Fitur menghubungkan dan mengontrol strip LED yang dapat dialamatkan

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

Strip LED yang dapat dialamatkan

Perangkat penerangan semacam itu telah menjadi strip LED alamat. Kecerahan dan rasio warna dasar, seperti pada lampu RGB konvensional, diatur oleh metode modulasi lebar pulsa, yang digunakan dalam kontrol beban digital. Perbedaan mendasar antara perangkat yang dapat dialamatkan adalah bahwa setiap elemen pemancar cahaya dikendalikan secara terpisah (untuk pita konvensional, seluruh segmen web sama-sama menyala).

Kemungkinan strip LED yang dapat dialamatkan.

Perangkat pita alamat

LED yang dapat dialamatkan menjadi dasar untuk konstruksi perangkat pencahayaan tersebut.Mereka berisi elemen pemancar cahaya semikonduktor yang sebenarnya dan driver PWM individu. Tergantung pada jenis elemen alamat, LED RGB dapat ditempatkan di dalam rumah umum atau dikeluarkan dan dihubungkan ke output driver. LED terpisah atau rakitan RGB dapat digunakan sebagai pemancar cahaya. Tegangan suplai juga bisa berbeda. Karakteristik komparatif dari sirkuit mikro umum yang digunakan untuk mengontrol LED berwarna ditunjukkan pada tabel.

Konsumsi arus satu meter oleh pita alamat cukup besar, karena daya dihabiskan tidak hanya pada cahaya sambungan p-n, tetapi juga pada kerugian switching driver PWM.

Perangkat elemen lampu

Setiap LED yang dapat dialamatkan berisi jumlah pin minimum:

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

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

Pin WS2812B.

Chip dengan koneksi LED eksternal akan membutuhkan setidaknya tiga pin lagi untuk menghubungkan LED.Akibatnya, paket standar dengan 8 pin memiliki satu kaki gratis, yang dapat digunakan pengembang untuk kebutuhan lain.

Pinout WS2818 dengan output data tambahan.

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

Koneksi elemen

Semua elemen yang terletak di kanvas dihubungkan secara paralel oleh catu daya, dan secara seri melalui bus data. Output kontrol dari satu sirkuit mikro terhubung ke input yang lain. Sinyal kontrol dari pengontrol diumpankan ke output DIN paling kiri sesuai dengan rangkaian driver.

Skema koneksi elemen di kanvas.

Lebih baik menyalakan LED dan sirkuit mikro dari unit terpisah, terutama jika pita ditenagai oleh tegangan selain 5 V. Kabel umum pengontrol dan sumber tegangan harus dihubungkan.

Munculnya sepotong pita di WS2812B.

Kontrol cahaya

Elemen pita alamat dikendalikan melalui bus serial. Biasanya, bus semacam itu dibangun di atas sirkuit dua kabel - jalur strobo dan jalur data. Ada juga kaset seperti itu, tetapi lebih jarang. Dan perangkat yang dijelaskan dikendalikan oleh sirkuit kabel tunggal. Ini memungkinkan untuk menyederhanakan kanvas, mengurangi biayanya. Tapi ini dibayar oleh kekebalan kebisingan yang rendah dari perangkat LED. Setiap interferensi yang diinduksi dengan amplitudo yang cukup dapat ditafsirkan oleh driver sebagai data dan menyala secara tidak terduga. Oleh karena itu, selama pemasangan, tindakan tambahan harus diambil 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 ("mengikat") perintahnya, setelah jeda selama durasi tertentu, perintah untuk sirkuit mikro berikutnya ditransmisikan, dan seterusnya di sepanjang rantai. Setelah jeda yang lebih lama, semua elemen diatur ulang dan rangkaian perintah berikutnya ditransmisikan. Kerugian dari prinsip membangun bus kontrol ini adalah bahwa kegagalan satu sirkuit mikro mengganggu transmisi perintah lebih jauh di sepanjang rantai. Driver generasi terbaru (WS2818, dll.) memiliki input tambahan (BIN) untuk menghindari masalah ini.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan strip LED yang dapat dialamatkan WS2812B ke Arduino

 

"Menjalankan Api"

Pertimbangan terpisah layak disebut pita SPI, yang dalam kehidupan sehari-hari disebut "api yang menyala" karena efek pencahayaan paling umum yang dibangun di atasnya. Perbedaan antara pita semacam itu dan jenis yang dipertimbangkan adalah bahwa bus data berisi dua jalur - untuk data dan untuk pulsa clock. Untuk perangkat semacam itu, Anda dapat membeli pengontrol yang diproduksi secara komersial dengan serangkaian efek, termasuk "api yang menyala" yang disebutkan. Anda juga dapat mengontrol cahaya dari pengontrol PIC atau AVR konvensional (termasuk Arduino). Keuntungannya adalah peningkatan kekebalan kebisingan, dan kerugiannya adalah kebutuhan untuk menggunakan dua keluaran pengontrol. Ini dapat berfungsi sebagai batasan untuk konstruksi sistem lampu yang kompleks. Juga, perangkat semacam itu ditandai dengan biaya yang lebih tinggi.

Pita SPI dengan bus kontrol dua kawat.

Diagram koneksi luminer dan kesalahan tipikal

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

1. Karena peningkatan konsumsi daya pita alamat, tidak mungkin untuk menyalakannya dari papan Arduino (jika segmen kecil digunakan, itu tidak diinginkan). Dalam kasus umum, sumber terpisah akan diperlukan untuk catu daya (dalam beberapa kasus mungkin ada satu, tetapi sirkuit daya untuk LED dan pengontrol harus dibuat secara terpisah). Tapi umum kabel (GND) dari sirkuit daya dan papan Arduino harus terhubung. Jika tidak, sistem tidak akan dapat dioperasikan.
2. Karena kekebalan kebisingan berkurang, konduktor yang menghubungkan output pengontrol dan input web harus dibuat sesingkat mungkin. Sangat diinginkan bahwa mereka menjadi tidak lebih dari 10 cm. Juga, tidak akan berlebihan untuk menghubungkan kapasitor C ke saluran listrik untuk tegangan yang melebihi tegangan suplai pita, dan dengan kapasitas 1000 mikrofarad. Kapasitor harus dipasang di sekitar pita, idealnya pada bantalan kontak.
3. Potongan pita bisa bersatu berurutan. Output DOUT harus terhubung ke input DIN dari bagian berikutnya. Tetapi dengan panjang total melebihi 1 meter, koneksi serial tidak dapat digunakan - konduktor jaringan listrik tidak dirancang untuk arus tinggi. Dan dalam hal ini, perlu untuk menerapkan koneksi paralel dari segmen.
4. Jika Anda menghubungkan output pengontrol dan input DIN secara langsung, jika situasi abnormal terjadi pada luminer, output pengontrol mungkin gagal. Untuk menghindari hal ini, resistor dengan resistansi hingga beberapa ratus ohm harus ditempatkan pada pemutusan kabel.

Kegagalan untuk mengikuti aturan sederhana ini dapat menyebabkan sistem multimedia tidak dapat dioperasikan atau kegagalan komponennya.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan LED ke papan Arduino

 

Memeriksa kesehatan pita alamat

Terkadang ada kebutuhan cek luminer untuk kinerja. Dan di sini masalah dapat muncul, karena tidak mungkin menyalakan LED dengan memasok daya ke pita. Juga, tidak mungkin untuk memeriksa kemampuan servis dengan penguji: kemungkinan maksimum dalam hal ini adalah berdering untuk integritas saluran listrik dan interkoneksi. Oleh karena itu, cara utama untuk mendeteksi kinerja luminer adalah dengan menghubungkannya ke pengontrol.

Jika ada kanvas dengan bus kontrol satu kabel, Anda dapat memeriksa strip LED yang dapat dialamatkan dengan menyentuhkan jari Anda ke bantalan kontak tempat sinyal kontrol diterapkan (ketika daya diterapkan ke strip). Ini dapat menyebabkan satu atau lebih LED menyala.