Osoitettavan LED-nauhan liittämisen ja ohjauksen ominaisuudet

LEDien käyttö valaistuselementeissä tarjoaa laitesuunnittelijoille lähes rajattomat mahdollisuudet. Viime aikoihin asti kuluttajia kiehtoivat kolmivärisäteilyelementtien (RGB) pohjalta rakennettujen laitteiden ominaisuudet. Tänään on ilmestynyt uusia tuotteita, joiden potentiaali näyttää olevan rajaton.

Osoitettavat LED-nauhat

Tällaisesta valaistuslaitteesta on tullut osoite-LED-nauha. Perusvärien kirkkautta ja suhdetta säädellään, kuten perinteisessä RGB-lampussa, pulssinleveysmodulaatiomenetelmällä, jota käytetään digitaalisessa kuormituksen ohjauksessa. Pohjimmainen ero osoitettavan laitteen välillä on se, että jokaista valoa lähettävää elementtiä ohjataan erikseen (tavanomaisessa nauhassa koko radan segmentti on yhtä valaistu).

Osoitettavan LED-nauhan mahdollisuudet.

Osoitenauhalaite

Osoitettavista LED-valoista tuli perusta tällaisten valaistuslaitteiden rakentamiselle.Ne sisältävät todellisen puolijohteen valoa emittoivan elementin ja yksittäisen PWM-ohjaimen. Osoiteelementin tyypistä riippuen RGB-LED voi sijaita yhteisen kotelon sisällä tai irrottaa ja liittää ohjaimen lähtöihin. Valolähettimenä voidaan käyttää erillisiä LED-valoja tai RGB-kokoonpanoa. Myös syöttöjännite voi olla erilainen. Taulukossa on esitetty värillisten LEDien ohjaamiseen käytettyjen yleisten mikropiirien vertailuominaisuudet.

Osoitenauhan yhden metrin virrankulutus on melko suuri, koska tehoa kuluu p-n-liitosten hehkun lisäksi myös PWM-ajurien kytkentähäviöihin.

Lamppuelementtilaite

Jokainen osoitettava LED sisältää vähimmäismäärän nastoja:

• U-virtalähde (VDD);
• yhteinen lanka (GND);
• tietojen syöttö (DIN);
• datalähtö (DOUT).

Tämä mahdollistaa elementtien, joissa on sisäänrakennetut emitterit, sijoittamisen 4-nastaisiin pakkauksiin (WS2812B).

WS2812B pinout.

Ulkoisella LED-liitännällä varustetut sirut tarvitsevat vähintään kolme nastaa lisää LEDien liittämiseen.Tämän seurauksena vakiopaketissa, jossa on 8 nastaa, on yksi vapaa jalka, jota kehittäjät voivat käyttää muihin tarpeisiin.

WS2818 pinout lisätiedon ulostulolla.

Joten WS2811-sirun suunnittelijat käyttivät vapaata nastaa nopeuskytkimelle ja WS2818:aa varmuuskopiointiin (BIN).

Elementtien kytkentä

Kaikki kankaalla sijaitsevat elementit on kytketty rinnan virtalähteellä ja sarjaan tietoväylän kautta. Yhden mikropiirin ohjauslähtö on kytketty toisen mikropiirin tuloon. Säätimen ohjaussignaali syötetään vasemmanpuoleiseen DIN-lähtöön ohjainpiirin mukaisesti.

Elementtien liitoskaavio kankaalle.

Ledit ja mikropiirit on parempi syöttää erillisestä yksiköstä, varsinkin jos nauha saa virtansa muulla kuin 5 V jännitteellä. Säätimen ja jännitelähteen yhteinen johto on kytkettävä.

Nauhanpalan ulkonäkö WS2812B:ssä.

Hehkun ohjaus

Osoitenauhan elementtejä ohjataan sarjaväylän kautta. Tyypillisesti tällaiset väylät on rakennettu kaksijohtimiseen piiriin - välähdyslinjaan ja datalinjaan. Tällaisia ​​nauhoja on myös, mutta ne ovat harvinaisempia. Ja kuvattuja laitteita ohjataan yksijohtimisella piirillä. Tämä mahdollisti kankaan yksinkertaistamisen ja sen kustannusten alentamisen. Mutta tämän maksaa LED-laitteen matala melunsieto. Kuljettajat voivat tulkita kaikki riittävän amplitudiset häiriöt dataksi ja ne syttyvät arvaamattomasti. Siksi asennuksen aikana on suoritettava lisätoimenpiteitä häiriöiltä suojaamiseksi.

Ohjausprotokolla sisältää 24 bitin komennot. Nolla ja yksi on koodattu pulsseiksi, joilla on sama taajuus, mutta eripituiset.Jokainen elementti kirjoittaa ("salpaa") komentonsa, tietyn pituisen tauon jälkeen lähetetään seuraavan mikropiirin komento ja niin edelleen ketjua pitkin. Pidemmän tauon jälkeen kaikki elementit nollataan ja seuraava komentosarja lähetetään. Tämän ohjausväylän rakentamisperiaatteen haittana on, että yhden mikropiirin vikaantuminen keskeyttää komentojen siirron ketjua pidemmälle. Uusimman sukupolven ohjaimissa (WS2818 jne.) on lisätulo (BIN) tämän ongelman välttämiseksi.

Lue myös

Kuinka kytkeä osoitteellinen LED-nauha WS2812B Arduinoon

 

"Running Fire"

Erillinen harkinta ansaitsee ns. SPI-nauhan, jota arjessa kutsutaan "juoksutuleksi" yleisimmän siihen rakennetun valoefektin takia. Erona tällaisen nauhan ja tarkasteltujen tyyppien välillä on se, että dataväylässä on kaksi riviä - datalle ja kellopulsseille. Tällaisia ​​laitteita varten voit ostaa kaupallisesti valmistetun ohjaimen, jossa on joukko tehosteita, mukaan lukien mainittu "tuli". Voit myös ohjata hehkua perinteisillä PIC- tai AVR-ohjaimilla (mukaan lukien Arduino). Niiden etuna on lisääntynyt kohinansieto, ja haittana on tarve käyttää kahta ohjainlähtöä. Tämä voi toimia rajoituksena monimutkaisten valojärjestelmien rakentamisessa. Myös tällaisille laitteille on ominaista korkeammat kustannukset.

SPI-nauha kaksijohtimisella ohjausväylällä.

Valaisimen kytkentäkaavio ja tyypilliset virheet

Multimedialaitteiden päällekytkentäjärjestelmällä on paljon yhteistä tavanomaisten RGB-valaisimien järjestelmän kanssa.Mutta on myös eroja - jotta voit liittää osoitteellisen LED-nauhan oikein ohjaimeen, sinun on pidettävä mielessä muutama seikka.

1. Osoitenauhan lisääntyneen virrankulutuksen vuoksi on mahdotonta saada virtaa Arduino-kortilta (jos käytetään pieniä segmenttejä, se ei ole toivottavaa). Yleisessä tapauksessa virransyötölle tarvitaan erillinen lähde (joissakin tapauksissa voi olla yksi, mutta LEDien ja ohjaimen virtapiirit on tehtävä erikseen). Mutta yleistä virtapiirien johdot (GND) ja Arduino-kortti on kytkettävä. Muuten järjestelmä ei toimi.
2. Alentuneen melunsietokyvyn vuoksi ohjaimen lähtöä ja verkkotuloa yhdistävät johtimet tulee pitää mahdollisimman lyhyinä. On erittäin toivottavaa, että ne ovat enintään 10 cm. Ei myöskään ole tarpeetonta kytkeä kondensaattoria C sähkölinjaan jännitteelle, joka ylittää nauhan syöttöjännitteen ja jonka kapasiteetti on 1000 mikrofaradia. Kondensaattori on asennettava nauhan välittömään läheisyyteen, mieluiten kosketinlevyille.
3. Nauhat teippipurkki yhdistää peräkkäin. DOUT-lähtö on kytkettävä seuraavan kappaleen DIN-tuloon. Mutta kun kokonaispituus on yli 1 metri, sarjaliitäntää ei voida käyttää - verkkovirtalinjojen johtimia ei ole suunniteltu korkealle virralle. Ja tässä tapauksessa segmenttien rinnakkaiskytkentä on tarpeen.
4. Jos liität ohjaimen ulostulon ja DIN-tulon suoraan, jos valaisimessa tapahtuu epänormaali tilanne, säätimen lähtö voi epäonnistua. Tämän välttämiseksi johdinkatkaisuun on asetettava vastus, jonka resistanssi on jopa useita satoja ohmia.

Näiden yksinkertaisten sääntöjen noudattamatta jättäminen voi johtaa multimediajärjestelmän toimintakyvyttömyyteen tai sen osien vioittumiseen.

Lue myös

Kuinka kytkeä LED Arduino-levyyn

 

Osoitenauhan kunnon tarkistaminen

Joskus on tarvetta tarkastukset suorituskykyinen valaisin. Ja tässä voi syntyä ongelmia, koska LED-valoja ei voida sytyttää syöttämällä virtaa nauhalle. Myöskään huollettavuuden tarkistaminen testerillä ei tule olemaan mahdollista: maksimimahdollisuudet tässä tapauksessa ovat soitella voimalinjojen ja liitäntöjen eheydestä. Siksi tärkein tapa havaita valaisimen suorituskyky on kytkeä se ohjaimeen.

Jos käytössä on yksijohdinohjausväylällä varustettu kangas, voit tarkistaa osoitettavan LED-nauhan koskettamalla sormella kosketuslevyä, johon ohjaussignaali on kytketty (kun nauhaan kytketään virta). Tämä voi aiheuttaa yhden tai useamman LED-valon syttymisen.