Adresējamas LED lentes savienojuma un vadības funkcijas

LED izmantošana gaismekļu elementos sniedz iekārtu dizaineriem praktiski neierobežotas iespējas. Vēl nesen patērētāji bija sajūsmā par ierīcēm, kuru pamatā ir trīs krāsu (RGB) izstarojošie elementi. Šodien ir parādījušies jauni produkti, kuru izmantošanas iespējas šķiet neierobežotas.

Adresējamas LED lentes

Šāda apgaismes ierīce ir kļuvusi par adresējamu LED lentu. Spilgtumu un pamatkrāsu attiecību, tāpat kā parastajā RGB apgaismojumā, regulē ar impulsa platuma modulāciju, ko izmanto digitālajā slodzes kontrolē. Galvenā atšķirība no adresējamās ierīces ir tā, ka katrs gaismu izstarojošais elements tiek vadīts atsevišķi (parastā josla apgaismo visu joslas daļu vienādi).

Adresējamas LED lentes iespējas.

Adresējamas sloksnes konstrukcija

Šo gaismekļu pamatā ir adresējamas gaismas diodes. Tajos ir pusvadītāju gaismu izstarojošs elements un individuāls PWM draiveris. Atkarībā no adresējamā elementa tipa RGB LED var atrasties kopējā korpusā vai arī to var uzstādīt ārpusē un pievienot draivera kontaktiem. Kā gaismas izstarotāju var izmantot atsevišķas gaismas diodes vai RGB bloku. Var atšķirties arī barošanas spriegums. Krāsaino LED diodu darbināšanai izmantoto parasto mikroshēmu salīdzinošie raksturlielumi ir parādīti tabulā zemāk.

Viena metra adresējamās lentes strāvas patēriņš ir diezgan liels, jo jauda tiek patērēta ne tikai kvēlojošam p-n savienojumam, bet arī PWM draiveru komutācijas zudumiem.

Gaismekļa elementa konstrukcija

Katram adresējamam LED ir minimālais adrešu skaits:

• U barošana (VDD);
• kopējais vads (GND);;
• datu ievade (DIN);
• datu izeja (DOUT).

Tas ļauj elementus ar integrētiem izstarotājiem ievietot 4 kontaktu korpusos (WS2812B).

WS2812B adatu piešķiršana.

Mikroshēmās ar ārējo LED pieslēgumu LED pieslēgšanai būs nepieciešami vēl vismaz trīs kontakti. Tādējādi paliek standarta 8 kontaktu pakete ar vienu rezerves kontaktpunktu citām vajadzībām.

WS2818 pieslēgums ar papildu datu izvadi.

Piemēram, WS2811 mikroshēmas konstrukcijās ātruma pārslēdzējam tiek izmantots brīvais kontakts, bet WS2818 - liekajai datu ievadei (BIN).

Elementu savstarpēja savienošana

Visi elementi, kas atrodas uz audekla, ir savienoti paralēli barošanas avotam un secīgi datu kopnei. Vienas mikroshēmas vadības izeja ir savienota ar otras mikroshēmas ieeju. Vadības signāls no kontroliera tiek pieslēgts diagrammā attēlotā kreisākā draivera DIN kontaktam.

Elementu savienojuma diagramma uz audekla.

LED un mikroshēmas ir labāk barot no atsevišķas ierīces, īpaši, ja sloksni darbina ar spriegumu, kas nav 5 V. Kontroliera un sprieguma avota kopējam vadam jābūt savienotam.

Lentes daļas izskats uz WS2812B.

Spīduma kontrole

Adresējamās lentes elementi tiek vadīti, izmantojot sērijas kopni. Parasti šādas kopnes tiek veidotas divvadu shēmā - ar aizvara līniju un datu līniju. Ir pieejamas arī šādas lentes, taču tās ir retāk sastopamas. Aprakstītās ierīces tiek vadītas ar viena vada ķēdi. Tas ir ļāvis vienkāršot tīmekli un padarīt to lētāku. Taču par to tiek samaksāts ar LED ierīces zemo trokšņa noturību. Jebkuru inducētu troksni ar pietiekamu amplitūdu vadītāji var interpretēt kā datus un neparedzami izgaismot. Tāpēc uzstādīšanas laikā jāveic papildu pasākumi, lai pasargātu no traucējumiem.

Vadības protokolā ir 24 bitu komandas. Nulle un vieninieks tiek kodēti kā impulsi ar vienādu frekvenci, bet atšķirīgu ilgumu. Katrs komponents saglabā (fiksē) savu komandu, pēc noteikta ilguma pauzes tiek nosūtīta komanda nākamajai mikroshēmai un tā tālāk pa ķēdi. Pēc pauzes, kuras ilgums ir palielināts, visi elementi tiek atiestatīti un tiek pārsūtīta nākamā komandu sērija. Šī vadības kopnes principa trūkums ir tāds, ka vienas mikroshēmas atteice pārtrauc komandu pārraidi tālāk pa ķēdi. Jaunāko paaudžu draiveriem (WS2818 u.c.) ir papildu ieeja (BIN), lai izvairītos no šīs problēmas.

Lasīt arī

Kā pieslēgt WS2812B LED adresējamu sloksni Arduino

 

"Ugunsgrēka dzēšana"

Atsevišķa uzmanība jāpievērš tā sauktajai SPI lentei, ko mājās sauc par "tekošu uguni", jo tā rada visbiežāk sastopamo gaismas efektu. Atšķirība starp šādu lenti un aplūkotajiem tipiem ir tāda, ka datu kopnei ir divas līnijas - datiem un pulksteņa impulsiem. Šādām ierīcēm var iegādāties rūpnieciski ražotu kontrolieri ar efektu komplektu, tostarp iepriekš minēto "skrienošo uguni". Spīdumu ir iespējams vadīt arī no parastajiem PIC vai AVR kontrolieriem (tostarp Arduino). Priekšrocība ir augstāka trokšņu noturība, bet trūkums ir tas, ka jāizmanto divas kontroliera izejas. Tas var būt ierobežojums sarežģītu apgaismes sistēmu konstruēšanā. Šīm ierīcēm raksturīga arī augstāka cena.

SPI lente ar divu vadu vadības kopni.

Gaismekļa elektroinstalācijas shēma un tipiskās kļūdas

Multivides ierīču savienojuma shēmai ir daudz kopīga ar parasto RGB gaismu shēmu. Taču ir atšķirības - lai pareizi pieslēgtu adresējamo LED sloksni kontrolierim, ir jāpatur prātā daži punkti.

1. Adresējamās sloksnes lielā enerģijas patēriņa dēļ to nevar darbināt no Arduino plates (ja izmantojat mazus segmentus - nav vēlams). Vispārējā gadījumā, lai organizētu jaudu, jums ir nepieciešams atsevišķs avots (dažos gadījumos tas var būt viens, bet LED un kontroliera barošanas ķēde ir jāizveido atsevišķi). Bet kopējais barošanas avota un Arduino plates vadiem (GND) jābūt savienotiem.. Pretējā gadījumā sistēma nedarbosies.
2. Samazinātas trokšņu noturības dēļ vadiem, kas savieno kontroliera izeju un tīmekļa ieeju, jābūt pēc iespējas īsākiem. Ir ļoti vēlams, lai tie būtu mazāk nekā 10 cm garas. Tāpat nav lieki pieslēgt strāvas līnijai kondensatoru C ar spriegumu, kas ir lielāks par jostas barošanas spriegumu un kura jauda ir 1000 µF vai lielāka. Kondensatoram jābūt uzstādītam lentes tiešā tuvumā, ideālā gadījumā - uz kontaktu spilventiņiem.
3. Lentes sekcijas var būt Savienojiet sloksnes sērijā. DOUT izejai jābūt savienotai ar nākamā elementa DIN ieeju. Taču, ja kopējais garums pārsniedz 1 m, sērijveida savienojumu nevar izmantot - tīkla elektrolīniju vadi nav paredzēti lielām strāvām. Šajā gadījumā jāizmanto arī paralēlais savienojums.
4. Ja kontroliera izeja un DIN ieeja ir savienotas tieši, kontroliera izeja var nedarboties, ja gaismeklī rodas nepareiza situācija. Lai no tā izvairītos, kabelim jāpievieno rezistors ar pretestību līdz vairākiem simtiem omu.

Šo vienkāršo noteikumu neievērošana var izraisīt multivides sistēmas darbības traucējumus vai komponentu bojājumus.

Lasīt arī

Kā pieslēgt LED pie Arduino plates

 

Adreses joslas darba kārtības pārbaude

Dažreiz ir nepieciešams lai pārbaudītu Dažreiz rodas nepieciešamība pārbaudīt, vai sloksne darbojas pareizi. Arī šajā gadījumā var rasties problēmas, jo, pievadot strāvu lentītei, nav iespējams iedegt gaismas diodes. Tāpat nav iespējams pārbaudīt funkcionalitāti ar testeri: maksimālā iespēja šajā gadījumā ir pārbaudīt elektrolīniju un elementu savienojumu nepārtrauktību. Tāpēc galvenais veids, kā noskaidrot, vai gaismeklis darbojas, ir savienot to ar kontrolieri.

Ja ir pieejama viena vada vadības josla, ir iespējams pārbaudīt adresējamo LED joslu, ar pirkstu pieskaroties kontakta spilventiņam, kuram tiek pievadīts vadības signāls (kamēr josla ir zem sprieguma). Tas var izraisīt vienas vai vairāku LED spīdēšanu.

Adresējama LEDlentes Multimediju iespējas ir par kārtu lielākas nekā citām LED ierīcēm. Lai izvairītos no vilšanās un nevajadzīgiem finansiāliem zaudējumiem, jums tikai jāizprot vadības elementi un jāatceras daži vienkārši termini.