

Preverjanje delovanja naslovnega traku

Včasih je treba preveriti Treba je preizkusiti trak, da vidim, ali deluje. In tukaj lahko naletite na težave, ker LED diod ni mogoče prižgati z napajanjem traku. Prav tako ne morete preveriti funkcionalnosti preizkuševalca: največja možnost v tem primeru - preizkusiti kontinuiteto električnih vodov in povezav med elementi. Zato je glavni način za določitev uporabnosti svetilke povezava s krmilnikom.

Če obstaja mreža z enožilnim krmilnim vodilom, lahko naslovljivi LED trak preizkusite tako, da se s prstom dotaknete kontaktne ploščice, kjer se uporablja krmilni signal (ko je trak napajan). To lahko povzroči, da zasveti ena ali več diod LED.

Naslovljiva LED-trak ima večpredstavnostne zmogljivosti za red velikosti višje od drugih LED naprav. Razumeti morate samo upravljanje in si zapomniti nekaj preprostih izrazov, da se izognete razočaranju in nesmiselni finančni izgubi.