Adreslenebilir LED şeritler: çalışma Prensibi, şerit Için Kontrolörler Ve Wi-Fi Bağlantısı. O Nasıl çalışır? Kontrol Nasıl Kontrol Edilir? Nasıl Bağlanır?

2024 Yazar: Beatrice Philips | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-15 04:20

Uygun voltajı sağlamaktan başka bir şeye ihtiyaç duymayan basit monokrom veya beyaz LED şeritlerin aksine, adreslenebilir LED şeritlerin yapılandırılması daha zordur. Herhangi bir odaya ekstra bir çekicilik katan dinamik bir ışık kaynağıdırlar.

Ne olduğunu?

Adreslenebilir LED şeritleri (diyot, piksel, LED şeritleri, başka bir adla anılır), farklı bir topolojide sıralanmış veya birleştirilmiş basit bir LED kümesi değildir. Her diyot diğerlerinden bağımsız ve ayrı olarak kontrol edilir. Bandın prototipi, her pikseli kırmızı, yeşil ve mavi LED'lerden oluşan bir LED matrisidir.

Bir matris veya banttaki bir kontrolör, LED'lerin her birinin farklı bir parlaklıkla yanmasını sağlar.

Tıpkı bir LED matris monitör veya akıllı telefon ekranının belirli bir görüntü oluşturması gibi, bir adres şeridi de "çalışan ışıkların" etkisini düzenlemenize olanak tanır .herhangi bir renkle, herhangi bir sitede ve herhangi bir noktada ayrı LED'leri etkinleştirin veya devre dışı bırakın.

Çalışma prensibi

Kırmızı-mavi-yeşil LED şeritler, insan gözünün algılayabileceği 16.777.216 tona kadar izin vererek popülerlik kazandı . LED'lerin her birinin, onu tam olarak kullanıcının istediği parıltının rengini ayarlamanıza izin veren kendi minyatür mikro devre denetleyicisi vardır. Bununla birlikte, her bir LED'in yanında ayrı bir mikro denetleyicinin bulunması, böyle bir bandın maliyetinde önemli bir artışa yol açar.

Bandı bağlamak için ortak kontaklar - 4'ten fazla değil, 3'ten az değil . Bir ortak kontak - "kütle" - sürücü mahfazası için bir toprak görevi görür. İkincisi, 5 voltluk bir pozitif besleme voltajı sağlar. Üçüncü (ve dördüncü) - genel mikrodenetleyici kartından program sinyalleri gönderir.

Adres bandı dijital olarak kontrol edilir. Paylaşılan bir denetleyici olmadan çalışmak herhangi bir sonuç vermez . En iyi ihtimalle, soğuk beyazımsı (mavimsi) bir ışık yayan sürekli parlayan LED üçlüleri elde edersiniz. Kullanıcı parmağıyla sinyal gönderen dijital veri yoluna dokunursa, kontrolör bu girişimi bir komut olarak alacak ve tüm LED'leri veya birkaçını yakacaktır. Her segment için besleme voltajı 5 veya 12 volttur.

Kontrol sinyalinin iletimi, bir kerede değil, tüm segmentler arasında sırayla gerçekleştirilir . Bu özellik nedeniyle, bir mikro devre arızalıysa, komut daha ileri gitmeyecek ve aynı devredeki sonraki LED'ler yanmayacaktır.

Ek mikrodenetleyicileri kontrol devresine "asarak" bu tür bantların kontrol algoritmasını karmaşık hale getirmek mümkündür.

Şeritlere genel bakış

İnsanlar arasında en popüler olan bantlar, WS2812b ve WS2811 mikro devrelerine dayanan montajlardı. Sırasıyla 5 ve 12 volt için tasarlanmıştır.

WS2811 çipine dayalı piksel bant yardımcı kontrolörlerin her biri için en az 8 çıkışın varlığı ile karakterize edilir. Üçü kırmızı, yeşil ve mavi renklerden, ikisi - veri alışverişi sağlamak, biri - istenen çalışma modunu etkinleştirmek, biri - güç kaynağı ve sonuncusu - "toprak" için sorumludur. WS2811 düzeneğinin daha "gelişmiş" versiyonu, öncekinden önemli bir farka sahiptir: nokta (yerel) denetleyici aynı anda üç LED ile açılır, bu da bu modelin ucuzluğunu ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırır.

WS2812B tabanlı bant yönetimi program birimi olarak hizmet veren ayrı bir kontrolör vasıtasıyla gerçekleştirilir. Radyo amatörleri, C++ programlama dilinde yazılmış küçük bir program betiği kullanarak Arduino kartlarına dayalı bu tür cihazları birleştirir. Gürültü bağışıklığını artırmak için, elektrolitik kapasitörler LED'lere paralel olarak bağlanır - herhangi bir mikro devre temelinde şeritler halinde. Bu modelin ek bir özelliği de, nokta kontrol kristalinin SMD-5050 düzeneğine yerleştirilmesi ve 4 çıkışın "güç", "toprak", "gönder" ve "al" olarak etiketlenmesidir. 12 V ile çalışır.

WS2813 sürümünün bu listedeki öncekinden farkı - ortak denetleyiciden komutları daha fazla aktarmanıza izin veren ek yedek çıktı. Bu, zincirdeki herhangi bir nokta kontrolörünün erken arızalanmasını önledi - arkasında bulunan müteakip bant sektörlerinin çalışabilirliği açısından.

İşleyiş kalıplarını özetleyerek, aşağıdakileri belirtmekte fayda var. Akıllı bantların bir parçası olarak, doğrudan SMD LED kasasında bulunan bir PWP denetleyici kullanılır . 5050 serisi tam da böyle bir kontrol şemasına sahiptir. Tek bir ünite - ışık yayan diyotlar ve en basit kontrolör - böyle bir LED üzerinde herhangi bir uzunlukta bir bant toplamanıza izin verir. Böyle bir düzeneğin pim sayısı, her bir ışık elemanı için 4 ila 8 arasındadır.

Tek şey, 10 metrelik (veya daha fazla) bir bant oluşturmak için, "güç" ve "toprak" akım taşıyan terminallerin güçlendirilmiş (artırılmış enine kesiti ile) ihtiyaç duyacağınızdır - düşük voltaj, küçük bir kablo çaprazı ile gözle görülür şekilde düşer -yüksek olan hakkında söylenemez.

Uygulama kapsamı

Yazılım tanımlı parıltılı modüler LED şeritler, geliştirmelerinde daha da ileri gitti. Tavan aydınlatması olarak tek sıralı bir montaj kullanılıyorsa, sıralarını üst üste yerleştirerek ve dikdörtgen bir tabana yerleştirerek herhangi bir formatta bir pano oluşturabilirsiniz . Elektronik yol levhaları ve levhaları buna bir örnektir: gün alacakaranlığa döner dönmez otomatik olarak açılırlar ve gün boyunca güneş pilinden şarj edilen bir pille çalışırlar. Tek sıralı tertibatlar genellikle bir uzaktan kumanda ile birlikte gelir.

Örneğin, büyük bir şehre giriş yolunun köprülerinden birinde, her 5 saniyede bir yazıtlar birbirinin yerini alıyor - "Sürücüler, iyi yolculuklar!", "Şehir N sizi karşılıyor! " Bu, şeritlerden yapılmış LED dizilerinin bu şekilde kullanıldığı on binlerce durumdan sadece bir tanesidir. Ve bir reklam panosu için tam teşekküllü bir ekran monte ederken, organizatör yakındaki hipermarketlerden indirimlerin reklamını yayınlamaya hazır hale gelir. Bu tür tertibatlar, aynı zamanda bir Wi-Fi modülüne sahip herhangi bir cihazdan veya PC'den video akışı almak için bir Wi-Fi modülü ile donatılmıştır.

Reklamları ve programları görüntülemek için ekranın köşegeni birkaç metreye ulaşır.

Matrislere yazılan tek renkli şeritler (örneğin, parlayan kırmızı), mağaza işaretleri olarak kullanılır . Çalışan bir reklam satırı, bir kilobayta kadar metin görüntüleyebilir (boşluklar hariç). Esas olarak bir veya iki satırlık bir skorbord kullanır. Bilgiler sırayla görüntülenir - örneğin, yazıtlar birbirini değiştirir: "Restoran X'e bakın", "Ukrayna mutfağının en iyi yemekleri", "Rahat yer", ardından bu yazıların görüntüleme döngüsü yeniden başlar - vb. ekran gece kapanana kadar.

Otobüs ekranının bir örneği, güzergahının ana caddelerinin kısa bir listesi ve ikincisinin numarasıdır . Benzer sistemler demiryolu, hava ve otobüs istasyonlarına kurulur - A ve B noktaları (kalkış ve varış şehirleri), belirli bir ulaşım türünün kalkış ve varış saati her koltuğun yanında görüntülenir. Pankartlar bekleme salonuna ve park alanlarına yerleştirilir.

Nasıl bağlanır?

Bağlantı, özel talimatlara göre gerçekleştirilir. Değilse, baskılı devre kartı pimleri ve montaj kasası üzerindeki tanımlama işaretlerini dikkatlice inceleyin. Bu nedenle, "+ 5V", "Kütle", Rx ve Tx işaretleri şüphesiz olmamalıdır - bu, aynı yapıdaki bandın elemanlarının birbirine bağlandığı en basit 4 telli protokoldür . Kartta 5 V'luk bir işaret varsa (12 V değil) 12 V uygulamayın - bant basitçe yanacaktır.

Bazı LED şeritleri, mikro devrenin çıkışında birkaç ila birkaç on ohm'luk bir dirençle seri olarak bağlanmış bir direnç içerebilir

Bu dirençler, örneğin bir arabanın veya kamyonun, otobüsün vb. yerleşik ağında bulunan LED'lerdeki aşırı voltajı söndürür.

Gerçek şu ki aküyü şarj etmek için araç ağı (gaz motorundaki jeneratör) 15 volta kadar şarj voltajı kullanır ve tam şarjlı bir akü 13,8 volta kadar verir 12 voltluk bir montaj için bu çok fazla - böylece LED'ler ve kontrolörler aşırı ısınmadan yanmaz ve balast dirençleri takılır. LED'lerin sürekli "aşırı ısınması" (+70 veya daha fazlasına kadar), 25000-50.000 saat bildirilmeden çalışmasına izin verecektir, bu da yaklaşık 10 veya daha fazla yıllık sürekli çalışmaya eşdeğerdir, ancak yalnızca 1500-4000.

Başka bir deyişle, akım ve voltajda aşırı yüklenen elektronikler birkaç ay içinde yanacaktır . Bazı durumlarda, nominal voltaja rağmen, LED'lerin ve kontrolörlerin hala aşırı ısındığını fark ettiğinizde - voltajı 9-11 V'a düşürün, böylece banttan gelen ışık uzaktan görünür kalır.

Tx ve Rx pinleri tersine çevrilemez. Bandın Rx girişi, genel kontrolörün Tx pinine bağlanır.

Yerel denetleyicide generalden komut almayı beklemek aptalcadır - ikincisi hiçbir şey göndermediğinde ve ayrıca satırı "dinlediğinde", birinciden yanıt komutlarını bekler

Gerçek şu ki, kontrol (ana) programcısı (sistemin "beyni"), herhangi bir yerel mikrodenetleyiciye (icracı) kontrol komutları göndermeden önce, bir test mesajı göndermeli ve onlardan hazır olduklarını bildiren bir yanıt sinyali almalıdır. iş için. Bu olmadıysa (noktalı mikro devre "öldü"), o zaman "beyinden" gelen sorgulama mesajı, yanmış olanı takip eden ilk LED çipi yanıt verene kadar devam edecektir. Derhal montajın doğruluğu kontrol edilmelidir.