Adresējamās LED lentes pievienošanas un vadības iespējas

Gaismas diožu izmantošana apgaismojuma elementos nodrošina iekārtu dizaineriem gandrīz neierobežotas iespējas. Vēl nesen patērētājus fascinēja to ierīču iespējas, kas būvētas uz trīskrāsu izstarojošo elementu (RGB) bāzes. Šodien ir parādījušies jauni produkti, kuru potenciāls šķiet neierobežots.

Adrešu LED sloksnes

Šāda apgaismojuma ierīce ir kļuvusi par adreses LED lenti. Pamatkrāsu spilgtumu un attiecību, tāpat kā parastajā RGB lampā, regulē impulsa platuma modulācijas metode, ko izmanto digitālajā slodzes kontrolē. Galvenā atšķirība starp adresējamo ierīci ir tā, ka katrs gaismu izstarojošais elements tiek vadīts atsevišķi (parastai lentei viss tīkla segments ir vienādi apgaismots).

Adresējamās LED lentes iespējas.

Adrešu lentes ierīce

Adrešu gaismas diodes kļuva par pamatu šādu apgaismes ierīču konstruēšanai.Tie satur faktisko pusvadītāju gaismu izstarojošo elementu un atsevišķu PWM draiveri. Atkarībā no adreses elementa veida RGB gaismas diode var atrasties kopējā korpusā vai tikt izņemta un savienota ar draivera izejām. Kā gaismas izstarotāju var izmantot atsevišķas gaismas diodes vai RGB komplektu. Barošanas spriegums var būt arī atšķirīgs. Krāsaino gaismas diožu vadīšanai izmantoto parasto mikroshēmu salīdzinošie raksturlielumi ir parādīti tabulā.

Viena metra strāvas patēriņš pēc adrešu lentes ir diezgan liels, jo jauda tiek tērēta ne tikai p-n savienojumu mirdzēšanai, bet arī PWM draiveru pārslēgšanas zudumiem.

Lampas elementu ierīce

Katrā adresējamā LED ir minimālais tapu skaits:

• U barošanas avots (VDD);
• kopīgs vads (GND);
• datu ievade (DIN);
• datu izvade (DOUT).

Tas ļauj elementus ar iebūvētiem emitētājiem ievietot 4 kontaktu iepakojumos (WS2812B).

WS2812B spraudnis.

Mikroshēmām ar ārējo LED savienojumu būs nepieciešamas vēl vismaz trīs tapas, lai savienotu LED.Rezultātā standarta pakotnei ar 8 tapām ir viena brīva kāja, kuru izstrādātāji var izmantot citām vajadzībām.

WS2818 kontaktligzda ar papildu datu izvadi.

Tātad WS2811 mikroshēmas dizaineri ātruma slēdzim izmantoja brīvu tapu, bet rezerves datu ievadei (BIN) WS2818.

Elementu savienošana

Visi elementi, kas atrodas uz audekla, ir savienoti paralēli ar barošanas avotu un virknē caur datu kopni. Vienas mikroshēmas vadības izeja ir savienota ar citas mikroshēmas ieeju. Vadības signāls no kontrollera tiek padots uz vistālāk esošo DIN izeju saskaņā ar vadītāja ķēdi.

Elementu savienojumu shēma uz audekla.

Gaismas diodes un mikroshēmas ir labāk darbināt no atsevišķas vienības, it īpaši, ja lente tiek darbināta ar spriegumu, kas nav 5 V. Kontroliera un sprieguma avota kopējam vadam jābūt savienotam.

Lentes gabala izskats uz WS2812B.

Mirdzuma kontrole

Adrešu lentes elementus kontrolē, izmantojot seriālo kopni. Parasti šādas kopnes ir veidotas uz divu vadu ķēdes - strobo līnijas un datu līnijas. Ir arī šādas lentes, bet tās ir retāk sastopamas. Un aprakstītās ierīces kontrolē viena vada ķēde. Tas ļāva vienkāršot audeklu, samazināt tā izmaksas. Bet par to maksā LED ierīces zemā trokšņa imunitāte. Jebkurus izraisītus traucējumus ar pietiekamu amplitūdu vadītāji var interpretēt kā datus un izgaismot neparedzami. Tāpēc uzstādīšanas laikā ir jāveic papildu pasākumi, lai aizsargātu pret traucējumiem.

Vadības protokols satur 24 bitu komandas. Nulle un viens ir kodēti kā vienas frekvences, bet atšķirīga ilguma impulsi.Katrs elements raksta ("fiksē") savu komandu, pēc noteikta ilguma pauzes tiek pārsūtīta nākamās mikroshēmas komanda utt. Pēc ilgākas pauzes visi elementi tiek atiestatīti un tiek pārsūtīta nākamā komandu sērija. Šī vadības kopnes izveides principa trūkums ir tāds, ka vienas mikroshēmas atteice pārtrauc komandu pārraidi tālāk pa ķēdi. Jaunākās paaudzes draiveriem (WS2818 utt.) ir papildu ievade (BIN), lai izvairītos no šīs problēmas.

Izlasi arī

Kā savienot adresējamu LED lenti WS2812B ar Arduino

 

"Skrejošā uguns"

Atsevišķs apsvērums ir pelnījis tā saukto SPI lenti, ko ikdienā sauc par "skrienošo uguni", jo visizplatītākais gaismas efekts, kas tiek veidots uz tās. Atšķirība starp šādu lenti un aplūkotajiem veidiem ir tāda, ka datu kopne satur divas līnijas - datiem un pulksteņa impulsiem. Šādām ierīcēm var iegādāties komerciāli ražotu kontrolieri ar efektu komplektu, tajā skaitā pieminēto “skrienošo uguni”. Varat arī kontrolēt mirdzumu no parastajiem PIC vai AVR kontrolleriem (ieskaitot Arduino). To priekšrocība ir paaugstināta trokšņu noturība, un trūkums ir nepieciešamība izmantot divas kontrollera izejas. Tas var kalpot kā ierobežojums sarežģītu gaismas sistēmu konstruēšanai. Arī šādas ierīces raksturo augstākas izmaksas.

SPI lente ar divu vadu vadības kopni.

Gaismekļu pieslēguma shēma un tipiskās kļūdas

Multivides ierīču ieslēgšanas shēmai ir daudz kopīga ar parasto RGB apgaismotāju shēmu.Bet ir arī atšķirības - lai pareizi savienotu adresējamo LED lenti ar kontrolieri, jums jāpatur prātā daži punkti.

1. Adrešu lentes palielinātā enerģijas patēriņa dēļ to nav iespējams barot no Arduino plates (ja tiek izmantoti mazi segmenti, tas nav vēlams). Vispārīgā gadījumā strāvas padevei būs nepieciešams atsevišķs avots (dažos gadījumos tāds var būt, bet gaismas diožu un regulatora strāvas ķēdes jāveido atsevišķi). Bet bieži jāpievieno strāvas ķēžu vadi (GND) un Arduino plate. Pretējā gadījumā sistēma nedarbosies.
2. Samazinātas trokšņu noturības dēļ vadītājiem, kas savieno kontrollera izeju un tīmekļa ieeju, jābūt pēc iespējas īsākiem. Ir ļoti vēlams, lai tie būtu ne garāks par 10 cm. Tāpat nebūs lieki pie elektropārvades līnijas pieslēgt kondensatoru C spriegumam, kas pārsniedz lentes barošanas spriegumu, un ar jaudu 1000 mikrofaradu. Kondensators ir jāuzstāda tiešā lentes tuvumā, ideālā gadījumā uz kontaktu paliktņiem.
3. Lentes sloksnes var apvienoties secīgi. DOUT izejai jābūt savienotai ar nākamās daļas DIN ieeju. Bet, ja kopējais garums pārsniedz 1 metru, seriālo savienojumu nevar izmantot - tīkla elektropārvades līniju vadītāji nav paredzēti lielai strāvai. Un šajā gadījumā ir jāpiemēro segmentu paralēlais savienojums.
4. Ja tieši savienojat kontroliera izeju un DIN ieeju, ja gaismeklī rodas neparasta situācija, kontroliera izvade var neizdoties. Lai no tā izvairītos, stieples pārtraukumā jāievieto rezistors ar pretestību līdz vairākiem simtiem omu.

Šo vienkāršo noteikumu neievērošana var izraisīt multivides sistēmas nedarbošanos vai tās komponentu bojājumus.

Izlasi arī

Kā savienot LED ar Arduino plati

 

Adreses lentes stāvokļa pārbaude

Dažreiz ir tāda nepieciešamība pārbaudes gaismeklis veiktspējai. Un te var rasties problēmas, jo nebūs iespējams iedegt gaismas diodes, pievadot strāvu lentei. Tāpat ar testeri nebūs iespējams pārbaudīt apkalpojamību: maksimālās iespējas šajā gadījumā ir zvanīt par elektrolīniju un starpsavienojumu integritāti. Tāpēc galvenais veids, kā noteikt gaismekļa veiktspēju, ir savienot to ar kontrolieri.

Ja ir audekls ar viena vada vadības kopni, varat pārbaudīt adresējamo LED joslu, pieskaroties ar pirkstu kontakta paliktnim, kuram tiek pievienots vadības signāls (kad sloksnei tiek pieslēgta strāva). Tas var izraisīt vienas vai vairāku gaismas diožu iedegšanos.