Адресная светодиодная лента для Arduino: маркировка, характеристики, подключение

Многоцветная светодиодная подсветка стала очень распространенной и популярной. Есть несколько вариантов дизайна с разным функционалом.

В отличие от обычных светильников RGB, адресуемые светодиодные ленты позволяют контролировать работу светодиодов в каждой области. Это позволяет создавать различные световые эффекты, получать собственные дизайнерские решения. Рассмотрим их конструкцию и особенности.

Технические характеристики

Светильники с линейной адресацией представляют собой сложную версию RGB-матрицы, собранную на основе светодиодов в SMD корпусе стандартного размера 5050. Каждый корпус имеет микрочип ШИМ-драйвера, позволяющий управлять режимом работы светодиода. Параметры лампы:

  • ток потребления интегральной схемы ШИМ — 1 мкА;
  • сам светодиод потребляет 20 мА, а весь пиксель — 60 мА;
  • температурный диапазон, при котором устройство может работать без сбоев — от — 25 ° до + 80°;
  • степень защиты IP30, IP65 или IP67.

Адресная светодиодная лента для Arduino: маркировка, характеристики, подключение

Степень защиты — важный параметр. Он определяет способность устройства противостоять внешним воздействиям, как тепловым, так и механическим. Если продукт предназначен для использования на открытом воздухе, необходимо выбирать копии с уровнем защиты не ниже IP65 или IP67.

Маркировка

На светодиодной ленте указана полная информация о параметрах, а также косвенно о производителе данной лампы. На то, что проект является программируемым, с управлением адресом с помощью микрокомпьютера (контроллера), указывают первые три буквы SPI. Кроме того, маркировка содержит много другой информации:

  • серии;
  • номер завода, на котором производились светодиоды;
  • плотность элементов на ленте (2Х — двойная плотность, 2Х2 — двойная плотность в два ряда);
  • длина (в миллиметрах);
  • общее количество светодиодов на этой ленте;
  • цвет свечения ленты;
  • напряжение питания;
  • базовый тип (W — белый, Y — желтый, B — черный, LUX — премиум белый базовый).
  • тип уплотнения (P — прямоугольная силиконовая трубка, SE — верхнее заполнение силиконовым герметиком, PGS — сплошной силиконовый герметик для трубок);
  • тип корпуса светодиодный;

Важно! Основные значения — это напряжение питания и количество светодиодов.

Как это работает

Адресные светодиоды представляют собой цепочку отдельных сегментов, содержащих светодиод и помехоустойчивый конденсатор. Соединение этих сегментов выполнено таким образом, что питание подается параллельно, обеспечивая +5 В в каждой секции. Данные проходят через секвенсор, что означает, что лента перестает светиться, когда какой-либо элемент выходит из строя.

Адресная светодиодная лента для Arduino: маркировка, характеристики, подключение

Режимом свечения управляет микрокомпьютер (наиболее распространенный вариант — контроллер Arduino), для чего нужно загрузить специальную программу (скетч).

Сфера применения

Адресные светодиоды используются там, где обычные типы линейных светильников неустойчивы и не справляются с поставленной задачей. Основная область использования:

  • создание цветных форм;
  • мягкий световой дизайн»;
  • в рекламных конструкциях;
  • в оформлении внутренних помещений, отделке фасадов или других элементов;
  • для создания светодиодных экранов. Которые популярны при оформлении шоу-мероприятий или рекламных кампаний.

Адресные светодиоды относительно дороги, что значительно снижает распространение и спрос на такие проекты. Кроме того, массового пользователя пугают необходимость использовать дополнительные устройства (контроллеры), загружать на них программное обеспечение и другие трудности.

Лента на базе ws2812b

Адресная светодиодная лента ws2812b — одна из самых передовых разработок. В его основе лежит модифицированная лента WS2811, которая устраняет все недостатки и увеличивает компактность микросхемы. Разработчикам удалось вставить драйвер ШИМ прямо в корпус светодиода, что уменьшило количество контактов до 4 (по сравнению с 8 в старой версии). Из-за появления дополнительных деталей элемент стали называть не светодиодами, а пикселями. Состав контактной группы:

  • +5 В — питание;
  • GND — отрицательный силовой электрод;
  • Din — ввод данных;
  • Do — вывод данных.

Адресная светодиодная лента для Arduino: маркировка, характеристики, подключение

Важно! Не рекомендуется использовать Arduino в качестве источника питания, так как его мощность слишком мала (ток контроллера составляет 800 мА, хватит всего на 13 пикселей ленты).

Основные преимущества ленты на основе ws2812b

В список основных преимуществ адресных светодиодов ws2812b входят:

  • компактность;
  • простота, удобство управления;
  • количество последовательно соединенных светодиодных элементов не ограничено;
  • данные передаются по единому проводнику;
  • покупка трех разноцветных светодиодов и драйвера по отдельности намного дороже готовой адресной системы.

Главное преимущество специалистов и рядовых пользователей — простота подключения, обеспечивающая стабильность и надежность адресных светодиодов.

Пример подключения к Arduino

При подключении адресных светодиодов необходимо определить начало и конец матрицы. На подложке нарисованы стрелки, указывающие направление сигнала. Прикрепите фонарь со стартовой стороны, откуда стрелки начинают свое движение.

Если вы планируете включить более 13 пикселей (а это всегда делается), вам нужно подготовить внешний блок питания. Рассмотрим порядок подключения.

Пошаговая инструкция

Порядок подключения адресной ленты ws2812b к микрокомпьютеру Arduino:

  • цифровой вход Din подключается через токоограничивающий резистор с контактом — 6. Номинальное сопротивление резистора составляет от 100 до 500 Ом;
  • центральный контакт V +5 подключен к плюсу источника питания;
  • контакт GND подключается одновременно к одноименному контакту контроллера и как минимум к источнику питания.

Адресная светодиодная лента для Arduino: маркировка, характеристики, подключение

Процесс подключения несложный, но требует внимания, чтобы по ошибке не соединить контакты некорректно.

Библиотеки Ардуино для работы со светодиодной лентой

Светодиоды управляются соответствующим программным обеспечением. Коды для установки режима для Arduino пишутся независимо, но некоторые разделы кода такие же и могут быть скопированы заранее, чтобы ускорить и облегчить процесс. Коллекции таких заготовок называются библиотеками, их несколько. Наиболее распространены 3 библиотеки:

  • Быстрый светодиод;
  • AdafruitNeoPixel;
  • Свет WS2812.

Интересно! Некоторые библиотеки изначально являются частью Arduino IDE, но широко используются сторонние библиотеки. Они позволяют получить оригинальные и завораживающие световые эффекты при использовании адресных светодиодов.

Причины проблем при работе с адресной светодиодная лентой

Причинами сбоев в работе адресной структуры могут быть:

  • некачественный контакт с почвой;
  • сигнальный провод не подключен к пусковому контакту;
  • при явном преобладании красного цвета может быть неисправность блока питания, слишком тонкие следы соединения или плохое качество контактной сварки;
  • «+» и «-» устройства подачи ленты перепутаны;
  • при подключении без резистора контакт на Arduino может не работать.

Основная причина проблем — невнимательность, недостаточная концентрация и полнота при подключении светодиодов.

Основные выводы

Конструкции адресных светодиодов довольно сложно настроить и написать соответствующий управляющий код. Это ограничивает их распространение и делает устройства доступными только для людей, прошедших определенную подготовку. При этом мощность таких светодиодов намного выше, а декоративный эффект несомненно является лидером среди всех других типов и вариантов светодиодной подсветки.

В своих комментариях наши читатели могут изложить свои варианты подключения или настройки адресных светодиодов, дать полезные советы новичкам или даже опытным пользователям. Это будет очень полезно и может увеличить количество адресуемых светодиодных вентиляторов. 

Оцените статью
Добавить комментарий