Viedo RGB gaismas diožu jaunināšana: WS2812B Vs. WS2812: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Lielais projektu skaits, ko esam redzējuši, izmantojot viedās RGB gaismas diodes-neatkarīgi no tā, vai tās ir sloksnes, moduļi vai pielāgotas PCB-pēdējo 3 gadu laikā, ir diezgan pārsteidzošs. Šis RGB LED lietošanas uzliesmojums ir gājis roku rokā ar ievērojamu cenu kritumu un šo elektronisko ierīču ērtāku lietošanu. Starp LED ražotājiem šķiet, ka WorldSemi ir kļuvis par de facto standartu starp DIYers, hobijiem un valkājamiem elektronikas dizaineriem. Uzņēmuma WS28XX viedo RGB gaismas diožu saime ietver viegli lietojamu vadības protokolu, ērtu pinout un nospiedumu, kā arī neticami spilgtu luminiscenci, viss nelielā 5 mm x 5 mm iepakojumā. Bet tas, kas patiešām ir mainījis produktu DIY tirgus panākumus, ir USD 0,30–0,40 USD vienības cena nelielos daudzumos. Šo LED jaunākajā versijā WS2812B WorldSemi atkal ir ievērojami uzlabojis savu priekšgājēju WS2812. Tā kā par šo salīdzinoši jauno versiju ir ļoti maz informācijas, mēs nolēmām izveidot īsu pamācību, lai izceltu dizaina jauninājumus un reklamētu dažas jau esošās šīs lieliskās ierīces funkcijas! Grūtības līmenis: iesācējs+ (zināma viedā RGB) LED) Laiks līdz pabeigšanai: 5-10 minūtes

1. solis: Materiālu saraksts

Lai izceltu gan WS2812B, gan WS2812 RGB gaismas diodes, mēs varam izmantot šādas daļas: 1 x WS2812 RGB gaismas diode (iepriekš lodēta uz neliela sadalīšanas dēļa) Piķis, 8 kontaktu tēviņš 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina vairogs Arduino cietā stieples vadam (dažādas krāsas; 28 AWG) un vadu noņēmēju barošanas avotam (pēc izvēles) Gan WS2812, gan WS2812B ir iestrādāts nemainīgas strāvas LED draiveris, kā arī 3 individuāli kontrolējamas gaismas diodes; viens sarkans, viens zaļš un viens zils. LED draiveris sastāv no: - iekšējā oscilatora - signāla pārveidošanas un pastiprināšanas ķēdes - datu fiksatora - 3 kanālu, programmējamas pastāvīgas strāvas izejas piedziņas 2 digitālie porti (sērijveida izeja/ieeja) Piezīme: pats LED draiveris ir pieejams arī 6 kontaktu integrālās shēmas (IC) formā, ko mēs varam izmantot, lai izveidotu tiešu savienojumu ar mūsu izvēlētajām “viedajām” RGB gaismas diodēm; Attiecīgā IC nav WS2811.

2. darbība: WS2812B VS. WS2812: 4-pin Footprint (✓)

Acīmredzamākā WS2812B jaunā iezīme ir samazināts tapas skaits (no 6 līdz 4), kas saglabā jauku izmēru, lai tās varētu viegli lodēt (izmantojot smalku galu lodāmuru) līdz ~ 2 mm x 1 mm spilventiņiem uz PCB. Vecākā WS2812 6 spilventiņi nedaudz apgrūtināja viena moduļa DO tapas novirzīšanu uz nākamā DI tapu, kad atstarpes starp moduļiem bija stingras. Izmantojot WS2812B, pēdu maršrutēšana uz PCB ir vienkārša, it īpaši, veidojot masīvas konfigurācijas kā Arduino vairogu, kas parādīts šī soļa attēlos. Papildu atstarpe starp spilventiņiem WS2812B ļauj:

• Viegli novirzīt 3 nepieciešamos signālus: jauda, zeme un dati.
• Barošanas un zemes savienošanai tiek izmantotas biezākas pēdas, kas ļauj PCB droši darboties lielākām strāvām

Iepriekš redzamajos attēlos mēs varam redzēt, cik viegli ir novirzīt 5x8 masīvu Arduino Lumina Shield, izmantojot šīs jaunās gaismas diodes-salīdzinājumam mēs iekļaujam veco 16x16 masīva dizainu, izmantojot WS2812s. Lumina Shield dizaina failus var atrast šajā Github krātuvē. Viena svarīga lieta, kas jāņem vērā, ir tāda, ka iemeslu dēļ, ko mēs nevaram aptvert, WS2812B izkārtojumam uz iepakojuma stūra ir neliels iecirtums, kas norāda uz 3. tapu, nevis 1. tapu! Lodējot tos ar rokām, mums jāpievērš īpaša uzmanība, lai mēs neorientētu moduli tā, kā mēs to darītu ar tipiskiem IC (vai šajā gadījumā WS2812). *.tftable {font-size: 12.0px; krāsa: rgb (251, 251, 251); platums: 100,0%; robežas platums: 1,0 pikseļi; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); border-collapse: sabrukums; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fona krāsa: rgb (23, 21, 21); robežas platums: 1,0 pikseļi; polsterējums: 8,0 pikseļi; robežas stils: ciets; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); text-align: pa kreisi; } *.tftable tr {fona krāsa: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; robežas platums: 1,0 pikseļi; polsterējums: 8,0 pikseļi; robežas stils: ciets; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Piespraude # Simbols Funkcija *Uz iepakojuma esošais iecirtums norāda šo tapu. 1 VDD Strāvas padeves gaismas diode 2 DO Vadības datu signāla izeja 3* VSS zemējums 4 DIN vadības datu signāla ievade Vēl viena detaļa, kuru vērts pieminēt, ir tā, ka barošanas (VDD) un zemējuma (VSS) tapas atrodas pa diagonāli. Tādējādi pēdas, kas savienojas ar šīm tapām, var būt diezgan biezas! Tomēr, ja mēs pieļaujam kļūdu, lodējot moduli “atpakaļ”, mēs saīsinātu Power and Ground (1. un 3. tapa). Mums ir paveicies, kā redzēsim nākamajā solī, WorldSemi ir iekļāvis apgrieztās polaritātes aizsardzības ķēdi, kas novērsīs WS2812B bojāšanu šīs kļūdas dēļ-mēs, protams, iesakām izvairīties no kļūdas:)

3. darbība: WS2812B VS. WS2812: Spilgtākas gaismas diodes un uzlabota krāsu vienveidība (?)

Kad tika izlaists WS2812B, WorldSemi uzsvēra, ka tam ir gaišākas gaismas diodes un labāka krāsu vienveidība nekā WS2812. (Avots: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Tomēr, pārbaudot abu ierīču faktiskās datu lapas, mēs varam novērot, ka gaismas diodes spilgtuma specifikācijas ir vienādas abos: *.tftable {font-size: 12.0px; krāsa: rgb (251, 251, 251); platums: 100,0%; robežas platums: 1,0 pikseļi; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); border-collapse: sabrukums; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fona krāsa: rgb (23, 21, 21); robežas platums: 1,0 pikseļi; polsterējums: 8,0 pikseļi; robežas stils: ciets; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); text-align: pa kreisi; } *.tftable tr {fona krāsa: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; robežas platums: 1,0 pikseļi; polsterējums: 8,0 pikseļi; robežas stils: ciets; apmales krāsa: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Krāsu viļņa garums (mm) Gaismas intensitāte (mcd) Sarkana 620–630 620–630 Zaļa 515–530 1100–1400 Zila 465–475 200–400 Diviem no tiem ir WS2812B, bet pārējiem diviem ir WS2812. Mēs mēģinājām izmantot standarta attēlveidošanas mērījumus, lai noteiktu, vai mēs varam redzēt būtiskas spilgtuma vai krāsu vienveidības atšķirības, taču rezultāti nebija pārliecinoši. Lai nepārprotami noteiktu, vai abi moduļi šajā ziņā atšķiras, mums būtu jāveic daži testi, izmantojot spektrofotometru. Ņemot vērā, ka šīs rakstīšanas laikā mums tāda nebija pieejama, mēs varam atsaukties tikai uz informāciju par attiecīgo produktu datu lapām: WS2812.pdf un WS2812B.pdf

4. solis: WS2812B vs. WS2812: Apgrieztās polaritātes aizsardzības ķēde (✓)

Viena no jaunajām funkcijām, ko varējām pārbaudīt tiešā veidā, bija WS2812B konstrukcijā iekļautā pretējās polaritātes aizsardzības shēma. Kā redzams videoklipā, strāvas un zemes kontaktu maiņa dažreiz var sabojāt WS2812, bet ne WS2812B moduli. Šī funkcija ir ļoti noderīga, strādājot ar sloksnēm, kur mēs parasti izmantojam ārējos barošanas avotus ar augstu strāvas stiprumu un kur mēs esam redzējuši lielāko daļu kļūdu elektroinstalācijas laikā. Mēs joprojām iesakām vēlreiz pārbaudīt savienojumus un elektroinstalācijas, pirms pieslēdzat strāvu jebkurai elektroniskajai shēmai, taču, protams, ir patīkami zināt, ka tajos retajos gadījumos, kad mēs pieļaujam kļūdu, ir drošs mehānisms, kas aizsargā mūsu dārgās ierīces.

5. darbība: WS2812B VS. WS2812: Uzlabota iekšējā struktūra (?)

Pēdējā funkcija, kas tika iekļauta WS812B, ir divu galveno ierīču ķēžu atdalīšana: vadība un apgaismojums. Atdalot šos divus, ražotājs ziņo par uzlabotu siltuma izkliedi un stabilāku vadību. Tas ir daudz neskaidrāks no jaunajām funkcijām, jo mums nav labas metodes siltuma izkliedes pārbaudei uz PCB. Lai uzlabotu sakaru un datu pārsūtīšanas stabilitāti, pēc dažiem vienkāršiem testiem, ko veicām kopā ar diviem moduļiem, mēs neatradām būtiskas atšķirības starp WS2812 un WS2812B.

6. darbība: WS2812B RGB gaismas diodes programmēšana

Neskatoties uz visām izmaiņām, kas ieviestas šajā jaunākajā WS28XX saimes versijā, sakaru protokols, kas nepieciešams, lai kontrolētu tā krāsu un spilgtumu, nemainās no tā priekšgājēja. Mēs joprojām varam izmantot lieliskās bibliotēkas, ko izstrādājuši kolēģi veidotāji no Adafruit, PJRC un projekta FastSPI. Lai uzzinātu vairāk par to, kas patiesībā notiek zem šīs brīnišķīgās RGB LED ierīču pārsega, mēs apkopojām detalizētu instrukciju, kas paskaidro vadības protokola ieviešanu. Paldies jau iepriekš, ka pārbaudījāt! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-