A címezhető LED szalag csatlakoztatásának és vezérlésének jellemzői

A LED-ek világítótest-elemekben való alkalmazása gyakorlatilag korlátlan lehetőségeket biztosít a berendezés tervezőinek. A közelmúltig a fogyasztókat lenyűgözték a három színt (RGB) kibocsátó elemeken alapuló eszközök lehetőségei. Napjainkban új termékek jelentek meg, amelyek felhasználási lehetőségei korlátlannak tűnnek.

Címezhető LED szalagok

Egy ilyen világítóeszköz lett egy LED-szalagcímezhető. A fényerőt és az alapszínarányt a hagyományos RGB-világításhoz hasonlóan a digitális terhelésszabályozásban használt impulzusszélesség-moduláció szabályozza. A címezhető eszközzel szemben a fő különbség az, hogy minden egyes fénykibocsátó elemet külön-külön vezérelnek (a hagyományos szalag a szalag teljes szakaszát ugyanúgy világítja meg).

A címezhető LED szalag képességei.

Címezhető szalag felépítése

A címezhető LED-ek képezik ezeknek a világítóknak az alapját. Ezek egy félvezető fénykibocsátó elemet és egy egyedi PWM-meghajtót tartalmaznak. A címezhető elem típusától függően az RGB LED elhelyezhető egy közös burkolaton belül, vagy kívülre szerelhető és csatlakoztatható a meghajtó csapjaihoz. Különálló LED-ek vagy egy RGB-egység használható fénykibocsátóként. A tápfeszültségek is változhatnak. A színes LED-ek meghajtására használt gyakori chipek összehasonlító jellemzőit az alábbi táblázat mutatja.

Egy méternyi címezhető szalag áramfelvétele meglehetősen magas, mivel a teljesítményt nem csak az izzó p-n átmenet, hanem a PWM-meghajtók kapcsolási veszteségei is igénybe veszik.

Egy lámpatest elem felépítése

Minden címezhető LED minimális számú tűt tartalmaz:

• U ellátás (VDD);
• közös vezeték (GND);;
• adatbevitel (DIN);
• adatkimenet (DOUT).

Ez lehetővé teszi, hogy a beépített sugárzókkal ellátott elemek 4 pólusú házba kerüljenek (WS2812B).

WS2812B tűkiosztás.

A külső LED-csatlakozással rendelkező chipeknél legalább három további tűre van szükség a LED-ek csatlakoztatásához. Ezáltal egy szabványos 8 tűs csomag marad, egy tartalék tűvel más felhasználási célokra.

WS2818 tűkiosztás további adatkimenettel.

Például a WS2811 chip tervezése egy szabad pin-t használt a sebességkapcsolóhoz, a WS2818 chip pedig egy redundáns adatbemenetet (BIN).

Az elemek összekapcsolása

A vásznon található összes elem párhuzamosan van csatlakoztatva a tápegységre és sorosan az adatbuszra. Az egyik chip vezérlő kimenete a másik chip bemenetéhez van csatlakoztatva. A vezérlőből érkező vezérlőjelet az ábrán bal oldali meghajtó DIN-csapjára kell vezetni.

A vásznon lévő elemek kapcsolási diagramja.

A LED-eket és a mikroáramköröket jobb egy külön egységről táplálni, különösen akkor, ha a szalagot nem 5 V-os feszültségről táplálják. A vezérlő és a feszültségforrás közös vezetékét össze kell kötni.

A WS2812B szalagszakasz megjelenése.

Izzítás vezérlés

A címezhető szalag elemeinek vezérlése soros buszon keresztül történik. Az ilyen buszok általában kétvezetékes sémában épülnek fel - egy kapuzóvezeték és egy adatvezeték. Ezek a szalagok is kaphatók, de kevésbé elterjedtek. A leírt eszközöket pedig egyvezetékes áramkör vezérli. Ez lehetővé tette a web egyszerűsítését, olcsóbbá tételét. Ezt azonban a LED-es eszköz alacsony zajimmunitása ellensúlyozza. Bármilyen megfelelő amplitúdójú indukált zajt a járművezetők adatként értelmezhetnek, és kiszámíthatatlanul világítanak. Ezért a telepítés során további intézkedéseket kell tenni az interferencia elleni védelem érdekében.

A vezérlési protokoll 24 bites parancsokat tartalmaz. A nulla és az egy azonos frekvenciájú, de különböző időtartamú impulzusokként van kódolva. Minden alkatrész elmenti (reteszeli) a saját parancsát, majd egy bizonyos időtartamú szünet után a következő chip parancsát küldi el, és így tovább a láncban. Egy megnövelt időtartamú szünet után az összes elem visszaáll, és a következő parancssorozat továbbítása következik. Ennek a vezérlőbusz-elvnek az a hátránya, hogy az egyik chip meghibásodása megszakítja a parancsok továbbítását a lánc további részein. A legújabb generációs meghajtók (WS2818 stb.) rendelkeznek egy további bemenettel (BIN), hogy elkerüljék ezt a problémát.

Olvassa el továbbá

Hogyan csatlakoztassunk egy WS2812B LED címezhető szalagot egy Arduino-hoz

 

"Futótűz"

Külön figyelmet kell fordítani az úgynevezett SPI-szalagra, amelyet itthon "futótűznek" neveznek a leggyakoribb fényhatás miatt, amelyet épít. Az ilyen szalag és a vizsgált típusok között az a különbség, hogy az adatbusz két vonalat tartalmaz - az adatok és az óraimpulzusok számára. Az ilyen eszközökhöz megvásárolható egy iparilag gyártott vezérlő egy sor effektussal, beleértve a fent említett "futó tüzet" is. Az izzítás hagyományos PIC vagy AVR vezérlőkkel (beleértve az Arduino-t is) is vezérelhető. Előnye a nagyobb zajvédelem, hátránya viszont, hogy két vezérlő kimenetet kell használni. Ez korlátot jelenthet az összetett világítási rendszerek kialakításánál. Szintén jellemző ezeknek az eszközöknek a magasabb költsége.

SPI szalag kétvezetékes vezérlőbusszal.

A lámpatest kapcsolási rajza és tipikus hibák

A multimédiás eszközök csatlakoztatási sémája sok közös vonást mutat a szokásos RGB-fények sémájával. Vannak azonban különbségek - a címezhető LED-szalag megfelelő csatlakoztatásához a vezérlőhöz néhány dolgot szem előtt kell tartania.

1. A címezhető szalag nagy energiafogyasztása miatt nem lehet az Arduino lapról táplálni (ha kis szegmenseket használsz - nem kívánatos). Általános esetben a tápellátás megszervezéséhez külön forrásra van szükség (bizonyos esetekben lehet egy, de a LED-ek és a vezérlő tápáramkörét külön kell elkészíteni). De a közös a tápegység és az Arduino kártya vezetékeit (GND) össze kell kötni.. Ellenkező esetben a rendszer nem fog működni.
2. A csökkentett zajvédelem miatt a vezérlő kimenetét és a webbemenetet összekötő vezetékeknek a lehető legrövidebbnek kell lenniük. Rendkívül kívánatos, hogy ezek a következők legyenek kevesebb mint 10 cm hosszú. Nem felesleges egy C kondenzátort is csatlakoztatni a tápvezetékhez, amelynek feszültsége magasabb, mint az öv tápfeszültsége, és kapacitása legalább 1000 µF. A kondenzátort a szalag közvetlen közelébe, ideális esetben az érintkezőkre kell felszerelni.
3. A szalagszakaszok lehetnek Csatlakoztassa a csíkokat sorozatban. A DOUT kimenetet a következő darab DIN bemenetéhez kell csatlakoztatni. Ha azonban a teljes hossz meghaladja az 1 m-t, a soros összeköttetés nem használható - a hálós tápvezetékek vezetői nem nagy áramokra vannak tervezve. Ebben az esetben is párhuzamos csatlakozást kell használni.
4. Ha a vezérlő kimenete és a DIN bemenet közvetlenül csatlakozik, a vezérlő kimenete meghibásodhat, ha a lámpatestben rendellenes helyzet áll elő. Ennek elkerülése érdekében egy akár több száz ohmos ellenállást kell csatlakoztatni a kábelhez.

Ezen egyszerű szabályok be nem tartása a multimédiás rendszer hibás működéséhez vagy alkatrészhibához vezethet.

Olvassa el továbbá

Hogyan csatlakoztassunk egy LED-et egy Arduino táblához?

 

A címszalag működési rendjének ellenőrzése

Néha szükség van arra, hogy ellenőrizni Néha felmerül az igény, hogy ellenőrizzük, hogy a szalag megfelelően működik-e. Itt is problémák merülhetnek fel, mert a LED-eket nem lehet a szalag áramellátásával meggyújtani. Szintén nem lehetséges a működés ellenőrzése tesztelővel: a maximális lehetőség ebben az esetben a tápvezetékek és az elemek közötti kapcsolatok folytonosságának vizsgálata. Ezért a fő módja annak, hogy kiderüljön, hogy a lámpatest működik-e, az, hogy csatlakoztatja a vezérlőhöz.

Ha egyvezetékes vezérlőszalag áll rendelkezésre, akkor a címezhető LED-szalagot úgy lehet tesztelni, hogy az ujjával megérinti azt az érintkezőfelületet, amelyre a vezérlőjelet adják (miközben a szalag feszültség alatt van). Ennek hatására egy vagy több LED világíthat.

Címezhető LEDszalag Multimédiás képességei egy nagyságrenddel nagyobbak, mint más LED-es eszközöké. Csak meg kell értenie a vezérlést, és emlékeznie kell néhány egyszerű kifejezésre, hogy elkerülje a csalódást és a felesleges pénzügyi veszteséget.