Išmaniųjų RGB šviesos diodų atnaujinimas: WS2812B vs. WS2812: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Per pastaruosius 3 metus matėme daugybę projektų, kuriuose buvo panaudoti išmanieji RGB šviesos diodai, nesvarbu, ar tai būtų juostelės, moduliai, ar pritaikytos PCB. Šis RGB šviesos diodų naudojimo protrūkis žengė koja kojon, smarkiai sumažėjus kainoms ir lengviau naudojant šiuos elektroninius prietaisus. Tarp LED gamintojų „WorldSemi“, atrodo, tapo de facto standartu tarp „pasidaryk pats“, mėgėjų ir nešiojamų elektronikos dizainerių. Bendrovės „WS28XX“išmaniųjų RGB šviesos diodų šeimą sudaro lengvai naudojamas valdymo protokolas, patogus kontaktas ir pėdsakas bei neįtikėtinai ryškus švytėjimas-visa tai yra mažoje 5 mm x 5 mm pakuotėje. Tačiau tai, kas iš tikrųjų padarė įtaką produktų „pasidaryk pats“rinkos sėkmei, yra 0,30–0,40 USD vieneto kaina nedideliais kiekiais. Naujausioje šių šviesos diodų versijoje, WS2812B, „WorldSemi“dar kartą gerokai patobulino savo pirmtaką WS2812. Kadangi informacijos apie šią palyginti naują versiją yra labai mažai, nusprendėme padaryti trumpą „Instructable“, kad paryškintume dizaino atnaujinimus ir reklamuotume kai kurias jau esančias šio puikaus įrenginio funkcijas! Sunkumo lygis: pradedantiesiems+ (šiek tiek išmanant išmanųjį RGB) Šviesos diodai) Laikas iki pabaigos: 5-10 minučių

1 žingsnis: medžiagų sąrašas

Norėdami pabrėžti tiek WS2812B, tiek WS2812 RGB šviesos diodų savybes, galime pasinaudoti šiomis dalimis: 1 x WS2812 RGB šviesos diodas (iš anksto lituojamas ant mažos pertraukos plokštės) Žingsnis, 8 kontaktų kištukas 1 x „Arduino Uno R3“1 x WS2812B „Lumina Shield“, skirtas „Arduino“vientisai vielai (įvairios spalvos; 28 AWG) ir laidų nuėmiklių maitinimo šaltinis (pasirinktinai) Tiek WS2812, tiek WS2812B yra įmontuota pastovios srovės šviesos diodų tvarkyklė, taip pat 3 individualiai valdomi šviesos diodai; vienas raudonas, vienas žalias ir vienas mėlynas. LED tvarkyklę sudaro: - vidinis osciliatorius 2 skaitmeniniai prievadai (nuoseklusis išėjimas/įvestis) Pastaba: pati LED tvarkyklė taip pat yra 6 kontaktų integruotos grandinės (IC) forma, kurią galime naudoti tiesiogiai prisijungdami prie mūsų pasirinktų „neišmaniųjų“RGB šviesos diodų; Aptariamas IC yra ne WS2811.

2 žingsnis: WS2812B VS. WS2812: 4 kontaktų pėdsakas (✓)

Akivaizdžiausia nauja „WS2812B“savybė yra sumažintas kaiščių skaičius (nuo 6 iki 4), kurie išsaugo gražų dydį, kad juos būtų galima lengvai lituoti (naudojant smulkaus galiuko lituoklį) iki ~ 2 mm x 1 mm trinkelių ant PCB. Dėl 6 senesnio WS2812 trinkelių buvo šiek tiek sunku nukreipti vieno modulio DO kaištį į kito DI kaištį, kai tarpai tarp modulių buvo įtempti. Naudojant WS2812B, pėdsakų nukreipimas į PCB yra lengvas, ypač kuriant masines konfigūracijas, kaip „Arduino Shield“, parodytas šio veiksmo vaizduose. Papildoma erdvė tarp WS2812B trinkelių leidžia:

• Lengvai nukreipkite 3 būtinus signalus: maitinimą, įžeminimą ir duomenis.
• Naudojant storesnius pėdsakus prijungti maitinimą ir žemę, o tai leidžia didesnėms srovėms saugiai veikti PCB

Aukščiau esančiuose paveikslėliuose matome, kaip lengva nukreipti 5x8 matricą į „Lumina Shield“, skirtą „Arduino“, naudojant šiuos naujus šviesos diodus-palyginimui įtraukiame seną 16x16 masyvo dizainą, naudojant WS2812s. „Lumina Shield“dizaino failus galite rasti šioje „Github“saugykloje. Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad dėl priežasčių, kurių negalime suvokti, WS2812B išdėstymas turi nedidelį įbrėžimą ant pakuotės kampo, nurodant kaištį 3, o ne 1 kaištį! Lituodami juos ranka, turime atkreipti ypatingą dėmesį, kad nenukreiptume modulio taip, kaip tai darytume su tipiniais IC (arba šiuo atveju WS2812). *.tftable {šrifto dydis: 12.0px; spalva: rgb (251, 251, 251); plotis: 100,0%; ribos plotis: 1,0 taško; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); border-collapse: žlugimas; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fono spalva: rgb (23, 21, 21); ribos plotis: 1,0 taško; paminkštinimas: 8.0px; sienos stilius: tvirtas; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); text-align: kairėn; } *.tftable tr {fono spalva: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; ribos plotis: 1,0 taško; paminkštinimas: 8.0px; sienos stilius: tvirtas; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Smeigtukas # Simbolis Funkcija *Įpjova ant pakuotės nurodo šį kaištį. 1 VDD maitinimo šviesos diodas 2 DO Valdymo duomenų signalo išėjimas 3* VSS įžeminimas 4 DIN valdymo duomenų signalo įvestis Dar viena detalė, kurią verta paminėti, yra tai, kad maitinimo (VDD) ir įžeminimo (VSS) kaiščiai yra įstrižai vienas prieš kitą. Taigi, pėdsakai, jungiantys prie šių kaiščių, gali būti gana stori! Tačiau, jei padarysime klaidą lituodami modulį „atgal“, sutrumpinsime „Power and Ground“(kaiščiai Nr. 1 ir 3). Mums pasisekė, kaip pamatysime kitame žingsnyje, „WorldSemi“įtraukė atvirkštinio poliškumo apsaugos grandinę, kuri neleis WS2812B sugadinti dėl šios klaidos-mes, žinoma, rekomenduojame vengti klaidos:)

3 žingsnis: WS2812B VS. WS2812: Ryškesni šviesos diodai ir geresnis spalvų vienodumas (?)

Kai buvo išleistas WS2812B, „WorldSemi“pabrėžė, kad jis turi ryškesnius šviesos diodus ir geresnį spalvų vienodumą nei „WS2812“. (Šaltinis: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Tačiau, tikrindami faktinius abiejų įrenginių duomenų lapus, galime pastebėti, kad šviesos diodų šviesumo specifikacijos yra vienodos abiejuose: *.tftable {font-size: 12.0px; spalva: rgb (251, 251, 251); plotis: 100,0%; ribos plotis: 1,0 taško; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); border-collapse: žlugimas; } *.tftable th {font-size: 12.0px; fono spalva: rgb (23, 21, 21); ribos plotis: 1,0 taško; paminkštinimas: 8.0px; sienos stilius: tvirtas; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); text-align: kairėn; } *.tftable tr {fono spalva: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; ribos plotis: 1,0 taško; paminkštinimas: 8.0px; sienos stilius: tvirtas; kraštinės spalva: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Spalvos bangos ilgis (mm) Šviesos intensyvumas (mcd) Raudona 620–630 620–630 Žalia 515–530 1100–1400 Mėlyna 465–475 200–400 Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyta „Arduino Uno“, prijungta prie keturių pertraukimo plokščių. Du iš jų nešioja WS2812B, o kiti du turi WS2812. Mes bandėme naudoti standartinius vaizdavimo matavimus, kad nustatytume, ar galime pastebėti reikšmingus ryškumo ar spalvų vienodumo skirtumus, tačiau rezultatai buvo neįtikinami. Norėdami vienareikšmiškai nustatyti, ar du moduliai skiriasi šiuo atžvilgiu, turėtume atlikti kai kuriuos bandymus naudodami spektrofotometrą. Atsižvelgiant į tai, kad šio rašymo metu neturėjome nė vieno, galime remtis tik informacija apie atitinkamus produktų duomenų lapus: WS2812.pdf ir WS2812B.pdf

4 žingsnis: WS2812B vs. WS2812: Atvirkštinio poliškumo apsaugos grandinė (✓)

Viena iš naujų funkcijų, kurias galėjome išbandyti tiesiai, buvo atvirkštinio poliškumo apsaugos grandinė, įtraukta į WS2812B dizainą. Kaip parodyta vaizdo įraše, maitinimo ir įžeminimo kaiščių pakeitimas kartais gali sugadinti WS2812, bet ne WS2812B modulį. Ši funkcija yra labai naudinga dirbant su juostomis, kuriose paprastai naudojame išorinius maitinimo šaltinius, kurių srovės stipris yra didelis, ir kai matėme, kad dauguma klaidų daromos laidų metu. Mes vis tiek rekomenduojame dar kartą patikrinti jungtis ir laidus prieš maitinant bet kokią elektroninę grandinę, tačiau, žinoma, malonu žinoti, kad tais retais atvejais, kai padarome klaidą, yra įdiegtas nesaugus mechanizmas, apsaugantis mūsų brangius įrenginius.

5 žingsnis: WS2812B VS. WS2812: patobulinta vidinė struktūra (?)

Paskutinė funkcija, kuri buvo įtraukta į WS812B, yra dviejų pagrindinių įrenginio grandinių atskyrimas: valdymas ir apšvietimas. Atskirdamas šiuos du, gamintojas praneša apie pagerėjusį šilumos išsklaidymą ir patikimesnį valdymą. Tai yra daug neaišku dėl naujų funkcijų, nes neturime gero metodo, kaip išbandyti šilumos išsklaidymą PCB. Siekiant didesnio ryšio ir duomenų perdavimo patikimumo, po kelių paprastų testų, atliktų kartu su dviem moduliais, neradome jokių reikšmingų skirtumų tarp WS2812 ir WS2812B.

6 veiksmas: WS2812B RGB šviesos diodų programavimas

Nepaisant visų pakeitimų, įvestų šioje naujausioje WS28XX šeimos versijoje, ryšio protokolas, reikalingas jo spalvai ir ryškumui valdyti, išlieka nepakitęs nuo jo pirmtako. Mes vis dar galime naudotis puikiomis bibliotekomis, kurias sukūrė kolegos kūrėjai iš „Adafruit“, PJRC ir „FastSPI“projekto. Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kas iš tikrųjų vyksta po šio nuostabaus RGB LED įrenginio gaubtu, mes sudarėme kruopščiai parengtą instrukciją, paaiškinančią valdymo protokolo įgyvendinimą po truputį (skirtas žodis). Iš anksto dėkojame, kad patikrinote! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-