Intelligens RGB LED -ek frissítése: WS2812B Vs. WS2812: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Meglepő az a rengeteg projekt, amelyet az intelligens RGB LED-ek felhasználásával láttunk-legyen szó szalagokról, modulokról vagy egyedi PCB-kről-az elmúlt 3 évben. Az RGB LED használat kitörése együtt járt az árak jelentős csökkenésével és ezen elektronikus eszközök egyszerűbb használatával. A LED -gyártók körében a WorldSemi látszólag de facto szabvány lett a barkácsolók, hobbisták és hordható elektronikai tervezők körében. A cég WS28XX intelligens RGB LED-családja könnyen kezelhető vezérlőprotokollt, kényelmes érintkezőt és lábnyomot, valamint hihetetlenül fényes lumineszcenciát tartalmaz, mindezt egy apró 5 mm x 5 mm-es csomagban. De ami valóban megváltoztatta a termékek barkácspiaci sikerét, az a 0,30–0,40 dolláros egységár kis mennyiségben. A LED -ek legújabb verziójában, a WS2812B, a WorldSemi ismét jelentős fejlesztéseket hajtott végre elődjén, a WS2812 -en. Mivel nagyon kevés információ áll rendelkezésre erről a viszonylag új verzióról, úgy döntöttünk, hogy rövid Instructable -t készítünk, hogy kiemeljük a tervezési frissítéseket, és reklámozzuk ennek a remek eszköznek a már meglévő funkcióit! Nehézségi szint: Kezdő+ LED-ek) A befejezés ideje: 5-10 perc

1. lépés: Az anyagok listája

A WS2812B és a WS2812 RGB LED-ek tulajdonságainak kiemeléséhez a következő részeket használhatjuk: 1 x WS2812 RGB LED (apró betörőtáblára előforrasztva) Hangmagasság, 8-tűs dugó 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina pajzs az Arduino tömör huzalhoz (különféle színek; 28 AWG) és a vezetékcsupaszító tápegységhez (opcionális) Mind a WS2812, mind a WS2812B beépített állandóáramú LED-illesztőprogramot tartalmaz, valamint 3 egyedileg vezérelt LED; egy piros, egy zöld és egy kék. A LED -meghajtó a következőket tartalmazza: - Belső oszcillátor - A jelátalakító és -erősítő áramkör - Egy adatretesz - Egy 3 csatornás, programozható állandó áramú kimeneti meghajtó - 2 digitális port (soros kimenet/bemenet) Megjegyzés: maga a LED-illesztőprogram is elérhető 6 tűs integrált áramkör (IC) formában, amellyel közvetlenül csatlakozhatunk az általunk választott „nem intelligens” RGB LED-ekhez; A kérdéses IC nem más, mint a WS2811.

2. lépés: WS2812B VS. WS2812: 4 tűs lábnyom (✓)

A WS2812B legnyilvánvalóbb új jellemzője a csökkentett számú csap (6-ról 4-re), amelyek megtartják a szép méretet a könnyű forrasztáshoz (finomhegyes forrasztópáka segítségével) ~ 2 mm x 1 mm-es párnákhoz a NYÁK-on. A régebbi WS2812 6 párnája kissé megnehezítette az egyik modul DO -csapjának a másik DI -tűjéhez való elvezetését, amikor a modulok közötti távolság szűk volt. A WS2812B esetében a nyomok PCB -n történő továbbítása egyszerű, különösen akkor, ha tömbös konfigurációkat terveznek, mint az ebben a lépésben látható Arduino Shield. A WS2812B párnák közötti további hely lehetővé teszi:

• Könnyen irányíthatja a 3 szükséges jelet: áram, föld és adat.
• Vastagabb nyomvonalak használata a tápellátás és a föld csatlakoztatásához, amely lehetővé teszi a nagyobb áramok biztonságos áramlását a NYÁK -on

Láthatjuk a fenti képeken, hogy milyen egyszerű az 5x8 tömb Arduino Lumina Shieldhez történő elvezetése ezekkel az új LED-ekkel-összehasonlításképpen a WS2812s segítségével egy 16x16 tömb régi kialakítását foglaljuk össze. A Lumina Shield tervezési fájljai megtalálhatók ezen a Github adattáron. Egy fontos dolog, amit meg kell jegyeznünk, hogy nem érthető okok miatt a WS2812B elrendezése a csomag sarkán egy kis bemetszéssel rendelkezik, amely a 3. és nem az 1. tűt jelzi! Különös figyelmet kell fordítanunk ezek kézi forrasztásakor, hogy ne úgy tájékozódjunk, mint a tipikus IC -k (vagy a WS2812) esetében. *.tftable {font-size: 12.0px; szín: rgb (251, 251, 251); szélesség: 100,0%; szegély szélessége: 1,0 képpont; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); border-collapse: összeomlás; } *.tftable th {font-size: 12.0px; háttérszín: rgb (23, 21, 21); szegély szélessége: 1,0 képpont; párnázás: 8,0 képpont; szegély stílus: szilárd; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); text-align: bal; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; szegély szélessége: 1,0 képpont; párnázás: 8,0 képpont; szegély stílus: szilárd; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Tű # Szimbólum Funkció *A csomagoláson lévő bevágás ezt a tűt jelzi. 1 VDD tápegység LED 2 DO Vezérlő adatjel kimenet 3* VSS földelés 4 DIN vezérlő adatjel bemenet Egy másik részlet, amelyet érdemes megemlíteni, hogy a táp (VDD) és a földelés (VSS) csapok átlósan helyezkednek el. Így az ezekhez a csapokhoz csatlakozó nyomok meglehetősen vastagok lehetnek! Ha azonban azt a hibát követjük el, hogy a modult „visszafelé” forrasztjuk, akkor rövidre zárjuk a Power and Ground -ot (1. és 3. tű). Szerencsénk, mint a következő lépésben látni fogjuk, a WorldSemi tartalmazott egy fordított polaritású védelmi áramkört, amely megakadályozza, hogy a WS2812B megsérüljön ebből a hibából-természetesen javasoljuk a hiba teljes elkerülését:)

3. lépés: WS2812B VS. WS2812: Fényesebb LED -ek és jobb szín -egyenletesség (?)

A WS2812B megjelenésekor a WorldSemi hangsúlyozta, hogy világosabb LED -ekkel és jobb szín -egyenletességgel rendelkezik, mint a WS2812. (Forrás: WS2812B_vs_WS2812.pdf) A két eszköz tényleges adatlapjait megvizsgálva azonban megfigyelhetjük, hogy a LED-ek fényességére vonatkozó előírások azonosak mindkettőben: *.tftable {font-size: 12.0px; szín: rgb (251, 251, 251); szélesség: 100,0%; szegély szélessége: 1,0 képpont; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); border-collapse: összeomlás; } *.tftable th {font-size: 12.0px; háttérszín: rgb (23, 21, 21); szegély szélessége: 1,0 képpont; párnázás: 8,0 képpont; szegély stílus: szilárd; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); text-align: bal; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; szegély szélessége: 1,0 képpont; párnázás: 8,0 képpont; szegély stílus: szilárd; szegélyszín: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Szín Hullámhossz (mm) Fényerősség (mcd) Piros 620–630 620–630 Zöld 515–530 1100–1400 Kék 465–475 200–400 A fenti kép egy Arduino Uno -t mutat, amely négy kitörési táblához van csatlakoztatva. Közülük kettő WS2812B -t hordoz, míg a másik kettő WS2812 -et hordoz. Megpróbáltuk szabványos képalkotó mérések segítségével megállapítani, hogy láthatunk -e jelentős különbségeket a fényerőben vagy a színek egyenletességében, de az eredmények nem voltak meggyőzőek. Annak érdekében, hogy egyértelműen megállapíthassuk, hogy a két modul ebben a tekintetben különbözik -e, néhány tesztet spektrofotométerrel kell elvégeznünk. Tekintettel arra, hogy a cikk írásakor nem volt elérhető, csak a termékek megfelelő adatlapjain található információkra hivatkozhatunk: WS2812.pdf és WS2812B.pdf

4. lépés: WS2812B vs. WS2812: Fordított polaritásvédelmi áramkör (✓)

Az egyik új funkció, amelyet egyenesen tesztelhettünk, a WS2812B tervezésében szereplő fordított polaritásvédelmi áramkör volt. Amint a videó mutatja, a táp- és földelőcsapok megfordítása néha károsíthatja a WS2812 -et, de nem a WS2812B modult. Ez a funkció nagyon hasznos, ha olyan szalagokkal dolgozik, ahol jellemzően nagy áramerősségű külső tápegységeket használunk, és ahol a legtöbb hibát láttuk a huzalozás során. Még mindig azt javasoljuk, hogy ellenőrizze a csatlakozásokat és a kábelezést, mielőtt bármilyen elektromos áramkörre áramot adna, de természetesen jó tudni, hogy azokon a ritka esetekben, amikor hibát követünk el, van egy hibamentes mechanizmus, amely megvédi értékes eszközeinket.

5. lépés: WS2812B VS. WS2812: Belső szerkezet javítva (?)

A WS812B utolsó funkciója a készülék két fő áramkörének elkülönítése: vezérlés és világítás. A kettő szétválasztásával a gyártó javított hőelvezetésről és robusztusabb ellenőrzésről számol be. Ez messze a homályosabb az új funkcióknál, mivel nem rendelkezünk jó módszerrel a hőelvezetés PCB -n történő tesztelésére. A kommunikáció és az adatátvitel robusztussága érdekében nem találtunk jelentős teljesítménybeli különbségeket a WS2812 és a WS2812B között néhány egyszerű teszt után, amelyeket a két modullal egymás mellett futtattunk.

6. lépés: A WS2812B RGB LED -ek programozása

A WS28XX család legújabb verziójában bevezetett összes változtatás ellenére a színének és fényerejének szabályozásához szükséges kommunikációs protokoll változatlan marad az elődhöz képest. Továbbra is használhatjuk az Adafruit, a PJRC és a FastSPI projekt készítő társai által kifejlesztett nagyszerű könyvtárakat. Annak érdekében, hogy többet megtudjon arról, hogy mi is történik valójában ennek a csodálatos RGB LED készüléknek a burkolata alatt, összeállítottunk egy alaposan részletes utasításokat, amelyek lépésről lépésre elmagyarázzák a vezérlőprotokoll végrehajtását (szójáték). Előre is köszönöm, hogy megnézte! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-