Strisce LED indirizzabili

A differenza delle semplici strisce LED monocromatiche o bianche, che non richiedono altro che fornire la tensione appropriata, le strisce LED indirizzabili sono più difficili da configurare. Forniscono una fonte di luce dinamica che aggiunge un tocco di fascino in più a qualsiasi stanza.

Le strisce LED indirizzabili (diodo, pixel, strisce LED, come vengono altrimenti chiamate) non sono un semplice insieme di LED allineati o assemblati in una topologia diversa. Ogni diodo è controllato separatamente e indipendentemente dagli altri. Il prototipo del nastro è una matrice LED, ogni pixel della quale è una triade di LED rossi, verdi e blu.

Proprio come un monitor a matrice LED o un display per smartphone produce un'immagine specifica, una striscia di indirizzi consente di organizzare l'effetto delle "luci funzionanti" con qualsiasi colore, abilita o disabilita i singoli LED in qualsiasi sito e in qualsiasi punto.

Le strisce LED rosso-blu-verde hanno guadagnato popolarità, consentendo fino a 16.777.216 sfumature che l'occhio umano può percepire. Ciascuno dei LED ha il proprio microcontrollore in miniatura che consente di impostare esattamente il colore del bagliore richiesto dall'utente. La presenza di un microcontrollore separato vicino a ciascun LED, tuttavia, comporta un aumento significativo del costo di tale nastro.

Contatti comuni per il collegamento del nastro: non più di 4, ma non meno di 3. Un contatto comune - "massa" - funge da massa per l'alloggiamento del conducente. Il secondo fornisce una tensione di alimentazione positiva di 5 volt. Il terzo (e il quarto): invia segnali di programma dalla scheda generale del microcontrollore.

Il nastro degli indirizzi è controllato digitalmente. Lavorare senza un controller condiviso non produrrà alcun risultato. Nella migliore delle ipotesi, ti ritroverai con triadi di LED continuamente incandescenti che emettono una luce biancastra (bluastra). Se l'utente tocca con il dito il bus digitale che invia segnali, il controllore prenderà questa interferenza come un comando e accenderà tutti i LED o più di essi. La tensione di alimentazione per ogni segmento è di 5 o 12 volt.

La trasmissione del segnale di controllo viene eseguita in sequenza tra tutti i segmenti e non contemporaneamente. A causa di questa funzione, se un microcircuito è fuori servizio, il comando non andrà oltre e i LED successivi nello stesso circuito non si accenderanno.

I nastri che hanno guadagnato più popolarità tra la gente sono stati gli assemblaggi basati sui microcircuiti WS2812b e WS2811. Sono progettati rispettivamente per 5 e 12 volt.

• Nastro pixel basato sul chip WS2811 caratterizzato dalla presenza di almeno 8 uscite per ciascuno dei controlli ausiliari. Tre di loro sono responsabili dei colori rosso, verde e blu, due - forniscono lo scambio di dati, uno - per abilitare la modalità operativa desiderata, uno - per l'alimentazione e l'ultimo - per "terra". Una versione più "avanzata" dell'assieme WS2811 presenta una differenza significativa rispetto al suo predecessore: il controller point (locale) si accende con tre LED contemporaneamente, il che aumenta significativamente l'economicità e l'affidabilità di questo modello.

• Gestione del nastro basata su WS2812B eseguita per mezzo di un controller separato, che funge da unità di programma. I radioamatori assemblano tali dispositivi basati su schede Arduino utilizzando un piccolo script di programma scritto nel linguaggio di programmazione C++. Per aumentare l'immunità al rumore, i condensatori elettrolitici sono collegati in parallelo ai LED, in strisce basate su qualsiasi microcircuito. Un'ulteriore caratteristica di questo modello è che il cristallo di controllo del punto è posizionato nell'assieme SMD-5050 e le 4 uscite sono etichettate come "power", "ground", "send" e "receive". È alimentato da 12V.

• Differenza della versione WS2813 dalla precedente in questo elenco - uscita ridondante aggiuntiva, che permette di trasferire ulteriormente i comandi dal controllore comune. Ciò ha evitato il guasto prematuro di uno qualsiasi dei controller di punto nella catena, in termini di operatività dei successivi settori del nastro situati dietro di esso.

Riassumendo le regolarità di funzionamento, vale la pena notare quanto segue. Come parte dei nastri intelligenti, viene utilizzato un controller PWP, situato direttamente nella custodia del LED SMD. La serie 5050 ha proprio un tale schema di controllo. Una singola unità - diodi emettitori di luce e il controller più semplice - consente di raccogliere un nastro di qualsiasi lunghezza su un tale LED. Il numero di perni di un tale assieme va da 4 a 8 per ogni elemento luminoso.

Le strisce LED modulari con bagliore definito dal software sono andate ancora oltre nel loro sviluppo. Se un assieme a fila singola viene utilizzato come illuminazione a soffitto, disponendo le file una sopra l'altra e posizionandole su una base rettangolare, è possibile creare una tavola di qualsiasi formato. La segnaletica stradale elettronica ne è un esempio: non appena il giorno volge al crepuscolo, si accendono automaticamente e funzionano con una batteria caricata durante il giorno da una batteria solare. Gli assemblaggi a fila singola spesso sono dotati di telecomando.

Ad esempio, su uno dei ponti del percorso d'ingresso a una grande città, ogni 5 secondi, le iscrizioni si sostituiscono: "Autisti, buon viaggio!", "La città N ti dà il benvenuto!" Questo è solo uno delle decine di migliaia di casi di tale utilizzo di array di LED fatti di strisce. E quando si assembla uno schermo a tutti gli effetti per un cartellone pubblicitario, l'organizzatore si rende disponibile a trasmettere pubblicità di sconti dai vicini ipermercati. Tali gruppi sono dotati di un modulo Wi-Fi per la ricezione di video in streaming da qualsiasi gadget o PC che disponga anche di un modulo Wi-Fi.

I nastri monocolore (ad esempio, rosso brillante), digitati in matrici, vengono utilizzati come insegne di negozi. Una riga di annuncio in esecuzione può visualizzare fino a un kilobyte di testo (esclusi gli spazi). Utilizza principalmente un tabellone segnapunti a una o due righe. Le informazioni vengono visualizzate in sequenza - ad esempio, le iscrizioni si cambiano a vicenda: "Guarda il ristorante X", "I migliori piatti" di "Cucina ucraina", "Posto accogliente", quindi ricomincia il ciclo di visualizzazione di queste iscrizioni - e così via fino a quando il display non si spegne di notte.

Un esempio di visualizzazione di un autobus è un breve elenco delle strade principali del suo percorso e il numero di quest'ultimo. Sistemi simili sono installati nelle stazioni ferroviarie, aeree e degli autobus: i punti A e B (città di partenza e di arrivo), l'ora di partenza e di arrivo di un particolare tipo di trasporto sono visualizzati vicino a ciascun posto. I cartelli si trovano nella sala d'attesa e nei parcheggi.

La connessione viene eseguita secondo istruzioni specifiche. In caso contrario, ispezionare attentamente i segni di identificazione sui pin del circuito stampato e sulla scatola di montaggio. Quindi, i segni "+ 5V", "Mass", Rx e Tx non dovrebbero essere in dubbio: questo è il protocollo a 4 fili più semplice, in base al quale gli elementi del nastro della stessa costruzione sono collegati tra loro. Non applicare 12 V se sulla scheda è presente un pennarello da 5 V (non 12 V): il nastro si brucerà semplicemente.

Alcune strisce LED possono contenere un resistore collegato in serie all'uscita del microcircuito con una resistenza da diverse a diverse decine di ohm.

Il fatto è che per caricare la batteria, la rete dell'auto (generatore su un motore a gas) utilizza una tensione di carica fino a 15 volt e una batteria completamente carica fornisce fino a 13,8 volt. Per una build a 12 volt, è molto - in modo che i LED e i controller non si brucino a causa del surriscaldamento e siano installate resistenze di zavorra. Il costante "surriscaldamento" dei LED (fino a +70 e oltre) consentirà loro di lavorare non dichiarate 25000-50.000 ore, che equivalgono a circa 10 o più anni di funzionamento continuo, ma solo 1500-4000.

In altre parole, l'elettronica sovraccarica di corrente e tensione si brucerebbe in pochi mesi. In alcuni casi, quando noti che, nonostante la tensione nominale, i LED e i controller si surriscaldano ancora, riduci la tensione a 9-11 V in modo che la luce del nastro rimanga visibile da lontano.

È sciocco sul controller locale aspettare i comandi da quello generale - quando il secondo non invia nulla e anche "ascolta" la linea, aspettando i comandi di risposta dal primo.

Il fatto è che il programmatore di controllo (master) ("cervello" del sistema), prima di inviare comandi di controllo a uno qualsiasi dei microcontrollori locali (esecutori), deve inviare un messaggio di test e ricevere da questi un segnale di risposta che li informa della loro disponibilità per lavoro. Se ciò non accade (il microcircuito punteggiato "è morto"), il messaggio di interrogazione dal "cervello" continuerà fino a quando il primo che segue il chip LED bruciato non risponde. La correttezza del montaggio deve essere verificata immediatamente.