04.02.2019 16:45
Консультации.
Просмотров всего: 10721; сегодня: 4.

Возможности адресной светодиодной ленты

В обычной RGB светодиодной ленте все светодиоды одинаково реагируют на сигналы контроллера, а в адресной ленте каждый светодиод получает индивидуальную команду на управление, позволяя таким образом наиболее точно подбирать оттенок, создавать особенные световые эффекты с матрицами более 16 млн цветов.

Технические особенности.

Адресная светодиодная лента – это заключенные в корпусе 5050 RGB светодиоды и микрочипы ШИМ-драйверов («ШИМ» значит работа осуществляется по принципу широтно-импульсной модуляции, то есть среднее значение тока на выходе определяется отношением ширины импульсов к периоду их следования). Самыми популярными на сегодняшний день стали адресные светодиодные ленты с микрочипами WS2811 и WS2812В.

Модель WS2811 является интегральной микросхемой (ИМС – преобразователь обработки сигнала) в корпусе DIP-8 (9,2х6,4мм) или SOP-8 (5,1х4,0мм). Данный драйвер имеет каналы вывода следующей конфигурации:

- 3 регулируемых ШИМ-выходов (красный, зеленый и синий);

- общий вход, который называется GND;

- 2 выхода передачи данных: DIN – начало ленты и DO – ее конец;

- выбор режима работы SET;

- выход на питание +5V – VDD.

В ленте WS2811 с питанием 5V перед каждым RGB-светодиодом SMD5050 расположена микросхема драйвера, токоограничивающие резисторы и конденсатор, защищающий от помех. Такие светодиодные ленты стали все реже встречаться в продаже, их заменили ленты на чипах WS2811 с питанием +12V под управлением не одного светодиода, а группы из трех штук.

После адаптации 12-вольтовой WS2811 разработчики занялись еще более совершенной моделью WS2812B, в которой ШИМ-драйвер устроен настолько компактно, что размещается непосредственно в корпусе светодиода SMD 5050. Такая унификация в строении позволила сократить количество выходов до 4:

- питание – VDD;

- выходы передачи данных DO и DIN;

- общий выход GND.

ИМС – преобразователь потребляет всего 1мкА, а максимальный ток одного адресного светодиода составляет 60 мА. Рабочие температурные диапазоны ленты WS2812B очень высоки – от -25 до +80 С, поэтому она может бесперебойно работать в совершенно разных условиях практически на грани температурных пиков.

Применение.

Благодаря своей относительно недорогой стоимости обычные LED-ленты распространены практически повсеместно, но есть области применения, с которыми их функционал не справляется. Тогда им на замену и приходят ленты, собранные на чипах WS2811 и WS2812B.

- Из них собирают полноцветные модули;

- Конструируют светильники, которые управляются по принципу «soft lights» - возможность свечения с мягким переходом от цвета к цвету и изменению яркости.

- Создают декоративную подсветку, которая в зависимости от того, как запрограммирована лента, меняет яркость и цвет в такт музыке или по специально заданному режиму.

- LED - реклама наружного типа, создание иллюминационных декораций или светодиодные инсталляции на концертах и выставках также проходят на адресных линейках.

В адресных светодиодных лентах подсветка меняет цвет и яркость по определенно заданному алгоритму. Передача данных в ленте осуществляется последовательно от сегмента к сегменту, поэтому при выходе одного из строя, остальная лента перестает светиться. Так как на сегодняшний день наибольшее распространение получила адресная светодиодная лента WS2812B, благодаря своему более современному и совершенному исполнению, именно для ее прошивки создается большое количество скетчей (программ, написанных для Arduino, на основании которых можно самостоятельно создавать световые эффекты). В свою очередь Arduino – это специальный контроллер, внутри которого записан скетч, то есть программа.

Работа с Arduino.

Именно Arduino раскрывает весь потенциал адресной светодиодной ленты, без него ее работа невозможна. Каждая адресная линейка имеет начало и конец, которые нельзя путать, на ленте направление сигнала для правильности подключения указано стрелками. Подключается WS2812B по следующему алгоритму:

- питание VDD и общий выход GND соединяются с соответствующими выводами на самой плате Arduino;

- если отрезок подсоединяемой ленты насчитывает более 13 светодиодов, необходимо использовать выносной блок питания. При этом между собой соединяются GND Arduino и «минус» блока питания;

- контакт DIN на ленте принимает данные от контроллера и соединяется с любым его цифровым портом;

- на каждом сегменте ленты расположены свои три контакта +5V, DO и GND, к которым в свою очередь также можно подключать отрезки ленты разной длины;

- ввиду того, что каждый элемент WS2812B состоит из трех светодиодов (синего, красного и зеленого), для управления их свечением необходимо по 1 байту на светодиод, то есть 3 байта на одну ячейку. В рабочем состоянии ленты каждый байт принимает значение от 0 до 255, исходя из чего в результате можно получить более 16,5 млн оттенков.

Передача данных на всех сегментах адресной светодиодной ленты WS2812B происходит следующим образом:

- ШИМ-драйвер первого сегмента забирает свои 3 байта, пропуская остальные данные на выход DO к следующим сегментам;

- между передачами данных следует пауза до 50 мкс, после чего свои 3 байта забирает следующий драйвер, и так по цепочке от одного к другому. Если пауза более 50 мкс, это означает, что цикл передачи данных прекращен.

Библиотек для работы с адресными лентами много, но самые простые и популярные: FastLED и Adafruit NeoPixel. Внутри них уже есть готовые скетчи (программы, написанные для Arduino), также на их основе несложно самостоятельно создать любые световые эффекты.

Благодаря «умному» исполнению адресных светодиодных лент и множеству решений для их программирования, на сегодняшний день они остаются универсальными для украшений частного пространства, создания гирлянд, внешнего и внутреннего украшений домов и изготовления глобальных декораций.


Ньюсмейкер: ИП Семёнов Сергей Семёнович — 30 публикаций

Интересно:

3D-печать вышла из ниши
15.09.2026 19:38 Мероприятия
3D-печать вышла из ниши
Третий Аддитивный форум, организованный АО «Лазерные системы» в партнерстве с Академией аддитивных технологий «Цифра Цифра», показал: технологии 3D-печати стали не только технически эффективными, но и экономически востребованными – всё больше предприятий начинают внедрять их в свои производственные цепочки. Александр Ситов, председатель Комитета по промышленной политике, инновациям и торговле Санкт-Петербурга открывая форум, сказал: «В Петербурге аддитивные технологии уже перешли из разряда сложных инноваций в категорию реально работающих промышленных инструментов. Каждая пятая организация в стране, разрабатывающая аддитивные технологии для прототипирования и 3D-печати изделий из металла, находится в Северной столице. Для судостроения, машиностроения, приборостроения – это прямой путь к технологическому суверенитету. Петербург по традиции задаёт стандарт применения перспективных...
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13.09.2026 11:13 Персоны
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13 сентября 1814 года родился барон Александр Людвигович фон Штиглиц. Человек, имя которого должно стоять в одном ряду с крупнейшими русскими предпринимателями и благотворителями. Барон Александр Штиглиц строил фабрики и дороги, создавал финансовую систему страны. Наравне с другими "русскими иностранцами", такими как Людвиг Нобель и Франц Сан-Галли, работал для России и считал это делом чести. Но XX век с его революциями и войнами почти стер из человеческой памяти имя мецената. Только в начале XXI века в России начали восстанавливать историю его жизни, которую он полностью посвятил этой стране. Репутация дороже денег Александр Штиглиц родился в 1814 году в Петербурге. Его отец Людвиг, купец первой гильдии, приехал в Россию из немецкого княжества Вальдеке в поисках денег всего за 10 лет до рождения сына. Здесь его дела пошли в гору. Он основал собственный банкирский дом и получил...
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
10.09.2026 18:03 Мероприятия
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
16 сентября в Сочи, в рамках XXI Международного кинофестиваля «Победили вместе» имени Владимира Меньшова, состоится премьера документального фильма «Руки, что держат небо». Кинокартина о проекте, объединившем тысячи добровольцев всей страны, создана оргкомитетом национальной премии «Хрустальный компас», Русским географическим обществом, телекомпанией «Под знаком Пи» и продюсерским центром «Чайка» при поддержке фонда помощи «Русский Крест». Фильм «Руки, что держат небо», рассказывает о масштабном проекте «Общее дело. Возрождение деревянных храмов Севера», получившем благословение Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла и отмеченного национальной премией «Хрустальный компас». С 1917 года количество храмов на Севере сократилось с 1302 до менее чем 400. Без срочных действий оставшаяся часть наследия тоже могла исчезнуть. Отец Алексей Яковлев и его супруга Татьяна побывали на...
Знамя победы над Веной
09.09.2026 09:05 Аналитика
Знамя победы над Веной
Только вдумайтесь: размер этого красного полотнища с пятиконечной звездой, серпом и молотом — 40 квадратных метров! Специально сконструированное устройство несколько раз поднимало его над столицей Австрии. Советские войска овладели городом 13 апреля 1945 года. Сейчас Венское Знамя Победы хранится в Центральном музее Вооружённых сил. История сохранилась в документах, которые сопровождают указанный музейный экспонат.  Лейтенант Арон Эммануилович Стомахин предложил сконструировать специальный аэростат, с помощью которого можно было подавать с большой высоты световые сигналы. Парашютисты при приземлении могли бы ориентироваться на них и быстро собраться в одном месте после десантирования. Сказано — сделано. С помощью специалистов из Центрального аэрогидродинамического института изготовили небольшой аппарат (типа аэростата) объемом 17 кубических метров. Он был наполнен водородом и был...
Патриотизм и девиации детей в годы Первой мировой
06.09.2026 11:24 Аналитика
Патриотизм и девиации детей в годы Первой мировой
После начала великой войны среди педагогов и общественности возникла дискуссия о степени информирования и об ограничении влияния войны на детей. На заседании Петроградского родительского кружка, например, были высказаны диаметрально противоположные точки зрения. Одни говорили, что "следует охранять детей от всяких влияний войны и в семье, и в школе, устраняя их от участия в работе взрослых, имеющей какое-либо отношение к войне"1. А вот председатель общества дошкольного воспитания считал, что, "кроме всевозможных отрицательных проявлений, на войне имеется и самопожертвование и героизм, что рядом с ней имеется обширное поле для проявления любви и сострадания к человеку… Как ни оберегай детей от влияния войны, дети всё равно о ней узнают, ибо ею насыщено всё кругом. Если нельзя избежать с детьми разговоров о войне, надо, чтобы внимание детей было устремлено на положительные стороны войны...