Даректүү LED тилкелери: иштөө принциби, тилкенин контроллери жана Wi-Fi байланышы. Бул кантип иштейт? Көзөмөлдү кантип текшерсе болот? Кантип туташуу керек?

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-15 04:15

Тиешелүү чыңалуудан башка эч нерсеге муктаж болбогон жөнөкөй монохромдуу же ак LED тилкелеринен айырмаланып, даректүү LED тилкелерин конфигурациялоо кыйыныраак. Алар динамикалык жарык булагы болуп саналат, ал кандайдыр бир бөлмөгө апелляциялык кошумча тийүүнү кошот.

Бул эмне?

Даректүү LED тилкелери (диод, пиксел, LED тилкелери, башкача аталышта), башка топологияда тизилген же чогултулган жөнөкөй LED диоддору эмес. Ар бир диод өзүнчө жана башкалардан көз карандысыз башкарылат. Тасманын прототиби - бул LED матрицасы, анын ар бир пиксели кызыл, жашыл жана көк диоддордун үчтүгүнөн турат.

Матрицанын же лентанын контроллери ар бир светодиоддун башка жарыктык менен жарык болушуна шарт түзөт.

LED матрицасынын монитору же смартфондун дисплейи белгилүү бир сүрөттү чыгаргандай эле, дарек тилкеси "чырактардын" эффектин уюштурууга мүмкүндүк берет .каалаган түстө, каалаган жерде жана каалаган убакта жеке LEDди иштетүү же өчүрүү.

Иштөө принциби

Кызыл-көк-жашыл LED тилкелери популярдуулукка ээ болуп, адамдын көзү кабыл ала турган 16777,216 көлөкөгө чейин жетти . Светодиоддордун ар биринин өзүнүн чакан микросхема контроллери бар, бул аны колдонуучу сураган жаркыроонун түсүн так коюуга мүмкүндүк берет. Ар бир светодиоддун жанында өзүнчө микроконтроллердин болушу, бирок, мындай лентанын баасынын олуттуу жогорулашына алып келет.

Тасманы туташтыруу үчүн жалпы байланыштар - 4төн көп эмес, бирок 3төн кем эмес . Бир жалпы байланыш - "массалык" - айдоочу турак үчүн негиз болуп кызмат кылат. Экинчиси 5 вольттун оң камсыздоо чыңалуусун камсыздайт. Үчүнчү (жана төртүнчү) - программалык сигналдарды жалпы микроконтроллер тактасынан жөнөтөт.

Дарек лента санарип аркылуу башкарылат. Жалпы контролерсуз иштөө эч кандай жыйынтык бербейт . Эң жакшысы, сиз үзгүлтүксүз жаркырап турган LED триадалары менен ак түстүү (көгүш) жарык чыгарасыз. Эгер колдонуучу сигналдарды жөнөтүүчү санарип автобуска тийсе, контролер бул тоскоолдукту буйрук катары кабыл алып, бардык LED диоддорун же алардын бир нечесин күйгүзөт. Ар бир сегмент үчүн камсыздоо чыңалуусу 5 же 12 вольт.

Башкаруу сигналын берүү бир эле учурда эмес, бардык сегменттердин ортосунда ырааттуу түрдө ишке ашырылат . Бул өзгөчөлүктөн улам, эгер бир микросхема иштен чыгып калса, анда буйрук андан ары кетпейт жана ошол эле схемада кийинки LEDлар күйбөйт.

Мындай ленталардын башкаруу алгоритмин башкаруу схемасына кошумча микроконтроллерлерди "илип", татаалдаштырууга болот.

Тасмалардын жалпы көрүнүшү

Эл арасында эң популярдуулукка ээ болгон ленталар WS2812b жана WS2811 микросхемаларынын негизинде куралган. Алар тиешелүү түрдө 5 жана 12 вольт үчүн иштелип чыккан.

WS2811 чипине негизделген пикселдик тасма көмөкчү контроллерлердин ар бири үчүн 8ден кем эмес чыгышы менен мүнөздөлөт. Алардын үчөө кызыл, жашыл жана көк түстөр үчүн жооп берет, экөө - маалымат алмашууну камсыз кылат, бири - керектүү иштөө режимин иштетүү үчүн, бири - электр менен камсыздоо үчүн жана акыркысы - "жер" үчүн. WS2811 ассамблеясынын "өнүккөн" версиясы мурункусунан олуттуу айырмачылыкка ээ: чекит (локалдык) контролер бир убакта үч светодиод менен күйөт, бул бул моделдин арзандыгын жана ишенимдүүлүгүн кыйла жогорулатат.

WS2812B негизиндеги лента башкаруу программа бирдиги катары кызмат кылган өзүнчө контроллердин жардамы менен ишке ашырылат. Радио сүйүүчүлөр мындай аппараттарды C ++ программалоо тилинде жазылган кичинекей программанын сценарийи аркылуу Arduino такталарына негиздеп чогултушат. Чуунун иммунитетин жогорулатуу үчүн электролиттик конденсаторлор диоддорго параллелдүү туташтырылган - каалаган микросхемалардын негизинде тилкелерде. Бул моделдин кошумча өзгөчөлүгү-чекитти көзөмөлдөөчү кристалл SMD-5050 ассамблеясына жайгаштырылган жана 4 чыгуусу "күч", "жер", "жөнөтүү" жана "алуу" деп белгиленген. Ал 12 В менен иштейт.

WS2813 версиясынын бул тизмедеги мурункудан айырмасы - жалпы контролердун буйруктарын андан ары өткөрүүгө мүмкүндүк берген кошумча ашыкча чыгаруу. Бул чынжырдагы чекит контроллерлеринин биринин мөөнөтүнөн мурда иштебей калышына жол бербеди.

Иштөө моделдерин жыйынтыктап жатып, төмөнкүлөрдү белгилеп кетүү керек. Акылдуу кассеталардын бир бөлүгү катары SMD LED корпусунда жайгашкан PWP контролери колдонулат . 5050 сериясында дал ушундай башкаруу схемасы бар. Жалгыз бирдик - жарык берүүчү диоддор жана эң жөнөкөй контроллер - мындай светодиоддо каалаган узундуктагы лентаны чогултууга мүмкүндүк берет. Мындай бирикменин казыктарынын саны ар бир жарык элементи үчүн 4төн 8ге чейин.

Жалгыз нерсе, 10 метрлик (же андан көп) лентаны түзүү үчүн сизге "күч" жана "жер" ток өткөрүүчү терминалдары күчөтүлгөн (кесилишинин көбөйүшү менен) керек болот-кичинекей зым кайчылаш менен төмөн чыңалуу байкалат. -бөлүм, муну бийик деп айтууга болбойт.

Колдонуу чөйрөсү

Модулдук LED тилкелери программалык камсыздоо менен аныкталган, алардын өнүгүүсүндө дагы да алдыга жылган. Эгерде шыпты жарыктандыруу катары бир катардан турган монтаж колдонулса, анда алардын катарларын биринин үстүнө бири жайгаштырып, аларды тик бурчтуу негизге коюп, каалаган форматтагы тактай түзө аласыз . Электрондук жол белгилери жана белгилери мисал: күн күүгүмгө айлана баштаганда, алар автоматтык түрдө күйүп, күн батареясынан күндүз заряддалган батарея менен иштейт. Бир катардан турган жыйындар көбүнчө пульт менен келет.

Мисалы, чоң шаарга кирүүчү жолдун көпүрөлөрүнүн биринде 5 секунд сайын жазуулар бири -бирин алмаштырат - "Айдоочулар, бактылуу саякат!", "Сити N силерди кабыл алат! " Бул тилкелерден жасалган LED массивдерин он миңдеген учурлардын бири гана. Ал эми көрнөк-жарнак үчүн толук кандуу экранды чогултканда, уюштуруучу жакынкы гипермаркеттерден арзандатуулардын жарнагын көрсөтүү үчүн жеткиликтүү болуп калат. Мындай жыйындар Wi-Fi модулуна ээ болгон гаджеттен же компьютерден агымдык видеону алуу үчүн Wi-Fi модулу менен жабдылган.

Жарнактарды жана программаларды көрсөтүү үчүн экрандын диагоналы бир нече метрге жетет.

Дүкөндөрдүн белгилери катары матрицаларда терилген бир түстүү ленталар (мисалы, жаркыраган кызыл) колдонулат . Иштеп жаткан жарнак линиясы килобайтка чейин текстти көрсөтө алат (боштуктарды эске албаганда). Ал негизинен бир же эки саптуу табло колдонот. Маалыматтар ырааттуу түрдө көрсөтүлөт - мисалы, жазуулар бири -бирин өзгөртөт: "X ресторанын карап көр", "Украин ашканасынын" "Мыкты тамактары", "Ыңгайлуу жер", андан кийин бул жазуулардын дисплей цикли кайра башталат - ж. дисплей түн ичинде өчкөнчө.

Автобустун дисплейине мисал - анын маршрутунун негизги көчөлөрүнүн кыска тизмеси жана экинчисинин саны . Окшош системалар темир жол, аба жана автобекеттерде орнотулган - А жана В пункттары (кетүүчү жана келген шаарлар), транспорттун белгилүү бир түрүнүн кетүү жана келүү убактысы ар бир отургучтун жанында көрсөтүлөт. Плакаттар күтүү залында жана унаа токтотуучу жайларда жайгашкан.

Кантип туташуу керек?

Туташуу атайын көрсөтмөлөргө ылайык жүргүзүлөт. Болбосо, басылган платанын казыктарындагы жана курама корпустагы идентификациялык белгилерди кылдат текшериңиз. Ошентип, "+ 5V", "Mass", Rx жана Tx белгилери күмөн санабашы керек - бул эң жөнөкөй 4 зымдуу протокол, ага ылайык, ошол эле конструкциянын лентасынын элементтери бири -бирине туташтырылган . Такта 5 В маркер болсо (12 В эмес) 12 В колдонбоңуз - лента жөн эле күйүп кетет.

Кээ бир LED тилкелеринде микросхеманын чыгуусунда бир нече ондогон омго чейин каршылык көрсөткөн резистор болушу мүмкүн

Бул резисторлор светодиоддордогу ашыкча чыңалууну өчүрүшөт, мисалы, жеңил же жүк ташуучу, автобус ж.б.

Чындык ошол батарейканы кубаттоо үчүн унаа тармагы (газ кыймылдаткычындагы генератор) 15 вольтко чейин заряддоо чыңалуусун колдонот, ал эми толук заряддалган батарейка 13,8 вольтко чейин берет.12 вольттуу жыйынды үчүн бул көп - светодиоддор жана контроллерлер ысып кетүүдөн күйүп кетпеши үчүн жана балласттык резисторлор орнотулган. Светодиоддордун дайыма "ысып кетиши" (+70 же андан көпкө чейин) аларга 25000-50,000 саат деп жарыяланбаган иштөөгө мүмкүндүк берет, бул болжол менен 10 же андан көп жылдык үзгүлтүксүз иштөөгө барабар, бирок болгону 1500-4000.

Башкача айтканда, ток жана чыңалууга ашыкча жүктөлгөн электроника бир нече айдын ичинде күйүп кетмек . Кээ бир учурларда, номиналдык чыңалууга карабай, светодиоддор жана контроллерлер дагы эле ысып кетээрин байкасаңыз - лентанын жарыгы алыстан көрүнүп турушу үчүн чыңалууну 9-11 В чейин азайтыңыз.

Tx жана Rx төөнөгүчтөрүн артка кайтаруу мүмкүн эмес. Тасманын Rx кириши жалпы контроллердин Tx пинине туташкан.

Жергиликтүү контролердун генералдан буйрук алууну күтүүсү акылсыздык - экинчиси эч нерсе жөнөтпөгөндө, ошондой эле биринчисинен жооп буйруктарын күтүп, линияны "угат"

Чындыгында, башкаруучу (мастер) программисти (системанын "мээси"), жергиликтүү микроконтроллерлердин (аткаруучулардын) бирине контролдук буйруктарды жөнөтүүдөн мурун, тесттик билдирүү жөнөтүп, алардан даярдыгын кабарлаган жооп сигналын алышы керек. жумуш үчүн. Эгер андай болбогондо (чекиттүү микросхема "өлгөн"), анда "мээден" сурак билдирүүсү күйүп кеткенден кийинки биринчи LED чипи жооп бергенге чейин уланат. Жыйындын тууралыгын дароо текшерүү керек.