Ухаалаг RGB LED -ийг шинэчлэх: WS2812B Vs. WS2812: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Сүүлийн 3 жилийн хугацаанд Smart RGB LED-ийг ашиглаж байгаа олон тооны төслүүд нь тууз, модуль эсвэл өөрчлөн тохируулсан ПХБ-ийн аль алиныг нь хараад үнэхээр гайхалтай байсан. RGB LED-ийн хэрэглээний дэгдэлт нь үнийн мэдэгдэхүйц бууралт, эдгээр электрон төхөөрөмжийг ашиглахад хялбар болсонтой холбоотой юм. LED үйлдвэрлэгчдийн дунд WorldSemi нь DIYers, хоббичид, элэгддэг электроникийн дизайнеруудын дунд де факто стандарт болсон юм шиг санагддаг. Компанийн WS28XX гэр бүлийн ухаалаг RGB LED гэрлүүд нь 5мм х 5мм хэмжээтэй жижиг баглаа боодол дотор ашиглахад хялбар хяналтын протокол, тохиромжтой зүү, ул мөр, гайхалтай тод гэрэлтэлтийг агуулдаг. Бүтээгдэхүүний DIY зах зээлийн амжилтанд үнэхээр өөрчлөлт оруулсан зүйл бол нэгжийн үнэ 0.30 -аас 0.40 доллар хүртэл бага хэмжээгээр. Эдгээр LED -ийн хамгийн сүүлийн хувилбар болох WS2812B, WorldSemi нь өмнөх WS2812 загвараа дахин сайжруулжээ. Энэхүү харьцангуй шинэ хувилбарын талаар маш бага мэдээлэл байгаа тул бид дизайны шинэчлэлтийг тодруулахын тулд богино зааварчилгаа өгөхөөр шийдэж, энэхүү гоёмсог төхөөрөмжийн зарим онцлог шинж чанаруудыг сурталчлахаар шийдлээ! Хэцүү байдлын түвшин: Анхан шат+ LED) Дуусгах хугацаа: 5-10 минут

Алхам 1: Материалын жагсаалт

WS2812B ба WS2812 RGB LED-ийн аль алиных нь онцлог шинж чанарыг тодруулахын тулд бид дараах хэсгүүдийг ашиглаж болно: 1 x WS2812 RGB LED (жижиг хагарах самбар дээр урьдчилан гагнаж) 1 гагнуургүй талхны самбар 1 х салгах зүү холбогч, 0.1 " Pitch, 8-Pin Male 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina Shield for Arduino хатуу цөмт утас (төрөл бүрийн өнгө; 28 AWG) ба утас хуулагч цахилгаан хангамж (заавал биш) WS2812 ба WS2812B аль аль нь тогтмол гүйдлийн LED драйвертай, LED, нэг улаан, нэг ногоон, нэг цэнхэр өнгийн тус тусад нь удирддаг LED гэрэл: LED драйвер нь дараахь зүйлийг агуулна. 2 дижитал порт (цуваа гаралт/оролт) Анхаарна уу: LED драйвер нь 6 зүү бүхий нэгдсэн хэлхээний хэлбэрээр байдаг бөгөөд үүнийг бид өөрсдийн сонгосон "ухаалаг бус" RGB LED-тэй шууд холбох боломжтой. Асуудалтай байгаа IC нь WS2811 -ээс өөр зүйл биш юм.

Алхам 2: WS2812B VS. WS2812: 4 зүү бүхий ул мөр (✓)

WS2812B-ийн хамгийн тод шинэлэг зүйл бол цөөн тооны голтой (6-аас 4 хүртэл) бөгөөд тэдгээрийг ПХБ-д ~ 2мм х 1мм хэмжээтэй зөөлөн гагнах (нарийн ширхэгтэй гагнуурын төмрийг ашиглан) хадгалдаг. Хуучин WS2812 -ийн 6 дэвсгэр нь модулийн хоорондох зай нягт байхад нэг модулийн DO зүүг дараагийн модны DI зүү рүү чиглүүлэхэд жаахан хэцүү байсан. WS2812B -ийн тусламжтайгаар ул мөрийг ПХБ дээр чиглүүлэх нь маш хялбар байдаг, ялангуяа энэ алхам дээрх зургуудад харуулсан Arduino Shield шиг тохируулагдсан загварыг гаргахдаа. WS2812B дэвсгэр хоорондын нэмэлт зай нь дараахь зүйлийг хийх боломжийг олгодог.

• Шаардлагатай 3 дохиог хялбархан чиглүүлэх: Эрчим хүч, Газар, Өгөгдөл.
• Өндөр гүйдлийг ПХБ дээр аюулгүй ажиллуулах боломжийг олгодог Power and Ground -ийг холбохын тулд зузаан ул мөрийг ашиглана

Дээрх зургуудаас Arduino-ийн Lumina Shield-ийн 5х8 массивыг эдгээр шинэ LED ашиглан харьцуулах нь хэр хялбар болохыг бид харж байна, харьцуулахын тулд WS2812s ашиглан 16x16 массивын хуучин загварыг оруулсан болно. Lumina Shield -ийн дизайны файлуудыг энэхүү Github репозитороос олж болно. Анхаарах ёстой нэг чухал зүйл бол бид ойлгож чадахгүй байгаа шалтгаанаар WS2812B -ийн зохион байгуулалт нь багцын буланд 1 -р зүү биш 3 -р зүүг харуулсан байна. Бид гараар гагнахдаа модулийг ердийн IC (эсвэл WS2812) шиг чиглүүлэхгүйн тулд онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. *.tftable {фонтын хэмжээ: 12.0px; өнгө: rgb (251, 251, 251); өргөн: 100.0%; хилийн өргөн: 1.0 пиксел; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); хилийн нуралт: нуралт; } *.tftable th {font-size: 12.0px; дэвсгэр өнгө: rgb (23, 21, 21); хилийн өргөн: 1.0 пиксел; дүүргэгч: 8.0 пиксел; хилийн хэв маяг: хатуу; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); текстийг зэрэгцүүлэх: зүүн; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {фонтын хэмжээ: 12.0px; хилийн өргөн: 1.0 пиксел; дүүргэлт: 8.0 пиксел; хилийн хэв маяг: хатуу; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Pin # Symbol Function *Багц дээрх ховил нь энэ зүүг илтгэнэ. 1 VDD Цахилгаан хангамжийн LED 2 DO Хяналтын өгөгдлийн дохионы гаралт 3* VSS Ground 4 DIN Хяналтын өгөгдлийн дохионы оролт Өөр нэг анхаарах зүйл бол Power (VDD) ба Ground (VSS) тээглүүрүүд хоорондоо диагональ байдлаар байрладаг. Тиймээс эдгээр тээглүүртэй холбосон ул мөр нь нэлээд зузаан байж болно! Гэсэн хэдий ч хэрэв бид модулийг "арагш" гагнахдаа алдаа гаргавал бид Power and Ground -ийг богиносгох болно (1 ба 3 -р зүү). Аз болоход бид дараагийн алхамд харах болно, WorldSemi нь урвуу туйлт хамгаалалтын хэлхээг багтаасан бөгөөд энэ алдаанаас болж WS2812B-ийг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэх болно-бид мэдээж алдаанаас зайлсхийхийг зөвлөж байна:)

Алхам 3: WS2812B VS. WS2812: Илүү тод LED ба өнгөний жигд байдлыг сайжруулсан (?)

WS2812B -ийг гаргахад WorldSemi нь WS2812 -ээс илүү тод LED, илүү сайн өнгөний жигд байдалтай болохыг онцлон тэмдэглэв. (Эх сурвалж: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Гэсэн хэдий ч хоёр төхөөрөмжийн бодит мэдээллийн хуудсыг шалгаж үзэхэд LED-ийн гэрэлтүүлгийн үзүүлэлтүүд хоёуланд нь ижил байгааг бид харж болно: *.tftable {font-size: 12.0px; өнгө: rgb (251, 251, 251); өргөн: 100.0%; хилийн өргөн: 1.0 пиксел; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); хилийн нуралт: нуралт; } *.tftable th {font-size: 12.0px; дэвсгэр өнгө: rgb (23, 21, 21); хилийн өргөн: 1.0 пиксел; дүүргэлт: 8.0 пиксел; хилийн хэв маяг: хатуу; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); текстийг зэрэгцүүлэх: зүүн; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {фонтын хэмжээ: 12.0px; хилийн өргөн: 1.0 пиксел; дүүргэлт: 8.0 пиксел; хилийн хэв маяг: хатуу; хилийн өнгө: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Өнгөний долгионы урт (мм) Гэрэлтэх эрч хүч (mcd) Улаан 620–630 620–630 Ногоон 515–530 1100–1400 Цэнхэр 465–475 200–400 Дээрх зураг дээр Arduino Uno дөрвөн таслах самбартай холбогдсон байна. Тэдний хоёр нь WS2812B, нөгөө хоёр нь WS2812 загвартай. Бид дүрсний стандарт хэмжилтийг ашиглан гэрэл гэгээ, өнгөний жигд байдал мэдэгдэхүйц ялгааг олж харах эсэхээ тодорхойлохыг оролдсон боловч үр дүн нь тодорхойгүй байна. Энэ хоёр модуль хоорондоо ялгаатай эсэхийг хоёрдмол утгагүй тодорхойлохын тулд бид спектрофотометр ашиглан зарим туршилт хийх шаардлагатай болно. Үүнийг бичиж байх үед бидэнд байхгүй байсан тул бид зөвхөн бүтээгдэхүүний холбогдох мэдээллийн хүснэгтийн мэдээлэлд хандах боломжтой: WS2812.pdf ба WS2812B.pdf

Алхам 4: WS2812B Vs. WS2812: Урвуу туйлшралын хамгаалалтын хэлхээ (✓)

Бидний шулуун замаар туршиж үзэх боломжтой байсан нэг шинэ онцлог бол WS2812B-ийн загварт багтсан урвуу туйлт хамгаалалтын хэлхээ байв. Видео бичлэгээс харахад Power and Ground тээглүүрийг буцаах нь заримдаа WS2812 -ийг гэмтээж болох боловч WS2812B модулийг гэмтээж чадахгүй. Энэ шинж чанар нь ихэвчлэн өндөр хүчдэлтэй гадаад тэжээлийн хангамжийг ашигладаг туузтай ажиллахад маш их хэрэгтэй байдаг бөгөөд утас холболт хийх явцад ихэнх алдаа гардаг. Аливаа электрон хэлхээнд цахилгаан оруулахаасаа өмнө холболт, утсыг дахин шалгаж үзэхийг зөвлөж байна, гэхдээ алдаа гаргадаг ховор тохиолдолд үнэт төхөөрөмжөө хамгаалах найдвартай механизм байдаг гэдгийг мэдэх нь үнэхээр сайхан байдаг.

Алхам 5: WS2812B VS. WS2812: Дотоод бүтэц сайжирсан (?)

WS812B -д багтсан хамгийн сүүлийн онцлог бол төхөөрөмж дээрх хоёр үндсэн хэлхээг салгах явдал юм: хяналт ба гэрэлтүүлэг. Эдгээр хоёрыг салгаснаар үйлдвэрлэгч нь дулаан ялгаруулалт сайжирч, илүү хүчтэй хяналттай болсон гэж мэдээлсэн. ПХБ -д дулаан ялгаралтыг туршиж үзэх сайн арга байхгүй тул энэ нь шинэ боломжуудын хувьд илүү тодорхой бус зүйл юм. Харилцаа холбоо, өгөгдөл дамжуулах бат бөх чанарыг сайжруулахын тулд бид хоёр модулийг зэрэгцүүлэн ажиллуулсан хэд хэдэн энгийн туршилтуудын дараа WS2812 ба WS2812B-ийн хооронд гүйцэтгэлийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгаа олсонгүй.

Алхам 6: WS2812B RGB LED -ийг програмчлах

WS28XX гэр бүлийн хамгийн сүүлийн хувилбарт оруулсан бүх өөрчлөлтийг үл харгалзан түүний өнгө, тод байдлыг хянахад шаардлагатай холбооны протокол өмнөх хувилбараасаа өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Adafruit, PJRC, FastSPI төслийн хамтрагчдын бүтээсэн гайхалтай номын санг бид одоо ч ашиглаж болно. Энэхүү гайхамшигтай RGB LED төхөөрөмжүүдийн доор юу болж байгаа талаар илүү ихийг мэдэхийн тулд бид хяналтын протоколын хэрэгжилтийг бага багаар тайлбарласан нарийвчилсан зааварчилгааг цуглуулсан болно. Үүнийг шалгаж үзсэнд баярлалаа! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-