Características de la conexión y el control de la tira LED direccionable
El uso de los LED en los elementos de las luminarias ofrece a los diseñadores de equipos posibilidades prácticamente ilimitadas. Hasta hace poco, los consumidores estaban fascinados por las posibilidades de los dispositivos basados en elementos emisores de tres colores (RGB). Hoy en día, han surgido nuevos productos cuyo potencial de uso parece ilimitado.
Tiras LED direccionables
Este dispositivo de iluminación se ha convertido en una cinta LED direccionable. La luminosidad y la relación básica de color, como en una iluminación RGB convencional, se regulan mediante la modulación de la anchura de los impulsos, que se utiliza en el control digital de la carga. La principal diferencia con el dispositivo direccionable es que cada elemento emisor de luz se controla por separado (una tira convencional ilumina toda la sección de la tira de la misma manera).
Construcción de una franja direccionable
Los LEDs direccionables son la base de estos iluminadores. Contienen un elemento emisor de luz semiconductor y un controlador PWM individual. Dependiendo del tipo de elemento direccionable, el LED RGB puede estar situado dentro de una caja común o puede estar montado fuera y conectado a los pines del controlador. Como emisor de luz se pueden utilizar LEDs independientes o un conjunto RGB. Las tensiones de alimentación también pueden variar. En la siguiente tabla se muestran las características comparativas de los chips más comunes utilizados para controlar los LEDs de color.
| Controlador PWM | Suministro de U, V | Conexión LED | Nota | Consumo actual |
| WS2811 | 12-24 | Exterior | Regulador de tensión de 12 V incorporado. Modos rápido y lento | Según el LED utilizado |
| WS2812B | 5 | Construido en | Factor de forma LED - 5050 | Hasta 60mA por célula (a máxima luminosidad) |
| WS2813 | 5 | Construido en | Factor de forma LED 5050 | Hasta 60mA por célula (a máxima luminosidad) |
| WS2815 | 12 | Construido en | Factor de forma LED 5050 | Hasta 60mA por célula (a máxima luminosidad) |
| WS2818 | 12/24 | Exterior | La tensión de entrada de control es de hasta 9 V. Entrada de control opcional | En función de los LEDs utilizados |
El consumo de corriente de un metro de tira direccionable es bastante elevado porque la energía se gasta no sólo en la brillante unión p-n sino también en las pérdidas de conmutación de los controladores PWM.
Construcción de un elemento de la luminaria
Cada LED direccionable contiene un número mínimo de pines:
- Alimentación U (VDD);
- cable común (GND);;
- entrada de datos (DIN);
- salida de datos (DOUT).
Esto permite alojar elementos con emisores integrados en carcasas de 4 pines (WS2812B).
En los chips con conexión de LEDs externos, se necesitarán como mínimo tres pines más para conectar los LEDs. Esto deja un paquete estándar de 8 pines con un pin de repuesto para otros usos.
Por ejemplo, los diseños del chip WS2811 utilizan un pin libre para el interruptor de velocidad y el WS2818 para la entrada de datos redundante (BIN).
Interconexión de elementos
Todos los elementos situados en el lienzo están conectados en paralelo en la fuente de alimentación y en serie en el bus de datos. La salida de control de un chip se conecta a la entrada del otro. La señal de control del controlador se aplica a la clavija DIN del controlador más a la izquierda en el diagrama.
Es mejor alimentar los LEDs y los microcircuitos desde una unidad separada, especialmente si la tira se alimenta con un voltaje diferente a 5 V. El cable común del regulador y la fuente de tensión deben estar conectados.
Control de brillo
Los elementos de la cinta direccionable se controlan a través de un bus serie. Por lo general, estos buses se construyen con un esquema de dos hilos: una línea de compuerta y una línea de datos. Estas cintas también están disponibles, pero son menos comunes. Y los dispositivos descritos están controlados por un circuito de un solo hilo. Esto ha permitido simplificar la web, hacerla más barata. Pero esto se paga con la baja inmunidad al ruido del dispositivo LED. Cualquier ruido inducido con una amplitud suficiente puede ser interpretado por los conductores como datos e iluminar de forma imprevisible. Por lo tanto, deben tomarse medidas adicionales durante la instalación para protegerse de las interferencias.
El protocolo de control contiene comandos de 24 bits. El cero y el uno se codifican como impulsos de la misma frecuencia pero de distinta duración. Cada componente guarda (latches) su propia orden, tras una pausa de cierta duración se envía la orden para el siguiente chip, y así sucesivamente en la cadena. Tras una pausa de mayor duración, se reinician todos los elementos y se transfiere la siguiente serie de comandos. La desventaja de este principio de bus de control es que el fallo de un chip interrumpe la transmisión de comandos más adelante en la cadena. Las últimas generaciones de controladores (WS2818, etc.) tienen una entrada adicional (BIN) para evitar este problema.
"Fuego de ejecución"
Hay que tener en cuenta por separado la llamada cinta SPI, que en el hogar se llama "fuego corriente" por el efecto de luz más común, que construye. La diferencia entre una cinta de este tipo y los tipos considerados es que el bus de datos contiene dos líneas: para datos y para pulsos de reloj. Para este tipo de dispositivos, se puede adquirir un controlador de fabricación industrial con un conjunto de efectos, entre los que se encuentra el mencionado "fuego en marcha". También es posible controlar el resplandor desde controladores PIC o AVR convencionales (incluido Arduino). La ventaja es la mayor inmunidad al ruido, pero la desventaja es que hay que utilizar dos salidas de controlador. Esto puede ser una limitación para la construcción de sistemas de iluminación complejos. También se caracteriza por un mayor coste de estos dispositivos.
Esquema de conexión de la luminaria y errores típicos
El esquema de conexión de los dispositivos multimedia tiene mucho en común con el esquema de las luces RGB habituales. Pero hay diferencias: para conectar correctamente la tira de LEDs direccionables al controlador, hay que tener en cuenta algunos puntos.
- Debido al alto consumo de energía de la tira direccionable, no puedes alimentarla desde la placa Arduino (si usas secciones pequeñas - no es deseable). En el caso general para organizar la energía se necesita una fuente separada (en algunos casos puede ser uno, pero el circuito de alimentación para los LEDs y el controlador debe hacerse por separado). Pero el común Los cables (GND) de la fuente de alimentación y de la placa Arduino deben estar conectados. De lo contrario, el sistema no funcionará.
![Características conectar y gestionar la tira de LEDs direccionables]()
- Debido a la reducida inmunidad al ruido, los conductores que conectan la salida del controlador y la entrada de la red deben ser lo más cortos posible. Es muy deseable que sean menos de 10 cm de longitud. Tampoco está de más conectar a la línea de alimentación un condensador C con una tensión superior a la de alimentación de la cinta, y con una capacidad de 1000 µF o más. El condensador debe instalarse en las inmediaciones de la cinta, idealmente en las almohadillas de contacto.
- Las secciones de cinta pueden ser Conectar las tiras en serie. La salida DOUT debe conectarse a la entrada DIN de la siguiente pieza. Pero si la longitud total es superior a 1 m, no se puede utilizar la conexión en serie: los conductores de las líneas de alimentación de la red no están diseñados para corrientes elevadas. En este caso, también debe utilizarse una conexión en paralelo.
- Si la salida del regulador y la entrada DIN están conectadas directamente, la salida del regulador puede fallar si se produce una situación anormal en la luminaria. Para evitarlo, hay que conectar al cable una resistencia de hasta varios cientos de ohmios.
El incumplimiento de estas sencillas reglas puede provocar un mal funcionamiento del sistema multimedia o el fallo de algún componente.
Comprobación del funcionamiento de la tira de direcciones
A veces es necesario para comprobar A veces surge la necesidad de comprobar si la tira funciona correctamente. Aquí también pueden surgir problemas, ya que no es posible encender los LEDs aplicando energía a la tira. Tampoco es posible comprobar el funcionamiento con un comprobador: la máxima posibilidad en este caso es comprobar la continuidad de las líneas de alimentación y las conexiones entre elementos. Por lo tanto, la principal forma de saber si la luminaria funciona es conectarla al controlador.
Si se dispone de una tira de control de un solo cable, es posible probar la tira LED direccionable tocando con el dedo la almohadilla de contacto a la que se aplica la señal de control (mientras la tira está energizada). Esto puede hacer que uno o más LEDs se iluminen.
LED direccionablecinta Tiene una capacidad multimedia de un orden de magnitud superior a la de otros dispositivos LED. Sólo tiene que entender los controles y recordar algunos términos sencillos para evitar decepciones y pérdidas económicas innecesarias.