Διευθυνσιοδοτούμενες λωρίδες LED

Σε αντίθεση με τις απλές μονόχρωμες ή λευκές λωρίδες LED, οι οποίες δεν χρειάζονται τίποτα άλλο από την παροχή της κατάλληλης τάσης, οι διευθυνσιοδοτούμενες ταινίες LED είναι πιο δύσκολο να διαμορφωθούν. Αποτελούν μια δυναμική πηγή φωτός που προσθέτει μια επιπλέον πινελιά ελκυστικότητας σε κάθε δωμάτιο.

Διευθυνσιοδοτούμενες λωρίδες LED (δίοδος, pixel, λωρίδες LED, όπως αλλιώς ονομάζονται) δεν είναι ένα απλό σύνολο LED που παρατάσσονται ή συναρμολογούνται σε διαφορετική τοπολογία. Κάθε δίοδος ελέγχεται χωριστά και ανεξάρτητα από τις άλλες. Το πρωτότυπο της ταινίας είναι μια μήτρα LED, κάθε pixel της οποίας είναι μια τριάδα κόκκινων, πράσινων και μπλε LED.

Ακριβώς όπως μια οθόνη LED matrix ή μια οθόνη smartphone παράγει μια συγκεκριμένη εικόνα, μια γραμμή διευθύνσεων σάς επιτρέπει να οργανώσετε το εφέ των "φώτων πορείας" με οποιοδήποτε χρώμα, ενεργοποιήστε ή απενεργοποιήστε μεμονωμένα LED σε οποιαδήποτε τοποθεσία και σε οποιοδήποτε σημείο.

Οι κόκκινες-μπλε-πράσινες λωρίδες LED έχουν αποκτήσει δημοτικότητα, επιτρέποντας έως και 16.777.216 αποχρώσεις που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι. Κάθε ένα από τα LED έχει το δικό του μικροκυκλωματικό-ελεγκτή, το οποίο σας επιτρέπει να ρυθμίσετε ακριβώς το χρώμα της λάμψης που ζήτησε ο χρήστης. Η παρουσία ενός ξεχωριστού μικροελεγκτή κοντά σε κάθε LED, ωστόσο, οδηγεί σε σημαντική αύξηση του κόστους μιας τέτοιας ταινίας.

Κοινές επαφές για τη σύνδεση της ταινίας - όχι περισσότερες από 4, αλλά όχι λιγότερες από 3. Μια κοινή επαφή - "μάζα" - χρησιμεύει ως έδαφος για το περίβλημα του οδηγού. Το δεύτερο παρέχει θετική τάση τροφοδοσίας 5 βολτ. Το τρίτο (και τέταρτο) - στέλνει σήματα προγράμματος από τη γενική πλακέτα μικροελεγκτή.

Η ταινία διεύθυνσης ελέγχεται ψηφιακά. Η εργασία χωρίς κοινόχρηστο ελεγκτή δεν θα δώσει κανένα αποτέλεσμα. Στην καλύτερη περίπτωση, θα καταλήξετε με συνεχώς λαμπερές τριάδες LED, εκπέμποντας ένα δροσερό υπόλευκο (μπλε) φως. Εάν ο χρήστης αγγίξει τον ψηφιακό δίαυλο που στέλνει σήματα με το δάχτυλό του, ο ελεγκτής θα λάβει αυτή την παρεμβολή ως εντολή και θα ανάψει όλα τα LED ή πολλά από αυτά. Η τάση τροφοδοσίας για κάθε τμήμα είναι 5 ή 12 βολτ.

Η μετάδοση του σήματος ελέγχου πραγματοποιείται διαδοχικά μεταξύ όλων των τμημάτων και όχι ταυτόχρονα. Λόγω αυτής της δυνατότητας, εάν ένα μικροκύκλωμα είναι εκτός λειτουργίας, τότε η εντολή δεν θα προχωρήσει περαιτέρω και οι επόμενες λυχνίες LED στο ίδιο κύκλωμα δεν θα ανάψουν.

Οι ταινίες που κέρδισαν τη μεγαλύτερη δημοτικότητα μεταξύ των ανθρώπων ήταν συγκροτήματα με βάση τα μικροκυκλώματα WS2812b και WS2811. Είναι σχεδιασμένα για 5 και 12 βολτ, αντίστοιχα.

• Ταινία pixel βασισμένη στο τσιπ WS2811 χαρακτηρίζεται από την παρουσία τουλάχιστον 8 εξόδων για κάθε έναν από τους βοηθητικούς ελεγκτές. Τρία από αυτά είναι υπεύθυνα για το κόκκινο, πράσινο και μπλε χρώμα, δύο - παρέχουν ανταλλαγή δεδομένων, ένα - για να ενεργοποιήσετε τον επιθυμητό τρόπο λειτουργίας, ένα - για τροφοδοσία και το τελευταίο - για "γείωση". Η πιο "προηγμένη" έκδοση του συγκροτήματος WS2811 έχει σημαντική διαφορά από τον προκάτοχό του: ο point (τοπικός) ελεγκτής ενεργοποιείται με τρία LED ταυτόχρονα, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη φθηνότητα και την αξιοπιστία αυτού του μοντέλου.

• Διαχείριση ταινίας με βάση το WS2812B πραγματοποιείται μέσω χωριστού ελεγκτή που χρησιμεύει ως μονάδα προγράμματος. Οι ραδιοερασιτέχνες συναρμολογούν τέτοιες συσκευές βασισμένες σε πλακέτες Arduino χρησιμοποιώντας ένα μικρό σενάριο προγράμματος γραμμένο στη γλώσσα προγραμματισμού C ++. Για να αυξηθεί η ατρωσία θορύβου, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές συνδέονται παράλληλα με τα LED - σε ταινίες που βασίζονται σε τυχόν μικροκυκλώματα. Ένα πρόσθετο χαρακτηριστικό αυτού του μοντέλου είναι ότι ο κρύσταλλος ελέγχου σημείου τοποθετείται στο συγκρότημα SMD-5050 και οι 4 έξοδοι φέρουν την ένδειξη "power", "ground", "send" και "receive". Τροφοδοτείται από 12 V.

• Διαφορά της έκδοσης WS2813 από την προηγούμενη σε αυτήν τη λίστα - πρόσθετη πλεονάζουσα έξοδος, η οποία σας επιτρέπει να μεταφέρετε περαιτέρω εντολές από τον κοινό ελεγκτή. Αυτό απέφυγε την πρόωρη αστοχία οποιουδήποτε από τους ελεγκτές σημείων στην αλυσίδα - όσον αφορά τη λειτουργικότητα των επόμενων τομέων ταινίας που βρίσκονται πίσω από αυτό.

Συνοψίζοντας τα πρότυπα λειτουργίας, αξίζει να σημειωθούν τα ακόλουθα. Ως μέρος των έξυπνων ταινιών, χρησιμοποιείται ένας ελεγκτής PWP, που βρίσκεται απευθείας στην περίπτωση ενός LED SMD. Η σειρά 5050 έχει ακριβώς ένα τέτοιο σχήμα ελέγχου. Μια ενιαία μονάδα - δίοδοι εκπομπής φωτός και ο απλούστερος ελεγκτής - σας επιτρέπουν να συλλέξετε μια ταινία οποιουδήποτε μήκους σε ένα τέτοιο LED. Ο αριθμός των ακίδων ενός τέτοιου συγκροτήματος είναι από 4 έως 8 για κάθε ελαφρύ στοιχείο.

Οι αρθρωτές λωρίδες LED με λάμψη καθορισμένη από το λογισμικό προχώρησαν ακόμη περισσότερο στην ανάπτυξή τους. Εάν ένα συγκρότημα μονής σειράς χρησιμοποιείται ως φωτισμός οροφής, τότε τοποθετώντας τις σειρές τους τη μία πάνω από την άλλη και τοποθετώντας τις σε ορθογώνια βάση, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν πίνακα οποιασδήποτε μορφής. Τα ηλεκτρονικά οδικά σήματα και πινακίδες είναι ένα παράδειγμα: μόλις η μέρα γίνει λυκόφως, ανάβουν αυτόματα και λειτουργούν με μπαταρία φορτισμένη κατά τη διάρκεια της ημέρας από ηλιακή μπαταρία. Τα συγκροτήματα μονής σειράς συνοδεύονται συχνά από τηλεχειριστήριο.

Για παράδειγμα, σε μια από τις γέφυρες της διαδρομής εισόδου σε μια μεγάλη πόλη, κάθε 5 δευτερόλεπτα, οι επιγραφές αντικαθιστούν η μία την άλλη - "Οδηγοί, καλό ταξίδι!", "City N σας καλωσορίζει!" Αυτή είναι μόνο μία από τις δεκάδες χιλιάδες περιπτώσεις τέτοιας χρήσης συστοιχιών LED από ταινίες. Και όταν συναρμολογείτε μια πλήρη οθόνη για διαφημιστική πινακίδα, ο διοργανωτής γίνεται διαθέσιμος για μετάδοση διαφημίσεων για εκπτώσεις από κοντινές υπεραγορές. Τέτοια συγκροτήματα είναι εξοπλισμένα με μονάδα Wi-Fi για λήψη βίντεο ροής από οποιοδήποτε gadget ή υπολογιστή που διαθέτει επίσης μονάδα Wi-Fi.

Μονόχρωμες κορδέλες (για παράδειγμα, λαμπερές κόκκινες), πληκτρολογημένες σε μήτρες, χρησιμοποιούνται ως πινακίδες καταστημάτων. Μια γραμμή διαφημίσεων που εκτελείται μπορεί να εμφανίσει έως και ένα kilobyte κειμένου (εξαιρουμένων των διαστημάτων). Χρησιμοποιεί κυρίως πίνακα αποτελεσμάτων μιας ή δύο γραμμών. Οι πληροφορίες εμφανίζονται διαδοχικά - για παράδειγμα, οι επιγραφές αλλάζουν η μία την άλλη: "Look into restaurant X", "The best dishes" of "Ukrainian cuisine", "Cozy place", στη συνέχεια επανεκκινεί ο κύκλος εμφάνισης αυτών των επιγραφών - και ούτω καθεξής μέχρι να σβήσει η οθόνη τη νύχτα.

Ένα παράδειγμα προβολής λεωφορείου είναι μια σύντομη λίστα με τους κύριους δρόμους της διαδρομής του και τον αριθμό των τελευταίων. Παρόμοια συστήματα εγκαθίστανται σε σιδηροδρομικούς, αεροπορικούς και τερματικούς σταθμούς λεωφορείων - σημεία Α και Β (πόλεις αναχώρησης και άφιξης), η ώρα αναχώρησης και άφιξης ενός συγκεκριμένου τύπου μεταφοράς εμφανίζεται κοντά σε κάθε θέση. Τα πλακάτ τοποθετούνται στην αίθουσα αναμονής και στους χώρους στάθμευσης.

Η σύνδεση πραγματοποιείται σύμφωνα με συγκεκριμένες οδηγίες. Εάν όχι, επιθεωρήστε προσεκτικά τα σημάδια αναγνώρισης στις ακίδες της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και στη θήκη της διάταξης. Έτσι, τα σημάδια "+ 5V", "Mass", Rx και Tx δεν πρέπει να αμφισβητούνται - αυτό είναι το απλούστερο πρωτόκολλο 4 καλωδίων, σύμφωνα με το οποίο συνδέονται στοιχεία της ίδιας δομής μεταξύ τους. Μην εφαρμόζετε τάση 12 V εάν υπάρχει δείκτης 5 V στην πλακέτα (όχι 12 V) - η ταινία απλά θα καεί.

Ορισμένες λωρίδες LED μπορεί να περιέχουν μια αντίσταση συνδεδεμένη σε σειρά στην έξοδο του μικροκυκλώματος με αντίσταση από αρκετές έως αρκετές δεκάδες ohms.

Γεγονός είναι ότι για τη φόρτιση της μπαταρίας, το δίκτυο του αυτοκινήτου (γεννήτρια σε κινητήρα αερίου) χρησιμοποιεί τάση φόρτισης έως και 15 βολτ και μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία παράγει έως και 13,8 βολτ. Για μια κατασκευή 12 volt, αυτό είναι πολύ - έτσι ώστε τα LED και οι ελεγκτές να μην καούν από υπερθέρμανση και να τοποθετηθούν αντιστάσεις έρματος. Η συνεχής "υπερθέρμανση" των LED (μέχρι +70 ή περισσότερο) θα τους επιτρέψει να λειτουργούν χωρίς δηλωμένες 25000-50.000 ώρες, που ισοδυναμεί με περίπου 10 ή περισσότερα χρόνια συνεχούς λειτουργίας, αλλά μόνο 1500-4000.

Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρονικά υπερφορτωμένα σε ρεύμα και τάση θα καίγονταν σε λίγους μήνες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν παρατηρήσετε ότι, παρά την ονομαστική τάση, τα LED και οι ελεγκτές εξακολουθούν να υπερθερμαίνονται - μειώστε την τάση στα 9-11 V έτσι ώστε το φως από την ταινία να παραμένει ορατό από μακριά.

Είναι ανόητο για τον τοπικό ελεγκτή να περιμένει να λάβει εντολές από τον στρατηγό - όταν ο δεύτερος δεν στέλνει τίποτα, και επίσης "ακούει" τη γραμμή, περιμένοντας εντολές απόκρισης από τον πρώτο.

Το γεγονός είναι ότι ο προγραμματιστής ελέγχου (κύριος) ("εγκέφαλος" του συστήματος), πριν στείλει εντολές ελέγχου σε οποιονδήποτε από τους τοπικούς μικροελεγκτές (εκτελεστές), πρέπει να στείλει ένα δοκιμαστικό μήνυμα και να λάβει ένα σήμα απόκρισης από αυτούς που τους ενημερώνει για την ετοιμότητά τους. να δουλέψω. Εάν αυτό δεν συνέβη (το διακεκομμένο μικροκύκλωμα "πέθανε"), τότε το μήνυμα ανάκρισης από τον "εγκέφαλο" θα προχωρήσει περαιτέρω μέχρι να ανταποκριθεί το πρώτο τσιπ LED που ακολουθεί το καμένο. Η ορθότητα της συναρμολόγησης πρέπει να ελεγχθεί αμέσως.