可尋址 LED 燈條
與只需要提供適當電壓的簡單單色或白色 LED 燈條不同,可尋址 LED 燈條更難設置。 它們提供了一種動態光源,可為任何空間增添額外的維度。
這是什麼?
可尋址 LED 燈條(二極管、像素、LED 燈條,它們也被稱為)不是一組簡單的 LED,它們排成一排或根據不同的拓撲結構組裝。每個二極管單獨控制且獨立於其他二極管。 膠帶的原型是一個 LED 矩陣,每個像素都是由紅、綠、藍三色 LED 組成。
矩陣或磁帶中的控制器允許每個 LED 以不同的亮度發光。
就像 LED 矩陣顯示器或智能手機顯示屏產生特定圖像一樣,地址帶可以讓您組織“行車燈”的效果 使用任何顏色,在任何部分和任何時間啟用或禁用單個 LED。
工作原理
紅藍綠 LED 燈條已廣受歡迎,可讓您獲得人眼可感知的多達 16,777,216 種色調。 每個 LED 都有自己的微型控制器芯片,可讓您將其精確設置為用戶要求的發光顏色。然而,在每個 LED 附近存在一個單獨的微控制器會導致這種磁帶的成本顯著增加。
用於連接膠帶的常用觸點 - 不超過 4 個,但不少於 3 個。 一個常見的觸點 - “質量” - 用作驅動器外殼的接地。第二個提供 5 伏的正電源電壓。第三個(和第四個) - 從通用微控制器板發送程序信號。
地址條由數字數據控制。 在沒有通用控制器的情況下工作不會產生任何結果。 充其量,您最終會得到持續點亮的 LED 三元組,發出涼爽的白色(藍色)光。如果用戶的手指觸摸到數字總線發送信號,控制器就會將此干擾作為命令,點亮所有或幾個 LED。每段的電源電壓為 5 或 12 伏。
控制信號的傳輸在所有段之間順序執行,而不是一次執行。 由於這個特性,如果一個微電路發生故障,那麼命令將不會繼續執行,同一電路中的後續 LED 也不會亮起。
您可以通過將額外的微控制器“懸掛”到控制電路中來使此類磁帶的控制算法複雜化。
磁帶概述
最受歡迎的磁帶是基於 WS2812b 和 WS2811 微電路的組件。 它們分別設計為 5 伏和 12 伏。
- 基於WS2811芯片的像素色帶 其特點是每個輔助控制器至少有 8 個輸出。其中三個負責紅色、綠色和藍色,兩個提供數據交換,一個用於打開所需的操作模式,一個用於電源,最後一個用於接地。 WS2811 組件的更“高級”版本與其前身有顯著差異:點(本地)控制器立即打開三個 LED,這顯著增加了該模型的廉價性和可靠性。
- 基於WS2812B芯片的磁帶管理 通過作為軟件單元的單獨控制器執行。無線電愛好者使用以 C++ 編程語言編寫的小型軟件腳本基於 Arduino 板組裝類似的設備。為了提高抗噪能力,電解電容器與 LED 並聯 - 在基於任何微電路的帶中。該型號的另一個特點是在 SMD-5050 組件中放置了一個點控晶體,4 個輸出被標記為“功率”、“質量”、“發送”和“接收”。它由 12 V 供電。
- 此列表中 WS2813 版本與上一個版本的區別 - 額外的重複輸出,允許您進一步從通用控制器傳輸命令。這使得可以避免鏈中任何點控制器的過早故障 - 就位於其後面的磁帶的後續扇區的健康而言。
總結運作的規律,值得注意以下幾點。 作為智能磁帶的一部分,使用直接位於 SMD LED 外殼中的 PWM 控制器。 5050系列正好有這樣的控制方案。一個單元 - 發光二極管和一個簡單的控制器 - 允許您在這樣的 LED 上收集任意長度的膠帶。對於每個光元件,這種組件的引腳數為 4 到 8 個。
唯一的問題是,要製作 10 米(或更長)的膠帶,您需要加強(增加橫截面)載流輸出“功率”和“質量” - 低電壓下降明顯,導線橫截面小,不能說高。
適用範圍
具有軟件定義發光功能的 LED 模塊化燈條在開發過程中走得更遠。 如果將單排組件用作天花板照明,則通過將它們的排排在另一排上方並將它們放置在矩形底座上,您可以創建任何格式的記分牌。 電子道路標誌和標誌就是一個例子:一旦進入黃昏,它們就會自動打開並在白天使用太陽能電池充電的電池運行。單排組件通常帶有遙控器。
例如,在通往大城市的高速公路入口處的一座橋上,銘文每 5 秒更換一次——“司機,一路順風!”、“N 市歡迎您!”、“減速至 60 公里” /h”,“視頻監控正在進行中”。 這只是從磁帶中招募的數以萬計使用 LED 矩陣的案例之一。當為廣告牌組裝一個完整的屏幕時,組織者可以播放附近大賣場的廣告折扣。此類組件配備了 Wi-Fi 模塊,用於從任何也具有 Wi-Fi 模塊的小工具或 PC 接收流視頻。
顯示廣告和節目的屏幕對角線達到數米。
鍵入矩陣的單色膠帶(例如,它們燃燒為紅色)用作商店標誌。 一個正在運行的廣告行最多可以顯示一千字節的文本(不包括空格)。它主要使用單線或兩線記分牌。信息按順序顯示-例如,銘文相互替換:“看看餐廳X”,“烏克蘭美食”的“最好的菜”,“舒適的地方”,然後重新開始顯示這些銘文的循環-等等直到晚上顯示器關閉。
作為公共汽車記分牌的示例,其路線的主要街道的簡短列表和最後一條的編號。 類似的系統安裝在鐵路、機場和汽車站——靠近每個座位、A 點和 B 點(出發和到達城市),顯示特定類型交通工具的出發和到達時間。板放置在候診室和停車區。
如何連接?
根據具體說明進行連接。如果不存在,請仔細檢查 PCB 引腳和組裝箱上的識別標記。 因此,符號“+ 5V”、“Mass”、Rx 和 Tx 是毫無疑問的 - 這是最簡單的 4 線協議,根據該協議,相同結構的磁帶元件相互連接。 如果板上有 5 V 標記(而不是 12 V),則不要施加 12 V 電壓 - 膠帶只會燒壞。
一些LED燈條可能包含一個串聯在微電路輸出端的電阻,電阻為幾到幾十歐姆。
這些電阻器消除了 LED 上的過電壓,例如,在汽車或卡車、公共汽車等的車載網絡中。
事實是 為電池充電,汽車網絡(汽油發動機上的發電機)使用高達 15 伏的充電電壓,充滿電的電池可產生高達 13.8 的電壓。這對於 12 伏的構建來說已經很多了。 - 使 LED 和控制器不會因過熱而燒毀,並放置鎮流電阻。LED 的持續“過熱”(高達 +70 或更多)將使它們能夠工作,而不是宣稱的 25000-50000 小時,這相當於大約 10 年或更長時間的連續運行,但只有 1500-4000 年。
換句話說,電流和電壓過載的電子設備會在幾個月內燒毀。 在某些情況下,當您注意到儘管有標準電壓,但 LED 和控制器仍然過熱 - 將電壓降低到 9-11 V,以便從遠處可以看到膠帶發出的光。
您不能混淆 Tx 和 Rx 引腳。磁帶的 Rx 輸入連接到公共控制器的 Tx 輸出。
等待本地控制器接收來自通用控制器的命令是愚蠢的——當第二個控制器沒有發送任何東西,並且還“監聽”線路,等待第一個控制器的響應命令時。
事實是,控制(設置)程序員(系統的“大腦”)在向任何本地微控制器(執行器)發送控制命令之前,必須通過發送測試消息接收來自它們的響應信號,通知它們關於他們的工作準備情況。如果這沒有發生(點芯片“死亡”),那麼來自“大腦”的詢問消息將繼續前進,直到燒毀的芯片之後的第一個 LED 芯片做出響應。必須立即檢查正確的裝配。
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