Dải LED định Vị: Nguyên Lý Hoạt động, Bộ điều Khiển Cho Dải Và Kết Nối Wi-Fi. Làm Thế Nào Nó Hoạt động? Làm Thế Nào để Kiểm Tra Kiểm Soát? Làm Thế Nào để Kết Nối?

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-15 04:20

Không giống như các dải LED đơn sắc hoặc trắng đơn giản, không cần bất cứ thứ gì khác ngoài việc cung cấp điện áp thích hợp, các dải LED định vị khó định cấu hình hơn. Chúng là một nguồn sáng năng động làm tăng thêm vẻ hấp dẫn cho bất kỳ căn phòng nào.

Nó là gì?

Các dải LED định địa chỉ (diode, pixel, dải LED, như chúng được gọi khác) không phải là một tập hợp các đèn LED đơn giản được xếp hoặc lắp ráp trong một cấu trúc liên kết khác nhau. Mỗi diode được điều khiển riêng biệt và độc lập với những diode khác. Nguyên mẫu của băng là một ma trận LED, mỗi pixel trong số đó là một bộ ba đèn LED đỏ, xanh lá cây và xanh lam.

Một bộ điều khiển trong ma trận hoặc băng cho phép mỗi đèn LED phát sáng với độ sáng khác nhau.

Cũng giống như màn hình ma trận LED hoặc màn hình điện thoại thông minh tạo ra một hình ảnh cụ thể, dải địa chỉ cho phép bạn tổ chức hiệu ứng của "đèn chạy "với bất kỳ màu nào, bật hoặc tắt các đèn LED riêng lẻ tại bất kỳ trang web nào và tại bất kỳ thời điểm nào.

Nguyên lý hoạt động

Các dải đèn LED màu đỏ-xanh-xanh lá cây đã trở nên phổ biến, cho phép lên đến 16.777.216 sắc thái mà mắt người có thể cảm nhận được . Mỗi đèn LED đều có bộ điều khiển vi mạch thu nhỏ riêng cho phép bạn đặt chính xác màu ánh sáng mà người dùng yêu cầu. Tuy nhiên, sự hiện diện của một bộ vi điều khiển riêng biệt gần mỗi đèn LED dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong chi phí của một loại băng như vậy.

Tiếp điểm chung để kết nối băng - không nhiều hơn 4, nhưng không ít hơn 3 . Một tiếp điểm chung - "khối lượng" - đóng vai trò như một mặt đất cho vỏ trình điều khiển. Nguồn thứ hai cung cấp một điện áp cung cấp dương là 5 vôn. Thứ ba (và thứ tư) - gửi tín hiệu chương trình từ bảng vi điều khiển chung.

Băng địa chỉ được kiểm soát kỹ thuật số. Làm việc mà không có bộ điều khiển được chia sẻ sẽ không mang lại bất kỳ kết quả nào . Tốt nhất, bạn sẽ kết thúc với bộ ba đèn LED phát sáng liên tục phát ra ánh sáng trắng (hơi xanh) mát mẻ. Nếu người dùng chạm ngón tay vào xe buýt kỹ thuật số đang gửi tín hiệu, bộ điều khiển sẽ lấy sự can thiệp này làm lệnh và làm sáng tất cả các đèn LED hoặc một số đèn LED trong số đó. Điện áp cung cấp cho mỗi đoạn là 5 hoặc 12 vôn.

Việc truyền tín hiệu điều khiển được thực hiện tuần tự giữa tất cả các phân đoạn chứ không phải cùng một lúc . Do tính năng này, nếu một vi mạch không theo thứ tự, thì lệnh sẽ không đi xa hơn và các đèn LED tiếp theo trong cùng một mạch sẽ không sáng.

Có thể làm phức tạp thuật toán điều khiển của các băng như vậy bằng cách “treo” thêm vi điều khiển vào mạch điều khiển.

Tổng quan về ruy băng

Các loại băng nhận được sự yêu thích của mọi người nhất là các băng được lắp ráp dựa trên vi mạch WS2812b và WS2811. Chúng được thiết kế cho 5 và 12 volt, tương ứng.

Băng pixel dựa trên chip WS2811 được đặc trưng bởi sự hiện diện của ít nhất 8 đầu ra cho mỗi bộ điều khiển phụ. Ba trong số chúng chịu trách nhiệm cho các màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam, hai - cung cấp trao đổi dữ liệu, một - để kích hoạt chế độ hoạt động mong muốn, một - để cung cấp điện và cuối cùng - cho "mặt đất". Phiên bản "cao cấp" hơn của cụm WS2811 có sự khác biệt đáng kể so với phiên bản tiền nhiệm: bộ điều khiển điểm (cục bộ) bật với ba đèn LED cùng một lúc, điều này làm tăng đáng kể độ rẻ và độ tin cậy của mô hình này.

Quản lý băng dựa trên WS2812B được thực hiện bởi một bộ điều khiển riêng biệt đóng vai trò như một đơn vị chương trình. Đài nghiệp dư lắp ráp các thiết bị như vậy dựa trên bảng Arduino bằng cách sử dụng một tập lệnh chương trình nhỏ được viết bằng ngôn ngữ lập trình C ++. Để tăng khả năng chống nhiễu, các tụ điện được kết nối song song với đèn LED - theo dải dựa trên bất kỳ vi mạch nào. Một tính năng bổ sung của mô hình này là tinh thể điều khiển điểm được đặt trong cụm SMD-5050 và 4 đầu ra được gắn nhãn là "điện", "mặt đất", "gửi" và "nhận". Nó được cung cấp bởi 12 V.

Sự khác biệt của phiên bản WS2813 so với phiên bản trước trong danh sách này - đầu ra dự phòng bổ sung, cho phép bạn chuyển các lệnh từ bộ điều khiển chung hơn nữa. Điều này đã tránh được sự hỏng hóc sớm của bất kỳ bộ điều khiển điểm nào trong chuỗi - xét về khả năng hoạt động của các khu vực băng tiếp theo nằm phía sau nó.

Tổng hợp các mô hình hoạt động cần lưu ý sau đây. Là một phần của băng thông minh, bộ điều khiển PWP được sử dụng, nằm ngay trong hộp LED SMD . Dòng 5050 chỉ có một sơ đồ điều khiển như vậy. Một bộ phận duy nhất - điốt phát sáng và bộ điều khiển đơn giản nhất - cho phép bạn thu thập một dải băng có độ dài bất kỳ trên một đèn LED như vậy. Số lượng chân của một bộ phận như vậy là từ 4 đến 8 cho mỗi phần tử ánh sáng.

Điều duy nhất là để tạo ra một băng dài 10 mét (hoặc hơn), bạn sẽ cần các thiết bị đầu cuối mang dòng điện được gia cố (với tiết diện tăng lên) "nguồn" và "đất" - điện áp thấp giảm đáng kể với một sợi dây nhỏ. -section, mà không thể nói về cái cao.

Phạm vi áp dụng

Các dải LED mô-đun với phần mềm xác định ánh sáng đã đi xa hơn nữa trong quá trình phát triển của chúng. Nếu cụm một hàng được sử dụng làm đèn chiếu sáng trần, thì bằng cách sắp xếp các hàng của chúng lên trên hàng kia và đặt chúng trên một đế hình chữ nhật, bạn có thể tạo ra một bảng ở bất kỳ định dạng nào . Các biển báo và biển báo đường điện tử là một ví dụ: ngay khi ngày chuyển sang chạng vạng, chúng sẽ tự động bật và hoạt động bằng pin được sạc trong ngày từ pin năng lượng mặt trời. Các bộ lắp ráp một dãy thường đi kèm với một điều khiển từ xa.

Ví dụ, trên một trong những cây cầu của con đường dẫn vào một thành phố lớn, cứ sau 5 giây, các dòng chữ thay thế nhau - "Các bác tài, hành trình vui vẻ!", "Thành phố N chào đón các bạn! " Đây chỉ là một trong số hàng chục nghìn trường hợp sử dụng mảng LED làm từ dải. Và khi lắp ráp một màn hình chính thức cho một bảng quảng cáo, nhà tổ chức sẽ sẵn sàng phát quảng cáo giảm giá từ các đại siêu thị gần đó. Các cụm như vậy được trang bị mô-đun Wi-Fi để nhận video trực tuyến từ bất kỳ thiết bị hoặc PC nào cũng có mô-đun Wi-Fi.

Đường chéo của màn hình để hiển thị quảng cáo và chương trình lên tới vài mét.

Ruy băng một màu (ví dụ: đỏ rực), được đánh theo ma trận, được sử dụng làm biển hiệu cửa hàng . Một dòng quảng cáo đang chạy có thể hiển thị tối đa một kilobyte văn bản (không bao gồm khoảng trắng). Nó chủ yếu sử dụng bảng điểm một hoặc hai dòng. Thông tin được hiển thị tuần tự - ví dụ: các dòng chữ thay đổi lẫn nhau: "Hãy xem nhà hàng X", "Các món ăn ngon nhất" của "Ẩm thực Ukraina", "Nơi ấm cúng", sau đó chu kỳ hiển thị của các chữ khắc này bắt đầu lại - v.v. cho đến khi màn hình tắt vào ban đêm.

Một ví dụ về màn hình xe buýt là một danh sách ngắn các đường phố chính trên tuyến đường của nó và số thứ tự của tuyến đường sau . Các hệ thống tương tự được lắp đặt tại các trạm đường sắt, đường hàng không và bến xe buýt - điểm A và B (thành phố đi và đến), thời gian đi và đến của một loại phương tiện giao thông cụ thể được hiển thị gần mỗi chỗ ngồi. Các tấm bảng được đặt trong phòng chờ và trong các khu vực đậu xe.

Làm thế nào để kết nối?

Kết nối được thực hiện theo hướng dẫn cụ thể. Nếu không, hãy kiểm tra cẩn thận các dấu hiệu nhận biết trên chân bảng mạch in và trên hộp lắp ráp. Vì vậy, không nên nghi ngờ các dấu hiệu "+ 5V", "Mass", Rx và Tx - đây là giao thức 4 dây đơn giản nhất, theo đó các phần tử của băng có cùng cấu trúc được kết nối với nhau . Không áp dụng 12 V nếu có điểm đánh dấu 5 V trên bảng (không phải 12 V) - chỉ đơn giản là băng sẽ cháy hết.

Một số dải LED có thể chứa một điện trở mắc nối tiếp ở đầu ra của vi mạch có điện trở từ vài đến vài chục ôm

Các điện trở này dập tắt điện áp dư thừa trên các đèn LED đi kèm, ví dụ, trong mạng trên tàu của ô tô hoặc xe tải, xe buýt, v.v.

Sự thật là Để sạc pin, mạng ô tô (máy phát điện trên động cơ xăng) sử dụng điện áp sạc lên đến 15 volt và pin sạc đầy sẽ cho ra 13,8 volt. Đối với cụm 12 volt, đây là rất nhiều - để đèn LED và bộ điều khiển không bị cháy do quá nhiệt, và các điện trở chấn lưu được lắp đặt. "Quá nhiệt" liên tục của đèn LED (lên đến +70 hoặc hơn) sẽ cho phép chúng hoạt động không được khai báo 25000-50.000 giờ, tương đương với khoảng 10 năm hoạt động liên tục trở lên, nhưng chỉ 1500-4000.

Nói cách khác, các thiết bị điện tử bị quá tải về dòng điện và điện áp sẽ cháy hết trong vài tháng . Trong một số trường hợp, khi bạn nhận thấy rằng, mặc dù điện áp danh định, đèn LED và bộ điều khiển vẫn quá nóng - hãy giảm điện áp xuống 9-11 V để ánh sáng từ băng vẫn có thể nhìn thấy từ xa.

Các chân Tx và Rx không thể được đảo ngược. Đầu vào Rx của băng được kết nối với chân Tx của bộ điều khiển chung.

Thật ngu ngốc trên bộ điều khiển cục bộ để chờ nhận lệnh từ tướng - khi cái thứ hai không gửi bất cứ điều gì, và cũng "lắng nghe" dòng, chờ đợi các lệnh phản hồi từ cái đầu tiên

Thực tế là người lập trình điều khiển (chính) ("bộ não" của hệ thống), trước khi gửi lệnh điều khiển đến bất kỳ bộ vi điều khiển cục bộ nào (người biểu diễn), phải gửi một tin nhắn kiểm tra và nhận được tín hiệu phản hồi từ chúng để thông báo về sự sẵn sàng của chúng. cho công việc. Nếu điều này không xảy ra (vi mạch chấm chấm "chết"), thì thông điệp thẩm vấn từ "não" sẽ đi xa hơn cho đến khi chip LED đầu tiên sau chip bị cháy phản hồi. Phải kiểm tra ngay tính đúng đắn của việc lắp ráp.