Nadgradnja pametnih LED RGB: WS2812B vs. WS2812: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Veliko število projektov, ki smo jih v zadnjih 3 letih uporabljali pri uporabi pametnih LED RGB-naj bodo to trakovi, moduli ali tiskana vezja po meri-je precej osupljivo. Ta izbruh uporabe LED RGB je šel z roko v roki z občutnim padcem cen in večjo enostavnostjo uporabe teh elektronskih naprav. Med proizvajalci LED je WorldSemi navidez postal dejansko standard med domačimi delavci, ljubitelji in oblikovalci elektronike za nošenje. Družina pametnih LED RGB WS28XX vključuje enostaven za uporabo protokol upravljanja, priročen izpis in odtis ter neverjetno svetlo luminiscenco, vse v majhnem paketu 5 mm x 5 mm. Toda tisto, kar je resnično vplivalo na uspeh izdelkov na trgu "naredi sam", je cena na enoto v majhnih količinah od 0,30 do 0,40 USD. V najnovejši različici teh LED, WS2812B, je WorldSemi znova bistveno izboljšal svojega predhodnika WS2812. Ker je o tej relativno novi različici zelo malo podatkov, smo se odločili, da naredimo kratek Instructable, ki bo poudaril nadgradnje oblikovanja in oglaševal nekatere že obstoječe funkcije te vrhunske naprave! LED) Čas dokončanja: 5-10 minut

1. korak: Seznam materialov

Za poudarjanje značilnosti LED WS2812B in WS2812 RGB lahko uporabimo naslednje dele: 1 x LED WS2812 RGB (predhodno spajkano na majhno odklopno ploščo) 1 x spajkalna plošča 1 x priključek za odcepitev, 0,1 Nagib, 8-polni moški 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina ščit za polprevodniško žico Arduino (različne barve; 28 AWG) in napajalnik za odstranjevanje žice (neobvezno) Oba WS2812 in WS2812B nosita vgrajen gonilnik LED z enakomernim tokom, kot tudi 3 individualno krmiljene LED; eno rdečo, eno zeleno in eno modro. Gonilnik LED vsebuje: - notranji oscilator - vezje za preoblikovanje in ojačanje signala - podatkovni zapah - 3 -kanalni, programabilni izhodni pogon s konstantnim tokom - 2 digitalna vhoda (serijski izhod/vhod) Opomba: sam gonilnik LED je na voljo tudi v obliki 6-polnega integriranega vezja (IC), ki ga lahko uporabimo za neposredno povezavo z 'nepametnimi' LED RGB po lastni izbiri; Zadevni IC ni drug kot WS2811.

2. korak: WS2812B VS. WS2812: 4-pinski odtis (✓)

Najbolj očitna nova lastnost WS2812B je zmanjšano število zatičev (s 6 na 4), ki ohranijo lepo velikost za enostavno spajkanje (s spajkalnikom s fino konico) na ploščice ~ 2 mm x 1 mm na tiskanem vezju. Šest blazinic starejšega WS2812 je otežilo usmerjanje zatiča DO enega modula na DI zatič naslednjega, ko je bil razmik med moduli tesen. Pri WS2812B je usmerjanje sledi na tiskanem vezju preprosto, še posebej pri načrtovanju razporejenih konfiguracij kot Arduino Shield, prikazanih na slikah tega koraka. Dodatni prostor med blazinicami WS2812B omogoča:

• Preprosto usmerite 3 potrebne signale: Napajanje, Ozemljitev in Podatki.
• Uporaba debelejših sledi za povezavo napajanja in zemlje, kar omogoča varnejše delovanje večjih tokov na tiskanem vezju

Na zgornjih slikah lahko vidimo, kako enostavno je usmeriti matriko 5x8 za Lumina Shield za Arduino z uporabo teh novih LED-za primerjavo vključujemo staro zasnovo matrike 16x16 z uporabo WS2812. Načrtovalne datoteke za Lumina Shield najdete v tem skladišču Github. Pomembno je omeniti, da ima iz razlogov, ki jih ne moremo razumeti, postavitev za WS2812B na vogalu paketa rahlo zarezo, ki označuje pin 3 in ne pin 1! Pri ročnem spajkanju moramo biti še posebej pozorni, da modula ne usmerimo tako, kot bi to storili s tipičnimi IC -ji (ali WS2812, glede na to). *.tftable {font-size: 12.0px; barva: rgb (251, 251, 251); širina: 100,0%; robna širina: 1,0px; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); propad meje: propad; } *.tftable th {font-size: 12.0px; barva ozadja: rgb (23, 21, 21); robna širina: 1,0px; oblazinjenje: 8,0px; robni slog: trden; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); poravnava besedila: levo; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; robna širina: 1,0px; oblazinjenje: 8,0px; robni slog: trden; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Pin # Simbol Funkcija *Zareza na embalaži označuje ta pin. 1 VDD napajalna LED 2 DO Izhod kontrolnega podatkovnega signala 3* VSS Ozemljitev 4 DIN Vhodni signal kontrolnega podatkovnega signala Omeniti velja še eno podrobnost, da sta nožici Power (VDD) in Ground (VSS) diagonalno postavljena drug čez drugega. Tako so lahko sledi, ki se povezujejo s temi zatiči, precej debele! Če pa naredimo napako pri spajkanju modula 'nazaj', bi kratki napajanje in ozemljitev (pin # 1 in 3). Na srečo, kot bomo videli v naslednjem koraku, je WorldSemi vključil vezje za zaščito pred obratno polariteto, ki preprečuje, da bi se WS2812B poškodoval zaradi te napake-seveda priporočamo, da se napaki v celoti izognete:)

3. korak: WS2812B VS. WS2812: Svetlejše LED diode in izboljšana enakomernost barv (?)

Ob izidu WS2812B je WorldSemi poudaril, da ima svetlejše LED in boljšo barvno enakomernost kot WS2812. (Vir: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Vendar pa lahko pri pregledu dejanskih podatkovnih listov obeh naprav opazimo, da so specifikacije za svetilnost LED enake v obeh: *.tftable {font-size: 12.0px; barva: rgb (251, 251, 251); širina: 100,0%; robna širina: 1,0px; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); propad meje: propad; } *.tftable th {font-size: 12.0px; barva ozadja: rgb (23, 21, 21); robna širina: 1,0px; oblazinjenje: 8,0px; robni slog: trden; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); poravnava besedila: levo; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; robna širina: 1,0px; oblazinjenje: 8,0px; robni slog: trden; barva obrobe: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Barvna valovna dolžina (mm) Svetlobna intenzivnost (mcd) Rdeča 620–630 620–630 Zelena 515–530 1100–1400 Modra 465–475 200–400 Na zgornji sliki je prikazan Arduino Uno, povezan s štirimi odklopnimi ploščami. Dva nosita WS2812B, druga dva pa WS2812. Poskusili smo uporabiti standardne slikovne meritve, da ugotovimo, ali lahko opazimo pomembne razlike v svetlosti ali enakomernosti barv, vendar rezultati niso bili prepričljivi. Da bi nedvoumno ugotovili, ali se modula v tem pogledu razlikujeta, bi morali opraviti nekaj preskusov s spektrofotometrom. Glede na to, da v času pisanja tega dokumenta nismo imeli na voljo, se lahko sklicujemo le na podatke na ustreznih podatkovnih listih izdelkov: WS2812.pdf in WS2812B.pdf

4. korak: WS2812B vs. WS2812: Zaščitno vezje za povratno polarnost (✓)

Ena od novih funkcij, ki smo jih lahko preizkusili na neposreden način, je bilo vezje za zaščito pred povratno polarnostjo, vključeno v zasnovo WS2812B. Kot prikazuje video, obrnjeni zatiči za napajanje in ozemljitev lahko včasih poškodujejo WS2812, ne pa tudi modula WS2812B. Ta funkcija je zelo uporabna pri delu s trakovi, kjer običajno uporabljamo zunanje napajalnike z visokimi jakostmi jakosti in kjer smo med ožičenjem opazili največ napak. Še vedno priporočamo, da dvakrat preverite povezave in ožičenje, preden vklopite napajanje v katero koli elektronsko vezje, vsekakor pa je lepo vedeti, da je v tistih redkih primerih, ko naredimo napako, vgrajen mehanizem za zaščito naših dragocenih naprav.

5. korak: WS2812B VS. WS2812: Izboljšana notranja struktura (?)

Zadnja lastnost, ki je bila vključena v WS812B, je ločitev dveh glavnih tokokrogov v napravi: krmiljenja in osvetlitve. Proizvajalec z ločitvijo teh dveh naprav poroča o izboljšanem odvajanju toplote in robustnejšem nadzoru. To je daleč najbolj zamegljeno pri novih funkcijah, saj nimamo dobre metode za preskušanje odvajanja toplote na tiskanem vezju. Za večjo robustnost v komunikaciji in prenosu podatkov po nekaj preprostih preskusih, ki smo jih izvajali skupaj z dvema moduloma, nismo našli pomembnih razlik v zmogljivosti med WS2812 in WS2812B.

6. korak: Programiranje LED diod WS2812B RGB

Kljub vsem spremembam, uvedenim v tej najnovejši različici družine WS28XX, komunikacijski protokol, potreben za nadzor barve in svetlosti, ostaja nespremenjen v primerjavi s predhodnikom. Še vedno lahko uporabljamo odlične knjižnice, ki so jih razvili sodelavci iz Adafruit, PJRC in projekta FastSPI. Če želite izvedeti več o tem, kaj se v resnici dogaja pod pokrovom te čudovite LED -naprave RGB, smo sestavili temeljito podrobno navodilo, ki razlaga implementacijo protokola krmiljenja po korakih (namenjeno besedni igri). Hvala že vnaprej za preverjanje! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-