Все об адресной светодиодной ленте

Адресная светодиодная лента — что это такое, технические характеристики, область применения. Варианты управления, правила подключения и частые ошибки. Как проверить на работоспособность, можно ли обойтись без Ардуино.

WS2811 (WS2818) и WS2812

Сейчас популярны два вида ленты: на чипах WS2812b и WS2811 (и новая WS2818). В чём их разница? Чип WS2812 размещён внутри светодиода, таким образом один чип управляет цветом одного диода, а питание ленты – 5 Вольт. Чип WS2811 и WS2818 размещён отдельно и от него питаются сразу 3 светодиода, таком образом можно управлять цветом только сегментами по 3 диода в каждом. А вот напряжение питания у таких лент составляет 12-24 Вольта!

ws11.jpg
ws22.jpg

Итак, данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте, я решил сделать его познавательным и подробным, поэтому дойдя до пункта “типичные ошибки и неисправности” вы сможете диагностировать и успешно излечить косорукость сборки даже не читая вышеупомянутого пункта. Что такое адресная лента? Рассмотрим эволюцию светодиодных лент.

Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянки и 220 переменки. Да, в розетку. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.

RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят ргб (читай эргэбэ – Рэд Грин Блю) светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет. И, как вы уже поняли, да, управлять такой лентой с ардуино очень просто. Берем три полевика, и ШИМим их analogWrit’ом, изи бризи.

Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Да, внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами! Внутри каждого! Ну дают китайцы блэт! Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (то бишь яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.

Лента “умная” и управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя. Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды. Для управления лентой используются готовые контроллеры, но гораздо интереснее рулить лентой вручную, используя, например, платформу ардуино, для чего ленту нужно правильно подключить. И вот тут есть несколько критических моментов:

1) Команды в ленте передаются от диода к диоду, паровозиком. У ленты есть начало и конец, направление движение команд на некоторых моделях указано стрелочками. Для примера рассмотрим ws2812b, у нее три контакта. Два на питание, а вот третий в начале ленты называется DI (digital input), а в конце – DO (digital output). Лента принимает команды в контакт DI! Контакт DO нужен для подключения дополнительных кусков ленты или соединения матриц.

ws1-2.jpg

2) Если в схеме возможна ситуация, при которой на ленту не будет подаваться питание 5V, но будет отправляться сигнал с микроконтроллера – лента начнёт питаться от дата-пина. В этом случае может сгореть как первый светодиод в ленте, так и пин контроллера. Не испытывайте удачу, поставьте резистор с сопротивлением 200-500 Ом. Точность резистора? Любая. Мощность резистора? Любая. Да, даже 1/4.

ws2-1.jpg

2.1) Если между лентой и контроллером (Arduino) большое расстояние, т.е. длинные провода (длиннее 50 см), то сигнальный провод и землю нужно скрутить в косичку для защиты от наводок, так как протокол связи у ленты достаточно скоростной (800 кГц), на него сильно влияют внешние наводки, а экранирование земляной скруткой поможет этого избежать. Без этого может наблюдаться такая картина: лента не работает до тех пор, пока не коснёшься рукой сигнального провода.

ws2-12.jpg

2.2) При подключении ленты к микроконтроллерам с 3.3V логикой (esp8266, ESP32, STM32) появляется проблема: лента питается от 5V, а сигнал получает 3.3V. В даташите указана максимальная разница между питанием и управляющим сигналом, если её превысить – лента не будет работать или будет работать нестабильно, с артефактами. Для исправления ситуации можно:

  • Уменьшить напряжение питания ленты до 4.5V, “промышленные” (металлические в дырочку) блоки питания позволяют это сделать (у них есть крутилка).
  • Поставить конвертер (преобразователь) уровней с 3.3 до 5V на управляющий сигнал.
  • Также я придумал весьма грязный трюк с диодом: первый светодиод в ленте можно запитать от более низкого напряжения через любой кремниевый диод (например 1N4007), а остальные – как обычно. На диоде падает около 0.6V, таким образом сигнал пройдёт через ступеньку повышения 3.3-4.4-5.0V и всё будет работать стабильно. Для этого нужно аккуратно вырезать кусочек дорожки 5V между 1 и 2 светодиодом, подключить питание ко второму, и диодом оттуда же – на первый (см. схему #1 справа).
  • Ещё один способ с нашего форума: диодом “приподнять” землю самого микроконтроллера на те же 0,6V. Для этого диод ставится между GND питания катодом и GND микроконтроллера анодом (см. схему #2 справа).
wemos-strip-400x185.jpg

3) Самый важный пункт, который почему то все игнорируют: цифровой сигнал ходит по двум проводам, поэтому для его передачи одного провода от ардуины мало. Какой второй? Земля GND. Как? Контакт ленты GND и пин GND Ардуино (любой из имеющихся) должны быть обязательно соединены. Смотрим два примера.

ws3-1.jpg
ws4-1.jpg

4) Питание. Один цвет одного светодиода при максимальной яркости кушает 12 миллиампер. В одном светодиоде три цвета, итого ~36 мА на диод. Пусть у вас есть метр ленты с плотностью 60 диод/метр, тогда 60*36 = 2.1 Ампера при максимальной яркости белого цвета, соответственно нужно брать БП, который с этим справится. Также нужно подумать, в каком режиме будет работать лента. Если это режимы типа «радуга», то мощность можно принять как половину от максимальной. Подробнее о блоках питания, а также о связанных с ними глюках читай здесь.

ws5-1.jpg

5) Продолжая тему питания, хочу отметить важность качества пайки силовых точек (подключение провода к ленте, подключение этого же провода к БП), а также толщину проводов. Как показывает мой опыт, брать нужно провод сечением минимум 1.5 квадрата, если нужна полная яркость. Пример: на проводе 0.75 кв.мм. на длине 1.5 метра при токе 2 Ампера падает 0.8 вольта, что критично для 5 вольт питания. Первый признак просадки напряжения: заданный программно белый цвет светит не белым, а отдаёт в жёлтый/красный. Чем краснее, тем сильнее просело напряжение!

ws6-1.jpg

6) Мигающая лента создаёт помехи на линию питания, а если лента и контроллер питаются от одного источника – помехи идут на микроконтроллер и могут стать причиной нестабильной работы, глюков и даже перезагрузки (если БП слабый). Для сглаживания таких помех рекомендуется ставить электролитический конденсатор 6.3V ёмкостью 470 мкФ (ставить более ёмкий нет смысла) по питанию микроконтроллера, а также более “жирный” конденсатор (1000 или 2200 мкФ) на питание ленты. Ставить их необязательно, но очень желательно. Если вы заметите зависания и глюки в работе системы (Ардуино + лента + другое железо), то причиной в 50% является как раз питание.

ws8-1.jpg

7) Слой меди на ленте не очень толстый (особенно на модели ECO), поэтому от точки подключения питания вдоль ленты напряжение начинает падать: чем больше яркость, тем больше просадка. Если нужно сделать большой и яркий кусок ленты, то питание нужно дублировать медным проводом 1.5 (или больше, надо экспериментировать) квадрата через каждый метр.

ws7-1.jpg

Что такое адресная светодиодная лента?

Адресная светодиодная лента – это гибкая печатная плата, которая заполнена разноцветными адресуемыми поверхностными (SMD) светодиодами. Гибкая печатная плата обычно имеет клейкую подложку, что облегчает быструю и простую установку.

В отличие от стандартной ленты RGB, каждый светодиод имеет свою собственную микросхему, которая позволяет управлять им для индивидуальной реакции (например, изменение цвета, выключение и т. Д.). Пиксельная лента все еще может делать все, что может делать стандартная лента RGB… только больше.

Адресные LED-ленты

Таким осветительным прибором стала светодиодная лента адресная. Яркость и соотношение базовых цветов, как и в обычном RGB-светильнике, регулируются методом широтно-импульсной модуляции, которая применяется при цифровом управлении нагрузкой. Принципиальное же отличие адресного прибора в том, что каждый светоизлучающий элемент управляется раздельно (у обычной ленты одинаково светится весь отрезок полотна).

Особенности подключения и управления адресной светодиодной лентой

Возможности адресной LED-ленты.

Контроллеры для SPI ленты

Контроллеры для программируемой SPI светодиодной ленты предназначены для управления и задания автоматических режимов работы лент. Помимо питания программируемая светодиодная лента имеет необходимость получать управляющие сигналы, предназначенные для загорания определенного светового диода в определенное время. 

Контроллеры, представленные в данной категории могут управлять программируемой лентой, как заранее установленными режимами, так и по специально написанной пользователем программе. Есть возможность изменять предустановленные режимы с помощью пульта дистанционного управления. Также Вы можете купить музыкальный (звукоактивный) контроллер для программируемой управляемой SPI светодиодной ленты, который будет управлять свечением ленты в зависимости от звука и темпа смены звуков.

Подключение программируемой светодиодной ленты к контроллеру производится не сложно. Ниже приведена схема:

915-kontrollery-dlya-programmiruemoy-spi-lenty.jpg

916-kontrollery-dlya-programmiruemoy-spi-lenty.jpg

Из схем, представленных выше, видно, что лента бывает с рабочим напряжением 5 и 12 Вольт. Поэтому при выборе контроллера стоит помнить, что выбирать его нужно не только по параметру выходной мощности, но и по выходному напряжению, которое должно соответствовать рабочему напряжению ленты.

Купить контроллер для spi программируемой светодиодной ленты в магазине Led-profit можно, предварительно получив консультацию специалиста.

Заказать прайс лист с оптовыми ценами на контроллеры для программируемой светодиодной ленты можно по телефону +7 (499) 113-13-71 или сделать запрос на почту a.led-profit@mail.ru

Что такое адресная светодиодная лента

Адресная светодиодная лента – это длинная цветная RGB светодиодная лента на основе гибкой печатной платы, на которой на одной стороне размещаются RGB светодиоды с ограничивающими резисторами, конденсаторами и управляющими контроллерами. От обычной RGB светодиодной ленты адресная светодиодная лента отличается тем, что на ней все светодиоды подключаются параллельно и каждый из них отдельно управляется своим контроллером.

Адресная светодиодная лента

Как и для любой светодиодной ленты, адресной светодиодной ленте требуется стабилизированный источник питания с большим током отдачи.

к содержанию ↑

Товары, используемые в материале

Самые популярные материалы в блоге

Вольтик — это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

Устройство адресной ленты

Базой для построения таких осветительных приборов стали адресные светодиоды. Они содержат собственно полупроводниковый светоизлучающий элемент и индивидуальный драйвер ШИМ. В зависимости от типа адресного элемента, RGB LED может располагаться внутри общего корпуса или быть вынесенным и подключаться к выводам драйвера. В качестве светоизлучателя могут применяться раздельные светодиоды или RGB-сборка. Напряжение питания также может быть различным. Сравнительные характеристики распространенных микросхем, применяемых для управления цветными светодиодами, приведены в таблице.

Драйвер ШИМ U питания, В Подключение LED Примечание Потребляемый ток
WS2811 12-24 Внешнее Встроенный стабилизатор напряжения на 12 В. Быстрый и медленный режимы В зависимости от примененных LED
WS2812B 5 Встроенный Форм-фактор LED — 5050 До 60 мА на один элемент (при максимальной яркости)
WS2813 5 Встроенный Форм-фактор LED — 5050 До 60 мА на один элемент (при максимальной яркости)
WS2815 12 Встроенный Форм-фактор LED — 5050 До 60 мА на один элемент (при максимальной яркости)
WS2818 12/24 Внешний Напряжение управляющего входа – до 9 В.

Дополнительный управляющий вход

В зависимости от примененных LED

Потребление тока одного метра адресной лентой довольно велико, ведь мощность расходуется не только на свечение p-n переходов, но и на коммутационные потери ШИМ-драйверов.

Отличие лент ws2812, ws2812b, ws2811

Наиболее распространенные модели со встроенными микросхемами имеют маркировку WS2812 или WS2812b. С внешними – WS2811.

отличие лент ws2812 и ws2811

Чем модель ws2812 отличаетсяот ws2812b? Первые имеют 6контактов (PIN) для управления, а вторые, с буковкой “b” –всего четыре.

отличие чипа ws2812b и ws2812

На 2812 питание светодиода и чипа разнесены. У 2812b питаниеинтегрированного драйвера и светодиода вынесено на один PIN (VDD).

технические характеристики ws2812b и ws2812

А в чем главные отличия между ws2812b и ws2811?

лента 2812b

  • ws2811 – питание 12v (в 2015г прекращен выпуск последних моделей на 5в)

умная лента ws2811 12v

WS2812 управляет кластерами по одномудиоду, WS2811 управляет тремя светодиодамиодновременно.

Существенным недостатком диодов ws2812 являетсято, что если в цепочке сгорит хотя бы один из них, то все дальнейшиесветодиоды, стоящие после него, тут же перестают работать.

Поэтому прогресс не стоял на месте и позже были разработаны более совершенные ленты – ws2813 (5V), ws2815 (12V).

отличие лент 2812 и 2813

У таких лент добавлена четвертая дублирующая дорожка. По ней передаются данные, если какой-то из диодов сгорел и вышел из строя.

дублирующая дорожка на светодиодной адресной ленте ws2813

Как это работает? Сигнал в нормальном состоянии поступает на Data Input (DIN) и выходит с чипа на Data Out (DO). По такой цепочке данные проходят по всей ленте.

структура адресной светодиодной ленты ws2813

Когда первый чип выходит из строя и данные перестают выходить с DO, благодаря дублирующей дорожке сигнал продолжает поступать на разъем BIN.

Второй чип анализирует пропажу сигнала на DIN, новидит его наличие на BIN и продолжаетработать как ни в чем не бывало.

Самое главное, чтобы при выходе из строя первого диода непроизошло замыкания между VDD и GND.

Ошибка №1

Никогда не используйте подсветку на чипах типа WS2812b при съемке видео.

Если захотите снимать кино или видеоклип с такойподсветкой, то применяйте только ленту WS2813, неменьше.

Дело здесь в частоте регенерации. У старых моделей онавсего 400Гц.

частота регенерации у лент ws2812 и ws2813

Для человеческого глаза это может быть и незаметно, а вот камера вам такой ошибки не простит.

Вот очень наглядный эксперимент с такими светодиодами в динамике. Подключите отрезок ленты с двумя разными чипами и попробуйте помахать ими из стороны в сторону.

наглядное отличие регенерации свечения светодиодов ws2812b и ws2813

Результат на пойманом стопкадре.

отличие при свечении адресной ленты ws2812b и ws2813

Надо заметить, что это всего лишь один подключенный светодиод 2812b и 2813, а не несколько их штук в одном ряду.

Адресная светодиодная лента WS2801.

Адресная светодиодная лента

Серия чипов WS первой будет WS2801. Это интересный в своем роде драйвер-микросхема для RBGW-светодиодов с поддержкой последовательного интерфейса SPI.

С применением отдельного контроллера нет необходимости занимать несколько выходов микроконтроллера, можно ограничиться лишь одним сигнальным выводом. Микроконтроллер подает сигнал на вход «Data» управляющего контроллера светодиода WS2801.

В таком сигнале содержится 24-битная информация о яркости цвета (3 канала по 8 бит на каждый цвет), а также информация для внутреннего сдвигового регистра. Именно сдвиговый регистр позволяет определять, к какому светодиоду информация применяется. Таким образом можно соединять несколько светодиодов последовательно, при этом использовать все так же один вывод микроконтроллера.

Адресная светодиодная лента

У WS2801 было 4 контакта: +5v, GND (минус), DI (Digital input) и CO (тактовая линия). Таких лент сегодня практически уже не найти, на их место пришли WS2811 и WS2812B, более компактные модели с последовательным однолинейным интерфейсом. Теперь за данные отвечает только один контакт, обычно обозначаемый как DI (digital input) и с другой стороны DO (digital output).

Сфера применения

Относительно высокая стоимость светодиодов и лент, собранных на чипах WS2811 и WS2812B, ограничивает их область применения в сравнении с обычными LED-лентами. Главным образом их используют для решения таких задач, с которыми обычной светодиодной ленте не справиться:

  • для сборки полноцветных модулей;
  • в конструировании светильников, управляемых по принципу «soft lights»;
  • в качестве декоративной подсветки чего-либо;
  • в построении LED-видео экранов, используемых в уличной рекламе и шоу-бизнесе.

Интерес к адресной светодиодной ленте среди радиолюбителей вызван тем, что на её основе можно собрать подсветку, которая будет изменять цвет и яркость по заданному алгоритму.

Купить адресную светодиодную ленту

Ленты ws2812 достаточно распространены на российском рынке, их без труда можно найти в многочисленных специализированных магазинах. Можем посоветовать интернет-магазин Giant4.Ru с достаточно широким ассортиментом различных светодиодных лент и вполне низкими ценами, сопоставимыми с али. Если же есть возможность и желание ждать товар с Алиэкспресса, то ниже мы собрали вместе некоторые популярные варианты у надежных поставщиков:

Как работает адресная светодиодная лента

Принцип работы ленты следующий. Она поделена на сегменты, в каждом из которых находятся светодиод и конденсатор. Они все подключены параллельно, а данные передаются последовательно от одного сегмента к другому. Управление осуществляется контроллером, в котором прописывается программа функционирования. Управлять лентой можно через платформу Ардуино.  

Маркировка адресной ленты: 

  • Black PCB / White PCB – цвета подложки; 
  • 1м/5 м – длина адресной ленты; 
  • 30/60/74 и т.д. – сколько светодиодов приходится на 1 метр ленты; 
  • IP30, IP65, IP67 – степень влаго- и пылезащищенности ленты =.  

Адресные светодиодные ленты используются для сборки полноценных модулей, в конструировании ламп с управлением soft lights, для декоративной подсветки, в построении диодных экранов уличной рекламы.  

Видео инструкции и ролики

Обучающее видео на канале HomeMade:


Видео по созданию бегущей строки на базе ленты ws2112

КАК ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ

Как мы уже поняли, для питания ленты нужен источник 5 Вольт с достаточным запасом по току, а именно: один цвет одного качественного светодиода на максимальной яркости потребляет 0.012 А (12 мА), соответственно весь светодиод – 0.036 А (36 мА) на максимальной яркости. У китайцев есть “китайские” ленты, которые потребляют меньше и светят тускло. Я всегда закупаюсь в магазине BTF lighting (ссылки в начале статьи), у них ленты качественные. Я понимаю, что порой очень хочется запитать ленту напрямую от Ардуино через USB, либо используя бортовой стабилизатор платы. Так делать нельзя. В первом случае есть риск выгорания защитного диода на плате Arduino (в худшем случае – выгорания USB порта), во втором – синий дым пойдёт из стабилизатора на плате. Если всё-таки очень хочется, есть два варианта:

  • Не подключать больше количества светодиодов, при котором ток потребления будет выше 500 мА, а именно 500/32 ~ 16 штук
  • Писать код на основе библиотеки FastLED, где можно ограничить ток специальной функцией. НО! В случае отключения пина Din от источника сигнала есть риск случайного включения ленты, и никакие программные ограничения не спасут от выгорания железа.

Вы наверное спросите: а как тогда прошивать проект с лентой? Ведь судя по первой картинке так подключать нельзя! Оч просто: если прошивка не включает ленту сразу после запуска – прошивайте. Если включает и есть риск перегрузки по току – подключаем внешнее питание на 5V и GND.

2812-wrong2-600x278.jpg
2812-wrong1-600x278.jpg

Если вы вдруг купили ленту на чипах WS2811/15/18, подключить её можно вот по этим двум схемам. Но следует помнить, что в прошивке нужно указать втрое меньшее количество светодиодов, так как каждый чип на этой ленте управляет тремя диодами, задаёт им один и тот же цвет!

2811-1-600x248.jpg
2811-2-600x248.jpg

Сетевые источники питания:

  • Адаптер 12V 2A – купить в РФ, купить на Aliexpress
  • Адаптер 12V 6A – купить в РФ, купить на Aliexpress
  • Адаптер 5V 3A – купить в РФ, купить на Aliexpress
  • Блок питания 5V 12A – купить в РФ, купить на Aliexpress
  • Блок питания 5V 20A – купить в РФ, купить на Aliexpress
  • Блок питания 5V 40A – купить в РФ, купить на Aliexpress

Самый простой и понятный вариант – мощный блок питания на 5 Вольт. Если рядом есть источник постоянки 12 Вольт – можно взять понижайку и настроить её на 5 Вольт. Но часто возникает желание сделать “беспроводной” девайс с бортовым источником питания. Как быть в этом случае? Согласно даташиту на WS2812b светодиод будет работать от напряжения 3.5-5.5 Вольт, собственно как и сама Arduino. Помним, что при питании ленты от напряжения ниже 5 Вольт будет уменьшаться максимальная яркость. Отсюда имеем следующие варианты:

  • Powerbank 5V – берём провод с USB штекером и подключаем по схемам выше. Через Ардуино не питаем, нельзя. Ёмкость паурбанков очень высокая, сами знаете. По току обычно можно снять 2 Ампера, есть паурбанки на 3 А
  • Батарейки – можно взять обычные АА батарейки, 3 штуки полностью заряженных (дадут 4,5 Вольт), либо 4 штуки чуть разряженных (дадут 5.5 Вольт). Ёмкость батареек очень небольшая. По току можно снять 1-2 Ампера (алкалин, литий. Солевые сразу в помойку)
  • Никелевые аккумуляторы – имеют напряжение ~1.4В после зарядки, можно смело поставить 4 штуки (~5.5 Вольт). Ёмкость сборки весьма достойная (до 2700 ма*ч), по току можно снять 2-3 Ампера
  • Литиевые аккумуляторы – напряжение в процессе разряда меняется с 4.2 до 3.0 Вольт, значит ленту можно питать, но светить будет на 10-30% менее ярко. Также нельзя забывать следить за напряжением, литий боится переразряда. Ёмкость – параллельно можно поставить много банок, по току – с обычных банок можно снять 3 Ампера (если стоят в параллель – то с каждой)

Вот здесь описаны проблемы дешёвых блоков питания и как с ними бороться.

  • Литиевый акум + повышайка – отличный способ сохранить полную яркость при небольшом количестве светодиодов, у китайцев есть куча повышаек с лития (3-4.2В) до 5 Вольт с максимальным током до 2 Ампер. Считай тот же powerbank, но можно более компактно разместить
  • Убедись, что земля ленты соединена с землёй ардуино КАК НА СХЕМЕ

  • Убедись, что сигнальный провод идёт в начало ленты (контакт DI) КАК НА СХЕМЕ

  • Убедись, что не перепутал 5в и GND. КАК НА СХЕМЕ

  • Цвет отдаёт в красный? У тебя слабый БП, некачественная пайка линии питания или слишком тонкие провода питания

  • Подключил без резистора и теперь не работает даже с резистором? Пин ардуино отбросил ласты, подключай в другой

  • Лента глючит и иногда показывает артефакты? У вас беды с питанием, читать гайд на форуме.

ВНИМАНИЕ! Во время загрузки и выполнения этого примера должно быть подключено внешнее питание! Иначе выгорит защита по току (диод) на плате Ардуино!

Для управления лентой можно выделить четыре библиотеки: microLED, FastLED, Adafruit NeoPixel и LightWS2812, из всех трёх рекомендую FastLED и microLED. FastLED обладает гигантским набором инструментов и позволяет делать сложные эффекты. microLED – моя библиотека, она гораздо проще, имеет подробнейшую документацию на русском языке и занимает меньше места в памяти Ардуино, а также обновляет ленту быстрее чем FastLED. Ниже привожу примеры кода с использованием разных библиотек.

#define STRIP_PIN 2 // пин ленты#define NUMLEDS 100 // кол-во светодиодов#include < microLED.h> // подключаем библуmicroLED<NUMLEDS, STRIP_PIN, LED_WS2818, ORDER_GRB, CLI_AVER> strip;void setup() { strip.setBrightness(60); // яркость}void loop() { rainbow(); // бегущая радуга во всю ленту delay(30); // 30 кадров в секунду}void rainbow() { static byte counter = 0; for (int i = 0; i < NUMLEDS; i++) { strip.set(i, mWheel8(counter + i * 255 / NUMLEDS)); // counter смещает цвет } counter += 3; // counter имеет тип byte и при достижении 255 сбросится в 0}
// пример с «бегущей радугой» для библиотеки FastLED#define NUM_LEDS 144#include «FastLED.h»#define PIN 6CRGB leds[NUM_LEDS];byte counter;void setup() { FastLED.addLeds<WS2811, PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS).setCorrection( TypicalLEDStrip ); FastLED.setBrightness(50); pinMode(13, OUTPUT);}void loop() { for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) { // от 0 до первой трети leds[i] = CHSV(counter + i * 2, 255, 255); // HSV. Увеличивать HUE (цвет) // умножение i уменьшает шаг радуги } counter++; // counter меняется от 0 до 255 (тип данных byte) FastLED.show(); delay(5); // скорость движения радуги}
#define PIN 13 // пин DI#define NUM_LEDS 16 // число диодов#include «Adafruit_NeoPixel.h»Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_LEDS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);void setup() { strip.begin(); strip.setBrightness(50); // яркость, от 0 до 255 strip.clear(); // очистить strip.show(); // отправить на ленту}void loop() { // заливаем трёмя цветами плавно for (int i = 0; i < NUM_LEDS / 3; i++ ) { // от 0 до первой трети strip.setPixelColor(i, 0xff0000); // залить красным strip.show(); // отправить на ленту delay(100); } for (int i = NUM_LEDS / 3; i < NUM_LEDS * 2 / 3; i++ ) { // от 1/3 до 2/3 strip.setPixelColor(i, 0x00ff00); // залить зелёным strip.show(); // отправить на ленту delay(100); } for (int i = NUM_LEDS * 2 / 3; i < NUM_LEDS; i++ ) { // от 2/3 до конца strip.setPixelColor(i, 0x0000ff); // залить синим strip.show(); // отправить на ленту delay(100); } delay(1000); // заливаем белым for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) { // всю ленту strip.setPixelColor(i, 0xffffff); // залить белым strip.show(); // отправить на ленту delay(10); } delay(1000); // заливаем чёрным for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) { // всю ленту strip.setPixelColor(i, 0x000000); // залить чёрным strip.show(); // отправить на ленту delay(10); } delay(1000); // включаем случайные диоды жёлтым for (int i = 0; i < 50; i++ ) { // 50 раз strip.setPixelColor(random(0, NUM_LEDS), 0xffff00); // залить жёлтым strip.show(); // отправить на ленту delay(500); }}

Алекс2020-12-21T10:45:56+03:00

Выбор контроллера для адресной ленты

При выборе SPI контроллера дляумных лент нужно рассчитывать не на мощность подсветки, как обычно этоделается, а на количество пикселей.

Данные параметр всегда указывается на корпусе изделия.

контроллер для spi лентконтроллер для spi лент

Что касается выбора мощности блока питания, то здесьориентируйтесь на следующий показатель. Один светодиод для моделей sw2812b – этопримерно 60мА при белом свете.

Считайте их общее количество в ленте, берите запас в 30% и подбирайте подходящий блок.

как выбрать хороший и качественный блок питания не по мощности бренды

От блока питания провода подключаются на контроллер, а сдругой стороны контроллера запитывается сама лента.

схема подключения адресной светодиодной ленты

Питание можно подать и напрямую, но наличие контроллераобязательно.

Управление свечением

Управляются элементы адресной ленты по последовательной шине. Обычно такие шины строятся по двухпроводной схеме – линия строба и линия данных. Существуют и такие ленты, но они получили меньшее распространение. А описываемые приборы управляются по однопроводной схеме. Это позволило упростить полотно, удешевить его. Но оплачено это низкой помехоустойчивостью LED-прибора. Любую наведенную помеху с достаточной амплитудой драйверы могут интерпретировать как данные и непредсказуемо засветиться. Поэтому при монтаже надо предпринимать дополнительные меры для защиты от помех.

Протокол управления содержит команды из 24 бит. Ноль и единица кодируются в виде импульсов одинаковой частоты, но разной длительности. Каждый элемент записывает («защелкивает») свою команду, после паузы определенной длительности передается команда для следующей микросхемы и так по цепочке. После паузы повышенной длительности происходит сброс всех элементов и передача следующей серии команд. Недостатком такого принципа построения шины управления является то, что выход из строя одной микросхемы прерывает передачу команд далее по цепочке. У драйверов последних поколений (WS2818 и т.п.) имеется дополнительный вход (BIN), позволяющий избежать данной проблемы.

Читайте также
16097667059088649191144023731956-jpg-768x365.jpeg

Как подключить адресную светодиодную ленту WS2812B к Ардуино

Для клиентов

  • Оптовая продажа
  • Оформление заказа
  • Техническая информация
  • Новости
  • Подбор светодиодной ленты
  • Форум «Devices Led»
  • Аренда оборудования
  • Софт для интернет-магазинов

Библиотеки

Поискав в интернете, вы найдете, как минимум, две большие библиотеки для работы со светодиодами WS2812B. Под большими библиотеками я подразумеваю не количество функций и возможностей, хотя и это то же, а количество людей, участвовавших в их разработке. Конечно, поискав, еще можно найти и другие библиотеки, разработанные отдельно взятыми ардуинщиками, но работающими не на всех микроконтроллерах Arduino и с большим количеством багов.

  • Библиотека FastLED, разрабатывается Даниэлем Гарсиа и Марком Кригсманом. Имеет свой сайт, справочную систему и большое сообщество в ~5000 человек. Библиотека написана на чистом Си, без использования Wiring. FastLED поддерживает все виды Arduino (и не только), а также умеет работать с кучей различных протоколов и интерфейсов. В том числе и протокол для управления лентами на светодиодах WS2812B.
  • Библиотека Adafruit NeoPixel разрабатывается компанией Adafruit Industries. Предназначена для работы со светодиодными лентами и неопиксельными кольцами, продаваемыми в их интернет магазине. Библиотека написана на Си и Ассемблере с небольшим использованием Wiring. Эдакая солянка. Поддерживает все виды Arduino. Содержит меньший функционал по сравнению с FastLED, немного медленней, но имеет более компактный вид, только основное для работы.

Теперь давайте напишем наш излюбленный пример Blink, используя обе эти библиотеки, и затем сравним их.

«Бегущий огонь»

Отдельного рассмотрения заслуживает так называемая SPI-лента, которую в быту называют «бегущий огонь» из-за самого распространенного светового эффекта, который на ней строят. Отличие такой ленты от рассмотренных типов в том, что шина данных содержит две линии – для данных и для тактовых импульсов. Для таких приборов можно приобрести изготовленный промышленно контроллер с набором эффектов, включая упомянутый «бегущий огонь». Также можно управлять свечением и от обычных контроллеров PIC или AVR (включая Arduino). Их преимуществом является повышенная помехозащищенность, а недостатком – необходимость задействования двух выходов контроллера. Это может послужить ограничением для построения сложных световых систем. Также для таких приборов характерна более высокая стоимость.

Особенности подключения и управления адресной светодиодной лентой

SPI-лента с двухпроводной шиной управления.

Это происходит из-за падения напряжения на светодиодной ленте при попытке питания большей длины ленты. В результате падения напряжения пиксели вдоль ленты будут постепенно меняться в цвете, если их приводить в движение белым цветом. Лучше всего определить максимально возможную длину пробега до того, как падение напряжения начнет влиять на их цвет, и вводить мощность через каждые х метров.

Адресная светодиодная лента

Чем больше падение напряжения вдоль ряда белых светодиодов, тем более розового оттенка будут появляться самые дальние от источника питания. Вся длина также будет незначительно уменьшаться по мере снижения напряжения. Большинство лент и точек отображают эти явления очень тонко, в то время как некоторые другие могут быть немного более выраженными. Аналогично, степень, в которой человеческий глаз воспринимает это, будет естественно отличаться от человека к человеку, но большинство людей найдут изменение цвета практически неразличимым.

(ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: приведенный выше чертеж не предназначен для точной научной диаграммы. Это простое визуальное представление, чтобы дать вам приблизительное представление о том типе эффекта, который вы иногда можете наблюдать, когда происходит различный процент падения напряжения.)

Проверка исправности адресной ленты

Иногда возникает необходимость проверки светильника на работоспособность. И здесь могут возникнуть проблемы, потому что подачей питания на ленту зажечь светодиоды не удастся. Также не получится проверить исправность тестером: максимум возможностей в данном случае – прозвонить на целостность линий питания и межэлементных соединений. Поэтому основной способ выявления работоспособности светильника – подключить его к контроллеру.

Если имеется полотно с однопроводной шиной управления, можно проверить адресную светодиодную ленту прикосновением пальца к контактной площадке, на которую подается управляющий сигнал (при поданном на ленту питании). Это может вызвать свечение одного или нескольких LED.

Стариков Михаил

Стариков Михаил

Старший инженер-электроник

Задать вопрос

Проверка таким методом может вызвать появление на шине управления наведенного напряжения, превышающего возможности микросхем. Также это может привести к разряду накопленного на теле статического электричества. Оба эти явления потенциально могут привести к выходу из строя первого (возможно, и последующих) светодиода.

Адресная LED-лента имеет мультимедийные возможности на порядок выше других светодиодных устройств. Следует лишь разобраться с управлением и запомнить несколько простых условий, чтобы не было разочарований и бессмысленных финансовых потерь.

Какой тип поверхности подойдет для установки адресной светодиодной ленты?

Адресная светодиодная лента должна быть установлена ​​на чистой и сухой поверхности. Пожалуйста, очистите поверхность спиртом, используя чистую ткань перед установкой.Поверхность должна быть теплопроводящей и обеспечивать достаточный отвод тепла от ленты. Поверхность не должна быть текстурированной или изготовлена из материала с низкой поверхностной энергией.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...