نوارهای LED آدرس پذیر: اصل کارکرد ، کنترل کننده های نوار و اتصال Wi-Fi. چگونه کار می کند؟ چگونه می توان کنترل را کنترل کرد؟ چگونگی اتصال؟

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-15 04:11

بر خلاف نوارهای ساده تک رنگ یا سفید ، که به هیچ وجه نیاز به تامین ولتاژ مناسب ندارند ، پیکربندی نوارهای LED آدرس پذیر مشکل تر است. آنها یک منبع نور پویا هستند که جذابیت بیشتری به هر اتاق می بخشد.

آن چیست؟

نوارهای LED قابل آدرس دهی (دیود ، پیکسل ، نوارهای LED ، که در غیر این صورت نامیده می شوند) مجموعه ساده ای از LED ها نیستند که در یک توپولوژی متفاوت ردیف شده یا مونتاژ شده اند. هر دیود به طور جداگانه و مستقل از بقیه کنترل می شود. نمونه اولیه نوار یک ماتریس LED است که هر پیکسل آن سه گانه LED های قرمز ، سبز و آبی است.

یک کنترلر در یک ماتریس یا نوار اجازه می دهد تا هر یک از LED ها با روشنایی متفاوت روشن شوند.

همانطور که یک مانیتور ماتریس LED یا یک صفحه نمایش تلفن هوشمند تصویر خاصی را ایجاد می کند ، یک نوار آدرس به شما امکان می دهد جلوه "چراغ های روشن" را سازماندهی کنید با هر رنگی ، LED های جداگانه را در هر سایت و در هر نقطه فعال یا غیرفعال کنید.

اصل عمل

نوارهای LED قرمز-آبی-سبز محبوبیت زیادی پیدا کرده اند و اجازه می دهد تا 16،777،216 سایه که چشم انسان می تواند درک کند . هر یک از LED ها دارای کنترل کننده میکرو مدار کوچک خود هستند که به شما امکان می دهد آن را دقیقاً درخشندگی مورد نظر کاربر را تنظیم کنید. وجود یک میکروکنترلر جداگانه در نزدیکی هر LED منجر به افزایش چشمگیر هزینه چنین نواری می شود.

مخاطبین متداول برای اتصال نوار - بیش از 4 ، اما نه کمتر از 3 . یک تماس مشترک - "توده" - به عنوان زمینه ای برای محفظه راننده عمل می کند. دومی ولتاژ تغذیه مثبت 5 ولت را تأمین می کند. سوم (و چهارم) - سیگنال های برنامه را از برد کلی میکروکنترلر ارسال می کند.

نوار آدرس به صورت دیجیتالی کنترل می شود. کار بدون کنترل کننده مشترک هیچ نتیجه ای نخواهد داشت . در بهترین حالت ، شما سه گانه LED درخشان را به پایان می رسانید که یک نور خنک مایل به سفید (مایل به آبی) را منتشر می کنند. اگر کاربر با انگشت خود گذرگاه دیجیتالی ارسال کننده سیگنال را لمس کند ، کنترل کننده این تداخل را به عنوان فرمان در نظر گرفته و تمام LED ها یا چندین مورد از آنها را روشن می کند. ولتاژ تغذیه برای هر بخش 5 یا 12 ولت است.

انتقال سیگنال کنترل به طور متوالی بین همه بخش ها انجام می شود ، و نه یکباره . با توجه به این ویژگی ، اگر یک میکرو مدار از کار افتاده باشد ، فرمان فراتر نمی رود و LED های بعدی در همان مدار روشن نمی شوند.

می توان الگوریتم کنترلی چنین نوارهایی را با "آویزان کردن" میکروکنترلرهای اضافی در مدار کنترل پیچیده کرد.

نمای کلی نوارها

نوارهایی که بیشترین محبوبیت را در بین مردم به دست آوردند ، مجموعه هایی بودند که بر اساس میکرو مدارهای WS2812b و WS2811 ساخته شده بودند. آنها به ترتیب برای 5 و 12 ولت طراحی شده اند.

نوار پیکسل بر اساس تراشه WS2811 با وجود حداقل 8 خروجی برای هر یک از کنترلرهای کمکی مشخص می شود. سه مورد از آنها مسئول رنگهای قرمز ، سبز و آبی هستند ، دو مورد - امکان تبادل داده ، یکی - برای فعال کردن حالت عملکرد مورد نظر ، یکی - برای منبع تغذیه و آخرین - برای "زمین". نسخه "پیشرفته" مجموعه WS2811 تفاوت قابل توجهی با نسخه قبلی خود دارد: کنترل کننده نقطه ای (محلی) با سه LED به طور همزمان روشن می شود ، که به طور قابل توجهی ارزان و قابل اعتماد بودن این مدل را افزایش می دهد.

مدیریت نوار مبتنی بر WS2812B با استفاده از یک کنترلر جداگانه که به عنوان واحد برنامه عمل می کند ، انجام می شود.آماتورهای رادیویی چنین دستگاههایی را بر اساس بردهای آردوینو با استفاده از یک برنامه کوچک برنامه نویسی به زبان برنامه نویسی C ++ مونتاژ می کنند. برای افزایش ایمنی سر و صدا ، خازن های الکترولیتی به موازات LED ها - در نوارهایی بر اساس هر ریز مدار ، متصل می شوند. یک ویژگی اضافی این مدل این است که کریستال نقطه کنترل در مجموعه SMD-5050 قرار گرفته است و 4 خروجی برچسب "power" ، "ground" ، "send" و "دریافت" برچسب گذاری شده اند. منبع تغذیه آن 12 ولت است.

تفاوت نسخه WS2813 با نسخه قبلی در این لیست - خروجی اضافی اضافی ، که به شما امکان می دهد دستورات را از کنترلر معمولی بیشتر منتقل کنید. این از خرابی زودرس هر یک از کنترل کننده های نقطه در زنجیره جلوگیری می کند - از نظر عملکرد بخش های نوار بعدی که در پشت آن قرار دارد.

به طور خلاصه الگوهای عملکرد ، ارزش ذکر موارد زیر را دارد. به عنوان بخشی از نوارهای هوشمند ، از یک کنترلر PWP استفاده می شود که مستقیماً در قاب LED SMD قرار دارد . سری 5050 دقیقاً دارای چنین طرح کنترل است. یک واحد - دیودهای ساطع کننده نور و ساده ترین کنترل کننده - به شما امکان می دهد یک نوار با هر طول روی چنین LED جمع آوری کنید. تعداد پین های چنین مجموعه ای از 4 تا 8 برای هر عنصر نور است.

تنها چیزی که وجود دارد این است که برای ایجاد یک نوار 10 متری (یا بیشتر) به پایانه های تقویت کننده (با افزایش سطح مقطع) به ترمینال های "قدرت" و "زمین" نیاز دارید-ولتاژ پایین با یک سیم کوچک سیم بطور قابل توجهی کاهش می یابد. بخش ، که نمی توان در مورد بخش بالا گفت.

دامنه کاربرد

نوارهای LED مدولار با درخشندگی نرم افزاری در توسعه خود فراتر رفتند. اگر از یک مجموعه تک ردیفی به عنوان نورپردازی سقف استفاده می شود ، با مرتب کردن ردیف های آنها بر روی یکدیگر و قرار دادن آنها روی پایه مستطیلی ، می توانید تخته ای با هر فرمت ایجاد کنید . علائم و نشانه های الکترونیکی جاده یک مثال است: به محض اینکه روز به گرگ و میش می رسد ، به طور خودکار روشن می شوند و باتری شارژ شده در طول روز را از باتری خورشیدی کار می کنند. مجموعه های تک ردیفه اغلب دارای کنترل از راه دور هستند.

به عنوان مثال ، در یکی از پل های مسیر ورودی به یک شهر بزرگ ، هر 5 ثانیه ، نوشته ها جایگزین یکدیگر می شوند - "رانندگان ، سفر خوش!" ، "شهر N از شما استقبال می کند! " این تنها یکی از ده ها هزار مورد استفاده از آرایه های LED ساخته شده از نوار است. و هنگام مونتاژ یک صفحه نمایش کامل برای یک بیلبورد ، سازمان دهنده برای پخش تبلیغات تخفیف از هایپرمارکت های نزدیک در دسترس قرار می گیرد. چنین مجموعه هایی مجهز به یک ماژول Wi-Fi برای دریافت جریان ویدیو از هر دستگاه یا رایانه ای هستند که دارای ماژول Wi-Fi نیز هستند.

مورب صفحه نمایش تبلیغات و برنامه ها به چندین متر می رسد.

نوارهای تک رنگ (به عنوان مثال ، قرمز درخشان) ، که در ماتریس ها تایپ شده اند ، به عنوان علائم فروشگاه استفاده می شوند . یک خط آگهی در حال اجرا می تواند حداکثر یک کیلوبایت متن (بدون در نظر گرفتن فاصله) نمایش دهد. این برنامه عمدتا از یک صفحه امتیاز یک یا دو خطی استفاده می کند. اطلاعات به صورت متوالی نمایش داده می شوند - به عنوان مثال ، کتیبه ها یکدیگر را تغییر می دهند: "به رستوران X نگاه کنید" ، "بهترین غذاها" از "غذاهای اوکراینی" ، "مکان دنج" ، سپس چرخه نمایش این کتیبه ها دوباره شروع می شود - و غیره تا صفحه نمایش در شب خاموش شود.

نمونه ای از نمایش اتوبوس ، فهرستی کوتاه از خیابان های اصلی مسیر آن و تعداد خیابان های اخیر است . سیستم های مشابه در ایستگاه های راه آهن ، هوایی و اتوبوس نصب شده اند - نقاط A و B (شهرهای عزیمت و ورود) ، زمان عزیمت و ورود یک نوع حمل و نقل خاص در نزدیکی هر صندلی نمایش داده می شود. پلاکاردها در اتاق انتظار و در محل پارکینگ قرار دارند.

چگونگی اتصال؟

اتصال مطابق دستورالعمل های خاص انجام می شود. در غیر این صورت ، علائم شناسایی روی پین های برد مدار چاپی و روی قاب مونتاژ را با دقت بررسی کنید. بنابراین ، علائم "+ 5V" ، "جرم" ، Rx و Tx نباید شک داشته باشند - این ساده ترین پروتکل 4 سیم است ، که بر اساس آن عناصر نوار یک ساختار به یکدیگر متصل می شوند . در صورت وجود نشانگر 5 ولت روی برد (نه 12 ولت) 12 ولت را اعمال نکنید - نوار به سادگی می سوزد.

برخی از نوارهای LED ممکن است حاوی مقاومتی باشند که به صورت سری در خروجی میکرو مدار با مقاومت چند تا چند ده اهم متصل شده اند

این مقاومت ها ولتاژ اضافی LED هایی را که برای مثال در شبکه داخلی ماشین یا کامیون ، اتوبوس و غیره موجود است ، خاموش می کنند.

واقعیت این است که برای شارژ باتری ، شبکه خودرو (ژنراتور روی موتور گاز) از ولتاژ شارژ تا 15 ولت استفاده می کند و یک باتری کامل شارژ تا 13.8 ولت می دهد. برای مونتاژ 12 ولت ، این مقدار زیادی است - به طوری که LED ها و کنترل کننده ها از گرمای بیش از حد نسوزند و مقاومت بالاست نصب شود. داغ شدن بیش از حد LED ها (تا +70 یا بیشتر) به آنها اجازه می دهد تا 25000-50.000 ساعت اعلام نشده کار کنند که معادل حدود 10 سال یا بیشتر از کار مداوم است ، اما فقط 1500-4000.

به عبارت دیگر ، بارهای الکترونیکی بیش از حد در جریان و ولتاژ در عرض چند ماه می سوزد . در برخی موارد ، وقتی متوجه می شوید که علیرغم ولتاژ اسمی ، LED ها و کنترل کننده ها هنوز بیش از حد گرم می شوند - ولتاژ را به 9-11 ولت کاهش دهید تا نور نوار از دور قابل مشاهده باشد.

پین های Tx و Rx قابل برگشت نیستند. ورودی Rx نوار به پین Tx کنترل کننده عمومی متصل است.

احمقانه است که کنترل کننده محلی منتظر دریافت دستورات از ژنرال باشد - وقتی دومی چیزی ارسال نمی کند ، و همچنین "به خط گوش می دهد" ، و منتظر دستورات پاسخ از اولین است

واقعیت این است که برنامه نویس کنترل (اصلی) سیستم ("مغز" سیستم) ، قبل از ارسال دستورات کنترلی به هر یک از میکروکنترلرهای محلی (مجریان) ، باید یک پیام آزمایشی ارسال کرده و سیگنال پاسخ را از آنها دریافت کند و آنها را از آمادگی خود مطلع کند. برای کار. اگر این اتفاق نیفتاد (میکرو مدار خالدار "مرد") ، پیام بازجویی از "مغز" فراتر می رود تا اولین تراشه LED پس از سوخته پاسخ دهد. صحت مونتاژ باید فوراً بررسی شود.