Përmirësimi i LED -ve Smart RGB: WS2812B Vs. WS2812: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:26

Numri i madh i projekteve që kemi parë duke përdorur LED Smart RGB-qofshin shirita, module ose PCB të personalizuara-gjatë 3 viteve të fundit është mjaft befasues. Ky shpërthim i përdorimit të RGB LED ka shkuar paralelisht me një rënie të konsiderueshme të çmimeve dhe një lehtësi të shtuar të përdorimit të këtyre pajisjeve elektronike. Ndër prodhuesit LED, WorldSemi në dukje është bërë standardi de facto në mesin e DIY -ve, hobbyistëve dhe stilistëve të pajisjeve elektronike të veshshme. Familja e kompanisë WS28XX e LED-ve Smart RGB përfshin një protokoll kontrolli të lehtë për t’u përdorur, një gjurmë dhe gjurmë të përshtatshme, dhe një ndriçim tepër të ndritshëm, të gjitha brenda një pakete të vogël 5mm x 5mm. Por, ajo që me të vërtetë ka bërë një ndryshim në suksesin e tregut të produkteve DIY është çmimi i njësisë prej 0.30 deri 0.40 dollarë në sasi të vogla. Në versionin e fundit të këtyre LED -ve, WS2812B, WorldSemi përsëri ka bërë përmirësime të rëndësishme mbi paraardhësin e tij, WS2812. Meqenëse ka shumë pak informacion atje për këtë version relativisht të ri, ne vendosëm të bëjmë një udhëzues të shkurtër për të nxjerrë në pah përmirësimet e dizajnit dhe të reklamojmë disa nga veçoritë tashmë ekzistuese të kësaj pajisjeje të mrekullueshme! Niveli i vështirësisë: Fillestar+ (njëfarë njohjeje me RGB të zgjuar LED) Koha deri në përfundim: 5-10 minuta

Hapi 1: Lista e materialeve

Për të nxjerrë në pah veçoritë e LED-ve WS2812B dhe WS2812 RGB, ne mund të përdorim pjesët e mëposhtme: 1 x LED WS2812 RGB (të para-ngjitur në një dërrasë të vogël) 1 x Breadboard pa saldim 1 x Konektor Pin Breakingway, 0.1 Pitch, 8-Pin Mashkull 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina Shield për Arduino Solid Core Wire (ngjyra të ndryshme; 28 AWG) dhe Wire Strippers Furnizimi me energji elektrike (Opsionale) Të dy WS2812 dhe WS2812B mbajnë një shofer LED të integruar me rrymë konstante, si dhe 3 LED të kontrolluara individualisht; një të kuqe, një të gjelbër dhe një blu. Drejtuesi i LED -së përfshin: - Një oshilator të brendshëm - Një qark të riformulimit dhe përforcimit të sinjalit - Një fiksues i të dhënave - Një makinë dalëse e rrymës konstante me 3 kanale, e programueshme - 2 porte dixhitale (dalje/hyrje serike) Shënim: Vetë shoferi LED është gjithashtu i disponueshëm në një formë Qarku të Integruar me 6 kunja (IC), të cilat mund t'i përdorim për t'u lidhur drejtpërdrejt me LED-të RGB 'jo të zgjuar' të zgjedhjes sonë; IC në fjalë nuk është tjetër përveç WS2811.

Hapi 2: WS2812B VS. WS2812: Gjurmë me 4 kunja (✓)

Karakteristika e re më e dukshme e WS2812B është një numër i zvogëluar i kunjave (nga 6 në 4), të cilat ruajnë një madhësi të bukur për t'i bashkuar me lehtësi (duke përdorur një hekur bashkues) në pad 2mm x 1mm pads në një PCB. 6 jastëkët e WS2812 më të vjetër e bënë pak të vështirë drejtimin e kunjit DO të një moduli në kunjin DI të tjetrit kur distanca midis moduleve ishte e ngushtë. Me WS2812B, përcjellja e gjurmëve në një PCB është një fllad, veçanërisht kur dizajnoni konfigurime të radhitura si Arduino Shield e treguar në imazhet e këtij hapi. Hapësira shtesë midis pads WS2812B lejon për:

• Kaloni me lehtësi 3 sinjalet e nevojshme: Fuqia, Toka dhe Të dhënat.
• Përdorimi i gjurmëve më të trasha për të lidhur Power dhe Ground, gjë që lejon që rrymat më të larta të funksionojnë në mënyrë të sigurt në një PCB

Ne mund të shohim në imazhet e mësipërme se sa e lehtë bëhet të drejtosh një grup 5x8 për Lumina Shield për Arduino duke përdorur këto LED të reja-për krahasim, ne përfshijmë një model të vjetër të një grupi 16x16 duke përdorur WS2812. Skedarët e projektimit për Lumina Shield mund të gjenden në këtë depo Github. Një gjë e rëndësishme për t'u vënë në dukje është se, për arsye që nuk mund t'i kuptojmë, paraqitja për WS2812B ka një nivel të vogël në cep të paketës që tregon pin 3 në vend të pin 1! Duhet t'i kushtojmë vëmendje shtesë kur i bashkojmë këto me dorë, në mënyrë që të mos e orientojmë modulin siç do të bënim me IC -të tipike (ose WS2812, për atë çështje). *.tftable {font-size: 12.0px; ngjyra: rgb (251, 251, 251); gjerësia: 100.0%; gjerësia e kufirit: 1.0 px; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); kufiri-kolaps: shembje; } *.tftable th {font-size: 12.0px; ngjyra e sfondit: rgb (23, 21, 21); gjerësia e kufirit: 1.0 px; mbushje: 8.0px; stili i kufirit: i ngurtë; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); text-align: majtas; } *.tftable tr {sfond-ngjyra: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; gjerësia e kufirit: 1.0 px; mbushje: 8.0px; stili i kufirit: i ngurtë; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: rri pezull {sfond-ngjyra: rgb (23, 21, 21); } Funksioni # Pin # Symbol *Notch në paketë tregon këtë kunj. 1 VDD Furnizimi me energji LED 2 DO Kontrolloni daljen e sinjalit të të dhënave 3* VSS Ground 4 DIN Hyrja e sinjalit të të dhënave të kontrollit Një detaj tjetër që vlen të përmendet është se kunjat e energjisë (VDD) dhe Ground (VSS) janë diagonalisht njëra mbi tjetrën. Kështu, gjurmët që lidhen me këto kunja mund të jenë mjaft të trasha! Megjithatë, nëse bëjmë gabim duke e bashkuar modulin "mbrapsht", do të shkurtojmë Power and Ground (kunjat # 1 dhe 3). Me fat për ne, siç do të shohim në hapin tjetër, WorldSemi ka përfshirë një qark të mbrojtjes së polaritetit të kundërt që do të parandalojë dëmtimin e WS2812B nga ky gabim-ne, natyrisht, rekomandojmë shmangien e gabimit krejt:)

Hapi 3: WS2812B VS. WS2812: LEDS më të ndritshme dhe njëtrajtshmëri e përmirësuar e ngjyrës (?)

Kur WS2812B u lëshua, WorldSemi theksoi se kishte LED të ndritshëm dhe uniformitet më të mirë të ngjyrave sesa WS2812. (Burimi: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Megjithatë, duke inspektuar fletët e të dhënave aktuale të dy pajisjeve, mund të vërejmë se specifikimet për ndriçimin e LED-ve janë identike në të dyja: *.tftable {font-size: 12.0px; ngjyra: rgb (251, 251, 251); gjerësia: 100.0%; gjerësia e kufirit: 1.0 px; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); kufiri-kolaps: shembje; } *.tftable th {font-size: 12.0px; ngjyra e sfondit: rgb (23, 21, 21); gjerësia e kufirit: 1.0 px; mbushje: 8.0px; stili i kufirit: i fortë; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); text-align: majtas; } *.tftable tr {sfond-ngjyra: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; gjerësia e kufirit: 1.0 px; mbushje: 8.0px; stili i kufirit: i ngurtë; kufiri-ngjyra: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: rri pezull {sfond-ngjyra: rgb (23, 21, 21); } Ngjyra Gjatësia e valës (mm) Intensiteti ndriçues (mcd) E kuqe 620-630 620-630 E gjelbër 515-530 1100-1400 Blu 465-475 200-400 Imazhi i mësipërm tregon një Arduino Uno të lidhur me katër dërrasa shpërthyese. Dy prej tyre mbajnë një WS2812B ndërsa dy të tjerët kanë një WS2812. Ne u përpoqëm duke përdorur matje standarde të imazhit për të përcaktuar nëse mund të shihnim ose jo dallime të rëndësishme në shkëlqimin ose uniformitetin e ngjyrave, por rezultatet ishin jokonkluzive. Për të përcaktuar në mënyrë të qartë nëse të dy modulet ndryshojnë në këtë drejtim, do të na duhej të kryenim disa teste duke përdorur një spektrofotometër. Duke pasur parasysh se ne nuk kishim një të tillë në kohën e këtij shkrimi, ne mund t'i referohemi vetëm informacionit në fletët e të dhënave përkatëse të produkteve: WS2812.pdf dhe WS2812B.pdf

Hapi 4: WS2812B Vs. WS2812: Qarku i mbrojtjes së polaritetit të kundërt (✓)

Një nga karakteristikat e reja që ne ishim në gjendje të testonim në mënyrë të drejtpërdrejtë ishte qarku i mbrojtjes së polaritetit të kundërt të përfshirë në hartimin e WS2812B. Siç tregon video, përmbysja e kunjave Power dhe Ground ndonjëherë mund të dëmtojë WS2812, por jo modulin WS2812B. Kjo veçori është shumë e dobishme kur punoni me shirita ku ne zakonisht përdorim furnizime të jashtme të energjisë me vlerësime të larta të amperazhit dhe ku kemi parë më shumë gabime të bëhen gjatë instalimeve elektrike. Ne ende rekomandojmë kontrollimin e dyfishtë të lidhjeve dhe instalimeve elektrike para se të aplikoni energji në çdo qark elektronik, por me siguri është mirë të dini se në ato raste të rralla kur bëjmë një gabim ekziston një mekanizëm i pasigurt për të mbrojtur pajisjet tona të çmuara.

Hapi 5: WS2812B VS. WS2812: Struktura e brendshme e përmirësuar (?)

Karakteristika e fundit që u përfshi në WS812B është një ndarje e dy qarqeve kryesore në pajisje: kontrolli dhe ndriçimi. Duke i ndarë këto të dy, prodhuesi raporton një shpërndarje të përmirësuar të nxehtësisë dhe një kontroll më të fortë. Kjo është shumë më e errët e veçorive të reja, pasi ne nuk kemi një metodë të mirë për të testuar shpërndarjen e nxehtësisë në një PCB. Për qëndrueshmërinë e përmirësuar në komunikimin dhe transferimin e të dhënave, ne nuk gjetëm ndonjë ndryshim të rëndësishëm të performancës midis WS2812 dhe WS2812B pas disa testeve të thjeshta që i kemi kryer me dy modulet krah për krah.

Hapi 6: Programimi i LED -ve WS2812B RGB

Përkundër të gjitha ndryshimeve të prezantuara në këtë version të fundit të familjes WS28XX, protokolli i komunikimit i nevojshëm për të kontrolluar ngjyrën dhe shkëlqimin e tij mbetet i pandryshuar nga paraardhësi i tij. Ne ende mund të përdorim bibliotekat e mëdha të krijuara nga krijuesit e tjerë nga Adafruit, PJRC dhe projekti FastSPI. Për të mësuar më shumë rreth asaj që ndodh vërtet nën kapakun e këtyre pajisjeve të mrekullueshme LED RGB, ne kemi bashkuar një Udhëzues të detajuar që shpjegon zbatimin e protokollit të kontrollit pak nga pak (me qëllim fjalësh). Faleminderit paraprakisht për kontrollimin! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-