Библиотека FastLED не поддерживает светодиодные ленты с RGBW конфигурацией. В то время как для белых светодиодов используется дополнительный байт, который увеличивает количество байтов на LED до четырех, FastLED управляет только тремя. Это приводит к тому, что ожидаемые цвета отображаются некорректно. Кроме того, порядок цветовых каналов в лентах, смонтированных по схеме GRBW, только добавляет путаницы. Проблема persists уже несколько лет и, к сожалению, до сих пор не была решена, однако, существует определенный форк, который может помочь в данной ситуации.
Виды адресной светодиодной ленты
В этой статье мы подробно обсудим виды адресных светодиодных лент, особенности различных чипов и ключевые различия между ними. Темы, которые мы рассмотрим, включают:
- Различия между обычной и адресной светодиодной лентой;
- Сравнение чипов WS2812b и WS2811;
- Различия между чипами WS2812, WS2813, WS2815 и WS2818;
- Принципы работы адресной светодиодной ленты;
- Процессы подключения адресной светодиодной ленты к плате Arduino.
1. Немного об обычной RGB ленте.
RGB (красный, зеленый, синий) лента — это многоцветная светодиодная лента, состоящая из четырех контактов: R, G, B и +. Для её управления необходим контроллер, который определяет, какое напряжение подать на каждый канал в зависимости от выбранного цвета. Например, если к «синему» и «зеленому» каналам подать одинаковое напряжение, светодиоды должны светиться желтым цветом. Обычно RGB ленты производятся из диодов типов 2835 и 5050. Однако SMD 2835 — это лишь имитация RGB, так как красные, синие и зеленые диоды чередуются, создавая видимость отображения цветов. Внешне это напоминает стандартные гирлянды, что показывает на изображении ниже.
Разновидности SPI лент
Адресные SPI ленты с эффектом «Бегущий огонь» способны создавать восхитительные световые эффекты, которые привлекают внимание зрителей. Именно это и объясняет их популярность, а также множество применений. В зависимости от задумки дизайнера, такие светодиодные ленты могут устанавливаться отдельно или в комплекте с другими элементами.
Эффект «Бегущий огонь» часто используется для создания световых композиций, привлекающих внимание к рекламным вывескам, витринам или мероприятиям. Динамические цветовые переходы направлены на выделение информации, акцент на многоуровневых поверхностях, создание различных световых фигур и оформления интерьеров, а также для ландшафтного освещения.
Прежде чем выбрать светодиодную ленту с эффектом «Бегущий огонь», необходимо точно определить условия ее использования. Основные параметры, которые следует учитывать, включают:
- напряжение – варианты 5, 12 или 24 В;
- цвет свечения – в продаже чаще всего встречаются платы с многоцветными RGB диодами, менее популярны одноколебные белые ленты (холодного, теплого или дневного света);
- степень защиты – доступны модификации с защитой от IP20 до IP66;
- вид встроенного чипа – этот параметр определяет функциональные возможности и характеристики LED-ленты.
В интернет-магазине LedRus представлен широкий ассортимент светодиодных лент, которые смогут удовлетворить потребности в создании ярких световых эффектов. Наши сотрудники всегда готовы проконсультировать вас по всем вопросам и помочь с выбором.
Управление пиксельной лентой
Существует несколько подходов к управлению SPI лентами, и мы перечислим основные из них:
- Автоматические программы – такие светодиодные ленты могут работать в автономном режиме без внешних управляющих устройств. Внутри подсветки уже встроен микроконтроллер с фиксированным набором динамических эффектов, которые запланированы на заводе. Пользователю остаётся только подключить ленту к блоку питания, и программы начнут воспроизводиться автоматически. Эта подсветка идеальна для ситуаций, когда использование программируемого контроллера по каким-либо причинам неудобно или нежелательно. К примеру, так можно организовать освещение для вывесок, фасадов или витрин, делая это быстро и эффективно, без лишних манипуляций и затрат. Память микроконтроллера может содержать до 300 различных программ освещения, которые меняются между собой, создавая захватывающие динамические эффекты.
- SPI контроллер – это внешнее устройство, которое подключается к ленте для настройки и выбора программ. С его помощью можно создавать сложные системы освещения и украшать даже очень большие объекты, контролируя сразу несколько плат с диодами. Новые программы световых эффектов для контроллера можно разрабатывать на компьютере через специальное программное обеспечение и затем записывать на флешку или SD-карту.
- Мастер-контроллер – об этом устройстве стоит упомянуть отдельно, так как оно управляет лентами с использованием интерфейса DMX-512. Это устройство может быть также заменено подключением и управлением с ПК. С его помощью можно настраивать уже имеющиеся программы или разрабатывать новые.
- Собственный контроллер, собранный с использованием Arduino – схемы сборки таких контроллеров доступны в открытом доступе и часто используются для домашних или простых непрофессиональных задач освещения.
- Внешний контроллер подбирается так, чтобы поддерживать тип микросхемы, применяемой в ленте (например, WS2812B, WS2811-2818, TM1804, TM1812 и другие). Перед тем как выбираете светодиодную ленту типа RGB «Бегущий огонь» и контроллер, очень важно проверить их совместимость. Самый надежный вариант — это приобретение компонентов от одного производителя, гарантируя их взаимосвязь и работоспособность.
ТИПЫ АДРЕСНЫХ ЛЕНТ
На данный момент существует ряд различных типов адресных светодиодных лент, которые основаны на разных светодиодах. Давайте рассмотрим линейку китайских чипов, предоставленных под обозначением WS28XX.
| Чип | Напряжение | Светодиодов на чип | Количество дата-входов | Купить в РФ |
| WS2811 | 12-24V | 3 | 1 | 30 LED, 60 LED |
| WS2812 | 3.5-5.3V | 1 | 1 | 30 LED, 60 LED, 144 LED |
| WS2813 | 3.5-5.3V | 1 | 2 (дублирующий) | 30 LED, 60 LED |
| WS2815 | 9-13.5V | 1 | 2 (дублирующий) | 30 LED, 60 LED |
| WS2818 | 12/24V | 3 | 2 (дублирующий) | 60 LED |
Для двухпиновых лент из линейки WS28XX достаточно подключить к контроллеру лишь пин DI, при этом пин BI не требуется подключать. При соединении нескольких кусков ленты важно соединить все пины!
WS2811 (WS2818) и WS2812
На данный момент две самые популярные ленты — это те, что используют чипы WS2812b и WS2811 (включая новый WS2818). Каковы их отличия? Чип WS2812 интегрирован внутри светодиода, что позволяет одному чипу контролировать светодиод, при этом лента питается от 5 вольт. Чипы WS2811 и WS2818, в свою очередь, работают отдельно, что позволяет им управлять сразу тремя светодиодами одновременно. Таким образом, такое соединение контролирует цвет только сегментами, которые состоят из трех диодов. Тем не менее, напряжение питания в этих лентах составляет 12-24 вольт!
Обзор лент
Среди наибольшей популярности среди людей пользуются ленты, основанные на микросхемах WS2812b и WS2811, они рассчитаны на питание 5 и 12 вольт соответственно.
- Пиксельная лента, использующая чип WS2811, может иметь не менее восьми выходов на каждом контроллере. Три из них управляют красным, зеленым и синим цветами, два – отвечают за обмен данными, один предназначен для активации режима работы, ещё один – на питание и последний – на массу. Более продвинутая версия WS2811 демонстрирует значительные улучшения: точечный (местный) контроллер активирует сразу три светодиода, что уменьшает затраты и повышает надёжность модели.
- Управление лентами на базе микросхемы WS2812B происходит через специальный контроллер, который выполняет роль программного блока. Радиолюбители зачастую собирают подобные устройства на основе плат Arduino, используя короткие программы, написанные на языке C++. Для повышения помехоустойчивости подключаются электролитические конденсаторы. Особенностью данной модели является то, что точечный управляющий чип помещен непосредственно внутрь корпуса SMD-5050 с четырьмя выходами, подписанными как питание, масса, отправка и прием. Питается такая лента от 12В.
- Отличие WS2813 от предыдущей модели – наличие дополнительного дублирующего выхода, который позволяет передавать команды от одного контроллера далее. Это значительно уменьшает вероятность выхода из строя точечных контроллеров в цепочке, что позитивно влияет на работоспособность дальнейших сегментов ленты.
Подводя итоги, можем сказать, что в смарт-лентах используется ШИП-контроллер, который встроен непосредственно в корпус SMD-светодиода. Серия 5050 использует именно такую архитектуру. Объединение светоизлучающих диодов с простейшим контроллером позволяет создать ленту любой длины, основанную на таком светодиоде. Количество выводов такой конструкции варьируется от 4 до 8 на каждый светодиод.
Важно учесть, что для создания ленты длиной 10 метров (и более) необходимо использовать усиленные провода с большим сечением для питания и массы, так как низкое напряжение может существенно падать при использовании тонких проводов, чего не происходит с высоковольтными линиями.
Сфера применения
Светодиодные модульные ленты с программируемым свечением развиваются с каждым годом. Однорядные сборки используются в качестве потолочной подсветки, однако при наложении рядами одна над другой и укладке на прямоугольной основе можно создавать табло любого формата. Ярким примером служат электронные дорожные вывески и указатели: с наступлением сумерек они автоматически включаются и могут работать от аккумуляторов, которые заряжаются днем благодаря солнечным панелям. Однорядные сборки часто предлагаются в комплекте с пультом управления.
К примеру, на мосту при въезде в крупный город каждые 5 секунд сменяются надписи, привлекая внимание водителей: «Желаем счастливого пути!», «Город X приветствует вас!», «Снизьте скорость до 60 км/ч», «Ведётся видеонаблюдение». Это лишь один из тысяч примеров применения светодиодных матриц, собранных из лент. А при создании полноценного рекламного щита организатору становится доступен показ рекламы со скидками от ближайших гипермаркетов. Такие устройства обычно оборудуются модулем Wi-Fi, который обеспечивает прием потокового видео от любых гаджетов или компьютеров с Wi-Fi.
Диагональ таких экранов для демонстрации рекламы и изображений может достигать нескольких метров в пределах одного устройства.
Одноцветные ленты (например, работающие в красном цвете), собранные в матрицы, обычно используются для оформления вывесок магазинов. Бегущие рекламные строки могут отображать до килобайта текста (без учета пробелов). Такие табло в основном одно- или двустрочные, и информация отображается последовательно. К примеру, тексты могут сменять друг друга с сообщениями: «Заходите в ресторан Y», «Лучшие блюда итальянской кухни», «Уютное место» до тех пор, пока табло не будет выключено на ночь.
Как пример, автобусные табло отображают краткий список главных улиц маршрута. Подобные системы имеют место на ж/д, аэро- и автовокзалах. На каждой стойке размещены данные о точках A и B (города отправления и прибытия), а также о времени отправления и прибытия. Такие табло часто устанавливаются и в зале ожидания, и в точках стоянок транспорта.
NeoPixel 12 – кольцо из светодиодов WS2812B
Шлейф проводов Папа — Папа (20 см, 40 шт.)
Самые популярные статьи в блоге
За все время
За сегодня
Вольтик – это команда талантливых и амбициозных инженеров. Мы создали данный проект с целью вовлечения вас, начинающих и опытных профессионалов, в захватывающий мир мейкерской микроэлектроники!
Обзор Z-Uno – плата для прототипирования устройств Z-Wave
36 комментариев . Оставить новый комментарий
Ваш код не работает. Выдаётся ошибка no matching function for call to ‘CFastLED::addLeds(CRGB 30, int)’ в строке FastLED.addLeds(strip, LED_COUNT);
Вы внесли изменения в исходный скетч? Если да, пожалуйста, сообщите, и наши специалисты помогут разобраться.
В первом коде ошибка в инициализации ленты. Необходимо изменить строку 16 на:
FastLED.addLeds(strip, LED_COUNT);
Тогда все будет хорошо!))
Огромное спасибо за ваш комментарий! Мы исправили код в скетче.
Скажите, пожалуйста, возможно ли подключить десяток различных лент к Arduino и управлять каждой одной отдельно? Все земли лент также должны проходить через минус Arduino?
Здравствуйте! Все земли лент должны быть объединены на единую шину питания. Подавать питание от Arduino к ленте не получится (возможна только передача данных). Количество светодиодов зависит от библиотеки, которая используется.
В библиотеке FastLED к Arduino можно подключить не более 600 пикселей ленты, используя Adafruit NeoPixel – это около 800 пикселей.
Как собрать большой стенд, используя, например, 10 000 пикселей? Необходимо ли круглой матрицы, состоящей из трех секций 16 на 16, приваривать свои выводы для стыковки общей картинки? И если это анимация, так это усложнит задачу.
Кто может объяснить, как работает DIN, и можно ли без Arduino регулировать цвет каждого светодиода?
Как указано выше, необходимо подавать сигнал на пин DIN, чтобы светодиоды могли светиться в нужных цветах.
Сигнал должен подаваться на пин с интервалами 40-45 микросекунд и 80-85 микросекунд, с промежутком между пакетами 50 микросекунд и окончанием более 100 микросекунд.
Желаю удачи!
Всем привет! Какой должен быть код для монохромной ленты при добавлении её в setup?
Что вы подразумеваете под «монохромностью»? Может быть, вы хотите, чтобы она светила черно-белым, или чтобы она светила одним определенным цветом?
У меня есть адресная лента на 335 диодов, и я хочу сделать эффект разбегающегося и сбегающегося стоп-сигнала. Где я могу найти такую библиотеку?
Здравствуйте. Проверьте примеры стандартной библиотеки Adafruit, несомненно, эффект «бегущий маячок» там присутствует.
Добрый день.
Подскажите, возможно ли сделать так, чтобы:
Я передаю цвет с ПК на ленту через Arduino.
То есть получается связка ПК – Arduino – Лента.
Например, я на ПК выбираю цвет, и он отправляется на ленту.
Вы можете отправлять информацию на порт (Serial) с ПК, а Arduino будет принимать данные и соответственно управлять цветом.
arduino1507@gmail.com
Здравствуйте, подскажите, как соединить дублирующий выход 12 с существующим выходом 11 для синхронной работы?
#include
int b1=0;
int b2=0;
int b3=0;
int p_top, p_bottom;
int t_top, t_bottom;
int state_top, state_bottom;
char buf32;
unsigned long prev_top, prev_bottom;
int pin_bottom = 11;
int pin_top = 13;
int tick = 200;
