Site Loader
Posted on 04.03.2023

Содержание

Светодиоды c пиксельной адресацией WS2812B

Когда то давным давно, еще до эпохи РК86 и ZX-Spectrum, делом чести каждого начинающего радиолюбителя был собрать цветомузыку.

На транзисторах, тиристорах и даже тиратронах МТХ90, с лапочками, крашеными цапонлаком и самопальными рассеивателями.

С тех пор интерес к созданию различных светодинамических установок остался, а возможности в эру светодиодов выросли многократно. Хочу рассказать о светодиодах с пиксельной адресацией и что из них можно сотворить.

Речь пойдет о продукции китайской компании WORLDSEMI CO.,LIMITED — светодиодах с пиксельной адресацией с использованием микросхем WS2811.

Описание WS2811

Микросхема WS2811 представляют собой 3-х канальный контроллер/ШИМ драйвер с управлением по одному проводу.
Выпускаются WS2811 в корпусах DIP-8 и SOP-8
WS2811 подключаются последовательно друг за другом.
К каждой микросхеме подключается три светодиода с питанием от 5В


или три цепочки с питанием от 12В

На вход первой в цепочке микросхемы подается сигнал из прямоугольных импульсов частотой 400 или 800КГц. Импульсы, в зависимости от скважности, кодируют 0 или 1 для одного бита информации. Длинный (50мс) низкий уровень означает RESET или старт новой последовательности. Первая микросхема считывает 24 бита, в которых закодирован RGB сигнал по трем каналам светодиодов. Остальные импульсы пропускает на выходную шину. Следующие 24 бита достаются второй микросхеме и т.д. Всего каскадом может объединяться 1024 микросхем, информация в которых может обновляться 30 раз в секунду.

Подробнее изучить протокол управления микросхемами WS2811 можно изучить в даташите

Микросхемы WS2811 размещали на светодиодных лентах рядом с трехцветными RGB светодиодами. Но прогресс не стоит на месте. И микросхемы стали размещать прямо в корпусе светодиодов 5050. Так появились светодиоды WS2812

WS2812 и WS2812B отличаются количеством ног. У WS2812B их количество сократили с 6-ти до 4-х

Для тех, кто не хочет самостоятельно паять, сделано множество готовых изделий с WS2811/WS12

Это гирлянды из различных модулей

Корпусные изделия

Светодиодные ленты

Матричный дисплей

И контроллеры управления

Информация о них есть на сайте производителя WORLDSEMI
Купить все это можно на ТАОБАО

Я купил светодиоды WS2812B россыпью для самостоятельной пайки на ТАОБАО.
Доставка со всеми процентами Мистера Тао вышла $7. Получилась итоговая цена $0.13 за один диод

Пришли светодиоды в специальной ленте, которую можно заряжать в устройство автоматического монтажа SMD компонентов

Почему то в описании на ТАО указана модель WS2813-4. На самом деле светодиоды полностью соответствуют описанию WS2812B

Продавец подошел серьезно к продаже и положил в подарок две таких ручки :))

Что можно сделать из таких деталек?

Обычные линейки, которые можно использовать в различных СДУ, иллюминации и прочих поделках со световыми эффектами.


Подробно об изготовлении таких линеек читайте в моей статье
Видео, показывающее работу линейки

Такие линейки, наравне с обычной светодиодной летной на WS2812 подойдут для изготовления системы фоновой динамической подсветки телевизора или монитора.

Следующей моей поделкой стал светодиодный дисплей.


Здесь можно почитать про его изготовление, скачать эскизы печатной платы и демо скетчи для ардуины.

Демонстрация работы дисплея на WS2812B

Пока работал, испортил несколько светодиодов. Нет, не перегревом. Когда паял, фиксировал диоды к плате тем что подвернулось под руку, а именно, маленьким зубастым «крокодильчиком».

Так вот, осторожнее, светодиоды WS2812 очень легко повредить механически, так как кристаллы и проводочки там за тонкой прозрачной пленочкой.

К Новому году собираюсь сделать цифро-аналоговые часы, которые могут работать, как светодинамическая установка с подгружаемыми эффектами.
О ней я тоже напишу в своем блоге

Подведем итог

— Товар полностью соответствует своему описанию
— Цена минимальная для изделий такого рода
— Светодиоды предоставляют огромные возможности для творчества в домашних самоделках.
— Тем кому не хочется возится с платой, можно купить такие светодиоды на ленте

Полезная информация

Описание микросхемы WS2811 на английском языке
Даташит на WS2811 на английском языке
Даташит на WS2812/WS2812S в корпусе SMD5050 с 6-ю контактами
Даташит на WS2812B в корпусе SMD5050 с 4-ми контактами
Библиотека Adafruit Neo Pixel для работы с WS2811/12 для ардуино

Кот похоже скоро будет разбираться в контроллерах лучше меня 😉

P. S Для тех, кто не любит покупать на ТАОБАО
Ссылка на похожий лот на АЛИ
Там по поиску «WS2812» очень много всего находится

Всё об адресных светодиодах и светодиодных лентах

Светодиод или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Начнем с того, что в обычной светодиодной ленте, независимо от того одноцветная она или RGB, все светодиоды ленты питаются и светятся одновременно, поскольку все они получают питание параллельно от одного источника, драйвера, который работает по своему алгоритму, реализуемому непосредственно внутри драйвера, и просто подает питание сразу на всю ленту, по сути — на все параллельно подключенные к нему светодиоды.

Адресная светодиодная лента, в отличие от обычной, содержит так называемые адресные светодиоды. Это значит, что каждый светодиод хотя и получает питание параллельно от общего источника, включается каждый светодиод по индивидуальной команде, и значит, на каждом светодиоде можно получить собственный уникальный оттенок, один из 2553 = 16581375 возможных.

Каждый светодиод в ленте имеет свой уникальный адрес, по которому драйвер обращается к нему при помощи трехбитной команды. Команды отправляются в линию последовательно, для этого служит третий на ленте провод «DATA INPUT».

Возле каждого светодиода на адресной ленте установлен свой микрочип. Сегодня очень распространены адресные ленты с ШИМ-чипами WS2811. Корпуса микрочипов DIP-8 либо SOP-8. Каждый чип имеет три выхода — каждый на свой цвет, вход передачи данных, выход передачи данных, вывод питания, вход установки режима и общий вывод.

Есть ленты с питанием чипов 5 вольт, но наиболее часто встречаются ленты с питанием 12 вольт, где один такой чип управляет сразу тремя светодиодами. Чипы на ленте соединены друг с другом последовательно через входы и выходы передачи данных.

WS2812B – более компактная модификация чипа, предназначенная для монтажа внутри корпуса светодиода SMD 5050. Так вся сборка имеет всего 4 выхода: питание, общий вывод, вход передачи данных и выход передачи данных.

Адресные ленты стоят дороже обычных лент, и применяются обычно там, где простые ленты по какой-то причине не применимы: полноцветные модульные сборки, декоративная подсветка с управлением «soft light», наружная реклама и т. д. Особенность таких сборок в том, что они способны изменять и цвет и яркость отдельных своих сегментов по более сложному алгоритму, нежели простые LED-ленты, даже если эти LED-ленты оснащены умными драйверами.

ШИМ-сигнал управления подается со специального запрограммированного контроллера на вход ленты, и передается последовательно на вход одного чипа (digital input — DI), выходит из него (digital output — DO), затем проходит через второй чип, и т. д. Управление легко осуществить при помощи программы на ардуино.

Для взаимодействия с адресными лентами подходят библиотеки ардуино FastLED и Adafruit NeoPixel. Внутри библиотек содержатся полноценные скетчи, приняв которые за основу легко освоить самостоятельное создание новых световых эффектов. В заголовке скетча необходимо правильно указать количество светодиодов ленты и номер порта передачи данных.

Каждый RGB-светодиод на самом деле имеет в себе три светодиода (красный, зеленый и синий), поэтому для управления одним сегментом (один сегмент — это RGB-светодиод с чипом) требуется 3 байта информации, один байт — один цвет.

Каждый байт может принимать одно из 255 значений, поэтому в принципе каждый RGB-светодиод способен дать свет одним из 2553 = 16581375 оттенков. Количество байт в одной команде равно таким образом 3 умножить на количество последовательных рабочих сегментов в ленте.

Посылаемая строка попадает на первый чип, который принимает первые три байта информации, пропуская остальные дальше через выход digital output (DO) – в следующий чип. Выдерживается пауза 50 мкс, означающая что следующий в очереди чип должен принять свои три байта информации. Если пауза будет длиться более 50 мкс, это значит что цикл закончен, и предстоит повторение рабочего цикла.

Ранее ЭлектроВести писали, что ученые Массачусетского технологического института утверждают, что создали материал в 10 раз чернее, чем любая субстанция известная на данный момент. Он может поглощать более 99,99% световых лучей и отражает в 10 раз меньше света, чем другие сверхтонкие материалы. Данное изобретение может представлять определенный интерес для разработчиков фотоэлектрических технологий с применением черного кремния и солнечных элементов на основе углеродных нанотрубок.

По материалам: electrik.info.

Полное руководство по выбору правильной адресной светодиодной ленты

Светодиодные ленты — отличный выбор, когда вам нужно решение для динамического освещения. Они бывают разных цветов, могут быть установлены практически везде и практически не требуют обслуживания. Вам было бы трудно найти другое решение для освещения, которое обеспечивает такую ​​же ценность и стиль.

Адресные светодиодные ленты , однако, поднимают планку на совершенно новый уровень. Они предлагают вам больше вариантов управления с крутыми эффектами, чтобы сделать ваше освещение еще более ослепительным. Суть в том, что вам нужно выбрать правильный тип адресной светодиодной ленты для ваших нужд.

Если вы беспокоитесь о том, как принять это решение, не волнуйтесь. Читайте дальше, чтобы узнать все, что вам нужно знать о выборе адресных светодиодных лент.

Содержание

Что такое адресуемые светодиодные ленты?

Источник: Pixabay

Адресные светодиодные ленты — это световые ленты с уникальными чипами, которые позволяют управлять отдельными светодиодами или их группами. Это дополнительное положение для управления определенной частью полосы является причиной того, что они называются «адресными». Он позволяет создавать разные эффекты на разных участках светодиодной ленты сразу или через определенные промежутки времени. Он идеально подходит для изображения анимации и подобных динамических дисплеев.

Как работают адресные светодиодные ленты?

Источник: images-na. ssl-images-amazon.com

Работа адресной светодиодной ленты — результат согласованных усилий различных сторон. Они включают: