Адресная светодиодная лента - это украшение любого проекта Arduino. С ее помощью вы можете создавать светомузыку, умную подсветку для телевизора, бегущие строки и другие проекты, в которых требуется отобразить информацию на широком экране. Благодаря встроенным контроллерам, вы можете управлять каждым из светодиодов ленты в отдельности, управляя ими как пикселями на экране. В этой статье мы разберемся, как Pin-Up адресная светодиодная лента, как ее подключить к Ардуино и какие библиотеки лучше использовать для управления.
Содержание
Адресные светодиодные ленты
Светодиодная лента - это набор связанных светодиодов, на которые может одновременно подаваться напряжение питания. Обычные ленты хорошо всем Pin-Up они используются сегодня повсюду. Вадресной светодиодной лентетак же используются светодиоды, но светоизлучающий диод может управляться отдельно и независимо от других. Таким образом, адресные ленты Pin-Up использовать для более интеллектуального управления световым потоком на отдельных участках ленты, включая или выключая подсветку в нужное время и в нужном месте.
Сегодня наибольшей популярностью пользуются разноцветные светодиодные ленты RGB-формата, позволяющие получать множество цветов. Благодаря конструкции есть Pin-Up управления цветом каждого светодиода, что позволяет создавать оригинальные световые эффекты. Главное отличие адресной светодиодной ленты от обычной RGB ленты - это наличие специальных контроллеров (конструктивно выполненных в виде микросхем) возле каждого светодиода, что и дает возможность индивидуальной адресации и регулирования каждого оттенка.
Как правило,л ента содержит 3-4 Pin-Up для подключения. Два вывода используются для питания - 5 Вольт и земля, остальные один или два - логический, для управления свечение
Управление умной лентой производится по цифровому протоколу. Это значит, что без управляющего контроллера управлять устройством нельзя. Кстати, при прикосновении к цифровому входу может Pin-Up несколько диодов - это связано с тем, что появляются помехи, которые контроллер принимает за команды.
Самыми популярными адресными светодиодными лентами являются устройства на чипах WS2812b и WS2811. В первом случае чип находится прямо внутри светодиода, то есть один прибор Pin-Up свечением одного излучающего диода. Питание ленты составляет 5 вольт. Во втором случае чип помещается отдельно, и к нему подключаются 3 диода. Мощность - 12 вольт.
Купить адресную светодиодную ленту
Ленты ws2812 достаточно распространены на российском рынке, их без труда можно найти в Pin-Up специализированных магазинах. Можем посоветоватьинтернет-магазин Giant4.Ruс достаточно широким ассортиментом различных Pin-Up 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 Pin-Up 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 - Pin-Up подложки;
- Pin-Up м - длина адресной ленты;
- 30/60д. - сколько светодиодов приходится на 1 метр ленты;
- IP30, IP65, IP67 - степень влаго- и пылезащищенности ленты =.
Pin-Up 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 Pin-Up строки на базе ленты ws2112
Лента на базе ws2812b
Лента на чипе ws2812b является более Pin-Up чем ее предшественник. ШИМ драйвер в адресной ленте компактен, и размещается прямо в корпусе светоизлучающего диода.
Основные преимущества ленты на основе Pin-Up
- компактные размеры;
- легкость управления;
- Pin-Up осуществляется всего по одной линии + провода питания;
- количество включенных Pin-Up светодиодов не ограничено;
- невысокая стоимость - покупка отдельно трех Pin-Up и драйвера к ним выйдет значительно дороже.
Лента оснащена четырьмя выходами:
- питание;
- выход передачи данных;
- общий контакт;
- вход передачи данных.
Максимальный ток одного адресного светодиода равняется 60 миллиамперам. Рабочие температуры лежат в пределах от -25 до +80 градусов. Напряжение Pin-Up составляет 5 В +-0,5.
ШИМ драйверы ленты 8-мибитные - для каждого цвета возможно 256 градация яркости. Для установки яркости нужно 3 Pin-Up информации - по 8 бит с каждого светодиода. Информация передается по однолинейному протоколу с фиксированной скоростью. Нули и единицы кодируются высоким и низким уровнем сигнала по линии.
1 бит передается за 1,25 мкс. Весь Pin-Up из 24 бит для одного светодиода передается за 30 мкс.
Пример подключения к ардуино
Любая адресная светодиодная лента имеет начало и конец, которые важно не перепутать во время сборки. На них есть специальные обозначающие стрелки, которые указывают направление сигнала.
Лента ws2812B Pin-Up к Ардуино следующим образом.
Еще один вариант подключения:
Выходы питания с ленты 5В и земля соединяются с соответствующими контактами на микроконтроллере Ардуино. При подключении отрезка с более чем 13 светодиодами потребуется выносной блок питания. Земля и минус блока питания Pin-Up быть соединены друг с другом. DINможно подключить к любому цифровому порту на Ардуино. Он используется для получения данных с контроллера.
Цифровой вход ленты идет на вход контроллера, поэтому между ними нужен токоограничивающий резистор номиналом 100-500 Ом. С его использованием нагрузка на пин Pin-Up ниже.На другом конце ленты также есть 3 контакта, к которым Pin-Up подключить отрезки различной длины.
Каждый блок ленты состоит из трех светодиодов. Pin-Up для управления подсветкой потребуется 3 байта - по одному на каждый свет. Каждый байт принимает значение от 0 до 255 - это значит, что есть возможность задания более 16 миллионов оттенков.
Данные передаются следующим образом:
- ШИМ драйвер забирает первые 3 байта, остальные Pin-Up на выход D0;
- затем пауза длительностью 50 мкс;
- второй Pin-Up принимает следующие 3 байта.И так далее.
- Когда длительность задержки становится Pin-Up 50 мкс, передача окончена и начинается второй цикл.
Причины Pin-Up при работе с адресной светодиодная лентой:
- неправильное соединение с землей;
- сигнальный Pin-Up идет не в начало схемы;
- перепутаны земля и 5 В;
- если Pin-Up цвета ближе к красному, проблема с блоком питания, пайкой линии или слишком тонкие провода;
- после подключения без резистора пин на Ардуино может сломаться, поэтому Pin-Up переключать на другой.
Pin-Up Ардуино для работы со светодиодной лентой
Для управления адресной светодиодной лентой существует 3 библиотеки: FastLED, AdafruitNeoPixel и LightWS2812. Наиюолее популярной является Pin-Up Она поддерживает все версии Ардуино и различные протоколы данных, которые используются не только для адресной ленты. Но надо иметь в виду, что FastLED более ресурсоемкая.
Вторая библиотека, AdafruitNeoPixel, чаще используется при работе со светодиодными кольцами. Возможностей Pin-Up скорость ниже, но она менее требовательна к ресурсам, в ее составе только самое нужное. Поддерживает все версии Ардуино. Третья библиотека используется не очень часто.
Работать с библиотеками FastLED и Adafruit NeoPixel одинаково просто. Их отличия заключаются в функциональности и объеме занимаемой Pin-Up
Основные моменты подключения ленты:
- Команды передаются друг за другом, и нужно не Pin-Up начало и конец. D1 принимает команды, D0 используется для подключения дополнительных отрезков.
- Для подключения цифрового входа Pin-Up резистор.
- При монтаже адресной светодиодной ленты Pin-Up допускать статического электричества.
- Если между лентой и Ардуино расстояние Pin-Up 15 см, сигнальный провод и землю нужно перекрутить в косичку. Это поможет избежать наводок.
- Питание. Каждому светодиоду в сегменте Pin-Up 20 мА. Суммарный ток будет составлять 60 мА. Нужно просчитать общий ток ленты, и, исходя из полученного значения, подбирать блок питания. Например, лента длиной 1 м с 60 диодами будет потреблять 60*60=3600 мА=3,6 Ампер. Кабанбай батыра, 36 питания подбирается с похожей мощностью.
- Силовые точки должны быть запаяны качественно. Провода должны иметь такое сечение, чтобы выдерживать подаваемую нагрузку. Минимальное сечение 1,5 кв.м. При тонких Pin-Up заданный программно белый цвет будет отдавать красным оттенко
- Помехи. Лента, которая мигает, может создать помехи на линии. Если она с контроллером получает напряжение от одного источника, то помехи пойдут на микроконтроллер. Это может привести к нестабильности работы и различным сбоям. Решением проблемы будет установка электролитического конденсатора емкостью 470 мкФ на питание микроконтроллера и конденсатор на 1000 или 2200 мкФ на питание ленты.
- Если лента и Pin-Up управления питаются от источников с разным напряжением, нужно использовать преобразователь уровня.
- Рекомендуется подавать на Pin-Up менее 5 В питания.
- Питание в длинной ленте советуется распределить по всей длине. В ином случае моет Pin-Up перегрев токопроводящих дорожек.
- На ленте имеется толстый слой меди. От точки питания по ленте может падать напряжение. Для удаления подобной проблемы нужно дублировать питание при помощи медного провода сечением Pin-Up 1,5 кв.м. через каждый метр.
Соблюдение основных моментов и следование инструкции позволяет самостоятельно Pin-Up адресную светодиодную ленту к вашему проекту.
