Pololu - Adressierbarer RGB 150-LED-Streifen, 5V, 5m (WS2812B)
Nahaufnahme eines WS2812B, mit den roten, grünen und blauen LEDs auf an ihre dunkelste Einstellung.
Diese flexiblen RGB LED-Streifen sind eine einfache Möglichkeit, komplexe Lichteffekte zu einem Projekt hinzuzufügen. Jede LED verfügt über einen integrierten Treiber, den Sie die Farbe und die Helligkeit jeder unabhängig LED steuern. Die kombinierte LED / Treiber-IC auf diesen Streifen ist die extrem kompakte WS2812B (im wesentlichen eine verbesserte WS2811-LED-Treiber direkt in einen 5050 RGB LED integriert), die höhere Dichten LED ermöglicht. In der Abbildung auf der rechten Seite können Sie tatsächlich sehen, die integrierte Treiber und die Bonddrähte sie den grünen, roten Anschluss und blauen LEDs, die auf an ihrer dunkelste Einstellung sind.
Im Gegensatz zum APA102C in einigen unserer anderen ähnlichen LED Streifen verwendet. die verwendet ein Standard-SPI-Schnittstelle (mit separaten Daten- und Taktsignale), die WS2812B nutzt eine spezielle Eindraht-Steuerschnittstelle und erfordert eine strenge Timing. Siehe unten auf dieser Produktseite für einen ausführlichen Vergleich der WS2812B und APA102C.
Wir bieten sechs verschiedene Arten von WS2812 LED-Streifen mit verschiedenen LED-Dichten und Längen. Unsere Streifen mit 30 LEDs pro Meter sind in drei Längen erhältlich:
Wir bieten auch dichtere WS2812 LED-Streifen, die 60 LEDs pro Meter:
Unsere höchsten Dichte Streifen hat seine WS2812 LEDs zusammengepackt so dicht wie möglich, was zu 72 LEDs auf einem 0,5 Meter Streifen (d.h. 144 LEDs pro Meter).
Die Informationen auf dieser Seite gilt für alle der WS2812-basierten LED Streifen wir verkaufen.
LED-Seite der WS2812B basierenden adressierbare LED-Streifen, zeigt 30 LEDs / m (oben), 60 LEDs / m (mittel) und 144 LEDs / m (unten).
Funktionen und Spezifikationen
Unter Verwendung der LED-Streifen
Die Stecker und Stromkabel für adressierbaren LED-Streifen. Auf der linken Seite ist das Eingangsende des Streifens und auf der rechten Seite ist das Ausgangsende.
Jeder LED-Streifen hat drei Verbindungspunkte: Der Eingangsanschluss, die Hilfsstromleitungen und der Ausgangsanschluss. Diese können in dem benachbarten Bild zu sehen sind, von links nach rechts: Hilfsstromleitungen, Eingangsanschluss, Ausgangsanschluss. Der Streifen verwendet 3-poligen Steckverbinder JST SM.
Der Eingangsanschluss besitzt drei Steckstifte innerhalb eines Kunststoffverbinder Ummantelung, die jeweils von etwa 0,1 "getrennt. Der schwarze Draht geschliffen wird, ist der grüne Draht der Signaleingang und der rote Draht ist die Stromleitung.
Die Hilfsenergieleitungen sind mit der Eingangsseite des LED-Streifen verbunden ist und aus gestrippt schwarzen und roten Drähten. Der schwarze Draht ist Boden, und der rote Draht ist die Stromleitung. Dies stellt eine alternative (und möglicherweise bequemer) Verbindungspunkt für die LED-Leiste Leistung.
Der Ausgangsanschluss ist an dem anderen Ende des Bandes und ist mit dem Eingang eines anderen LED-Streifen paaren ausgelegt LED-Streifen zu ermöglichen angekettet werden. Der schwarze Draht geschliffen wird, ist der grüne Draht der Signalausgang und der rote Draht ist die Stromleitung.
Alle drei schwarze Erdungsdrähte elektrisch verbunden sind, und alle drei roten Stromkabel elektrisch verbunden ist.
Eine Nahaufnahme der JST SM-Anschlüsse für unsere adressierbaren LED-Streifen.
inklusive Hardware
Diese LED-Streifen mit flexiblen Silikon Klammern und Schrauben versenden. Streifen mit einer Länge von 1 Meter oder mehr umfassen fünf Brackets und zehn Schrauben pro Meter. Unser 0,5 Meter hochdichten Streifen wird mit insgesamt zwei Klammern und vier Schrauben. Die Halterungen passen die wasserdichte Hülle über und können verwendet werden, um die LED-Leiste zu befestigen. Die LED-Leiste auch Schiffe auf Kunststoffspule.
Die 1m, 2m und 5m adressierbaren LED-Streifen umfassen fünf Montageklammern pro Meter; der 0,5 M Streifen enthält 2 Gesamt Klammern.
Steuer einen adressierbaren RGB LED-Streifen mit einem Arduino und es von einer Wand 5 V-Netzteil antreibt.
Anschließen der LED-Streifen
Um die LED-Leiste von einem Mikrocontroller gesteuert, zwei Drähte vom Eingangsanschluss sollten mit Ihrem Mikrocontroller angeschlossen werden. Der Boden des LED-Streifen (schwarz) sollte auf einem mit Erde verbunden werden soll der I angeschlossen werden auf dem Mikrocontroller und der LED-Streifen der Signaleingangsleitung (grün) des Mikrocontrollers / O-Leitungen. Die Steckstifte im Inneren des Eingangsstecker passen die weiblichen Terminierungen bei unserer Premium Rangierdrähte und Drähte mit vorgecrimpte Terminals. Wenn Sie die LED-Leiste mit einem Steckbrett oder einem typischen Arduino mit Buchsenleisten anschließen, würden Sie wollen, männlich-weiblich Drähte verwenden.
Wir empfehlen generell die LED-Leiste mit der Hilfsstromkabel Stromversorgung. Unsere 5-V-Steckernetzadapter eignen sich gut für diese LED-Streifen Energieversorgung und eine DC Barrel Jack zu 2-Pin Terminal Block Adapter kann Ihnen helfen, die Verbindung zwischen dem Adapter und dem Streifen zu machen. Sie könnten jedoch auch eine Abisolierzange brauchen etwas mehr Isolierung von den Stromleitungen abzustreifen.
Es ist zweckmäßig, dass die Stromleitungen auf der Eingangsseite dupliziert werden, da Sie die Hilfsstromkabel an Ihre 5-V-Stromversorgung anschließen und dann wird die Leistung auf dem Dateneingangsanschluss zur Verfügung und können verwendet werden, um die Mikrocontroller an der Macht, die Steuern die LED-Leiste. Dies bedeutet, dass Sie den Mikrocontroller und LED-Streifen aus einer einzigen Spannungsversorgung können ohne Verzweigung Stromanschlüsse zu müssen.
Achtung: Die WS2812B scheint empfindlicher als die TM1804 auf unserem ursprünglichen LED-Streifen zu sein. Wir empfehlen, mehrere Vorsichtsmaßnahmen zu schützen:
- Verbinden eines Kondensators von mindestens 100 & mgr; F zwischen der Masse und Stromleitungen auf der Eingangsleistung.
- Vermeiden von Verbindungen herstellen oder ändern, während die Schaltung mit Strom versorgt.
- Minimieren Sie die Länge der Drähte Ihre Mikrocontroller an den LED-Streifen verbindet.
- Folgen Sie allgemein anerkannten Regeln der Technik, wie Maßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD) nehmen.
- Betrachten wir ein 100 Hinzufügen Ω 500 Ω Widerstand zwischen Mikrocontroller Datenausgabe und der LED-Leiste des Rauschen auf dieser Linie zu reduzieren.
Wenn das Band beschädigt wird, ist es oft nur die erste LED, die gebrochen ist; in solchen Fällen dieses erste Segment und das Abschneiden resoldering den Verbinder an dem zweiten Segment bringt das Band wieder zum Leben.
Einen benutzerdefinierten Kabel
Wenn Sie möchten, um die LED-Leiste des Eingang angeschlossen nicht unseren Premium-Überbrückungskabel verwenden, ist es möglich, ein eigenes Kabel zu machen.
Eine Möglichkeit zur Herstellung eines benutzerdefinierten Kabel ist die nicht verwendete Ausgangsstecker auf der letzten LED-Leiste in der Kette abzuschneiden. Dies kann dann in den Eingangsanschluss der ersten LED-Leiste eingesteckt werden. Die Drähte an den Ausgangs- und Eingangsanschlüsse sind 20 AWG, die zu dick ist leicht mit unseren Crimpstifte und Gehäuse zu verwenden, aber man konnte die Drähte Einlötstiften auf Header.
Alternativ können Sie Ihre eigenen JST SM-Anschlüsse erhalten und ein eigenes Kabel mit denen machen. Die Teile, die Sie müßten bekommen sind der SMP-03V-BC und der SHF-001T-0.8BS, die im SM-Anschluss Datenblatt von JST beschrieben sind. Diese können von mehreren Stellen erworben werden, und wir haben sie von Heilind. Sie müssen auch einige 22-28 AWG Litze und eine Abisolierzange. Wir wissen nicht, von einer großen Weise Drähte zum Crimpen auf die JST Stifte Crimp, aber wir konnten erfolgreich tun es unsere engeren Crimpzange und Zange. (Mit dem breiteren Crimpzange ist es schwer, Crimpen Teile des Stiftes zu vermeiden, die nicht gekräuselt werden sollten.) Vor dem Crimpen, Zangen verwenden, um den äußeren Satz von Laschen ein wenig zu biegen, so dass sie in der Isolierung der halten können Draht. Dies macht es einfacher, den Crimp Stift und den Draht zu positionieren. Als nächstes sollten Sie in der Lage sein, den Anweisungen auf der Presswerkzeug Produktseite zu folgen, um den Draht zu quetschen. Danach, müssen Sie wahrscheinlich den Crimp-Stift mit einer Zange drücken, um es in die JST Steckergehäuse passen zu bekommen. Am anderen Ende des Kabels können Sie einen benutzerdefinierten Anschluss mit unseren Crimpstifte machen und Steckergehäuse quetschen. was können Sie es direkt Stecker in eine Steckbrett oder 0,1 "Sockelpins.
Stromaufnahme und Spannungsabfall
Jede RGB LED zieht etwa 50 mA, wenn es um die volle Helligkeit und betrieben bei 5 V gesetzt Dies bedeutet, dass für alle 30 LEDs Sie einschalten, Ihre LED-Streifen könnte so viel wie 1,5 A. Achten Sie darauf, wählen Sie eine Stromquelle sein Zeichnung dass Ihre Streifen aktuellen Anforderungen behandeln.
Es besteht eine gewissen Widerstand in den Stromverbindungen zwischen dem LEDs, was bedeutet, dass die Netzspannung in der Nähe des Endes des Streifens geringer sein wird als die Spannung am Beginn des LED-Streifens. Wenn die Spannung abfällt, RGB-LEDs ist in der Regel röter schauen und weniger Strom ziehen. Dieser Spannungsabfall wird an den Strom, der durch den Streifen proportional, so dass er zunimmt, wenn die LEDs auf eine höhere Helligkeit eingestellt werden.
Wir testeten die Stromaufnahme und Spannungsabfall einiger LED-Streifen durch alle LEDs auf volle Helligkeit einstellen, und das waren die Ergebnisse:
- Die LED 30 1 m Streifen zogen 1,5 A und hatten einen Spannungsabfall von 0,2 V.
- Die LED 60 m 2 Streifen zogen 2,9 A und hatten einen Spannungsabfall von 0,8 V.
- Die LED 150 5 m Streifen zogen 4,1 A und hatten einen Spannungsabfall von 2,0 V.
- Die LED 60 1 m Streifen zogen 3,0 A und hatten einen Spannungsabfall von 0,6 V.
- Die LED 2 120 m Streifen zeichneten 4,7 A und hatten einen Spannungsabfall von 1,4 V.
Der Spannungsabfall wurde durch Messen der Spannungsdifferenz zwischen Masse und Kraft auf dem Eingangsende des Bandes berechnet wird, dann auf der Ausgangsseite die gleiche Messung tun, und Subtrahieren der beiden Werte.
Zwei adressierbare RGB LED-Streifen verbunden.
Diese LED-Streifen werden durch ein einfaches, Hochgeschwindigkeits-Ein-Draht-Protokoll auf der Eingangssignalleitung. Das Protokoll ist in der WS2812B Datenblatt (266K pdf) dokumentiert und auch unten.
Die Standard-Leerlaufzustand der Signalleitung niedrig ist. Um die LED-Farben zu aktualisieren, müssen Sie eine Reihe von High-Impulse auf der Signalleitung übertragen. Jeder Hochimpuls ein Bit codiert: ein kurzer Impuls (0,35 & mgr; s) eine Null ist, während ein langer Impuls (0,9 & mgr; s) eine Eins darstellt. Die Zeit zwischen aufeinander folgenden ansteigenden Flanken sollte 1,25 & mgr; s sein (wenn auch in unseren Tests die Streifen mit Zykluszeiten von bis zu etwa 6 & mgr; s gearbeitet). Nachdem die Bits gesendet werden, sollte die Signalleitung niedrig gehalten wird für 50 & mgr; s einen Rücksetzbefehl zu senden, die die neuen Farbdaten wirksam macht (Anmerkung: es ist für niedrige Impulse so kurz wie 6 & mgr; s möglich ist, ein Reset auszulösen). Die Pulsbreiten müssen nicht genau sein: Es ist ein Schwellenwert, der bestimmt, ob der Impuls eine 0 oder eine 1 ist, und eine Vielzahl von Pulsbreiten auf beiden Seiten der Schwelle arbeitet.
SK6812 / WS281x RGB Datenzeitdiagramm.
Die Farbe jedes LED als drei LED-Helligkeitswerte codiert, die in GRB (grün-rot-blau) Reihenfolge gesendet werden müssen. Jeder Helligkeitswert wird als eine Reihe von 8 Bits codieren, wobei das höchstwertige Bit zuerst übertragen wird, so dass jede LED-Farbe nimmt 24 Bit. Die erste Farbe in die LED übertragen gilt, das am nächsten an den Dateneingang-Anschluss ist, während die zweite Farbe zur nächsten LED in dem Streifen übertragen gilt, und so weiter.
24 Bits stellen die Farbe eines SK6812 / WS281x LED in einem adressierbaren RGB LED-Streifen.
Jede RGB LED empfängt Daten über die Dateneingangsleitung und übergibt die Daten an die nächste LED ihre Datenausgangsleitung. Das High-Speed-Protokoll des WS2812B ermöglicht schnelles Updates; unsere Bibliothek für das Arduino unter dauert etwa 1,1 ms 30 LEDs zu aktualisieren, so ist es möglich, 450 LEDs schneller als 60 Hz zu aktualisieren. Allerdings ständige Updates sind nicht erforderlich; die LED-Leiste kann seinen Zustand auf unbestimmte Zeit solange Leistung verbunden bleibt halten.
Die Umsetzung des Protokolls auf einem Mikrocontroller
Da diese LED-Streifen, Bit-Banging Ansatz eine Software ist in der Regel kein Standardprotokoll verwenden benötigt es von einem Mikrocontroller zu steuern. Wegen des Submikrosekundenbereich Timing, muss der Bit-Banging Code im Allgemeinen in der Montage oder sehr sorgfältig optimierte C geschrieben werden, und Interrupts müssen deaktiviert werden, während Daten auf den LED-Streifen zu senden. Wenn die Unterbrechungen in Ihrem Code schnell genug sind, können sie in Zeiten aktiviert werden, wenn die Signalleitung niedrig ist.
Hinweis: Die minimale logisch hohe Schwelle für die Banddatenleitung beträgt 3,5 V, so sollten Sie Level-Shifter verwenden, wenn Sie diese Streifen von 3,3 V Systeme steuern möchten. In unseren Tests konnten wir sie von einem mbed mit 3,3-V-Signale steuern, jedoch unter Verwendung der Streifen außerhalb der Spezifikation so zu unerwarteten Problemen führen könnte.
Beispielcode
Um Ihnen zu helfen schnell loszulegen, bieten wir Beispielcode für diese Mikrocontroller-Plattformen:
Zusätzlich ist es mit diesen Streifen arbeiten die Adafruit NeoPixel Bibliothek für Arduino sollte, da die NeoPixels auf der WS2812B basieren.
Der Vergleich mit TM1804 LED-Streifen
Diese WS2812B-basierte Streifen sind in vieler Hinsicht ähnlich zu unserer älteren High-Speed-TM1804 LED-Streifen (Artikel # 2543. # 2544. Und # 2545). Die WS2812B Timing-Parameter sind sehr ähnlich zu denen der High-Speed-TM1804 LED-Streifen, so können Sie den gleichen Code verwenden entweder von ihnen zu steuern und Sie können Kette einen Typ zum anderen. Allerdings haben die beiden Arten von Streifen unterschiedlichen, nicht kompatiblen Stecker und die Reihenfolge der roten und grünen Kanäle im Protokoll vertauscht: Die TM1804 Farben in rot-grün-blau Reihenfolge gesendet werden, während die WS2812B Farben in grün-rot gesendet werden -blau bestellen.
Der TM1804 ist nur ein LED-Treiber und es erfordert eine separate RGB-LED auf dem Streifen platziert werden. Da die WS2812B die LED und die Fahrer in einem einzigen Paket kombiniert, kann es dichter gepackt werden, weshalb wir Streifen bieten mit 60 LEDs pro Meter sind in der Lage.
Im Gegensatz zu den TM1804 Streifen, diese LED-Streifen haben keine klebende Rückseite, aber sie sind Montagewinkel wie oben beschrieben.
Der Vergleich mit APA102C LED-Streifen
Wie die WS2812B verwendete APA102C in einigen unserer neueren LED Streifen verbindet auch eine RGB-LED und Treiber in einem einzigen 5050-size-Paket, so dass sie so dicht wie 144 LEDs pro Meter verpackt werden. Während jedoch die WS2812B verwendet eine Eindraht-Steuerschnittstelle mit strengen zeitlichen Anforderungen (Timing-Anforderungen so streng, dass es in der Regel nicht praktikabel ist Interrupt basierten Ereignisse auf der Steuerung Mikrocontroller ausgeführt hat, während es die WS2812B LEDs aktualisiert), die APA102C verwendet eine Standard-SPI-Schnittstelle, mit separaten Daten- und Taktsignalen, die sie akzeptieren eine Vielzahl von Kommunikationsraten ermöglicht; der Kompromiss ist, dass zwei I / O-Leitungen sie erforderlich sind, um statt einer nur zu steuern.
Die APA102C stellt eine 5-Bit-Farbunabhängigen Helligkeitssteuerung, die nicht auf dem WS2812B ist. Diese Funktion kann verwendet werden, um die Intensität jeden Pixel zu variieren, ohne seine Farbe zu ändern, und es ermöglicht, viel subtile Variationen am unteren Ende des Helligkeitsbereiches LEDs.
Darüber hinaus verwendet die APA102C eine viel höhere PWM (Pulsweitenmodulation) Frequenz zum Steuern jeden Farbkanal-ungefähr 20 kHz, im Vergleich zu etwa 400 Hz auf der WS2812B. Als Ergebnis kann APA102C LEDs weniger anfällig für Flimmern, wenn sie mit einer Kamera aufgenommen und sind für Anwendungen geeignet, wie Persistenz-of-Vision (POV) angezeigt. (Die Farbe unabhängige Helligkeit wird separat bei etwa 600 Hz moduliert).
Zum weiteren Vergleich der ICs finden Sie im WS2812B Datenblatt (266K pdf) und APA102C Datenblatt (1MB pdf).
Während unsere WS2812B Streifen und APA102C Streifen physisch sehr ähnlich sind, sind sie nicht miteinander funktional kompatibel. Der einfachste Weg, um sie auseinander zu halten ist an den Streifen End-Anschlüsse und die Verbindungen zwischen den einzelnen LED-Segment aussehen: WS2812B Streifen haben drei Anschlüsse (Strom, Daten und Boden), während APA102C Streifen haben vier (Strom, Uhr, Daten, und Boden). Auf Streifen mit 30 LEDs / m, können Sie auch prüfen, ob „WS2812B“ oder „APA-102C“ neben jeder LED gedruckt wird.