Tires LED Adreçables: Principi De Funcionament, Controladors De La Tira I Connexió Wi-Fi. Com Funciona? Com Comprovar El Control? Com Connectar-se?

2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2024-01-15 04:09

A diferència de les senzilles tires LED monocromes o blanques, que no necessiten res més que subministrar el voltatge adequat, les tires LED dirigibles són més difícils de configurar. Són una font de llum dinàmica que aporta un toc extra d’atractiu a qualsevol habitació.

Què és això?

Les tires de LED adreçables (díodes, píxels, tires de LED, com s’anomenen d’una altra manera) no són un simple conjunt de LED alineats o muntats en una topologia diferent. Cada díode es controla per separat i independentment dels altres. El prototip de la cinta és una matriu LED, cada píxel de la qual és una triada de LED vermells, verds i blaus.

Un controlador en una matriu o cinta permet que cadascun dels LED s’il·lumini amb una brillantor diferent.

De la mateixa manera que un monitor de matriu LED o una pantalla de telèfon intel·ligent produeixen una imatge específica, una franja d’adreces us permet organitzar l’efecte de les "llums en curs ".amb qualsevol color, activeu o desactiveu els LED individuals en qualsevol lloc i en qualsevol punt.

Principi de funcionament

Les tires LED vermelles-blaves-verdes han guanyat popularitat, permetent fins a 16.777.216 tons que l’ull humà pot percebre . Cadascun dels LED té el seu propi controlador de microcircuit en miniatura que us permet configurar exactament el color de la resplendor que l’usuari va sol·licitar. Tanmateix, la presència d’un microcontrolador separat prop de cada LED condueix a un augment significatiu del cost d’aquesta cinta.

Contactes habituals per connectar la cinta: no més de 4, però no menys de 3 . Un contacte comú - "massa" - serveix de terra per a l'habitatge del conductor. El segon subministra una tensió d'alimentació positiva de 5 volts. El tercer (i el quart) - envia senyals del programa des de la placa general del microcontrolador.

La cinta d’adreces es controla digitalment. Treballar sense un controlador compartit no donarà cap resultat . En el millor dels casos, acabareu amb tríades LED que brillen contínuament i emeten una llum blanquinosa (blavosa). Si l'usuari toca el bus digital enviant senyals amb el dit, el controlador prendrà aquesta interferència com a ordre i il·luminarà tots els LED o diversos d'ells. La tensió d'alimentació per a cada segment és de 5 o 12 volts.

La transmissió del senyal de control es realitza seqüencialment entre tots els segments i no alhora . A causa d’aquesta característica, si un microcircuit està fora d’ordre, l’ordre no anirà més enllà i els LED posteriors del mateix circuit no s’encendran.

És possible complicar l'algoritme de control d'aquestes cintes "penjant" microcontroladors addicionals al circuit de control.

Visió general de les cintes

Les cintes que van guanyar més popularitat entre la gent van ser muntatges basats en els microcircuits WS2812b i WS2811. Estan dissenyats per a 5 i 12 volts, respectivament.

Cinta de píxels basada en el xip WS2811 caracteritzada per la presència d'almenys 8 sortides per a cadascun dels controladors auxiliars. Tres d'ells són responsables dels colors vermell, verd i blau, dos - proporcionen l'intercanvi de dades, un - per habilitar el mode de funcionament desitjat, un - per a la font d'alimentació i l'últim - per a "terra". La versió més "avançada" del conjunt WS2811 té una diferència significativa respecte al seu predecessor: el controlador puntual (local) s'encén amb tres LED alhora, cosa que augmenta significativament la barata i la fiabilitat d'aquest model.

Gestió de cintes basada en WS2812B es realitza mitjançant un controlador separat que serveix com a unitat de programa. Els radioaficionats munten aquests dispositius basats en plaques Arduino mitjançant un petit script de programa escrit en el llenguatge de programació C ++. Per augmentar la immunitat contra el soroll, els condensadors electrolítics es connecten en paral·lel als LED, en tires basades en qualsevol microcircuit. Una característica addicional d'aquest model és que el cristall de control de punts es col·loca al conjunt SMD-5050 i les 4 sortides estan etiquetades com a "potència", "terra", "enviar" i "rebre". Funciona amb 12 V.

Diferència de la versió WS2813 respecte a l'anterior d'aquesta llista - sortida redundant addicional, que us permet transferir més ordres des del controlador comú. Això va evitar un fracàs prematur de qualsevol dels controladors de punts de la cadena, en termes d'operabilitat dels següents sectors de cintes situats darrere d'ella.

Resumint els patrons de funcionament, val la pena assenyalar el següent. Com a part de les cintes intel·ligents, s’utilitza un controlador PWP, situat directament a la caixa LED SMD . La sèrie 5050 té aquest esquema de control. Una sola unitat, els díodes emissors de llum i el controlador més senzill, permeten recollir una cinta de qualsevol longitud en aquest LED. El nombre de pins d'un conjunt d'aquest tipus és de 4 a 8 per a cada element lleuger.

L'única cosa és que per crear una cinta de 10 metres (o més) necessitareu terminals de potència reforçats (amb una secció transversal augmentada) "potència" i "terra": la baixa tensió cau notablement amb una petita creu de filferro -secció, que no es pot dir de l’alta.

Àmbit d'aplicació

Les tires LED modulars amb brillantor definida pel programari van anar encara més enllà en el seu desenvolupament. Si s'utilitza un conjunt d'una sola fila com a il·luminació del sostre, aleshores organitzant les files una sobre l'altra i col·locant-les sobre una base rectangular, podeu crear un tauler de qualsevol format . Els senyals de senyalització electrònica són un exemple: tan bon punt el dia es converteix en capvespre, s’encenen automàticament i funcionen amb una bateria carregada durant el dia des d’una bateria solar. Els conjunts d’una sola fila sovint inclouen un control remot.

Per exemple, en un dels ponts de la ruta d'entrada a una gran ciutat, cada 5 segons, les inscripcions se substitueixen: "Conductors, feliç viatge!", "La ciutat N us dóna la benvinguda! " Aquest és només un dels desenes de milers de casos que fan servir aquest tipus de matrius LED de tires. I en muntar una pantalla completa per a una cartellera, l’organitzador està disponible per difondre publicitat de descomptes en hipermercats propers. Aquests conjunts estan equipats amb un mòdul Wi-Fi per rebre streaming de vídeo des de qualsevol gadget o PC que també tingui un mòdul Wi-Fi.

La diagonal de la pantalla per mostrar anuncis i programes arriba a diversos metres.

Les cintes d’un sol color (per exemple, de color vermell brillant), mecanografiades en matrius, s’utilitzen com a signes de botiga . Una línia d'anunci en execució pot mostrar fins a un kilobyte de text (sense comptar els espais). Utilitza principalment un marcador d’una o dues línies. La informació es mostra seqüencialment, per exemple, les inscripcions es canvien: "Mireu al restaurant X", "Els millors plats" de "Cuina ucraïnesa", "Lloc acollidor" i, a continuació, es reinicia el cicle de visualització d'aquestes inscripcions - etc. fins que la pantalla estigui apagada de nit.

Un exemple d’exhibició d’autobusos és una breu llista dels carrers principals del seu recorregut i el nombre d’aquests darrers . Sistemes similars s’instal·len a les estacions ferroviàries, aèries i d’autobusos: els punts A i B (ciutats de sortida i arribada), l’hora de sortida i arribada d’un determinat tipus de transport es mostra a prop de cada seient. Les pancartes es troben a la sala d’espera i a les zones d’aparcament.

Com connectar-se?

La connexió es realitza d’acord amb instruccions específiques. Si no, inspeccioneu detingudament les marques d’identificació dels pins de la placa de circuit imprès i de la caixa de muntatge. Per tant, els signes "+ 5V", "Mass", Rx i Tx no haurien de ser dubtosos: aquest és el protocol de 4 fils més senzill, segons el qual els elements de la cinta de la mateixa construcció estan connectats entre si . No apliqueu 12 V si hi ha un marcador de 5 V al tauler (no 12 V), la cinta simplement es cremarà.

Algunes tires LED poden contenir una resistència connectada en sèrie a la sortida del microcircuit amb una resistència de diverses a diverses desenes d’ohms

Aquestes resistències apaguen l'excés de tensió dels LED inclosos, per exemple, a la xarxa de bord d'un cotxe o camió, autobús, etc.

El fet és que per carregar la bateria, la xarxa del cotxe (generador d’un motor de gas) utilitza una tensió de càrrega de fins a 15 volts i una bateria completament carregada dóna fins a 13,8 volts. Per a un conjunt de 12 volts, això és molt - perquè els LED i els controladors no es cremin per sobreescalfament i s’instal·lin resistències de llast. Un "sobreescalfament" constant dels LED (fins a +70 o més) els permetrà treballar no declarats entre 25.000 i 50.000 hores, la qual cosa equival a uns 10 o més anys de funcionament continu, però només entre 1500 i 4.000.

En altres paraules, l'electrònica sobrecarregada de corrent i tensió es cremaria en pocs mesos . En alguns casos, quan observeu que, tot i la tensió nominal, els LED i els controladors encara es sobreescalfen, reduïu la tensió a 9-11 V perquè la llum de la cinta quedi visible des de lluny.

Els pins Tx i Rx no es poden invertir. L'entrada Rx de la cinta està connectada al pin Tx del controlador general.

És insensat al controlador local esperar a rebre ordres del general, quan el segon no envia res i també "escolta" la línia, esperant les ordres de resposta del primer

El fet és que el programador de control (mestre) ("cervell" del sistema), abans d'enviar comandes de control a qualsevol dels microcontroladors locals (intèrprets), ha d'enviar un missatge de prova i rebre'n un senyal de resposta per informar-los de la seva disposició per treballar. Si això no va succeir (el microcircuit de punts "va morir"), el missatge d'interrogació del "cervell" anirà més enllà fins que el primer xip LED després del cremat respongui. Cal verificar immediatament la correcció del muntatge.