Caracteristici de conectare și control al benzii LED adresabile
Utilizarea LED-urilor în elementele corpurilor de iluminat oferă proiectanților de echipamente posibilități practic nelimitate. Până de curând, consumatorii au fost fascinați de posibilitățile oferite de dispozitivele bazate pe elemente care emit trei culori (RGB). În prezent, au apărut noi produse al căror potențial de utilizare pare nelimitat.
Benzi LED adresabile
Un astfel de dispozitiv de iluminat a devenit un dispozitiv adresabil cu bandă LED. Luminozitatea și raportul de bază al culorilor, la fel ca în cazul unui sistem de iluminat RGB convențional, este reglat prin modulația lățimii impulsurilor, care este utilizată în controlul digital al sarcinii. Principala diferență față de dispozitivul adresabil este că fiecare element emițător de lumină este controlat separat (o bandă convențională are aceeași lumină emisă de întreaga secțiune a benzii).
Construcția unei benzi adresabile
LED-urile adresabile reprezintă baza acestor iluminatoare. Acestea conțin un element semiconductor emițător de lumină și un driver PWM individual. În funcție de tipul de element adresabil, LED-ul RGB poate fi amplasat în interiorul unei carcase comune sau poate fi montat în exterior și conectat la pinii driverului. Ca emițător de lumină se pot utiliza LED-uri separate sau un ansamblu RGB. Tensiunile de alimentare pot, de asemenea, să varieze. În tabelul de mai jos sunt prezentate caracteristicile comparative ale cipurilor obișnuite utilizate pentru a comanda LED-uri colorate.
| Driver PWM | Alimentare U, V | Conexiune LED | Notă | Consumul de curent |
| WS2811 | 12-24 | Extern | Regulator de tensiune de 12 V încorporat. Moduri rapide și lente | În funcție de LED-ul utilizat |
| WS2812B | 5 | Built-in | Factorul de formă LED - 5050 | Până la 60mA per celulă (la luminozitate maximă) |
| WS2813 | 5 | Built-in | Factorul de formă LED 5050 | Până la 60mA per celulă (la luminozitate maximă) |
| WS2815 | 12 | Built-in | Factorul de formă LED 5050 | Până la 60mA per celulă (la luminozitate maximă) |
| WS2818 | 12/24 | Extern | Tensiunea de intrare a comenzii este de până la 9 V. Intrare de control opțională | În funcție de LED-urile utilizate |
Consumul de curent al unui metru de bandă adresabilă este destul de mare, deoarece energia este consumată nu numai pentru joncțiunea p-n incandescentă, ci și pentru pierderile de comutare ale driverelor PWM.
Construcția unui element de iluminat
Fiecare LED adresabil conține un număr minim de pini:
- Alimentare U (VDD);
- firul comun (GND);;
- intrare de date (DIN);
- ieșire de date (DOUT).
Acest lucru permite ca elementele cu emițătoare integrate să fie adăpostite în carcase cu 4 pini (WS2812B).
La cipurile cu conectare externă a LED-urilor, vor fi necesari cel puțin trei pini în plus pentru conectarea LED-urilor. Acest lucru lasă un pachet standard de 8 pini cu un pin de rezervă pentru alte utilizări.
De exemplu, modelele de cipuri WS2811 utilizează un pin liber pentru comutatorul de viteză, iar cipul WS2818 pentru intrarea de date redundantă (BIN).
Interconectarea elementelor
Toate elementele situate pe pânză sunt conectate în paralel la sursa de alimentare și în serie la magistrala de date. Ieșirea de control a unui cip este conectată la intrarea celuilalt cip. Semnalul de comandă de la controler este aplicat la pinul DIN al driverului din stânga din diagramă.
Este mai bine să alimentați LED-urile și microcircuitele de la o unitate separată, în special dacă banda este alimentată de o tensiune diferită de 5 V. Firul comun al controlerului și al sursei de tensiune trebuie să fie conectate.
Controlul incandescenței
Elementele panglicii adresabile sunt controlate prin intermediul unei magistrale seriale. De obicei, astfel de magistrale sunt construite într-o schemă cu două fire - o linie de porți și o linie de date. Aceste panglici sunt, de asemenea, disponibile, dar sunt mai puțin frecvente. Iar dispozitivele descrise sunt controlate de un circuit cu un singur fir. Acest lucru a făcut posibilă simplificarea web-ului, pentru a-l face mai ieftin. Dar acest lucru este compensat de imunitatea scăzută la zgomot a dispozitivului LED. Orice zgomot indus cu o amplitudine suficientă poate fi interpretat de către conducătorii auto ca fiind date și poate ilumina în mod imprevizibil. Prin urmare, trebuie luate măsuri suplimentare în timpul instalării pentru a vă proteja împotriva interferențelor.
Protocolul de control conține comenzi de 24 de biți. Zero și unu sunt codificate ca impulsuri de aceeași frecvență, dar cu durate diferite. Fiecare componentă își salvează (latches) propria comandă, după o pauză de o anumită durată este trimisă comanda pentru următorul cip și așa mai departe în lanț. După o pauză de durată crescută, toate elementele sunt resetate și se transferă următoarea serie de comenzi. Dezavantajul acestui principiu de construcție a magistralei de comandă este că defectarea unui microcircuit întrerupe transmiterea comenzilor de-a lungul lanțului. Cele mai recente generații de drivere (WS2818 etc.) au o intrare suplimentară (BIN) pentru a evita această problemă.
"Foc de alergare"
O atenție aparte trebuie acordată așa-numitei benzi SPI, care în casă se numește "focul de funcționare" din cauza celui mai comun efect de lumină pe care îl creează. Diferența dintre o astfel de bandă și tipurile luate în considerare este că magistrala de date conține două linii - pentru date și pentru impulsuri de ceas. Pentru astfel de dispozitive, se poate achiziționa un controler fabricat industrial, cu un set de efecte, inclusiv "focul de alergare" menționat mai sus. De asemenea, este posibil să se controleze incandescența de la controlere PIC sau AVR convenționale (inclusiv Arduino). Avantajul este imunitatea mai mare la zgomot, dar dezavantajul este că trebuie utilizate două ieșiri ale controlerului. Acest lucru poate fi o limitare pentru construcția de sisteme de iluminat complexe. De asemenea, se caracterizează printr-un cost mai ridicat pentru aceste dispozitive.
Schema de cablare a corpului de iluminat și erori tipice
Diagrama de conectare a dispozitivelor multimedia are multe în comun cu schema de lumini RGB obișnuite. Dar există diferențe - pentru a conecta corect banda LED adresabilă la controler, trebuie să țineți cont de câteva puncte.
- Din cauza consumului ridicat de energie al benzii adresabile, nu o puteți alimenta de la placa Arduino (dacă utilizați secțiuni mici - nu este de dorit). În cazul general, pentru a organiza puterea aveți nevoie de o sursă separată (în unele cazuri poate fi una singură, dar circuitele de alimentare pentru LED-uri și controler trebuie făcute separat). Dar comuna firele (GND) ale sursei de alimentare și ale plăcii Arduino trebuie să fie conectate. În caz contrar, sistemul nu va funcționa.
![Caracteristicile conectează și gestionează banda LED adresabilă]()
- Din cauza imunității reduse la zgomot, conductorii care conectează ieșirea controlerului și intrarea web trebuie să fie cât mai scurți posibil. Este foarte de dorit ca acestea să fie mai puțin de 10 cm lungime. De asemenea, nu este de prisos să se conecteze la linia de alimentare un condensator C cu o tensiune mai mare decât tensiunea de alimentare a centurii și cu o capacitate de 1000 µF sau mai mare. Condensatorul trebuie să fie instalat în imediata vecinătate a benzii, în mod ideal pe plăcuțele de contact.
- Secțiunile de bandă pot fi Conectați benzile în serie. Ieșirea DOUT trebuie să fie conectată la intrarea DIN a piesei următoare. Dar dacă lungimea totală depășește 1 m, conexiunea în serie nu poate fi utilizată - conductorii liniilor electrice de rețea nu sunt proiectate pentru curenți mari. În acest caz, trebuie utilizată și o conexiune paralelă.
- Dacă ieșirea controlerului și intrarea DIN sunt conectate direct, ieșirea controlerului poate să nu funcționeze dacă apare o situație anormală în corpul de iluminat. Pentru a evita acest lucru, trebuie conectată la cablu o rezistență de până la câteva sute de ohmi.
Nerespectarea acestor reguli simple poate duce la funcționarea defectuoasă a sistemului multimedia sau la defectarea unor componente.
Verificarea modului de funcționare a benzii de adrese
Uneori este necesar să pentru a verifica Uneori apare necesitatea de a verifica dacă banda funcționează corect. Și în acest caz pot apărea probleme, deoarece nu este posibilă aprinderea LED-urilor prin aplicarea energiei electrice pe bandă. De asemenea, nu este posibilă verificarea funcționalității cu un tester: în acest caz, posibilitatea maximă este de a testa continuitatea liniilor de alimentare și a conexiunilor între elemente. Prin urmare, principala modalitate de a afla dacă corpul de iluminat funcționează este de a-l conecta la controler.
În cazul în care este disponibilă o bandă de control cu un singur fir, este posibilă testarea benzii LED adresabile prin atingerea cu degetul a plăcuței de contact la care este aplicat semnalul de control (în timp ce banda este sub tensiune). Acest lucru poate face ca unul sau mai multe LED-uri să se aprindă.
LED adresabilbandă Are capacități multimedia cu un ordin de mărime mai mare decât alte dispozitive cu LED-uri. Trebuie doar să înțelegeți controalele și să rețineți câțiva termeni simpli pentru a evita dezamăgirile și pierderile financiare inutile.