주소 지정 가능한 LED 스트립 연결 및 제어 기능

조명 요소에 LED를 사용하면 장비 설계자에게 거의 무한한 가능성이 제공됩니다. 최근까지 소비자들은 3색 방사 소자(RGB)를 기반으로 구축된 장치의 기능에 매료되었습니다. 오늘날 새로운 제품이 등장했으며 그 잠재력은 무한합니다.

주소 지정 가능한 LED 스트립

이러한 조명 장치는 주소 LED 스트립이되었습니다. 기존 RGB 램프와 마찬가지로 기본 색상의 밝기와 비율은 디지털 부하 제어에 사용되는 펄스 폭 변조 방식으로 조절됩니다. 주소 지정 가능 장치의 근본적인 차이점은 각 발광 요소가 개별적으로 제어된다는 것입니다(기존 테이프의 경우 웹의 전체 부분이 동일하게 켜짐).

주소 지정 가능한 LED 스트립의 가능성.

주소 테이프 장치

어드레서블 LED는 이러한 조명 장치 구성의 기초가 되었습니다.여기에는 실제 반도체 발광 소자와 개별 PWM 드라이버가 포함됩니다. 주소 요소의 유형에 따라 RGB LED는 공통 하우징 내부에 위치하거나 꺼내어 드라이버 출력에 연결할 수 있습니다. 별도의 LED 또는 RGB 어셈블리를 발광기로 사용할 수 있습니다. 공급 전압도 다를 수 있습니다. 컬러 LED를 제어하는 ​​데 사용되는 일반적인 미세 회로의 비교 특성이 표에 나와 있습니다.

전력이 pn 접합의 글로우뿐만 아니라 PWM 드라이버의 스위칭 손실에도 소비되기 때문에 주소 테이프에 의한 1미터의 전류 소비는 상당히 큽니다.

램프 소자 장치

주소 지정이 가능한 각 LED에는 최소 핀 수가 포함되어 있습니다.

• U 전원 공급 장치(VDD);
• 공통 와이어(GND);
• 데이터 입력(DIN);
• 데이터 출력(DOUT).

이를 통해 내장된 이미터가 있는 요소를 4핀 패키지(WS2812B)에 배치할 수 있습니다.

WS2812B 핀아웃.

외부 LED 연결이 있는 칩은 LED를 연결하기 위해 최소 3개의 핀이 더 필요합니다.결과적으로 8핀이 있는 표준 패키지에는 개발자가 다른 요구에 사용할 수 있는 하나의 프리 레그가 있습니다.

추가 데이터 출력이 있는 WS2818 핀아웃.

따라서 WS2811 칩의 설계자는 속도 스위치에 자유 핀을 사용하고 백업 데이터 입력(BIN)에 WS2818을 사용했습니다.

요소의 연결

캔버스에 있는 모든 요소는 전원 공급 장치에 의해 병렬로 연결되고 데이터 버스를 통해 직렬로 연결됩니다. 한 마이크로 회로의 제어 출력은 다른 마이크로 회로의 입력에 연결됩니다. 컨트롤러의 제어 신호는 드라이버 회로에 따라 가장 왼쪽 DIN 출력으로 공급됩니다.

캔버스의 요소 연결 계획.

특히 테이프가 5V 이외의 전압으로 전원을 공급받는 경우 별도의 장치에서 LED와 미세 회로에 전원을 공급하는 것이 좋습니다. 컨트롤러와 전압 소스의 공통 와이어를 연결해야 합니다.

WS2812B의 테이프 모양.

글로우 컨트롤

주소 테이프의 요소는 직렬 버스를 통해 제어됩니다. 일반적으로 이러한 버스는 스트로브 라인과 데이터 라인의 2선 회로에 구축됩니다. 이러한 테이프도 있지만 덜 일반적입니다. 그리고 설명된 장치는 단선 회로에 의해 제어됩니다. 이를 통해 캔버스를 단순화하고 비용을 절감할 수 있었습니다. 그러나 이것은 LED 장치의 낮은 노이즈 내성에 의해 보상됩니다. 충분한 진폭으로 유도된 간섭은 드라이버가 데이터로 해석하고 예측할 수 없는 조명을 밝힐 수 있습니다. 따라서 설치하는 동안 간섭으로부터 보호하기 위해 추가 조치를 취해야 합니다.

제어 프로토콜은 24비트 명령을 포함합니다. 0과 1은 주파수는 같지만 지속 시간이 다른 펄스로 인코딩됩니다.각 요소는 명령을 기록("래치")하고 특정 기간의 일시 중지 후 다음 미세 회로에 대한 명령이 체인을 따라 전송되는 식입니다. 더 긴 일시 중지 후 모든 요소가 재설정되고 다음 명령 시리즈가 전송됩니다. 제어 버스를 구축하는 이 원칙의 단점은 하나의 미세 회로가 실패하면 체인을 따라 더 멀리 명령 전송이 중단된다는 것입니다. 최신 세대 드라이버(WS2818 등)에는 이 문제를 방지하기 위한 추가 입력(BIN)이 있습니다.

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주소 지정이 가능한 LED 스트립 WS2812B를 Arduino에 연결하는 방법

 

"런닝 파이어"

별도의 고려 사항은 일상 생활에서 가장 일반적인 조명 효과로 인해 일상 생활에서 "달리기"라고 불리는 소위 SPI 테이프가 필요합니다. 이러한 테이프와 고려되는 유형의 차이점은 데이터 버스에 데이터용 및 클록 펄스용의 두 라인이 있다는 것입니다. 이러한 장치의 경우 언급된 "달리기"를 포함하여 일련의 효과가 있는 상업적으로 제조된 컨트롤러를 구입할 수 있습니다. 기존의 PIC 또는 AVR 컨트롤러(Arduino 포함)에서 발광을 제어할 수도 있습니다. 이들의 장점은 노이즈 내성이 증가한다는 것이고 단점은 두 개의 컨트롤러 출력을 사용해야 한다는 것입니다. 이것은 복잡한 조명 시스템의 구성에 대한 제한으로 작용할 수 있습니다. 또한 이러한 장치는 더 높은 비용이 특징입니다.

2선식 제어 버스가 있는 SPI 테이프.

등기구 연결 다이어그램 및 일반적인 오류

멀티미디어 장치를 켜는 방식은 기존 RGB 조명 방식과 공통점이 많습니다.그러나 차이점도 있습니다. 주소 지정이 가능한 LED 스트립을 컨트롤러에 올바르게 연결하려면 몇 가지 사항을 염두에 두어야 합니다.

1. 어드레스 테이프의 소비 전력 증가로 인해 Arduino 보드에서 전원을 공급할 수 없습니다(작은 세그먼트를 사용하는 경우 바람직하지 않음). 일반적인 경우 전원 공급을 위해 별도의 소스가 필요합니다(경우에 따라 하나가 있을 수 있지만 LED 및 컨트롤러의 전원 회로는 별도로 만들어야 함). 그러나 일반적인 전원 회로의 전선(GND)과 Arduino 보드를 연결해야 합니다.. 그렇지 않으면 시스템이 작동하지 않습니다.
2. 노이즈 내성 감소로 인해 컨트롤러 출력과 웹 입력을 연결하는 도체는 가능한 한 짧게 유지해야 합니다. 인 것이 매우 바람직하다. 10cm 이하. 또한 테이프의 공급 전압을 초과하고 용량이 1000마이크로 패럿인 커패시터 C를 전원 라인에 연결하는 것은 불필요합니다. 테이프 바로 근처, 이상적으로는 접촉 패드에 커패시터를 설치해야 합니다.
3. 테이프 캔 맞잡다 순차적으로. DOUT 출력은 다음 조각의 DIN 입력에 연결되어야 합니다. 그러나 총 길이가 1m를 초과하면 직렬 연결을 사용할 수 없습니다. 웹 전력선의 도체는 고전류용으로 설계되지 않았습니다. 그리고 이 경우 세그먼트의 병렬 연결을 적용해야 합니다.
4. 컨트롤러 출력과 DIN 입력을 직접 연결하면 등기구에 이상 상황이 발생하면 컨트롤러 출력이 실패할 수 있습니다. 이를 방지하려면 최대 수백 옴의 저항을 갖는 저항을 단선에 배치해야 합니다.

이러한 간단한 규칙을 따르지 않으면 멀티미디어 시스템이 작동하지 않거나 구성 요소가 고장날 수 있습니다.

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LED를 Arduino 보드에 연결하는 방법

 

주소 테이프의 상태 확인

가끔은 필요하다 체크 무늬 성능을 위한 등기구. 그리고 여기서 문제가 발생할 수 있습니다. 테이프에 전원을 공급하여 LED를 켤 수 없기 때문입니다. 또한 테스터로 서비스 가능성을 확인할 수 없습니다. 이 경우 최대 가능성은 전력선 및 상호 연결의 무결성을 위해 울리는 것입니다. 따라서 등기구 성능을 감지하는 주요 방법은 등기구를 컨트롤러에 연결하는 것입니다.

단일 와이어 제어 버스가 있는 캔버스가 있는 경우 제어 신호가 적용되는 접촉 패드에 손가락을 대면 주소 지정 가능한 LED 스트립을 확인할 수 있습니다(스트립에 전원이 인가된 경우). 이로 인해 하나 이상의 LED가 켜질 수 있습니다.