Smart RGB LEDlarini yangilash: WS2812B va boshqalar. WS2812: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Oxirgi 3 yil mobaynida biz Smart RGB LED-laridan, tasmalar, modullar yoki maxsus PCB-lardan foydalangan holda ko'rgan ko'plab loyihalar juda hayratlanarli. RGB LEDni ishlatishning bu avj olishi, narxlarning sezilarli pasayishi va elektron qurilmalardan foydalanish qulayligining oshishi bilan birga o'tdi. LED ishlab chiqaruvchilari orasida WorldSemi DIYers, sevimli mashg'ulotchilar va taqiladigan elektronika dizaynerlari orasida amalda standartga aylandi. Kompaniyaning WS28XX Smart RGB LED-lar oilasi 5 mm x 5 mm o'lchamdagi kichik paketda ishlatish uchun qulay boshqaruv protokoli, qulay pinout va oyoq izi va ajoyib yorqin luminesansni o'z ichiga oladi. Biroq, mahsulotlarning DIY bozorida muvaffaqiyat qozongan narsa - bu 0,30 dan 0,40 AQSh dollarigacha bo'lgan narx. Ushbu LEDlarning so'nggi versiyasida, WS2812B, WorldSemi yana o'zining oldingi WS2812 modeliga nisbatan sezilarli yaxshilanishlarni amalga oshirdi. Nisbatan yangi versiya haqida juda kam ma'lumot borligi sababli, biz dizaynni yangilashni ta'kidlash va ushbu zamonaviy qurilmaning mavjud xususiyatlarini reklama qilish uchun qisqa ko'rsatma berishga qaror qildik! LEDlar) Tugash vaqti: 5-10 daqiqa

1 -qadam: materiallar ro'yxati

WS2812B va WS2812 RGB LED-larining xususiyatlarini ta'kidlash uchun biz quyidagi qismlardan foydalanishimiz mumkin: 1 x WS2812 RGB LED (kichik taxtaga oldindan lehimlangan) 1 x lehimsiz taxta paneli 1 x uzuvchi pinli ulagich, 0,1 " Pitch, 8-pinli erkak 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Arduino qattiq yadroli simi uchun lumina qalqoni (turli xil ranglar; 28 AWG) va simlarni uzuvchi quvvat manbai (ixtiyoriy) WS2812 va WS2812B ikkalasi ham doimiy oqimdagi LED drayverini o'z ichiga oladi, Shuningdek, bitta LED, bitta yashil va bitta ko'k rangli LED -diodli LED drayveri quyidagilarni o'z ichiga oladi: - ichki osilator - signalni o'zgartirish va kuchaytirish sxemasi - ma'lumotni qulflash - 3 kanalli, doimiy oqim oqimini programlanadigan. 2 raqamli port (ketma-ket chiqish/kirish) Eslatma: LED drayveri o'zi 6-pinli Integral Circuit (IC) shaklida ham mavjud bo'lib, biz uni to'g'ridan-to'g'ri "aqlli bo'lmagan" RGB LED-lariga ulashimiz mumkin; Bu IC WS2811dan boshqa emas.

2 -qadam: WS2812B VS. WS2812: 4-pinli oyoq izi (✓)

WS2812B-ning eng aniq yangi xususiyati-bu qisqichlar sonining kamayishi (6 tadan 4 tagacha), bu esa ularni teng darajada lehimlashda (ingichka uchli lehimli temir yordamida) ~ 2 mm x 1 mm tagliklarga tenglikni teng darajada saqlaydi. Qadimgi WS2812 ning 6 ta prokladkasi, modullar orasidagi masofa qattiq bo'lganda, bitta modulning DO pinini keyingisining DI piniga yo'naltirishni biroz qiyinlashtirdi. WS2812B yordamida izlarni PCB -ga yo'naltirish - bu, ayniqsa, bu qadam rasmlarida ko'rsatilgan Arduino qalqoni kabi konfiguratsiyalarni loyihalashda. WS2812B prokladkalari orasidagi qo'shimcha bo'shliq quyidagilarga imkon beradi:

• 3 ta kerakli signalni osongina yo'naltirish: Quvvat, Er va Ma'lumot.
• Quvvat va erni ulash uchun qalinroq izlardan foydalanish, bu yuqori oqimlarning PCBda xavfsiz ishlashiga imkon beradi

Biz yuqoridagi rasmlarda Arduino uchun Lumina Shield uchun 5x8 massivni ushbu yangi LEDlar yordamida yo'naltirish qanchalik oson bo'lishini ko'rishimiz mumkin-taqqoslash uchun bizda WS2812s yordamida 16x16 massivining eski dizayni mavjud. Lumina Shield uchun dizayn fayllarini ushbu Github omboridan topishingiz mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, biz tushunmagan sabablarga ko'ra, WS2812B sxemasida paketning burchagida 1 -pinni emas, balki 3 -pinni ko'rsatuvchi kichik chiziq bor! Modulni odatdagi IC -larda (yoki WS2812 -da bo'lgani kabi) yo'naltirmasligimiz uchun, biz ularni qo'lda lehimlashda alohida e'tibor berishimiz kerak. *.tftable {shrift o'lchami: 12.0px; rang: rgb (251, 251, 251); kengligi: 100,0%; chegara kengligi: 1,0 piksel; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); chegara qulashi: qulashi; } *.tftable th {shrift o'lchami: 12.0px; fon rangi: rgb (23, 21, 21); chegara kengligi: 1,0 piksel; to'ldirish: 8.0 piksel; chegara uslubi: qattiq; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); matnni tekislash: chapga; } *.tftable tr {fon-rang: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {shrift o'lchami: 12.0px; chegara kengligi: 1,0 piksel; to'ldirish: 8.0 piksel; chegara uslubi: qattiq; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Pin # Belgisi Funktsiyasi *Paketdagi belgi bu pinni bildiradi. 1 VDD Quvvat manbai LED 2 DO Ma'lumot uzatish signalining chiqishi 3* VSS Ground 4 DIN Boshqarish ma'lumotlari signalining kiritilishi Yana bir diqqatga sazovor tomoni shundaki, Quvvat (VDD) va Ground (VSS) pinlari bir -birining diagonalida joylashgan. Shunday qilib, bu pimlarga ulanadigan izlar juda qalin bo'lishi mumkin! Ammo, agar biz modulni "orqaga" lehimlashda xato qilsak, biz "Quvvat va yer" ni qisqartiramiz (1 va 3 -pin). Bizni baxtimiz, keyingi bosqichda ko'rib turganimizdek, WorldSemi teskari kutupluluğu himoya qilish sxemasini o'z ichiga oladi, bu WS2812B-ni bu xato tufayli shikastlanishiga yo'l qo'ymaydi-biz, albatta, xatodan butunlay qochishni tavsiya qilamiz:)

3 -qadam: WS2812B VS. WS2812: Yorqinroq LEDlar va ranglarning bir xilligi yaxshilandi (?)

WS2812B chiqarilganda, WorldSemi WS2812 -ga qaraganda yorqinroq LED va ranglarning bir xilligi borligini ta'kidladi. (Manba: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Biroq, ikkita qurilmaning haqiqiy ma'lumotlar varaqlarini tekshirib, biz LEDlarning yoritilish xususiyatlarini ikkalasida ham bir xil ekanligini kuzatishimiz mumkin: *.tftable {font-size: 12.0px; rang: rgb (251, 251, 251); kengligi: 100,0%; chegara kengligi: 1,0 piksel; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); chegara qulashi: qulashi; } *.tftable th {shrift o'lchami: 12.0px; fon rangi: rgb (23, 21, 21); chegara kengligi: 1,0 piksel; to'ldirish: 8.0 piksel; chegara uslubi: qattiq; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); matnni tekislash: chapga; } *.tftable tr {fon-rang: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {shrift o'lchami: 12.0px; chegara kengligi: 1,0 piksel; to'ldirish: 8.0 piksel; chegara uslubi: qattiq; chegara rangi: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Rang to'lqin uzunligi (mm) Yorug'lik intensivligi (mcd) Qizil 620–630 620–630 Yashil 515–530 1100–1400 Moviy 465–475 200–400 Yuqoridagi rasmda to'rtta bo'lakka ulangan Arduino Uno ko'rsatilgan. Ulardan ikkitasida WS2812B, qolgan ikkitasida WS2812 bor. Biz yorqinlik yoki ranglarning bir xilligida sezilarli farqlarni ko'rishimiz mumkinmi yoki yo'qligini aniqlash uchun standart tasvir o'lchovlaridan foydalanishga harakat qildik, ammo natijalar natijasiz edi. Ikkala modulning bu jihatdan farq qilishini aniq aniqlash uchun biz spektrofotometr yordamida ba'zi testlarni o'tkazishga to'g'ri keladi. Yozish paytida bizda mavjud bo'lmaganligini hisobga olsak, biz faqat mahsulotlarning tegishli ma'lumotlar jadvallari haqidagi ma'lumotlarga murojaat qilishimiz mumkin: WS2812.pdf va WS2812B.pdf

4 -qadam: WS2812B va boshqalar. WS2812: teskari kutupluluğu himoya qilish davri (✓)

Biz to'g'ridan-to'g'ri sinovdan o'tkazgan yangi xususiyatlardan biri WS2812B dizayniga kiritilgan teskari polaritdan himoya qilish sxemasi edi. Videodan ko'rinib turibdiki, Power va Ground pimlarini teskari burish ba'zan WS2812 ga zarar etkazishi mumkin, lekin WS2812B moduli emas. Bu xususiyat biz odatda yuqori amperlik ko'rsatkichli tashqi quvvat manbalaridan foydalanadigan va simlarni ulashda ko'p xatolarga yo'l qo'ygan chiziqlar bilan ishlashda juda foydali bo'ladi. Har qanday elektron zanjirga kuch ishlatishdan oldin biz hali ham ulanishlarni va simlarni ikki marta tekshirishni tavsiya qilamiz, lekin biz xato qilganimizda, qimmatbaho qurilmalarimizni himoya qilishning xavfsiz mexanizmi mavjudligini bilish juda yoqimli.

5 -qadam: WS2812B VS. WS2812: Ichki tuzilma yaxshilandi (?)

WS812B -ga kiritilgan oxirgi xususiyat - bu qurilmadagi ikkita asosiy davrni ajratish: boshqaruv va yoritish. Bu ikkalasini ajratib, ishlab chiqaruvchi issiqlik tarqalishining yaxshilanganligi va yanada kuchli nazorat haqida xabar beradi. Bu yangi funktsiyalarning eng noaniq joyi, chunki bizda PCBda issiqlik tarqalishini tekshirish uchun yaxshi usul yo'q. Aloqa va ma'lumotlarni uzatishning mustahkamligi uchun biz ikkita modulni yonma-yon ishlatgan bir nechta oddiy testlardan so'ng WS2812 va WS2812B o'rtasida ishlashda sezilarli farqlarni topmadik.

6 -qadam: WS2812B RGB LEDlarini dasturlash

WS28XX oilasining so'nggi versiyasida kiritilgan barcha o'zgarishlarga qaramay, uning rangi va yorqinligini boshqarish uchun zarur bo'lgan aloqa protokoli avvalgisidan o'zgarishsiz qolmoqda. Biz hali ham Adafruit, PJRC va FastSPI loyihasi ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqilgan ajoyib kutubxonalardan foydalanishimiz mumkin. Bu ajoyib RGB LED qurilmalari qopqog'i ostida nima bo'layotgani haqida ko'proq bilib olish uchun, biz nazorat protokolining bajarilishini asta -sekin tushuntirib beradigan batafsil ko'rsatma to'pladik. Buni tekshirganingiz uchun oldindan rahmat! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-