Fitur koneksi dan kontrol strip LED yang dapat dialamatkan

Penggunaan LED dalam elemen pencahayaan memberi para pengembang peralatan kemungkinan yang hampir tak terbatas. Sampai saat ini, konsumen terpesona oleh kemungkinan perangkat berdasarkan elemen radiasi tiga warna (RGB). Saat ini, produk baru telah muncul yang potensi penerapannya tampaknya tidak terbatas.

Strip LED yang dapat dialamatkan

Perangkat pencahayaan semacam itu telah menjadi pita LED yang dapat dialamatkan. Kecerahan dan rasio warna dasar, seperti pada pencahayaan RGB biasa, diatur oleh modulasi lebar pulsa, yang digunakan dalam kontrol beban digital. Perbedaan utama antara perangkat yang dapat dialamatkan adalah bahwa setiap elemen pemancar cahaya dikendalikan secara terpisah (strip konvensional memiliki cahaya yang sama yang dipancarkan oleh seluruh bagian strip).

Kemampuan pita LED yang dapat dialamatkan.

Desain strip yang dapat dialamatkan

Dasar untuk konstruksi perangkat pencahayaan tersebut adalah LED. Mereka mengandung elemen pemancar cahaya semikonduktor dan driver PWM individu. Bergantung pada jenis elemen yang dapat dialamatkan, LED RGB dapat ditempatkan di dalam selungkup umum atau dieksternalisasi dan dihubungkan ke pin driver. LED terpisah atau rakitan RGB dapat digunakan sebagai pemancar cahaya. Tegangan suplai mungkin juga berbeda.Karakteristik komparatif dari chip umum yang digunakan untuk menggerakkan LED berwarna ditunjukkan pada tabel.

Konsumsi saat ini dari satu meter pita beralamat cukup tinggi, karena daya dihabiskan tidak hanya pada sambungan p-n bercahaya, tetapi juga pada kerugian switching driver PWM.

Elemen perangkat luminer

Setiap LED yang dapat dialamatkan berisi jumlah pin minimum:

• pasokan U (VDD);
• kabel biasa (GND);;
• masukan data (DIN);
• keluaran data (DOUT).

Hal ini memungkinkan elemen dengan emitor built-in untuk ditempatkan di rumah dengan 4 pin (WS2812B).

Tata letak pin WS2812B.

Chip dengan koneksi LED eksternal akan membutuhkan setidaknya tiga pin lagi untuk menghubungkan LED. Ini meninggalkan paket 8-pin standar dengan satu pin cadangan, yang dapat digunakan untuk aplikasi lain.

Penetapan pin WS2818 dengan output data tambahan.

Misalnya, perancang chip WS2811 menggunakan pin gratis untuk sakelar kecepatan, dan chip WS2818 menggunakan input data redundan (BIN).

Menghubungkan elemen

Semua elemen yang terletak di kanvas terhubung secara paralel pada catu daya dan secara seri pada bus data. Output kontrol dari satu chip terhubung ke input yang lain. Sinyal kontrol dari pengontrol diumpankan ke pin DIN dari driver paling kiri dalam diagram.

Diagram koneksi elemen di kanvas.

Lebih baik memberi daya pada LED dan sirkuit mikro dari unit terpisah, terutama jika strip ditenagai oleh tegangan selain 5 V.Kabel umum pengontrol dan sumber tegangan harus terhubung.

Munculnya sepotong pita di WS2812B.

Kontrol cahaya

Elemen-elemen dari pita beralamat dikendalikan oleh bus serial. Biasanya bus semacam itu dibangun dalam skema dua kabel - jalur gerbang dan jalur data. Ada juga pita seperti itu, tetapi lebih jarang. Dan perangkat yang dijelaskan dikendalikan oleh sirkuit kabel tunggal. Ini memungkinkan untuk menyederhanakan kanvas, membuatnya lebih murah. Tapi itu dibayar oleh kekebalan kebisingan yang rendah dari perangkat LED. Setiap interferensi yang diinduksi dengan amplitudo yang cukup, driver dapat menafsirkan sebagai data dan menerangi secara tidak terduga. Oleh karena itu, tindakan tambahan harus diambil selama pemasangan untuk melindungi dari gangguan.

Protokol kontrol berisi perintah 24 bit. Nol dan satu dikodekan sebagai pulsa dengan frekuensi yang sama tetapi durasinya berbeda. Setiap elemen menulis ("klik") perintahnya sendiri, setelah jeda selama durasi tertentu, perintah untuk chip berikutnya ditransmisikan, dan seterusnya ke bawah rantai. Setelah jeda dengan durasi yang lebih lama, semua elemen diatur ulang dan rangkaian perintah berikutnya ditransfer. Kerugian dari prinsip bus kontrol ini adalah bahwa kegagalan satu sirkuit mikro mengganggu transmisi perintah lebih jauh ke bawah rantai. Driver generasi terbaru (WS2818 dll.) memiliki input tambahan (BIN) untuk menghindari masalah ini.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan strip LED beralamat WS2812B ke Arduino

 

"Api Berlari".

Pertimbangan terpisah harus diberikan pada apa yang disebut pita SPI, yang di rumah disebut "api yang menyala" karena efek cahaya paling umum yang dihasilkannya. Perbedaan pita semacam itu dari jenis yang dibahas adalah bahwa bus data berisi dua jalur - untuk data dan untuk pulsa clock. Untuk perangkat semacam itu, Anda dapat membeli pengontrol yang dibuat secara industri dengan serangkaian efek, termasuk "api yang menyala" yang disebutkan. Anda juga dapat mengontrol cahaya dari pengontrol PIC atau AVR biasa (termasuk Arduino).Keuntungan mereka adalah kekebalan kebisingan yang lebih tinggi, dan kerugiannya - kebutuhan untuk menggunakan dua output pengontrol. Ini bisa menjadi batasan untuk membangun sistem pencahayaan yang kompleks. Juga perangkat ini ditandai dengan biaya yang lebih tinggi.

SPI-tape dengan bus kontrol dua kawat.

Diagram pengkabelan luminer dan kesalahan tipikal

Diagram pengkabelan perangkat multimedia memiliki banyak kesamaan dengan skema lampu RGB konvensional. Tetapi ada perbedaan - untuk menghubungkan strip LED yang dapat dialamatkan ke pengontrol dengan benar, Anda perlu mengingat beberapa poin.

1. Karena konsumsi daya yang tinggi dari strip yang dapat dialamatkan, Anda tidak dapat menyalakannya dari papan Arduino (jika Anda menggunakan segmen kecil - tidak diinginkan). Dalam kasus umum, Anda akan memerlukan catu daya terpisah (dalam beberapa kasus bisa satu, tetapi sirkuit daya untuk LED dan pengontrol harus terpisah). Tapi yang umum kabel (GND) dari catu daya dan papan Arduino harus terhubung. Jika tidak, sistem tidak akan bekerja.
2. Karena kekebalan kebisingan berkurang, konduktor yang menghubungkan output pengontrol dan input web harus sesingkat mungkin. Sangat diinginkan bahwa mereka seharusnya tidak lebih dari 10 cm. Juga tidak berlebihan untuk menghubungkan kapasitor C ke saluran listrik dengan tegangan melebihi tegangan strip, dan dengan kapasitas 1000 F. Kapasitor harus dipasang di dekat pita, idealnya pada bantalan kontak.
3. Bagian pita bisa Menghubung dalam seri. Output DOUT harus terhubung ke input DIN dari bagian berikutnya. Tetapi jika panjang totalnya lebih dari 1 meter, sambungan seri tidak dapat digunakan - konduktor jaringan listrik tidak dirancang untuk arus yang besar. Dan dalam hal ini Anda harus menggunakan koneksi paralel dari potongan.
4. Jika Anda menghubungkan output pengontrol dan input DIN secara langsung, jika situasi tidak normal terjadi pada luminer, output pengontrol mungkin gagal.Untuk menghindari hal ini, resistor hingga beberapa ratus ohm harus ditempatkan di celah kawat.

Kegagalan untuk mengikuti aturan sederhana ini dapat menyebabkan kegagalan fungsi sistem multimedia atau kegagalan komponen.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan LED ke papan Arduino

 

Memeriksa fungsionalitas strip alamat

Terkadang perlu untuk untuk memeriksa Kebutuhan untuk menguji strip untuk melihat apakah itu berfungsi. Dan di sini Anda mungkin mengalami masalah, karena tidak mungkin menyalakan LED dengan memberi daya ke strip. Anda juga tidak dapat memeriksa fungsionalitas penguji: kemungkinan maksimum dalam hal ini - untuk menguji kontinuitas saluran listrik dan koneksi antar-elemen. Oleh karena itu, cara utama untuk menentukan kemudahan servis lampu adalah dengan menghubungkannya ke pengontrol.

Jika ada jaringan dengan bus kontrol satu kabel, Anda dapat menguji strip LED yang dapat dialamatkan dengan menyentuh bantalan kontak tempat sinyal kontrol diterapkan (saat strip diberi daya) dengan jari Anda. Ini dapat menyebabkan satu atau lebih LED menyala.

LED yang dapat dialamatkan-tape memiliki kemampuan multimedia pada urutan besarnya lebih tinggi dari perangkat LED lainnya. Anda hanya harus memahami manajemen dan mengingat beberapa istilah sederhana untuk menghindari kekecewaan dan kerugian finansial yang sia-sia.