Smart RGB LED -lərinin təkmilləşdirilməsi: WS2812B Vs. WS2812: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Son 3 ildə Smart RGB LED-lərindən istifadə edərək gördüyümüz çox sayda layihə-istər zolaqlar, istər modullar, istərsə də xüsusi PCB-lər olduqca heyrətləndiricidir. RGB LED istifadəsinin bu yayılması, qiymətlərdə əhəmiyyətli bir azalma və bu elektron cihazların istifadəsinin asanlığı ilə əl-ələ verdi. LED istehsalçıları arasında WorldSemi, DIYers, həvəskarlar və geyilə bilən elektronika dizaynerləri arasında faktiki olaraq standart halına gəldi. Şirkətin WS28XX Smart RGB LED ailəsi, hamısı 5 mm x 5 mm kiçik bir paket içərisində istifadəsi asan bir idarəetmə protokolu, rahat bir pinout və ayaq izi və inanılmaz dərəcədə parlaq bir parıltı ehtiva edir. Ancaq məhsulların DIY bazar uğurunda həqiqətən fərq yaradan şey, az miqdarda 0.30 ilə 0.40 dollar arası vahid qiymətlərdir. Bu LED -lərin son versiyası olan WS2812B, WorldSemi yenə də sələfi WS2812 üzərində əhəmiyyətli inkişaflar etdi. Bu nisbətən yeni versiya haqqında çox az məlumat olduğundan, dizayn təkmilləşdirmələrini vurğulamaq və bu yaraşıqlı cihazın bəzi mövcud xüsusiyyətlərini reklam etmək üçün qısa bir Təlimat hazırlamaq qərarına gəldik! Çətinlik səviyyəsi: Başlanğıc+ (ağıllı RGB ilə tanışlıq) LED) Tamamlanma vaxtı: 5-10 Dəqiqə

Addım 1: Materialların siyahısı

Həm WS2812B, həm də WS2812 RGB LED-lərin xüsusiyyətlərini vurğulamaq üçün aşağıdakı hissələrdən istifadə edə bilərik: 1 x WS2812 RGB LED (kiçik bir qırılma lövhəsinə əvvəlcədən lehimlənmiş) 1 x Lehimsiz Breadboard 1 x Ayrılan Pin Konnektoru, 0.1 Pitch, 8-Pin Kişi 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Arduino Qatı Nüvəli Tel (müxtəlif rənglər; 28 AWG) və Tel Soyucu Güc Təchizatı üçün Lumina Shield (İsteğe bağlı) Həm WS2812, həm də WS2812B sabit sabit cərəyanlı LED sürücüsü daşıyır, bir qırmızı, bir yaşıl və bir mavi bir LED -in sürücüsünə daxildir: - Daxili bir osilator - Siqnalın yenidən qurulması və gücləndirilməsi dövrəsi - Məlumat kilidi - 3 kanallı, proqramlaşdırıla bilən sabit cərəyan çıxış sürücüsü - 2 rəqəmsal port (serial çıxışı/girişi) Qeyd: LED sürücüsünün özü də seçdiyimiz 'ağıllı olmayan' RGB LED-lərinə birbaşa qoşulmaq üçün istifadə edə biləcəyimiz 6 pinli İnteqrasiya edilmiş Dövrə (IC) şəklində mövcuddur; Sözügedən IC WS2811 -dən başqa deyil.

Addım 2: WS2812B VS. WS2812: 4 pinli Ayaq İzi (✓)

WS2812B-nin ən açıq yeni xüsusiyyəti, bir PCB üzərində ~ 2mm x 1mm yastıqlara asanlıqla lehimləmək üçün gözəl bir ölçü saxlayan (6-dan 4-ə qədər) az sayda sancaqlardır. Köhnə WS2812 -nin 6 yastığı, modullar arasındakı məsafə sıx olduqda bir modulun DO pinini digərinin DI pininə yönəltməyi bir qədər çətinləşdirdi. WS2812B ilə, izləri bir PCB üzərində yönləndirmək, xüsusən də bu addımın şəkillərində göstərilən Arduino Shield kimi düzülmüş konfiqurasiyalar hazırlayarkən çox asan bir işdir. WS2812B yastıqları arasındakı əlavə boşluq imkan verir:

• Lazım olan 3 siqnalı asanlıqla yönləndirin: Güc, Yer və Məlumat.
• Daha yüksək cərəyanların PCB -də təhlükəsiz işləməsinə imkan verən Power and Ground -u bağlamaq üçün daha qalın izlərdən istifadə etmək

Yuxarıdakı şəkillərdə bu yeni LED-lərdən istifadə edərək Arduino üçün Lumina Shield üçün 5x8 massivi yönləndirməyin nə qədər asan olduğunu görə bilərik-müqayisə üçün WS2812s istifadə edərək 16x16 ölçülü köhnə dizaynı da daxil edirik. Lumina Shield üçün dizayn sənədlərini bu Github deposunda tapa bilərsiniz. Diqqət etməyimiz lazım olan bir şey, başa düşə bilmədiyimiz səbəblərə görə, WS2812B -nin düzülüşünün paketin küncündə pin 1 -ə deyil, pin 3 -ə işarə edən kiçik bir çentik olmasıdır! Modulu tipik IC -lərdə (və ya WS2812 -də olduğu kimi) istiqamətləndirməmək üçün bunları əllə lehimləyərkən əlavə diqqət yetirməliyik. *.tftable {font ölçüsü: 12.0px; rəng: rgb (251, 251, 251); eni: 100.0%; sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); sərhəd-çökmə: çökmə; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fon rəngi: rgb (23, 21, 21); sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; doldurma: 8.0 piksel; sərhəd tərzi: möhkəm; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); mətn uyğunlaşdırma: sol; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font ölçüsü: 12.0px; sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; doldurma: 8.0 piksel; sərhəd tərzi: möhkəm; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Pin # Simvolu Fonksiyonu *Paketdəki çentik bu pimi göstərir. 1 VDD Enerji təchizatı LED 2 DO Nəzarət məlumat siqnalı çıxışı 3* VSS Ground 4 DIN Nəzarət məlumat siqnal girişi Qeyd edilməli olan başqa bir detal, Power (VDD) və Ground (VSS) pinlərinin bir -birinə diaqonal olaraq yerləşməsidir. Beləliklə, bu sancaqları birləşdirən izlər olduqca qalın ola bilər! Ancaq modulu 'geriyə' lehimləməkdə səhv etsək, Güc və Zəmini qısaldarıq (pin # 1 və 3). Növbəti addımda görəcəyimiz kimi, şanslıyıq, WorldSemi, WS2812B-nin bu səhvdən zədələnməsinin qarşısını alacaq tərs polarite qoruma dövrəsini daxil etdi-əlbəttə ki, səhvdən tamamilə çəkinməyi məsləhət görürük:)

Addım 3: WS2812B VS. WS2812: Daha parlaq LEDlər və təkmilləşdirilmiş rəng vahidliyi (?)

WS2812B buraxıldıqda WorldSemi, WS2812 -dən daha parlaq LEDlərə və daha yaxşı rəng bərabərliyinə malik olduğunu vurğuladı. (Mənbə: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Bununla birlikdə, iki cihazın faktiki məlumat cədvəlini yoxlayaraq, LED-lərin parlaqlığına dair spesifikasiyaların hər ikisində eyni olduğunu müşahidə edə bilərik: *.tftable {font-size: 12.0px; rəng: rgb (251, 251, 251); eni: 100.0%; sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); sərhəd-çökmə: çökmə; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fon rəngi: rgb (23, 21, 21); sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; doldurma: 8.0 piksel; sərhəd tərzi: möhkəm; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); mətn uyğunlaşdırma: sol; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font ölçüsü: 12.0px; sərhəd genişliyi: 1.0 piksel; doldurma: 8.0 piksel; sərhəd tərzi: möhkəm; haşiyə rəngi: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Rəng Dalğa Uzunluğu (mm) İşıqlandırma İntensivliyi (mcd) Qırmızı 620-630 620–630 Yaşıl 515–530 1100–1400 Mavi 465–475 200–400 Yuxarıdakı şəkil dörd qırılma lövhəsinə qoşulmuş Arduino Uno'yu göstərir. Onlardan ikisində WS2812B, digər ikisində WS2812 var. Parlaqlıq və ya rəng vahidliyində əhəmiyyətli fərqlər görüb görmədiyimizi müəyyən etmək üçün standart görüntü ölçmələrindən istifadə etməyə çalışdıq, lakin nəticələr nəticə vermədi. İki modulun bu baxımdan fərqli olub olmadığını birmənalı şəkildə müəyyən etmək üçün bir spektrofotometrdən istifadə edərək bəzi testlər aparmalıyıq. Bu yazı yazılarkən əlimizdə olmadığını nəzərə alsaq, yalnız məhsulların müvafiq məlumat cədvəlləri haqqında məlumatlara müraciət edə bilərik: WS2812.pdf və WS2812B.pdf

Addım 4: WS2812B Vs. WS2812: Ters Qütb Qoruma Dövrü (✓)

Düz bir şəkildə sınaqdan keçirə bildiyimiz yeni xüsusiyyətlərdən biri, WS2812B dizaynına daxil olan əks polariteyi qoruma sistemi idi. Videodan da göründüyü kimi, Güc və Yer sancaqlarını geri çevirmək bəzən WS2812 -ə zərər verə bilər, ancaq WS2812B moduluna zərər verə bilməz. Bu xüsusiyyət, adətən yüksək amper reytinqli xarici enerji təchizatı istifadə etdiyimiz və kabel çəkərkən ən çox səhv edildiyini gördüyümüz zolaqlar ilə işləyərkən çox faydalıdır. Hələ də hər hansı bir elektron dövrə güc tətbiq etməzdən əvvəl əlaqələri və naqilləri iki dəfə yoxlamağı məsləhət görürük, amma səhvən səhv etdiyimiz nadir hallarda qiymətli cihazlarımızı qorumaq üçün etibarlı olmayan bir mexanizm olduğunu bilmək çox xoşdur.

Addım 5: WS2812B VS. WS2812: Daxili Struktur Təkmilləşdirildi (?)

WS812B -yə daxil olan son xüsusiyyət, cihazdakı iki əsas dövrənin ayrılmasıdır: idarəetmə və işıqlandırma. İstehsalçı, bu ikisini ayıraraq təkmilləşdirilmiş bir istilik dağılımı və daha möhkəm bir nəzarət olduğunu bildirir. Bir PCB -də istilik yayılmasını yoxlamaq üçün yaxşı bir üsulumuz olmadığı üçün bu, yeni xüsusiyyətlərin daha qaranlıqdır. Əlaqə və məlumat ötürülməsindəki inkişaf etmiş möhkəmlik üçün, iki modulun yanında çalışdığımız bir neçə sadə testdən sonra WS2812 və WS2812B arasında əhəmiyyətli bir performans fərqi tapmadıq.

Addım 6: WS2812B RGB LED -lərinin proqramlaşdırılması

WS28XX ailəsinin bu son versiyasında təqdim edilən bütün dəyişikliklərə baxmayaraq, rəngini və parlaqlığını idarə etmək üçün lazım olan ünsiyyət protokolu sələfindən dəyişməz olaraq qalır. Adafruit, PJRC və FastSPI layihəsinin digər həmkarları tərəfindən hazırlanmış böyük kitabxanalardan hələ də istifadə edə bilərik. Bu gözəl RGB LED cihazlarının başlıq altında nələr baş verdiyini daha ətraflı öyrənmək üçün, nəzarət protokolunun həyata keçirilməsini az -az izah edən hərtərəfli ətraflı Təlimat topladıq. Yoxladığınız üçün əvvəlcədən təşəkkürlər! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-