構建這種照明設備的基礎是 LED。它們包含一個半導體發光元件和一個單獨的 PWM 驅動器。根據可尋址元件的類型，RGB LED 可以位於公共外殼內，也可以外置並連接到驅動器的引腳。單獨的 LED 或 RGB 組件可用作光發射器。電源電壓也可能不同。用於驅動彩色 LED 的常用芯片的比較特性如表所示。

脈寬調製驅動器	U 電源，V	LED連接	筆記	目前的消費
WS2811	12-24	外部的	內置 12 V 電壓調節器。快速和慢速模式	取決於使用的 LED
WS2812B	5	內置	LED 外形尺寸 - 5050	每個電池高達 60mA（在最大亮度下）
WS2813	5	內置	LED-5050 外形尺寸	每個電池高達 60 mA（在最大亮度下）
WS2815	12	內置	LED-5050 外形尺寸	每個電池高達 60 mA（在最大亮度下）
WS2818	12/24	外部的	控制輸入電壓高達 9 V。附加控制輸入	取決於使用的 LED

一米可尋址膠帶的電流消耗相當高，因為功率不僅消耗在輝光 p-n 結上，而且還消耗在 PWM 驅動器的開關損耗上。

燈具的裝置元件

每個可尋址 LED 包含最少數量的引腳：

U電源（VDD）；
公共線（GND）；；
數據輸入（DIN）；
數據輸出（DOUT）。

這允許將帶有內置發射器的元件放置在具有 4 個引腳 (WS2812B) 的外殼中。

WS2812B 引腳佈局。

具有外部 LED 連接的芯片將需要至少三個以上的引腳來連接 LED。這使得標準 8 引腳封裝帶有一個備用引腳，可用於其他應用。

具有附加數據輸出的 WS2818 引腳分配。

例如，WS2811 芯片設計者使用空閒引腳進行速度開關，而 WS2818 芯片使用冗餘數據輸入 (BIN)。

連接元素

畫布上的所有元素在電源上並聯，在數據總線上串聯。一個芯片的控制輸出連接到另一個芯片的輸入。來自控制器的控制信號被饋送到圖中最左側驅動器的 DIN 引腳。

畫布上的元素連接圖。

最好從單獨的單元為 LED 和微電路供電，尤其是當燈條由 5 V 以外的電壓供電時。控制器的公共線和電壓源必須連接。

WS2812B 上一條絲帶的外觀。

輝光控制

可尋址功能區的元件由串行總線控制。通常，此類總線採用兩線方案構建 - 選通線和數據線。也有這樣的絲帶，但不太常見。並且所描述的設備由單線電路控制。這可以簡化畫布，使其更便宜。但這是由 LED 器件的低抗噪性所付出的。任何具有足夠幅度的感應干擾，驅動器都可以解釋為數據並以不可預測的方式發光。因此，在安裝過程中必須採取額外的措施來防止干擾。

控制協議包含 24 位的命令。零和一被編碼為相同頻率但不同持續時間的脈衝。每個元素寫入（“點擊”）自己的命令，在暫停一段時間後，傳輸下一個芯片的命令，依此類推。在增加持續時間的暫停之後，所有元素都被重置並傳輸下一系列命令。這種控制總線原理的缺點是一個微電路的故障會中斷命令在鏈中的傳輸。最新一代的驅動程序（WS2818 等）有一個額外的輸入（BIN）來避免這個問題。

另請閱讀

如何將 WS2812B 可尋址 LED 燈條連接到 Arduino

“跑火”。

應該單獨考慮所謂的 SPI 磁帶，它在家裡被稱為“流火”，因為它產生了最常見的光效。這種磁帶與所討論類型的不同之處在於數據總線包含兩條線——用於數據和用於時鐘脈衝。對於此類設備，您可以購買具有一系列效果的工業製造控制器，包括提到的“連發”。您還可以通過常規 PIC 或 AVR 控制器（包括 Arduino）控制發光。它們的優點是抗噪能力更高，缺點是需要使用兩個控制器輸出。這可能是構建複雜照明系統的限制。此外，這些設備的特點是成本較高。

帶有兩線控制總線的 SPI 磁帶。

燈具接線圖及典型錯誤

多媒體設備的接線圖與傳統的 RGB 燈方案有很多共同之處。但是有一些區別 - 為了將可尋址 LED 燈條正確連接到控制器，您需要記住幾點。

由於可尋址條的高功耗，您無法從 Arduino 板為其供電（如果您使用小段 - 不受歡迎）。在一般情況下，您需要一個單獨的電源（在某些情況下可以是一個，但 LED 和控制器的電源電路必須是分開的）。但是常見的 電源線 (GND) 和 Arduino 板必須連接.否則係統將無法工作。
由於抗噪能力降低，連接控制器輸出和網絡輸入的導線應盡可能短。非常希望它們應該是 不超過 10 厘米。 將電容器C連接到電壓超過帶狀電壓且容量為1000μF的電源線上也不是多餘的。電容器必須安裝在靠近膠帶的位置，最好是在接觸墊上。
磁帶部分可以是連接在系列中。 DOUT 輸出應連接到下一塊的 DIN 輸入。但如果總長度超過 1 米，則不能使用串聯 - 網絡電源線的導體不是為大電流設計的。在這種情況下，您必須使用零件的並行連接。
如果直接連接控制器的輸出和DIN輸入，如果燈具出現異常情況，控制器的輸出可能會失效。為避免這種情況，應在導線間隙中放置一個高達數百歐姆的電阻器。