Benzi LED Adresabile: Principiu De Funcționare, Controlere Pentru Bandă și Conexiune Wi-Fi. Cum Functioneazã? Cum Se Verifică Controlul? Cum Să Vă Conectați?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-15 04:18

Spre deosebire de benzile LED monocrome sau albe simple, care nu au nevoie de altceva decât de furnizarea tensiunii adecvate, benzile LED adresabile sunt mai dificil de configurat. Sunt o sursă de lumină dinamică care adaugă un plus de atracție oricărei camere.

Ce este?

Benzile LED adresabile (diode, pixeli, benzi LED, așa cum se numesc altfel) nu sunt un simplu set de LED-uri aliniate sau asamblate într-o topologie diferită. Fiecare diodă este controlată separat și independent de celelalte. Prototipul benzii este o matrice de LED-uri, fiecare pixel fiind o triadă de LED-uri roșii, verzi și albastre.

Un controler dintr-o matrice sau bandă permite fiecărui LED să se aprindă cu o luminozitate diferită.

La fel cum un monitor cu matrice LED sau un afișaj pentru smartphone produce o anumită imagine, o bandă de adrese vă permite să organizați efectul „luminilor de rulare” cu orice culoare, activați sau dezactivați LED-uri individuale în orice site și în orice punct.

Principiul de funcționare

Benzile LED roșu-albastru-verde au câștigat popularitate, permițând până la 16.777.216 nuanțe pe care ochiul uman le poate percepe . Fiecare dintre LED-uri are propriul controler de microcircuit în miniatură, care vă permite să-i setați exact culoarea strălucirii solicitate de utilizator. Cu toate acestea, prezența unui microcontroler separat lângă fiecare LED duce la o creștere semnificativă a costului unei astfel de benzi.

Contacte obișnuite pentru conectarea benzii - nu mai mult de 4, dar nu mai puțin de 3 . Un contact comun - „masa” - servește ca teren pentru carcasa șoferului. Al doilea furnizează o tensiune de alimentare pozitivă de 5 volți. Al treilea (și al patrulea) - trimite semnale de program de pe placa generală de microcontroler.

Banda de adrese este controlată digital. Lucrul fără un controler comun nu va da rezultate . În cel mai bun caz, ați ajunge cu triade LED cu strălucire continuă, care emit o lumină albicioasă rece (albăstruie). Dacă utilizatorul atinge magistrala digitală care trimite semnale cu degetul, controlerul va lua această interferență ca o comandă și va aprinde toate LED-urile sau mai multe dintre ele. Tensiunea de alimentare pentru fiecare segment este de 5 sau 12 volți.

Transmiterea semnalului de control se efectuează secvențial între toate segmentele și nu dintr-o dată . Datorită acestei caracteristici, dacă un microcircuit este defect, atunci comanda nu va merge mai departe, iar LED-urile ulterioare din același circuit nu se vor aprinde.

Este posibil să se complice algoritmul de control al acestor benzi prin „agățarea” microcontrolerelor suplimentare în circuitul de control.

Prezentare generală a panglicilor

Casetele care au câștigat cea mai mare popularitate în rândul oamenilor au fost ansambluri bazate pe microcircuitele WS2812b și WS2811. Sunt proiectate pentru 5 și respectiv 12 volți.

Bandă pixel bazată pe cipul WS2811 caracterizată prin prezența a cel puțin 8 ieșiri pentru fiecare controler auxiliar. Trei dintre ei sunt responsabili pentru culorile roșu, verde și albastru, doi - oferă schimb de date, unul - pentru a activa modul de funcționare dorit, unul - pentru alimentarea cu energie electrică și ultimul - pentru „masă”. Versiunea mai „avansată” a ansamblului WS2811 are o diferență semnificativă față de predecesorul său: controlerul punct (local) se aprinde cu trei LED-uri simultan, ceea ce crește semnificativ ieftinitatea și fiabilitatea acestui model.

WS2812B bazat pe gestionarea benzilor efectuate prin intermediul unui controler separat care servește ca unitate de program. Amatorii de radio asamblează astfel de dispozitive bazate pe plăci Arduino folosind un mic script de program scris în limbajul de programare C ++. Pentru a crește imunitatea la zgomot, condensatorii electrolitici sunt conectați în paralel cu LED-urile - în benzi bazate pe orice microcircuite. O caracteristică suplimentară a acestui model este că cristalul de control al punctelor este plasat în ansamblul SMD-5050, iar cele 4 ieșiri sunt etichetate ca „putere”, „împământare”, „trimitere” și „recepție”. Este alimentat de 12 V.

Diferența versiunii WS2813 față de cea anterioară din această listă - ieșire redundantă suplimentară, care vă permite să transferați mai departe comenzi de la controlerul comun. Acest lucru a evitat eșecul prematur al oricărui controler de puncte din lanț - în ceea ce privește operabilitatea sectoarelor de bandă ulterioare situate în spatele acestuia.

Rezumând tiparele de funcționare, merită menționat următoarele. Ca parte a benzilor inteligente, se folosește un controler PWP, situat direct în carcasa cu LED-uri SMD . Seria 5050 are doar o astfel de schemă de control. O singură unitate - diode emițătoare de lumină și cel mai simplu controler - vă permit să colectați o bandă de orice lungime pe un astfel de LED. Numărul de pini ai unui astfel de ansamblu este de la 4 la 8 pentru fiecare element ușor.

Singurul lucru este că, pentru a crea o bandă de 10 metri (sau mai mult), veți avea nevoie de borne consolidate (cu o secțiune crescută) care transportă curentul „putere” și „masă” - tensiunea joasă scade considerabil cu o mică cruce de sârmă -secțiune, care nu se poate spune despre cea înaltă.

Scopul aplicatiei

Benzile modulare LED cu strălucire definită de software au mers și mai departe în dezvoltarea lor. Dacă un ansamblu cu un singur rând este folosit ca iluminat pentru tavan, atunci aranjându-le rândurile unul deasupra celuilalt și așezându-le pe o bază dreptunghiulară, puteți crea o placă de orice format . Indicatoarele și indicatoarele rutiere electronice sunt un exemplu: de îndată ce ziua se transformă în amurg, se aprind automat și funcționează cu o baterie încărcată în timpul zilei de la o baterie solară. Ansamblurile cu un singur rând vin adesea cu o telecomandă.

De exemplu, pe unul dintre podurile traseului de intrare într-un oraș mare, la fiecare 5 secunde, inscripțiile se înlocuiesc reciproc - „Șoferi, călătorie fericită!”, „Orașul N vă întâmpină!” Acesta este doar unul dintre zeci de mii de cazuri de astfel de utilizări de tablouri LED din benzi. Iar la asamblarea unui ecran complet pentru un panou publicitar, organizatorul devine disponibil pentru a difuza reclame de reduceri din hipermarketurile din apropiere. Astfel de ansambluri sunt echipate cu un modul Wi-Fi pentru a primi streaming video de pe orice gadget sau PC care are și un modul Wi-Fi.

Diagonala ecranului pentru afișarea reclamelor și a programelor ajunge la câțiva metri.

Panglici cu o singură culoare (de exemplu, roșu strălucitor), tastate în matrice, sunt folosite ca semne de magazin . O linie publicitară care rulează poate afișa până la un kilobyte de text (cu excepția spațiilor). Folosește în principal un tablou de bord pe una sau două linii. Informațiile sunt afișate secvențial - de exemplu, inscripțiile se schimbă reciproc: „Uită-te în restaurantul X”, „Cele mai bune feluri de mâncare” din „bucătăria ucraineană”, „Locul confortabil”, apoi se reia ciclul de afișare al acestor inscripții - și așa mai departe până când afișajul este oprit noaptea.

Un exemplu de afișare a autobuzului este o listă scurtă a străzilor principale ale traseului său și numărul acestora din urmă . Sisteme similare sunt instalate în stațiile de cale ferată, aeriene și de autobuz - punctele A și B (orașele de plecare și sosire), ora plecării și sosirii unui anumit tip de transport sunt afișate lângă fiecare scaun. Plăcile sunt situate în sala de așteptare și în zonele de parcare.

Cum să vă conectați?

Conexiunea se efectuează în conformitate cu instrucțiunile specifice. Dacă nu, verificați cu atenție semnele de identificare de pe pinii plăcii de circuite imprimate și de pe carcasa de asamblare. Deci, semnele „+ 5V”, „Masă”, Rx și Tx nu ar trebui să fie îndoieli - acesta este cel mai simplu protocol cu 4 fire, conform căruia elementele benzii aceleiași construcții sunt conectate între ele . Nu aplicați 12 V dacă există un marker de 5 V pe placă (nu 12 V) - banda se va arde pur și simplu.

Unele benzi LED pot conține un rezistor conectat în serie la ieșirea microcircuitului cu o rezistență de câteva până la câteva zeci de ohmi

Aceste rezistențe sting excesul de tensiune pe LED-urile incluse, de exemplu, în rețeaua de la bordul unei mașini sau camioane, autobuze și așa mai departe.

Faptul este că pentru a încărca bateria, rețeaua auto (generator pe un motor pe gaz) folosește o tensiune de încărcare de până la 15 volți, iar o baterie complet încărcată oferă până la 13,8 volți. Pentru un ansamblu de 12 volți, aceasta este o mulțime - astfel încât LED-urile și controlerele să nu ardă din cauza supraîncălzirii și să fie instalate rezistențe de balast. „Supraîncălzirea” constantă a LED-urilor (până la +70 sau mai mult) le va permite să funcționeze nedeclarate 25000-50.000 ore, ceea ce echivalează cu aproximativ 10 sau mai mulți ani de funcționare continuă, ci doar 1500-4000.

Cu alte cuvinte, electronica supraîncărcată în curent și tensiune ar arde în câteva luni . În unele cazuri, când observați că, în ciuda tensiunii nominale, LED-urile și controlerele încă se supraîncălzesc - reduceți tensiunea la 9-11 V, astfel încât lumina de pe bandă să rămână vizibilă de departe.

Pinii Tx și Rx nu pot fi inversați. Intrarea Rx a benzii este conectată la pinul Tx al controlerului general.

Este o prostie pentru controlerul local să aștepte primirea comenzilor de la general - când cel de-al doilea nu trimite nimic și, de asemenea, „ascultă” linia, așteptând comenzile de răspuns de la primul

Faptul este că programatorul de control (master) („creierul” sistemului), înainte de a trimite comenzi de control către oricare dintre microcontrolerele locale (interpreți), trebuie să trimită un mesaj de testare și să primească un semnal de răspuns de la aceștia care îi informează despre disponibilitatea lor pentru munca. Dacă acest lucru nu s-a întâmplat (microcircuitul punctat „a murit”), atunci mesajul de interogare din „creier” va merge mai departe până când va răspunde primul cip LED după cel ars. Corectitudinea ansamblului trebuie verificată imediat.