Pag-upgrade ng Smart RGB LEDs: WS2812B vs. WS2812: 6 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang dami ng mga proyekto na nakita naming ginagamit ng Smart RGB LEDs - maging mga piraso, modyul, o pasadyang PCB-sa nakaraang 3 taon ay lubos na nakakagulat. Ang pagsiklab na paggamit ng RGB LED na ito ay napunta sa kamay na may isang makabuluhang pagbaba sa pagpepresyo at isang mas mataas na kadalian ng paggamit ng mga elektronikong aparato. Sa gitna ng mga tagagawa ng LED, ang WorldSemi ay tila naging de facto standard sa mga DIYer, libangan, at naisusuot na mga electronics designer. Ang pamilya ng WS28XX ng kumpanya ng Smart RGB LEDs ay nagsasama ng isang madaling gamitin na control protocol, isang maginhawang pinout at footprint, at isang hindi kapani-paniwalang maliwanag na ilaw, lahat sa loob ng isang maliit na 5mm x 5mm na pakete. Ngunit, kung ano talaga ang gumawa ng pagkakaiba sa tagumpay sa merkado ng DIY ng mga produkto ay ang $ 0.30 hanggang $ 0.40 na pagpepresyo ng yunit sa maliit na dami. Sa pinakabagong bersyon ng mga LED na ito, ang WS2812B, WorldSemi ay muling gumawa ng mga makabuluhang pagpapabuti sa hinalinhan nito, ang WS2812. Dahil may napakakaunting impormasyon doon tungkol sa medyo bagong bersyon na ito, nagpasya kaming gumawa ng isang maikling Maituturo upang i-highlight ang mga pag-upgrade sa disenyo, at i-advertise ang ilan sa mayroon nang mga tampok na ito aparatong aparato! Antas ng Pinagkakahirapan: Nagsisimula + (ilang pamilyar sa matalinong RGB Mga LED) Oras hanggang sa pagkumpleto: 5-10 Minuto

Hakbang 1: Listahan ng Mga Materyales

Upang mai-highlight ang mga tampok ng parehong WS2812B at WS2812 RGB LEDs, maaari naming magamit ang mga sumusunod na bahagi: 1 x WS2812 RGB LED (paunang solder sa isang maliit na breakout board) 1 x Solderless Breadboard 1 x Breakaway Pin Connector, 0.1 Pitch, 8-Pin Male 1 x Arduino Uno R3 1 x WS2812B Lumina Shield para sa Arduino Solid Core Wire (magkakaibang kulay; 28 AWG) at Wire Strippers Power Supply (Opsyonal) Parehong nagdadala ang WS2812 at WS2812B ng isang naka-embed na pare-pareho na kasalukuyang LED driver, pati na rin ang 3 indibidwal na kinokontrol na LEDs; isang pula, isang berde, at isang asul. Ang LED driver ay binubuo: - Isang panloob na oscillator - Isang signal na muling pagbabago at amplification circuit - Isang latch ng data - Isang 3-channel, mai-program na pare-pareho ang kasalukuyang drive ng output - 2 digital port (serial output / input) Tandaan: ang LED driver mismo ay magagamit din sa isang form na 6-pin Integrated Circuit (IC), na maaari naming gamitin upang kumonekta nang direkta sa 'hindi matalino' na RGB LED na aming pinili; ang Ang pinag-uusapan na IC ay hindi iba sa WS2811.

Hakbang 2: WS2812B VS. WS2812: 4-pin Footprint (✓)

Ang pinaka-maliwanag na bagong tampok ng WS2812B ay isang nabawasan na bilang ng mga pin (mula 6 hanggang 4), na pinapanatili ang isang magandang sukat para sa madaling pag-solder sa kanila (gamit ang isang fine-tip na panghinang na bakal) hanggang ~ 2mm x 1mm pads sa isang PCB. Ang 6 pad ng mas matandang WS2812 ay medyo mahirap gawin ang ruta ng DO pin ng isang module sa DI pin ng susunod kapag mahigpit ang puwang sa pagitan ng mga module. Sa WS2812B, ang pagruruta ng mga bakas sa isang PCB ay isang simoy, lalo na kapag nagdidisenyo ng mga nakaayos na pagsasaayos bilang Arduino Shield na ipinapakita sa mga imahe ng hakbang na ito. Ang karagdagang puwang sa pagitan ng mga WS2812B pad ay nagbibigay-daan para sa:

• Madaling i-ruta ang 3 kinakailangang signal: Lakas, Ground, at Data.
• Ang paggamit ng mas makapal na mga bakas upang ikonekta ang Power at Ground, na nagbibigay-daan para sa mas mataas na alon na tumakbo nang ligtas sa isang PCB

Maaari nating makita sa mga imahe sa itaas kung gaano kadali na mag-ruta ng isang 5x8 na hanay para sa Lumina Shield para sa Arduino gamit ang mga bagong LED-para sa paghahambing, nagsasama kami ng isang lumang disenyo ng isang 16x16 na array gamit ang WS2812s. Ang mga file ng disenyo para sa Lumina Shield ay matatagpuan sa repository ng Github na ito. Ang isang mahalagang bagay na dapat tandaan ay na, sa mga kadahilanang hindi namin maunawaan, ang layout para sa WS2812B ay may isang maliit na bingaw sa sulok ng pakete na nagpapahiwatig ng pin 3 kaysa sa pin 1! Kailangan nating magbayad ng labis na pansin kapag hinihinang ang mga ito sa pamamagitan ng kamay, upang hindi namin mai-orient ang module tulad ng gagawin namin sa mga tipikal na IC (o ang WS2812, para sa bagay na iyon). *.tftable {font-size: 12.0px; kulay: rgb (251, 251, 251); lapad: 100.0%; border-width: 1.0px; border-color: rgb (104, 103, 103); hangganan-pagbagsak: pagbagsak; } *.tftable ika {font-size: 12.0px; kulay sa background: rgb (23, 21, 21); border-width: 1.0px; padding: 8.0px; border-style: solid; border-color: rgb (104, 103, 103); text-align: kaliwa; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; border-width: 1.0px; padding: 8.0px; border-style: solid; border-color: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } I-pin ang # Symbol Function * Ang notch sa package ay nagpapahiwatig ng pin na ito. 1 VDD Power supply LED 2 DO Control data signal output 3 * VSS Ground 4 DIN Control data signal input Ang isa pang detalye na nagkakahalaga ng pagbanggit ay ang Power (VDD) at Ground (VSS) na mga pin ay pahilis sa isa't isa. Kaya, ang mga bakas na kumokonekta sa mga pin na ito ay maaaring maging masyadong makapal! Gayunpaman, kung nagkamali kami ng paghihinang ng modyul na 'paatras', gagawin nating maiikli ang Power at Ground (pin # 1 at 3). Masuwerte para sa amin, tulad ng makikita natin sa susunod na hakbang, ang WorldSemi ay nagsama ng isang pabalik na circuit ng proteksyon ng polarity na pipigilan ang WS2812B na mapinsala ng error na ito-syempre, inirerekumenda naming iwasan ang pagkakamali nang buo:)

Hakbang 3: WS2812B VS. WS2812: Mas maliwanag na LEDS at Pinahusay na Pagkakapareho ng Kulay (?)

Nang mailabas ang WS2812B, binigyang diin ng WorldSemi na mayroon itong mas maliwanag na LEDs at mas mahusay na pagkakapareho ng kulay kaysa sa WS2812. (Pinagmulan: WS2812B_vs_WS2812.pdf) Gayunpaman, sinusuri ang aktwal na mga datasheet ng dalawang aparato, maaari naming obserbahan na ang mga pagtutukoy para sa ilaw ng mga LED ay magkapareho sa pareho: *.tftable {font-size: 12.0px; kulay: rgb (251, 251, 251); lapad: 100.0%; border-width: 1.0px; border-color: rgb (104, 103, 103); hangganan-pagbagsak: pagbagsak; } *.tftable ika {font-size: 12.0px; kulay sa background: rgb (23, 21, 21); border-width: 1.0px; padding: 8.0px; border-style: solid; border-color: rgb (104, 103, 103); text-align: kaliwa; } *.tftable tr {background-color: rgb (47, 47, 47); } *.tftable td {font-size: 12.0px; border-width: 1.0px; padding: 8.0px; border-style: solid; border-color: rgb (104, 103, 103); } *.tftable tbody tr: hover {background-color: rgb (23, 21, 21); } Kulay ng Wavelength (mm) Luminous Intensity (mcd) Pula 620-630 620-630 Green 515–530 1100–1400 Blue 465–475 200–400 Ipinapakita ng imahe sa itaas ang isang Arduino Uno na konektado sa apat na breakout board. Dalawa sa kanila ang nagdadala ng WS2812B habang ang dalawa naman ay mayroong WS2812. Sinubukan naming gamitin ang karaniwang mga pagsukat ng imaging upang matukoy kung maaari o hindi maaari naming makita ang mga makabuluhang pagkakaiba sa liwanag o pagkakapareho ng kulay, ngunit ang mga resulta ay hindi tiyak. Upang hindi malinaw na matukoy kung magkakaiba ang dalawang module sa paggalang na ito, magsasagawa kami ng ilang mga pagsubok gamit ang isang spectrophotometer. Dahil sa wala kaming magagamit sa oras ng pagsulat na ito, maaari lamang kaming mag-refer sa impormasyon sa kani-kanilang mga datasheet ng mga produkto: WS2812.pdf at WS2812B.pdf

Hakbang 4: WS2812B vs. WS2812: Reverse Polarity Protection Circuit (✓)

Ang isa sa mga bagong tampok na nasubukan namin sa isang tuwid na paraan ay ang pabalik na circuit ng proteksyon ng polarity na kasama sa disenyo ng WS2812B. Tulad ng ipinapakita ng video, ang pag-baligtad ng mga Power at Ground pin ay maaaring makapinsala sa WS2812, ngunit hindi sa module na WS2812B. Ang tampok na ito ay napaka kapaki-pakinabang kapag nagtatrabaho sa mga piraso kung saan karaniwang ginagamit namin ang mga panlabas na supply ng kuryente na may mataas na mga rating ng amperage, at kung saan nakita namin ang karamihan sa mga pagkakamali na nagagawa habang nag-kable. Inirerekumenda rin namin na i-double check ang mga koneksyon at mga kable bago maglapat ng kuryente sa anumang electronic circuit, ngunit tinatanggap na masarap malaman na sa mga bihirang okasyon na kung saan nagkakamali tayo mayroong isang hindi ligtas na mekanismo sa lugar upang protektahan ang ating mga mahahalagang aparato.

Hakbang 5: WS2812B VS. WS2812: Pinagbuti ang Panloob na Istraktura (?)

Ang huling tampok na isinama sa WS812B ay isang paghihiwalay ng dalawang pangunahing mga circuit sa aparato: kontrol at pag-iilaw. Sa pamamagitan ng paghihiwalay sa dalawang ito, iniulat ng gumagawa ang isang pinabuting pagwawaldas ng init at mas matibay na kontrol. Ito ang mas nakakubli sa mga bagong tampok, dahil wala kaming mahusay na pamamaraan para sa pagsubok ng pagwawaldas ng init sa isang PCB. Para sa pinabuting pagiging matatag sa komunikasyon at paglipat ng data, wala kaming nahanap na makabuluhang pagkakaiba sa pagganap sa pagitan ng WS2812 at ng WS2812B pagkatapos ng ilang simpleng mga pagsubok na pinatakbo namin kasama ang dalawang mga module na magkatabi.

Hakbang 6: Programming ang WS2812B RGB LEDs

Sa kabila ng lahat ng mga pagbabagong ipinakilala sa pinakabagong bersyon ng pamilyang WS28XX, ang protocol ng komunikasyon na kinakailangan upang makontrol ang kulay at ningning nito ay mananatiling hindi nabago mula sa hinalinhan nito. Maaari pa rin naming magamit ang magagaling na aklatan na binuo ng mga kapwa gumagawa mula sa Adafruit, PJRC, at ang proyekto ng FastSPI. Para sa karagdagang kaalaman tungkol sa kung ano talaga ang napupunta sa ilalim ng hood ng kamangha-manghang mga RGB LED device na ito, pinagsama namin ang isang lubusang detalyadong Tagubilin na nagpapaliwanag ng pagpapatupad ng control protocol nang paunti-unti (pun nilalayon). Salamat nang maaga sa pagsuri nito! Https: //www.instructables.com/id/Bitbanging-step-by-step-Arduino-control-of-WS2811-