Shirita LED Të Adresueshëm: Parimi I Funksionimit, Kontrollues Për Shiritin Dhe Lidhje Wi-Fi. Si Punon? Si Të Kontrolloni Kontrollin? Si Të Lidheni?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-15 04:19

Ndryshe nga shiritat e thjeshtë njëngjyrësh ose të bardhë LED, të cilët nuk kanë nevojë për asgjë tjetër përveç furnizimit me tensionin e duhur, shiritat LED të adresueshëm janë më të vështirë për t'u konfiguruar. Ato janë një burim dinamik i dritës që shton një tërheqje shtesë në çdo dhomë.

Cfare eshte?

Shiritat LED të adresueshëm (diodë, piksel, shirita LED, siç quhen ndryshe) nuk janë një grup i thjeshtë LEDs të rreshtuar ose të mbledhur në një topologji të ndryshme. Çdo diodë kontrollohet veçmas dhe në mënyrë të pavarur nga të tjerat. Prototipi i shiritit është një matricë LED, secila piksel e së cilës është një treshe LED e kuqe, jeshile dhe blu.

Një kontrollues në një matricë ose kasetë lejon që secila prej LED -ve të ndizet me një shkëlqim të ndryshëm.

Ashtu si një monitor i matricës LED ose një ekran smartphone të prodhojë një imazh të veçantë, një shirit adresash ju lejon të organizoni efektin e "dritave të funksionimit "me çdo ngjyrë, aktivizoni ose çaktivizoni LED -të individuale në çdo vend dhe në çdo pikë.

Parimi i funksionimit

Shiritat LED të kuq-blu-jeshil kanë fituar popullaritet, duke lejuar deri në 16,777,216 nuanca që syri i njeriut mund të perceptojë . Secila prej LED-ve ka mikro-qarkun e vet miniaturë-kontrollues që ju lejon të vendosni saktësisht ngjyrën e shkëlqimit që kërkoi përdoruesi. Prania e një mikrokontrolluesi të veçantë pranë secilës LED, megjithatë, çon në një rritje të konsiderueshme të kostos së një kasete të tillë.

Kontaktet e zakonshme për lidhjen e shiritit - jo më shumë se 4, por jo më pak se 3 . Një kontakt i zakonshëm - "masa" - shërben si bazë për strehimin e shoferit. E dyta furnizon një tension pozitiv të furnizimit prej 5 volt. E treta (dhe e katërta) - dërgon sinjale programi nga bordi i përgjithshëm i mikrokontrolluesit.

Shiriti i adresës kontrollohet në mënyrë dixhitale. Puna pa një kontrollues të përbashkët nuk do të japë asnjë rezultat . Në rastin më të mirë, do të përfundonit me treshe të ndezura vazhdimisht LED që lëshonin një dritë të ftohtë të bardhë (të kaltërosh). Nëse përdoruesi prek autobusin dixhital që dërgon sinjale me gishtin e tij, kontrolluesi do ta marrë këtë ndërhyrje si një komandë dhe do të ndezë të gjitha LED -të ose disa prej tyre. Tensioni i furnizimit për secilin segment është 5 ose 12 volt.

Transmetimi i sinjalit të kontrollit kryhet në mënyrë radhazi midis të gjitha segmenteve, dhe jo menjëherë . Për shkak të kësaj veçorie, nëse një mikroçirk është jashtë funksionit, atëherë komanda nuk do të shkojë më tej, dhe LED -et pasuese në të njëjtin qark nuk do të ndizen.

Algorithshtë e mundur të komplikohet algoritmi i kontrollit të kasetave të tilla duke "varur" mikrokontrolluesit shtesë në qarkun e kontrollit.

Pasqyrë e shiritave

Shiritat që fituan popullaritetin më të madh në mesin e njerëzve ishin kuvende të bazuara në mikroqarqet WS2812b dhe WS2811. Ato janë krijuar për 5 dhe 12 volt, respektivisht.

Shirit pixel i bazuar në çipin WS2811 karakterizohet nga prania e të paktën 8 daljeve për secilin nga kontrolluesit ndihmës. Tre prej tyre janë përgjegjës për ngjyrat e kuqe, jeshile dhe blu, dy - sigurojnë shkëmbimin e të dhënave, një - për të mundësuar mënyrën e dëshiruar të funksionimit, një - për furnizimin me energji elektrike dhe e fundit - për "tokëzimin". Versioni më "i avancuar" i asamblesë WS2811 ka një ndryshim domethënës nga paraardhësi i tij: kontrolluesi i pikës (lokale) ndizet me tre LED në të njëjtën kohë, gjë që rrit ndjeshëm lirëësinë dhe besueshmërinë e këtij modeli.

Menaxhimi i kasetës me bazë WS2812B kryhet me anë të një kontrolluesi të veçantë që shërben si njësi programi. Amatorët e radios mbledhin pajisje të tilla bazuar në tabelat Arduino duke përdorur një skenar të vogël programi të shkruar në gjuhën e programimit C ++. Për të rritur imunitetin e zhurmës, kondensatorët elektrolitikë janë të lidhur paralelisht me LED -të - në shirita të bazuar në çdo mikroqarkullim. Një tipar shtesë i këtij modeli është se kristali i kontrollit të pikave vendoset në montimin SMD-5050, dhe 4 daljet etiketohen si "fuqi", "tokë", "dërgim" dhe "marr". Mundësohet nga 12 V.

Dallimi i versionit WS2813 nga ai i mëparshmi në këtë listë - dalje shtesë e tepërt, e cila ju lejon të transferoni komandat nga kontrolluesi i zakonshëm më tej. Kjo shmang dështimin e parakohshëm të ndonjë prej kontrollorëve të pikave në zinxhir - për sa i përket funksionueshmërisë së sektorëve të mëvonshëm të kasetave të vendosur prapa tij.

Duke përmbledhur modelet e funksionimit, vlen të përmendet më poshtë. Si pjesë e kasetave të zgjuara, përdoret një kontrollues PWP, i vendosur direkt në kutinë LED SMD . Seria 5050 ka një skemë të tillë kontrolli. Një njësi e vetme - diodat që lëshojnë dritë dhe kontrolluesi më i thjeshtë - ju lejojnë të mblidhni një kasetë të çdo gjatësi në një LED të tillë. Numri i kunjave të një asambleje të tillë është nga 4 në 8 për secilin element të dritës.

E vetmja gjë është se për të krijuar një kasetë 10 metra (ose më shumë) do t'ju duhet terminale të përforcuar (me një seksion kryq) që mbajnë rrymë "fuqi" dhe "tokë"-tensioni i ulët bie dukshëm me një kryq të vogël teli -seksion, i cili nuk mund të thuhet për atë të lartë.

Fusha e aplikimit

Shiritat modulare LED me shkëlqim të përcaktuar nga softueri shkuan edhe më tej në zhvillimin e tyre. Nëse një montim me një rresht përdoret si një ndriçues tavani, atëherë duke rregulluar rreshtat e tyre njëri mbi tjetrin dhe duke i vendosur ato në një bazë drejtkëndëshe, mund të krijoni një tabelë të çdo formati . Shenjat dhe shenjat elektronike të rrugës janë një shembull: sapo dita kthehet në muzg, ato ndizen automatikisht dhe funksionojnë me një bateri të ngarkuar gjatë ditës nga një bateri diellore. Asambletë me një rresht shpesh vijnë me një telekomandë.

Për shembull, në një nga urat e rrugës hyrëse në një qytet të madh, çdo 5 sekonda, mbishkrimet zëvendësojnë njëra -tjetrën - "Shoferë, udhëtim i lumtur!", "Qyteti N ju mirëpret! " Ky është vetëm një nga dhjetëra mijëra raste të përdorimit të tillë të vargjeve LED të bëra me shirita. Dhe kur montoni një ekran të plotë për një tabelë, organizatori bëhet i disponueshëm për të transmetuar reklama të zbritjeve nga supermarketet e afërta. Asamble të tilla janë të pajisura me një modul Wi-Fi për të marrë video streaming nga çdo vegël ose kompjuter që gjithashtu ka një modul Wi-Fi.

Diagonalja e ekranit për shfaqjen e reklamave dhe programeve arrin disa metra.

Shirita me një ngjyrë (për shembull, e kuqe që shkëlqen), të shtypura në matrica, përdoren si shenja dyqani . Një linjë reklamash që funksionon mund të shfaqë deri në një kilobajt tekst (përjashtuar hapësirat). Ai përdor kryesisht një tabelë rezultati një ose dy rreshta. Informacioni shfaqet në mënyrë të njëpasnjëshme - për shembull, mbishkrimet ndryshojnë njëra -tjetrën: "Shikoni në restorantin X", "Enët më të mira" të "Kuzhina ukrainase", "Vend komod", pastaj fillon cikli i shfaqjes së këtyre mbishkrimeve - dhe kështu me radhë derisa ekrani të fiket gjatë natës.

Një shembull i shfaqjes së autobusit është një listë e shkurtër e rrugëve kryesore të itinerarit të tij dhe numri i këtyre të fundit . Sisteme të ngjashme janë instaluar në stacionet hekurudhore, ajrore dhe të autobusëve - pikat A dhe B (qytetet e nisjes dhe mbërritjes), koha e nisjes dhe mbërritjes së një lloji të caktuar transporti shfaqet pranë secilës vend. Pankartat vendosen në dhomën e pritjes dhe në zonat e parkimit.

Si të lidheni?

Lidhja kryhet në përputhje me udhëzimet specifike. Nëse jo, inspektoni me kujdes shenjat identifikuese në kunjat e bordit të qarkut të shtypur dhe në kutinë e montimit. Pra, shenjat "+ 5V", "Mass", Rx dhe Tx nuk duhet të jenë në dyshim - ky është protokolli më i thjeshtë me 4 tela, sipas të cilit elementët e shiritit të të njëjtit konstruksion janë të lidhur me njëri -tjetrin . Mos aplikoni 12 V nëse ka një shënues 5 V në tabelë (jo 12 V) - kaseta thjesht do të digjet.

Disa shirita LED mund të përmbajnë një rezistencë të lidhur në seri në daljen e mikroqarkut me një rezistencë prej disa deri në disa dhjetëra Ohm

Këta rezistorë shuajnë tensionin e tepërt në LED të përfshira, për shembull, në rrjetin në bord të një makine ose kamioni, autobusi, etj.

Fakti është se për të ngarkuar baterinë, rrjeti i makinave (gjenerator në një motor gazi) përdor një tension ngarkimi deri në 15 volt, dhe një bateri e ngarkuar plotësisht jep deri në 13.8 volt. Për një montim 12 volt, kjo është shumë - në mënyrë që LED dhe kontrolluesit të mos digjen nga mbinxehja, dhe të instalohen rezistorë çakëll. "Mbinxehja" e vazhdueshme e LED-ve (deri në +70 ose më shumë) do t'i lejojë ata të punojnë të pa deklaruar 25000-50,000 orë, që është ekuivalente me rreth 10 ose më shumë vjet punë të vazhdueshme, por vetëm 1500-4000.

Me fjalë të tjera, elektronika e mbingarkuar në rrymë dhe tension do të digjej brenda pak muajsh . Në disa raste, kur vëreni se, pavarësisht tensionit nominal, LED -të dhe kontrollorët ende mbinxehen - zvogëloni tensionin në 9-11 V në mënyrë që drita nga kaseta të mbetet e dukshme nga larg.

Kunjat Tx dhe Rx nuk mund të përmbysen. Hyrja Rx e shiritit është e lidhur me kunjin Tx të kontrolluesit të përgjithshëm.

Foolshtë marrëzi për kontrolluesin lokal të presë marrjen e komandave nga gjenerali - kur i dyti nuk dërgon asgjë, dhe gjithashtu "dëgjon" linjën, duke pritur komandat e përgjigjes nga e para

Fakti është se programuesi i kontrollit (master) ("truri" i sistemit), para se të dërgojë komandat e kontrollit në ndonjë nga mikrokontrolluesit (interpretuesit) lokalë, duhet të dërgojë një mesazh testimi dhe të marrë një sinjal përgjigjeje prej tyre duke i informuar ata për gatishmërinë e tyre për punë. Nëse kjo nuk do të ndodhte (mikroqarku me pika "vdiq"), atëherë mesazhi i marrjes në pyetje nga "truri" do të shkojë më tej derisa të përgjigjet çipi i parë LED pas atij të djegur. Korrektësia e montimit duhet të kontrollohet menjëherë.