A címezhető LED szalag csatlakoztatásának és vezérlésének jellemzői

A LED-ek világítóelemekben való alkalmazása szinte korlátlan lehetőségeket biztosít a berendezéstervezőknek. A fogyasztókat egészen a közelmúltig lenyűgözték a háromszínű sugárzó elemekre (RGB) épített készülékek képességei. Mára új termékek jelentek meg, amelyekben a lehetőségek korlátlannak tűnnek.

Címezhető LED szalagok

Egy ilyen világítóeszköz cím LED szalag lett. Az alapszínek fényerejét és arányát a hagyományos RGB lámpákhoz hasonlóan a digitális terhelésszabályozásban használt impulzusszélesség-modulációs módszerrel szabályozzák. Az alapvető különbség a címezhető készülék között, hogy minden egyes fénykibocsátó elem külön-külön vezérelhető (hagyományos szalagnál a háló teljes szegmense egyformán megvilágított).

A címezhető LED szalag lehetőségei.

Címszalagos eszköz

A címezhető LED-ek lettek az alapja az ilyen világítóberendezések építésének.Tartalmazzák a tényleges félvezető fénykibocsátó elemet és egy egyedi PWM meghajtót. A címelem típusától függően az RGB LED elhelyezhető egy közös házban, vagy kivehető és csatlakoztatható a meghajtó kimeneteihez. Fénykibocsátóként külön LED-ek vagy RGB szerelvény használható. A tápfeszültség is eltérő lehet. A színes LED-ek vezérlésére használt általános mikroáramkörök összehasonlító jellemzőit a táblázat mutatja.

A címszalag egy méteres áramfelvétele meglehetősen nagy, mert az energiát nem csak a p-n csomópontok izzítására fordítják, hanem a PWM meghajtók kapcsolási veszteségeire is.

Lámpaelem készülék

Minden címezhető LED minimális számú érintkezőt tartalmaz:

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

Ez lehetővé teszi, hogy a beépített emitterrel rendelkező elemeket 4 tűs csomagokban (WS2812B) helyezzük el.

WS2812B kivezetés.

A külső LED-csatlakozással rendelkező chipeknél legalább három további tűre van szükség a LED-ek csatlakoztatásához.Ennek eredményeként a 8 tűs standard csomagnak van egy szabad lába, amelyet a fejlesztők más igényekre használhatnak fel.

WS2818 kivezetés további adatkimenettel.

Tehát a WS2811 chip tervezői szabad tűt használtak a sebességkapcsolóhoz, a WS2818 pedig a biztonsági adatbevitelhez (BIN).

Az elemek összekapcsolása

A vásznon elhelyezett összes elem tápegységgel párhuzamosan, adatbuszon keresztül pedig sorba van kötve. Az egyik mikroáramkör vezérlőkimenete egy másik bemenetéhez csatlakozik. A vezérlő vezérlőjele a bal szélső DIN kimenetre kerül a meghajtó áramkörnek megfelelően.

Elemek kapcsolódási sémája a vásznon.

A LED-eket és a mikroáramköröket célszerű külön egységről táplálni, különösen, ha a szalagot 5 V-tól eltérő feszültség táplálja. A vezérlő és a feszültségforrás közös vezetékét össze kell kötni.

Egy darab szalag megjelenése a WS2812B-n.

Izzás szabályozás

A címszalag elemeinek vezérlése soros buszon keresztül történik. Az ilyen buszok általában kétvezetékes áramkörre épülnek - villogó vonalra és adatvonalra. Vannak ilyen szalagok is, de ezek ritkábban fordulnak elő. A leírt eszközöket pedig egyvezetékes áramkör vezérli. Ez lehetővé tette a vászon egyszerűsítését, költségének csökkentését. De ezt a LED-es készülék alacsony zajállósága fizeti meg. A megfelelő amplitúdójú bármilyen indukált interferenciát a vezetők adatként értelmezhetik, és kiszámíthatatlanul világítanak. Ezért a telepítés során további intézkedéseket kell tenni az interferencia elleni védelem érdekében.

A vezérlőprotokoll 24 bites parancsokat tartalmaz. A nulla és az egy azonos frekvenciájú, de eltérő időtartamú impulzusként van kódolva.Minden elem kiírja ("reteszeli") a parancsát, egy bizonyos időtartamú szünet után a következő mikroáramkör parancsát továbbítják, és így tovább a lánc mentén. Hosszabb szünet után minden elem visszaáll, és a következő parancssor kerül továbbításra. Ennek a vezérlőbusz-építési elvnek az a hátránya, hogy egy mikroáramkör meghibásodása megszakítja a parancsok továbbítását a láncon tovább. A legújabb generációs illesztőprogramok (WS2818 stb.) további bemenettel (BIN) rendelkeznek a probléma elkerülése érdekében.

Olvassa el is

Hogyan csatlakoztassuk a WS2812B címezhető LED-szalagot Arduino-hoz

 

"Puskaropogás"

Külön figyelmet érdemel az úgynevezett SPI-szalag, amelyet a mindennapi életben "futótűznek" neveznek a ráépülő leggyakoribb fényhatás miatt. A különbség egy ilyen szalag és a figyelembe vett típusok között az, hogy az adatbusz két vonalat tartalmaz - adatok és óraimpulzusok számára. Az ilyen eszközökhöz vásárolhat egy kereskedelmi gyártású vezérlőt egy effektkészlettel, beleértve az említett „futótűzet”. A fényt a hagyományos PIC vagy AVR vezérlőkkel is szabályozhatja (beleértve az Arduino-t is). Előnyük a fokozott zajállóság, hátrányuk pedig a két vezérlőkimenet használatának szükségessége. Ez korlátként szolgálhat összetett világítási rendszerek felépítéséhez. Ezenkívül az ilyen eszközöket magasabb költség jellemzi.

SPI szalag kétvezetékes vezérlőbusszal.

A lámpatest bekötési rajza és tipikus hibák

A multimédiás eszközök bekapcsolásának sémája sok hasonlóságot mutat a hagyományos RGB megvilágítók sémájával.De vannak különbségek is - a címezhető LED-szalag megfelelő csatlakoztatásához a vezérlőhöz, szem előtt kell tartania néhány pontot.

1. A címszalag megnövekedett energiafogyasztása miatt lehetetlen az Arduino kártyáról táplálni (kis szegmensek használata esetén nem kívánatos). Általános esetben külön forrásra lesz szükség a tápellátáshoz (egyes esetekben lehet, de a LED-ek és a vezérlő tápáramköreit külön kell elkészíteni). De gyakori a tápáramkörök és az Arduino kártya vezetékeit (GND) össze kell kötni. Ellenkező esetben a rendszer működésképtelenné válik.
2. A csökkentett zajtűrés miatt a vezérlő kimenetét és a webbemenetet összekötő vezetékeket a lehető legrövidebbre kell tartani. Nagyon kívánatos, hogy azok legyenek nem hosszabb 10 cm-nél. Ezenkívül nem lesz felesleges egy C kondenzátort csatlakoztatni a tápvezetékhez, ha a feszültség meghaladja a szalag tápfeszültségét, és 1000 mikrofarad kapacitással. A kondenzátort a szalag közvetlen közelébe kell felszerelni, ideális esetben érintkezőfelületekre.
3. Szalagcsíkok lehet egyesül szekvenciálisan. A DOUT kimenetet a következő darab DIN bemenetére kell kötni. De 1 métert meghaladó teljes hossza esetén soros csatlakozás nem használható - a webes tápvezetékek vezetékei nem nagy áramerősségre vannak tervezve. És ebben az esetben a szegmensek párhuzamos összekapcsolását kell alkalmazni.
4. Ha közvetlenül csatlakoztatja a vezérlő kimenetét és a DIN bemenetet, ha a lámpatestben rendellenes helyzet lép fel, a vezérlő kimenet meghibásodhat. Ennek elkerülése érdekében a vezetékszakadásba legfeljebb több száz ohmos ellenállást kell helyezni.

Ezen egyszerű szabályok be nem tartása a multimédiás rendszer működésképtelenségéhez vagy összetevőinek meghibásodásához vezethet.

Olvassa el is

Hogyan csatlakoztassuk a LED-et az Arduino kártyához

 

A címszalag állapotának ellenőrzése

Néha szükség van rá ellenőrzi lámpatest a teljesítményért. És itt problémák merülhetnek fel, mert nem lehet meggyújtani a LED-eket a szalag tápellátásával. A szervizelhetőséget sem lehet majd tesztelővel ellenőrizni: ebben az esetben a maximális lehetőség az elektromos vezetékek és az összeköttetések épségére való csengetés. Ezért a lámpatest teljesítményének észlelésének fő módja a vezérlőhöz való csatlakoztatás.

Ha van egy egyvezetékes vezérlőbusszal rendelkező vászon, akkor ellenőrizheti a címezhető LED-szalagot úgy, hogy ujjával megérinti azt az érintkezőfelületet, amelyre a vezérlőjel vonatkozik (amikor a szalag áram alá van kapcsolva). Emiatt egy vagy több LED kigyulladhat.