Nutikate RGB LED -ide uuendamine: WS2812B vs. WS2812: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Paljude projektide arv, mida oleme näinud nutikate RGB LED-ide kasutamisel-olgu need siis ribad, moodulid või kohandatud trükkplaadid-on viimase 3 aasta jooksul üsna hämmastav. See RGB LED-i kasutamise puhang on käinud käsikäes hinnakujunduse olulise langusega ja nende elektroonikaseadmete kasutamise lihtsustamisega. LED -tootjate hulgas on WorldSemi näiliselt muutunud tegelikuks standardiks isetegijate, harrastajate ja kantavate elektroonikakujundajate seas. Ettevõtte nutikate RGB LED-ide pere WS28XX sisaldab hõlpsasti kasutatavat juhtimisprotokolli, mugavat nööpnõela ja jalajälge ning uskumatult eredat luminestsentsi-seda kõike pisikeses 5 mm x 5 mm pakendis. Kuid toodete DIY turu edu on tegelikult muutnud 0,30–0,40 dollari suurune ühikuhind väikestes kogustes. Nende valgusdioodide uusimas versioonis, WS2812B, on WorldSemi jällegi oluliselt parandanud oma eelkäijat WS2812. Kuna selle suhteliselt uue versiooni kohta on väga vähe teavet, otsustasime teha lühikese Instructable'i, et esile tõsta disainiuuendusi ja reklaamida mõningaid selle toreda seadme juba olemasolevaid funktsioone! Raskusaste: algaja+ (nutikas RGB LEDid) Valmimisaeg: 5-10 minutit

Samm: materjalide loend

Nii WS2812B kui ka WS2812 RGB valgusdioodide omaduste esiletõstmiseks saame kasutada järgmisi osi: 1 x WS2812 RGB LED (eelnevalt joodetud pisikesele purunemisplaadile) 1 x jootmatu leivaplaat 1 x eraldusnõela pistik, 0,1 Pitch, 8-pin isane 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina Shield Arduino tahke südamikuga juhtmele (erinevad värvid; 28 AWG) ja traadieemaldajate toiteallikale (valikuline) Nii mudelitel WS2812 kui ka WS2812B on sisseehitatud püsivoolu LED-draiver, samuti 3 individuaalselt juhitavat LED -i; üks punane, üks roheline ja üks sinine. LED -draiver sisaldab: - sisemist ostsillaatorit - signaali ümberkujundamis- ja võimendusahelat - andmesulgurit - 3 -kanalilist, programmeeritavat konstantse voolu väljundajamit - 2 digitaalset porti (jadaväljund/sisend) Märkus: LED-draiver on saadaval ka 6-kontaktilise integreeritud vooluringi (IC) kujul, mida saame kasutada otse ühendamiseks meie poolt valitud mitte-nutikate LED-idega; Kõnealune IC ei ole muu kui WS2811.

2. samm: WS2812B VS. WS2812: 4-kontaktiline jalajälg (✓)

WS2812B kõige ilmsem uus omadus on vähendatud tihvtide arv (6-lt 4-le), mis säilitavad kena suuruse nende hõlpsaks jootmiseks (peeneotsaga jootekolvi abil) ~ 2 mm x 1 mm plaatidele. Vanema WS2812 6 padjakesi muutsid mõne mooduli DO -tihvti suunamise järgmise DI -tihvti külge pisut keeruliseks, kui moodulite vahe oli tihe. WS2812B puhul on jälgede marsruutimine trükkplaadil imelihtne, eriti kui kujundada massiivseid konfiguratsioone nagu selle sammu piltidel näidatud Arduino kilp. Täiendav ruum WS2812B padjade vahel võimaldab:

• Saate hõlpsalt suunata 3 vajalikku signaali: toide, maandus ja andmed.
• Paksemate jälgede kasutamine toite ja maa ühendamiseks, mis võimaldab suurematel vooludel PCB -l ohutult töötada

Ülaltoodud piltidelt näeme, kui lihtne on nende uute LED-ide abil Arduino Lumina Shieldi 5x8 massiivi suunamine-võrdluseks lisame WS2812-sid kasutades 16x16 massiivi vana kujunduse. Lumina Shieldi disainifailid leiate sellest Githubi hoidlast. Üks oluline asi, mida tuleb märkida, on see, et põhjustel, mida me ei mõista, on WS2812B paigutusel pakendi nurgas väike sälk, mis näitab pigem tihvti 3 kui tihvti 1! Peame nende käsitsi jootmisel pöörama erilist tähelepanu, et me ei orienteeruks moodulit nii nagu tüüpiliste IC -de puhul (või WS2812). *.tftable {font-size: 12.0px; värv: rgb (251, 251, 251); laius: 100,0%; äärise laius: 1,0 pikslit; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); border-collapse: kokkuvarisemine; } *.tftable th {font-size: 12.0px; taustavärv: rgb (23, 21, 21); äärise laius: 1,0 pikslit; polster: 8,0 pikslit; ääris-stiil: kindel; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); text-align: vasakule; } *.tftable tr {taustavärv: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; äärise laius: 1,0 pikslit; polster: 8,0 pikslit; ääris-stiil: kindel; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Nööpnõel # Sümbol Funktsioon *Pakendis olev sälk näitab seda tihvti. 1 VDD toite LED 2 DO Juhtimisandmesignaali väljund 3* VSS maandus 4 DIN juhtimisandmesignaali sisend Veel üks väärib märkimist, et toite (VDD) ja maanduse (VSS) tihvtid on üksteise suhtes diagonaalselt. Seega võivad nende tihvtidega ühendatavad jäljed olla üsna paksud! Kui aga teeme vea, jootes mooduli tagurpidi, teeksime lühise Power and Ground (pin # 1 ja 3). Meie õnneks, nagu näeme järgmises etapis, on WorldSemi lisanud pöördpolaarsuse kaitselülituse, mis hoiab ära WS2812B selle vea kahjustamise-soovitame muidugi viga vältida.:)

3. samm: WS2812B VS. WS2812: Heledamad LED -id ja parem värvide ühtlus (?)

WS2812B väljaandmisel rõhutas WorldSemi, et sellel on heledamad LED -id ja parem värvide ühtlus kui WS2812 -l. (Allikas: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Kuid kontrollides kahe seadme tegelikke andmelehti, võime täheldada, et valgusdioodide heleduse spetsifikatsioonid on identsed mõlemas: *.tftable {font-size: 12.0px; värv: rgb (251, 251, 251); laius: 100,0%; äärise laius: 1,0 pikslit; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); border-collapse: kokkuvarisemine; } *.tftable th {font-size: 12.0px; taustavärv: rgb (23, 21, 21); äärise laius: 1,0 pikslit; polster: 8,0 pikslit; ääris-stiil: kindel; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); text-align: vasakule; } *.tftable tr {taustavärv: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; äärise laius: 1,0 pikslit; polster: 8,0 pikslit; ääris-stiil: kindel; äärisevärv: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Värv Lainepikkus (mm) Valgustugevus (mcd) Punane 620–630 620–630 Roheline 515–530 1100–1400 Sinine 465–475 200–400 Ülaloleval pildil on Arduino Uno, mis on ühendatud nelja katkelauaga. Kahel neist on WS2812B ja kahel teisel on WS2812. Proovisime kasutada standardseid pildimõõtmisi, et teha kindlaks, kas näeme olulisi erinevusi heleduses või värvide ühtluses, kuid tulemused olid ebaselged. Selleks, et üheselt kindlaks teha, kas need kaks moodulit selles osas erinevad, peaksime mõned testid läbi viima spektrofotomeetri abil. Arvestades, et meil ei olnud selle kirjutamise ajal ühtegi saadaval, saame viidata ainult toodete vastavate andmelehtede teabele: WS2812.pdf ja WS2812B.pdf

4. samm: WS2812B vs. WS2812: vastupidise polaarsuse kaitselülitus (✓)

Üks uutest funktsioonidest, mida saime otse testida, oli WS2812B konstruktsioonis sisalduv vastupidise polaarsuse kaitselülitus. Nagu videost näha, võivad toite- ja maandusnõelte ümberpööramine mõnikord WS2812 kahjustada, kuid mitte WS2812B moodulit. See funktsioon on väga kasulik ribadega töötamisel, kus tavaliselt kasutame kõrge voolutugevusega väliseid toiteallikaid ja kus oleme näinud, et juhtmestiku tegemisel tehakse kõige rohkem vigu. Soovitame ikka veel enne ühenduste ja juhtmestike ülevaatamist enne elektroonilise vooluahela toiteallikate ülekandmist kontrollida, kuid on tõsi, et tore on teada, et neil harvadel juhtudel, kui teeme vea, on meie väärisseadmete kaitsmiseks kasutusel tõrkekindel mehhanism.

Samm: WS2812B VS. WS2812: Parandatud sisemist struktuuri (?)

Viimane WS812B -s sisalduv funktsioon on seadme kahe peaahela eraldamine: juhtimine ja valgustus. Eraldades need kaks, teatab tootja parema soojuseralduse ja tugevama juhtimise. See on uutest funktsioonidest kaugelt hämaram, kuna meil pole head meetodit PCB -l soojuseralduse testimiseks. Suhtluse ja andmeedastuse parema töökindluse tagamiseks ei leidnud me pärast paari lihtsat katset, mida tegime kahe mooduliga kõrvuti, WS2812 ja WS2812B vahel olulisi erinevusi jõudluses.

Samm: WS2812B RGB LED -de programmeerimine

Hoolimata kõigist muudatustest, mis selles WS28XX perekonna uusimas versioonis sisse on viidud, jääb selle värvi ja heleduse juhtimiseks vajalik kommunikatsiooniprotokoll eelkäijaga võrreldes samaks. Saame endiselt kasutada suurepäraseid raamatukogusid, mille on välja töötanud kaastegijad Adafruitist, PJRC -st ja projektist FastSPI. Selle imelise RGB LED -seadme kapoti all toimuva kohta lisateabe saamiseks koostasime põhjalikult üksikasjaliku juhendi, mis selgitab juhtimisprotokolli rakendamist järk -järgult (sõnamäng). Täname juba ette kontrollimast! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-