Как задать в контроллере требуемое количество пикселей
Перейти к содержимому

Как задать в контроллере требуемое количество пикселей

  • автор:

Схема подключения Wi-Fi контроллера SP108E

Контроллер SP108E позволяет управлять «умными» светодиодами в составе ленты или модуля по Wi-Fi. SP108E поддерживает два режима работы: прямое подключение к контроллеру по WiFi (AP режим) и подключение по сети с привязкой самого контроллера к роутеру (STA режим). Позволяет регулировать яркость свечения, имеет 180 пресетов и 8 настраиваемых цветов свечения.

Для управления контроллером можно использовать мобильное приложение.

Для подключения к ленте или светодиодному модулю не нужно никаких дополнительных приспособлений, кроме соединительных проводов.

Поддержка многих адресных LED с одно- и двухпроводным интерфейсом.

Схема подключения:

Адресная Spi лента , или «Бегущий огонь», – светодиодная лента, с помощью которой можно создавать уникальные световые и динамические эффекты. Такая подсветка имеет особую конструкцию, позволяющую управлять каждым светодиодом на плате отдельно.

Чтобы понять, в чем особенность ленты «Бегущий огонь», нужно представить, как работает стандартная RGB лента. Обычная плата с диодами светит одинаково по всей длине. Но адресная Spi лента имеет контроллер, с помощью которого можно управлять отдельно каждым сегментом, изменяя оттенок и яркость светодиодов.

Группа диодов, управляемая одной микросхемой, называется пиксель (кластер, юнит). Соответственно, такие ленты порой называют пиксельными. В различных моделях пиксели включают разное количество светодиодов. В лентах с напряжением 12 В обычно предусмотрено 3 диода на один кластер, а в крупных модификациях на 5 В возможно управление каждым светодиодом отдельно.

Под управлением контроллера каждый диод может светиться с разной яркостью и оттенком. Благодаря такой системе получаются разнообразные динамические эффекты: бегущего огня, теней, пульсации и пр.

Разновидности SPI лент

Адресные Spi ленты «Бегущий огонь» способны создавать завораживающие световые эффекты, благодаря чему хорошо привлекают внимание. Это объясняет их популярность и широкую сферу применения. В зависимости от дизайнерской идеи такие LED ленты устанавливают по отдельности или в комплектах.

«Бегущий огонь» часто используется при создании световых композиций, которые должны притягивать взгляд к рекламным вывескам, витринам, мероприятиям и т. п. Динамические эффекты смены цветов применяют для выделения информации, акцента на разноуровневых поверхностях, создания светящихся фигур, оформления интерьера, ландшафтной декоративной подсветки и пр.

Перед тем, как выбрать светодиодную ленту «Бегущий огонь», важно точно представить условия использования. В зависимости от целей применения определяют основные параметры подсветки:

  • напряжение – 5, 12, 24 В;
  • цвет свечения – обычно в продаже представлены платы с многоцветными RGB диодами, менее популярны адресные ленты белого свечения (холодного, теплого или дневного);
  • степень защиты – имеются модификации с классом защиты от ip20 до ip66;
  • разновидность встроенного чипа – определяет функции и возможности LED-ленты.

В интернет-магазине LedRus представлен широкий выбор светодиодных лент для реализации любых проектов по созданию ярких световых эффектов. Наши сотрудники готовы проконсультировать по всем вопросам и помочь с выбором.

Управление пиксельной лентой

Существует несколько вариантов управления Spi лентой, перечислим основные из них:

  • Автоматические программы – светодиодные ленты с таким управлением могут работать в автоматическом режиме без внешних управляющих устройств. В конструкцию подсветки встроен микроконтроллер с фиксированным набором динамических эффектов, запрограммированных на заводе. Пользователю остается подключить ленту к блоку питания, и программы запустятся автоматически. Такая подсветка подходит в тех случаях, когда использование программируемого контроллера для адресной Spi ленты «Бегущий огонь» по каким-то причинам неудобно или нежелательно. Так можно организовать, например, освещение вывесок, фасадов, витрин – без лишних действий и с минимальными затратами. Память микроконтроллера может содержать до 300 программ освещения, которые чередуются между собой, привлекая внимание динамическими эффектами.
  • Spi контроллер – внешнее устройство, которое подключается к ленте для настройки и выбора программ. С его помощью можно создавать сложные системы освещения и украшать даже масштабные объекты, контролируя сразу несколько плат с диодами. Новые программы световых эффектов для контроллера можно разрабатывать на компьютере через специальное ПО и записывать на флешку или SD-карту.
  • Мастер-контроллер – управляет лентами с интерфейсом DMX-512. Такое устройство может быть заменено подключением и управлением с ПК. Можно настраивать уже установленные программы или создавать на компьютере новые.
  • Собственный контроллер, собранный с помощью ардуино – схемы сборки есть в открытом доступе. Такие системы управления обычно используются для непрофессиональной подсветки дома или других простых задач.
  • Внешний контроллер подбирается таким образом, чтобы устройство поддерживало тип микросхемы, которая используется у ленты (WS2812B, WS2811-2818, TM1804, TM1812 и др.). Перед тем, как выбрать светодиодную ленту RGB «Бегущий огонь» и контроллер, важно проверить их совместимость. Для надежности можно покупать компоненты от одного производителя, которые предусмотрены друг для друга.

Схема подключения spi ленты

При подключении нужно руководствоваться маркировкой на плате, контроллере и схемами, которые приведены в инструкции по эксплуатации. При внимательном подходе эта довольно простая задача, которая не требует специальных навыков и опыта.

Почти все модификации подсветки «Бегущий огонь» подключаются последовательно до 50–100 м. Сигнальные кабели присоединяются от одного отрезка платы к другому. Блоки питания подключаются отдельно для каждого сегмента длиной 5 м. Общая длина плат в подсветке подбирается так, чтобы суммарное количество пикселей не превышало число, которое поддерживает контроллер.

Схема подключения светодиодной ленты «Бегущий огонь» включает следующие условные обозначения:

  • VCC (+12V) – «плюс» питания на ленте – подключается к «плюсу» блока питания 12 В;
  • GND – общий провод питания и сигнала – подключается к «минусу» БП и GND внешнего контроллера;
  • DI – вход сигнала управления – подключается к выходу контроллера (DIN+, D+ или DATA+);
  • DO – выход сигнала управления – подключается ко входу DI следующей ленты.

Технически независимое регулирование свечения диодов в каждом пикселе ленты обеспечивается не присоединением отдельных кабелей, а через формирование цифрового сигнала управления. За свечение в соответствии с поступающим кодом отвечает микрочип-драйвер, который встроен возле каждого пикселя.

Соответственно, при подключении SPI подсветки имеет значение правильное направление передачи цифрового сигнала – оно указывается стрелками на плате. Это нужно учитывать при соединении отрезков ленты, а также подключении к блоку питания и контроллеру. К слову, по стрелкам на плате легче всего отличить SPI ленту от стандартной RGB, для которой направления подключения не имеет значения.

Присоединять отрезок нужно так, чтобы стрелки указывали от контроллера управления к дальнему концы платы. Выход DATA на контроллере подключается к DI ленты, а ее выход сигнала управления DO соединятся с DI следующего отрезка.

Современные контроллеры для светодиодных SPI лент «Бегущий огонь» имеют функцию дублирования сигнала управления, благодаря этому при выходе из строя одного светодиода остальные продолжают работать.

Почему не работает? Как исправить?

При неправильном подключении, неисправных элементах или сбоях в эксплуатации с работой подсветки «Бегущий огонь» могут возникнуть проблемы. Найти неисправность часто помогает простое тестирование системы:

  1. Подсветка не работает сразу после подключения. Возможна неверная полярность подключения, проверьте места всех соединений. Посмотрите, соблюдено ли направление передачи цифрового сигнала. Если все в порядке, возможно, не задан тип микросхемы-драйвера в контроллере. Тогда укажите нужный параметр в меню контроллера или ПО. Стоит также проверить исправность работы контроллера и блоков питания.
  2. Освещение перестало работать через какое-то время использования. Проверьте исправность работы контроллера и блоков питания.
  3. Цвет свечения не соответствует выбранному. Это значит, что неправильно заданы настройки контроллера. Задайте последовательность цветов RGB.
  4. Светятся не все светодиоды, программы выполняются нестабильно. Такая неисправность возможна по разным причинам, поэтому стоит последовательно исключить все из них:
  • неправильно задана длина ленты в настройках контроллера – посчитайте общее количество пикселей и введите это значение в настройках контроллера;
  • некачественные кабели в цепи передачи цифрового сигнала – замените провода;
  • падение напряжения из-за слишком большой длины или недостаточного сечения кабеля в цепи питания платы – уменьшите длину провода или подсоедините кабель с большим сечением;
  • слишком длинный кабель в цепи передачи цифрового сигнала – укоротите провод;
  • неверный выбор типа микросхемы-драйвера – задайте нужное значение в настройках контроллера или ПО;
  • неисправная микросхема-драйвер – замените отрезок платы;
  • неправильно соединены контакты GND – проверьте правильность подключения в соответствии со схемой в инструкции.

Чтобы в будущем с SPI подсветкой не возникало проблем, важно также соблюдать требования и рекомендации по эксплуатации. Каждая система рассчитана на свой температурный режим и условия влажности. Помните, что для установки на улице подходят только модификации с классом защиты не меньше ip66. Открытые LED-ленты и подсветка с индексом SE предназначены только для внутреннего использования.

Не допускайте установку «Бегущего огня» рядом источниками тепла: блоками питания, светильниками, лампами. Кроме того, даже при высокой степени защиты от влаги такую подсветку нельзя устанавливать в местах скопления воды, например, в затопляемых нишах и углублениях.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Основной сферой применения пикселей данного типа является:

  • светодиодные полно-цветные динамические вывески любой сложности и геометрии,
  • динамические логотипы любой сложности,
  • использование пикселей, как динамического источника света для воплощения дизайнерских идей (подсветки акриловых панелей, льда, матовых бутылок и тд.)

Способ крепления: в отверстие диаметром 11,8 мм, это дает возможность устанавливать не только на плоские поверхности, но и на криволинейные (сфера, колонны и т.д.).

Основные достоинства данных пикселей:

  • высокая яркость,
  • высокая степень защиты IP65,
  • простота монтажа,
  • возможность демонтажа и повторного применения.
  • длина корпуса пикселя.

Основными факторами, влияющими на «эффектность» проекта в целом является:

1. Количество пикселей в проекте и шаг установки пикселя.

Это основной критерий, который наиболее влияет на «бюджет» проекта. Вполне логично, что чем больше пикселей в инсталляции, тем более привлекательной и уникальной будет ваш проект. Поэтому предлагаем два основных типа применения данного типа светодиодного пикселя.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рис.1 — Установка по контуру

Для такого типа применения рекомендуемый шаг пикселя (17- 25мм)

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рис. 2 — По площади

Для применения рекомендуемый шаг пикселя (20 — 50мм)

Шаг пикселя напрямую влияет на комфортную дистанцию для просмотра эффектов.

Основное правило для выбора шага пикселя:

  • 15 мм — комфортное расстояние просмотра более 10 метров,
  • 25 мм — комфортное расстояние просмотра более 22 метров,
  • 50 мм — комфортное расстояние просмотра более 45 метров.

В ряде случаев перед пикселями на небольшом расстоянии устанавливается дополнительный светорассеивающий элемент (лист матового акрила) для уменьшения эффекта «точек».

2. «Качество» написания эффектов.

Эффектность восприятия проекта напрямую зависит от сложности и длительности программы. Применение стандартных «встроенных переливалок и дождиков» не делает ваш проект уникальным. Для создания оригинального проекта необходимо потратить время на создание уникальной и неповторимой анимации (видео контента). ПО контроллеров позволяет импортировать (захватывать) анимацию низкого разрешения (GIF, AVI и т.д.), созданную другим программным обеспечением. Это дает возможность создать анимацию (светодинамику) любой сложности.

Пиксели подключаются последовательно с помощью 4-проводного шлейфа, где два провода — питание 5VDC и два провода — цифрового интерфейса SPI (DAT и CLK). Пиксели поставляются в виде гирлянд по 50шт. с разъемами на концах.

Максимальный шаг установки 80мм (без удлинения), его можно увеличить, разрезав стандартный кабель и удлинив его на необходимое расстояние (до 1.5 метров).

Так как пиксели управляются по цифровому протоколу SPI (DAT), который изначально не защищен от электромагнитных помех, увеличение длины между пикселями может привести к полному отказу системы или периодическим «промаргиваниям».

На длинный кабель могут влиять различные факторы:

  • сопротивление провода (Второй закон Ома никто не отменял).
  • частота сигнала CLK. Чем выше частота CLK, тем меньше удлинение можно выполнить.
  • электромагнитные помехи. Наличие в непосредственной близости силового кабеля или приемо-передающей антенны может привести к непредсказуемому результату.

Если все же удлинять пришлось, рекомендуем следующее:

  • снизить частоту сигнала CLK до минимально возможного значения.

уменьшение частоты приведет к уменьшению скорости перерисовки анимации.

  • для удлинения применять 8 жильный кабель типа «витая пара» в экране (UTP – интернет кабель). Для питания использовать по 3 провода, на сигналы DAT и CLK по одному. Экран соединить с минусом (GND). Причем провода DAT и CLK должны быть «свиты» относительно GND по отдельности.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Подключение светодиодов к контроллеру по витой паре при удалении от 5 и более метров.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Схема соединения UTP кабеля на примере контроллера ML-4096

Ниже приведена схема проекта с использованием нескольких блоков питания.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Если блок питания рассчитан на участок из 4-6 подсистем, то каждый отрезок из двух модульных систем нужно запитать с двух сторон. Плюсовой провод разрывается перед новым участком модулей с блоком питания.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Схема проекта с использованием мощного блока питания.

Внимание: Шина блока питания 5V должна выдержать нагрузку: 3A на 50 модулей.

Используйте медный провод с сечением, исходя из расчета 1,5- 2,5 мм на 200 модулей, в зависимости от расстояния до пикселей (не более 40-50 см). При значительном удалении блока питания от 1 метра и более необходимо закладывать в расчет провод большего сечения от 4 кв. мм. для компенсация падения напряжения под нагрузкой, омических (резистивных) потерь в проводе.

  • Пиксели подключаются в виде непрерывной гирлянды, в зависимости от используемого контроллера.
  • Если в проекте используется большое количество пикселей, то используется контроллер с несколькими цифровыми выходами.
    Например: Более 4096 пикселей – T-8000C , Более 8000 пикселей – 3 субконтроллера ML–3072– с равномерным распределением пикселей на каждый порт.
  • Питание 5VDC необходимо «подводить» через каждые 50 пикселей.
  • Если последний отрезок пикселей менее 25 шт., то питание на конец гирлянды можно не подводить.
  • Если в проекте используется несколько блоков питания, то в месте перехода гирлянды на другой блок питания шина 5V разрывается.
  • Провода последнего пикселя обязательно заизолировать друг от друга.
  • Для стационарных уличных конструкций рекомендуем обрезать разъемы на концах гирлянды, провода соединять методом спаивания и изолирования термоусаживаемой трубкой.

При использовании штатныx коннекторов обязательно пролить каким-нибудь герметиком (например, силиконом, горячим клеем и т.д.). Короткое замыкание в соединениях, с учетом реальных уличных условий, совсем ни к чему.

Пиксель по шине управления имеет «вход» и «выход», указаны в виде гравировки стрелками на корпусе пикселя. Все RGB LED пиксели подключаются от выхода к входу. Для разных пикселей определение входа и выхода различно (см. ниже).

ВАЖНО!

Вход первого пикселя подключается к котроллеру только проводами GND, DAT, CLK.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Назначение проводов пикселя ML-1PIX-IC-RGB-SF

  • Цвет и назначение проводов для разных моделей пикселей может отличаться. Даже цвет шлейфа в разных «партиях» может отличаться.

Выбор мощности блока питания производится из расчета N*0.3*1.2 , где
N — Общее количество LED пикселей.
0,3 – Мощность одного пикселя.
1,2 – 20 % запас мощности, закладываемый в расчет (для компенсации предельных тепловых и токовых режимов работы), актуально при статичном свечении.

На практике выбор блока питания для пиксельной системы с контроллером производится по формуле: N*0.3 – фактическая нагрузка, т.к. максимальное значение достигается на белом свечении, что очень редко.

Выбор конкретной модели контроллера зависит от общего количество пикселей в проекте. Теоретически максимальное количество пикселей ограничивается конкретной моделью LED контроллера. Если в проекте применяется многопортовый контроллер, то желательно равномерно распределить пиксели по всем портам.

Рекомендации по установке

Пиксели ML-1PIX-IC-RGB-SF устанавливаются в отверстие диаметром 11,8 мм в любом материале толщиной 2-4 мм., как на плоскость, так и на криволинейную поверхность (труба, сфера и тд.)

Типовым материалом для LED панелей является композит — «алюминий-пластик-алюминий» (любой другой сэндвич материал, монолит – зависит от ваших возможностей). Для удобства монтажа также можно сделать фаску для отверстий с монтажной стороны не более 1мм на глубину.

Монтаж пикселей производится вручную с небольшим усилием без использования какого-либо вспомогательного слесарного инструмента.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Габаритн-установочные размеры пикселей.

Общие рекомендации по монтажу пикселей:

    Пиксели монтируются в виде непрерывной гирлянды, с «подводом» питания через 50 шт.

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Рекомендации по применению светодиодных RGB пикселей (пиксельная система SMART) типа ML-1PIX-IC-RGB-SF

Данные рекомендации не являются полной гарантией результата.

Часто задаваемые вопросы (FAQ).

Вопрос A. А можно на этих пикселях собрать видео экран (медиа фасад)?

Ответ. Нет в «техническом смысле этого слова». Видео экран подразумевает высокую чистоту обновления информации, не менее 25 кадров в секунду. В таких случаях используют «видео» пиксели. Несмотря на схожий состав пикселя, в них применяются дорогие высокочастотные микросхемы управления с токовой стабилизацией выходов. И используются более яркие и сбалансированные светодиоды. В медиа фасадах используются более скоростная система управления, что дает возможность обеспечить частоту перерисовки изображения на уровне более 100 кадров в секунду и воспроизведения онлайн видео.

На базе обычных RGB пикселей создать видео систему теоретически можно применив одну из стандартных систем управления видео экранов. Это накладывает ряд ограничений.

Предлагаемые нами контроллеры позволяют воспроизводить анимационный ролик, заранее записанный в память контроллера.

Вопрос B. Какие лучше — 5 или 8 битные пиксели.

Ответ. На этот ответ нет однозначного ответа. С точки зрения частоты обновления, 5 битная микросхема однозначно лучше, она на 33% быстрее.

С точки зрения кол-ва цветов, для 5 бит — 32768 цветов, для 8 бит – 16млн. — 8 битная микросхема однозначно лучше.

В пиксельной системе « MAKSILED» используется контроллер SM16716.

Технические характеристики пикселей:

Тип диода O8мм RGB диффузионный

Количество цветов (SM16716), 8 бит — 16 млн.(256 уровней серого на цвет).

Угол луча 90 — 120 градусов

Тип крепления — Через отверстие O11,8 мм, толщина мат. 2-4 мм

Габариты (ДхШхВ) 40мм х 11,2мм х 11,2мм

Мощность, максимальная 0,3 Вт (60 мА)

Тип соединения 4 проводное

Протокол SPI — DAT, тип SM16716.

Цифровое управление светодиодной подсветкой и освещением

В основе подобных систем пиксельного типа находятся RGB светодиоды с кристаллами таких цветов: Blue, Green, Red (соответственно синий, зеленый, красный). Отличием таких систем является возможность использования управляющих встроенных микросхем. При помощи подобных микросхем можно управлять отдельными диодами или группой. Ленты с таким управлением называются пиксельными, каждый управляемый элемент – пикселем. Система освещения, созданная с использованием подобных лент также называется пиксельной.

Количество светодиодов в одном пикселе зависит от значения напряжения питания. Например, для 5-ти вольтовых лент реализуется схема управления «один диод – один пиксель». Управляющая микросхема располагается в корпусе отдельного светодиода. Для 12-ти вольтовых лент в одном пикселе находятся уже три RGB-диода, для 24-х вольтовых лент – шесть RGB-диодов. В продаже можно найти ленты на 12 В, RGB-светодиоды которых управляются отдельно.

Контроллер – управление пиксельными схемами

Для управления системами пиксельного типа используются специальные контроллеры, которые можно разделить на три большие группы:

  1. Контроллеры с предустановленными программами. Набор для световых эффектов может быть различным, но пользователь его изменить не может. Доступен выбор необходимого эффекта, установка его скорости. Контроллеры этого типа являются самыми простыми, но наличие до 300 программ в памяти все равно делает их очень популярными и эффективными.
  2. Контроллеры, программы для которых можно создавать самостоятельно (необходимы специальное ПО для компьютера). Эффекты записываются на SD-карту, устанавливаемую в контроллер.
  3. Контроллеры с управлением онлайн при помощи компьютера. На ПК устанавливается специальное ПО, для подключения используются порт USB, локальная сеть.

При составлении программы очень важно, чтобы воспроизводимый цвет светодиода соответствовал цвету при настройке. Большинство контроллеров облегчают эту задачу, предлагая возможность указывать последовательность каналов, к примеру, BGR, RBG, RGB и другие варианты. Одновременно с этим можно задавать расположение отдельных пикселей, их количество.

Микроконтроллер – это миниатюрная микросхема, которая встроена в флеш-модуль или ленту. Такое устройство принимает сигнал от общего контроллера, затем преобразовывает его для визуального изменения цвета диода, яркости или уровня свечения. Микроконтроллеры еще называют драйверами или чипами, эти названия более распространены.

Внимание: не всегда популярные модели драйверов и контроллеров совместимы, однако большая часть из контроллеров имеет возможность взаимодействовать с некоторыми типами драйверов. О совместимости обязательно указывается в техпаспортах устройств. Для драйвера его тип указывается в предоставляемых производителем параметрах на поверхности ленты.

Драйверы можно разделить о принципу работы на следующие группы:

  • DMX, использующие для управления цифровой протокол DMX, то есть цифровое мультиплексирование;
  • SPI, которые для работы используются цифровой интерфейс вида SPI, то есть последовательный интерфейс периферийный (такие типы устройств применяются чаще остальных).

Драйвера протокола DMX

Особенностью DMX является возможность подключения параллельного типа к управляющей шине каждого отдельного драйвера (рис. 1). Если при такой схеме выйдет из строя какой-либо чип, последовательность цепочки не будет нарушена, то есть система сохранить работоспособность. Но тут кроется и один большой минус – каждый драйвер должен иметь конкретный адрес, чтобы при передаче информации не было нарушений, то есть чтобы световой эффект сохранил свои параметры и визуализацию.

dmx1.jpg

Рис. 1. Рабочая структура подключения DMX для пиксельного контроллера.

Адреса DMX изначально прописываются во время их производства. Каждой цепочке, ленте, катушке присваивается индивидуальный номер, начиная с единицы. Во время последующего подключения очень важно не забывать записывать такие адреса с использованием специального адресного редактора. Первыми соединяются модули или отрезки светодиодной ленты, после чего выполняется запись адресов с автоматическим их распределением, то есть начиная от первого пикселя, расположенного к контроллеру ближе всего. Это обеспечивает уникальность всех адресов и четкое отображение каждого эффекта.

Для перезаписи адресов следует использовать редакторы, это такие модели, как LN-DMX-ID. Для некоторых контроллеров пиксельного типа применяются предустановленные адресные редакторы, например, это могут быть DMX K-8000D, DMX K-1000D. Во время записи адресов надо использовать провод типа ADI, ADR, ADIN, но для воспроизведения он уже не нужен.

Если у используемого контроллера нет встроенного адресного редактора, порта для провода ADI, тогда соединение можно осуществлять при помощи провода GND, что позволит избежать влияния наводок и внешних помех при настройке.

Контроллер типа SPI

Протокол SPI обладает такой особенностью, как возможность последовательной передачи по всей длине, то есть данные передаются от одного пикселя к другому. Необходимости в присвоении отдельных индивидуальных адресов нет, так как адрес зависит от расположения пикселя в цепи.

Контроллер самостоятельно создает последовательность, после чего отправляет данные на первый пиксель, остальная информация распределяется дальше. Схема сохраняется: каждый последующий пиксель часть передаваемой информации принимает, а остаток отправляет дальше.

Для передачи данных в системе используются сигнальные провода строго определенных типов (CLK и DATA) или только один сигнал DATA, что зависит от используемого при подключении драйвера. В первом случае монтаж будет более сложным, но зато работа обладает необходимой стабильностью с высокой скоростью обмена данными. Это гарантирует минимальную задержку при обновлении информации, а это является одним из важнейших факторов для создания мультимедийных, очень больших экранов. В нижеследующей таблице приведены основные параметры драйверов SPI, устанавливаемых в продукции Arlight (список микросхем периодически пополняется).

Тип драйвера ТМ1804 ТМ1812 WS2801 WS2811 WS2812 LPD6803 UCS1903 TLS3001
Использование в оборудовании Arlight Ленты/ модули Ленты Модули Ленты/ модули Ленты/ модули Модули Модули Модули
Напряжение питания 12/24В 12В 5/12В 5/12/24В 5/12/24В 5/12В
Количество RGB светодиодов в пикселе для лент Arlight 1 или 3 шт. 1, 2 или 3 шт 3 шт. 1 шт.
Сигналы управления DATA DATA DATA, CLK DATA DATA DATA, CLK DATA DATA
Исполнение микросхемы В отдельном корпусе В отдельном корпусе В отдельном корпусе В отдельном корпусе Встроена в светодиод В отдельном корпусе В отдельном корпусе В отдельном корпусе
Количество обслуживаемых драйвером пикселей 1 (3 канала) 4 (12 каналов) 1 (3 канала) 1 (3 канала) 1 (3 канала) 1 (3 канала) 1 (3 канала) 1 (3 канала)
Количество цветов 16 млн 16 млн 16 млн 16 млн 16 млн 32768 16 млн 4096

На схеме отображена структура подключения SPI-ленты для обычного пиксельного контроллера (рис. 2) и при использовании одиночного сигнального провода типа DATA (рис. 3).

Spi1.jpg

Рис. 2. Структура подключения SPI-ленты для пиксельного контроллера.

spi2.jpg

Рис. 3. Структура подключения DATA.

В заключение следует показать особенности и преимущества управляющих протоколов двух типов.

Преимущества протокола SPI:

  • адресный редактор не используется, то есть адреса при подключении не записываются;
  • пиксели можно менять местами, при этом изменений в визуализации эффекта не происходит (контроллер сам присваивает адреса);
  • можно выполнять соединения отдельных модулей или лент с числом пикселей от 1024, необходима только покупка специального контроллера и очень четкий, продуманный монтаж.

Преимущества протокола DMX:

  • можно совмещать с оборудованием, работающим под протоколом DMX512, например, системами MADRIX, пультами DMX;
  • если из строя выйдет один из пикселей, работа цепи не нарушается, визуализация эффекта остается на прежнем уровне.

При использовании совмещения с системами DMX512 на каждую шину можно подключать до 170 отельных пикселей или по три адреса (суммарно – не больше 510 адресов). Если используются специальные пиксельные контроллеры DMX, то на один порт можно подключать до 1024 пикселей. К примеру, схема «Бегущий огонь», столь популярная сегодня, будет иметь следующий вид (рис. 4).

dmx2.jpg

Рис. 4. Схема подключения для ленты «Бегущий огонь»

На основе всего сказанного можно представить рекомендации, при помощи которых достаточно легко самостоятельно составить проект и выполнить монтаж управляемых систем светодиодного типа. Такие рекомендации отлично подходят для всех типов систем, при этом тип управляющего протокола значения не имеет.

  1. При передаче данных необходимо следить за направлением, которое обозначается стрелками на (оно показывает направление к ленте от управляющего контроллера). Внимание надо обращать и на маркировку всех контактов входа (DIN/DI – подсоединять надо к выходу для управления), для выхода к световым пикселям – DOUT/DO.
  2. Для питания нельзя применять прямое подключение питания с выходным напряжением блока, превышающим номинальное. Если нарушить это условие, оборудование просто начнет выходить из строя.
  3. К порче ведет и подача напряжения на вход, нарушения полярности во время подсоединения питающего блока.
  4. Нельзя подавать питание от ленты к ленте! Все используемые системы (трубки, ленты) должны иметь допустимую длину. Подключение будет последовательным, а провода GND и DATA надо соединять только от выхода одного отрезка к входу другого, для каждой ленты питание подается только отдельно.
  5. Есть вариант, при котором один мощный источник питания будет подаваться сразу на несколько лент, но от блока питания в этом случае надо вести отдельный провод для каждой ленты. Этот метод не самый лучший, так как в проводах возможно падение напряжения, что приводит к неполадкам управления, искажению свечения отдельных пикселей.
  6. Для управляющей схемы надо рассчитывать сечение проводов на основе их длины и общей мощности ленты. Но одним из наиболее рациональных вариантов является использование отдельных блоков с небольшой мощностью, каждый из которых будет размещаться около «своей» ленты. Такой метод позволит легко решить проблему падения напряжения в питающих проводах.
  7. Во время монтажа пятивольтовых лент с плотностью высокого уровня необходимо обеспечить питание с двух концов, в противном случае на дорожках будет наблюдаться падение напряжения, цвет в разных концах начнет сильно отличаться, вплоть до появления погасших пикселей. Нехватка напряжения также приводит к проблемам управления, что особенно заметно при белом свете, когда подаваемый ток максимальный. Решить проблему можно при помощи некоторых специальных моделей контроллеров. Работая при включении в автоматическом режиме, они снижают яркость в пятивольтовых системах до приемлемого уровня.
  8. При организации питания для ленты и контроллеров можно не применять блоки питания с одинаковым напряжением, так как напряжение на CLK и DATA от этого не зависит. Оно может быть только на 0 В и 5В (для TTL). Это говорит о том, что можно одновременно использовать ленты на 12 В и 5 В без потерь качества свечения. Надо только следить, чтобы оборудование и используемый блок питания сочетались. Если уровень напряжения для ленты и контроллера совпадают, допускается использование одного блока питания.
  9. Для передачи данных между контроллером и лентой (или другим источником света) надо использовать только защищенные кабеля (экранированные) или специальные для компьютерных систем, то есть витую пару UTP. Длина кабелей составляет до 10 м, но если требуется организация управления с большого расстояния (но не больше 200 м), то надо применять конверторы сигнала (от TTL в RS485) от контроллера, то есть RS485, к ленте TTL. Если данные передаются при помощи кабеля, можно применять конвертор TH2010-485.
  10. В том случае, если количество пикселей больше 1024 пикселей, необходимо использовать контроллеры, имеющие различные порты для выхода, но пиксели между портами распределяются равномерно.

Используя подробное руководство, можно своими руками создавать самые разнообразные эффекты, начиная от простых дорожек «Бегущих огней» и заканчивая огромными мультимедийными системами и экранами.

  • Telegram
  • VKontakte

Обзор контроллеров для умной подсветки ступеней лестниц

В современном доме уже нельзя представить жизнь без умной подсветки ступеней лестниц. Оборудованные датчиками движения и датчиками дневного света, они обеспечивают автоматическое включение и выключение подсветки ступеней для вашего комфортного передвижения в темное время суток. При желании, можно установить и механические выключатели, для управления вручную, но автоматические избавят вас от лишних щелчков и шума, а также, выручат, когда у вас заняты руки. В нашем распоряжении имеются три вида контроллеров от компании SkyDance . Они имеют много общего, но есть и особенности, которые вы должны учитывать при своем выборе. Они имеют одинаковое назначение и принцип работы, легко настраиваются с помощью кнопок и OLED дисплея контроллера, без дополнительных интерфейсов и ПО.

По своему усмотрению вы можете выбрать, а в будущем и изменить все режимы работы:

  • подсветка ступеней и перил одновременно, или каждый в отдельности
  • динамическая или статическая подсветка, вид подходящего динамического эффекта
  • подобрать желаемый цвет и яркость подсветки
  • изменить скорость работы
  • установить необходимое количество ступеней, и ширину ступени
  • выбрать тип чипа, соответствующий применяемой пиксельной ленты
  • настроить датчик освещенности, чтобы подсветка включалась только в темное время суток
  • и другие важные настраиваемые параметры

А теперь попробуем разобраться в особенностях каждого контроллера .

В комплект входят контроллер, датчики движения с проводами для подключения, датчик освещенности. Один датчик движения устанавливается в начале ступеней (коридора), второй в конце.

Имеет два выходных канала для подключения пиксельной ленты (максимум 960 пкс на канал) и 32 канала для подключения белой ленты (нагрузка 1А на канал). Питание контроллера и ленты 5-24 VDC . Если напряжение питание пиксельной ленты отличается от питания контроллера и белой ленты, необходимо применять отдельный блок питания .

В зависимости от применяемой ленты могут быть четыре режима работы, и соответствующего подключения .

Используется только белая, или другая одноцветная лента для подсветки ступеней. Максимальное количество ступеней 32. Длина ступени в зависимости от используемой мощности ленты. Максимум 24 W (5-24 V х 1А). Без подсветки перил. Каждая ступень подключается до соответствующего выходного канала двухжильным проводом, что создает некоторые трудности при монтаже.
Подсветка включается сразу по всей ширине ступени. Можно выбрать один из четырех динамических сценариев, восемь градаций яркости и восемь значений скорости .

Используется только пиксельная RGB лента. Динамический эффект в виде бегущей волны по перилам лестницы или по проложенному участку вдоль ступеней, или по длине коридора. Максимальное количество пикселей 960. Начало ленты подключается к соответствующему выходу контроллера. Нет необходимости прокладки большого количества проводов. При длине ленты более 5м необходимо учитывать мощность ленты, и дополнительные точки подачи питания. При расстоянии от контроллера до начала ленты более 5м, необходимо применять кабель для цифровой передачи сигнала UTP или FTP .
Можно выбрать один из 12. От статического цвета, до изменяющихся запрограммированных, или заданных пользователем, восемь градаций яркости и восемь значений скорости .

В комплект входят контроллер, датчики движения с проводами для подключения, датчик освещенности, и 24 субконтроллера. Субконтроллеры необходимы для подключения белой ленты на ступенях .
Имеет два выходных SPI (цифровых) канала. Первый канал используется для пошагового освещения ступеней лестницы белым, или цветным светом. Второй SPI канал используется для управления динамической цветной подсветкой перил. Питание контроллера и ленты 5-24 VDC . Выходной ток 20А. Если напряжение питание пиксельной ленты отличается от питания контроллера и белой ленты, необходимо применять отдельный блок питания .

В зависимости от применяемого оборудования могут быть два режима работы, и соответствующего подключения .

В первом случае, для подсветки ступеней белой лентой, сигнал управления подается по управляющему кабелю вдоль всей лестницы. Возле каждой ступени устанавливается субконтроллер для преобразования сигнала SPI в сигнал ШИМ для подключения белой ленты. В комплекте с контроллером идут 24 субконтрол лера. Всего можно подключить 72 ступени, поэтому при необходимости увеличения количества ступеней докупаем необходимое количество субконтроллеров и соединительных кабелей с разъемами .
Если необходима подсветки перил, то ко второму выходу подключается SPI лента. Максимальное количество подключаемых пикселей – 720. 8 значений скорости динамики и 8 значений яркости свечения .
Мощность блока питания должна соответствовать мощности всей подключаемой ленты, или использовать отдельные блоки по участкам .

Во втором случае для подсветки ступеней и перил используется только пиксельная лента без субконтроллеров. Для ступеней изготавливаются отдельные отрезки по ширине ступени и соединяются последовательно. Количество ступеней в этом варианте по умолчанию 24 шириной по 10 пикселей. Максимальное количество ступеней можно запрограммировать 72, а ширину ступени 90 пикселей. Общее количество подключаемых пикселей 720 .
Более экономичный вариант, но подсветка только RGB . Можно выбрать один из 12 цветовых сценариев. Ступени могут включаться как пошагово, так и плавно в виде Z — образной бегущей волн ы. Можно выбирать по 8 значений скорости и яркости .

Наиболее простой контроллер. Можно использовать для подсветки ступеней, или плавного включения освещения по длине коридора. В комплект входят контроллер, датчики движения с проводами для подключения, датчик освещенности. Один датчик движения устанавливается в начале ступеней (коридора), второй в конце. Используется только пиксельная лента ( RGB или белая). Два параллельных выходных канала по 960 пикселей максимум .

Для подсветки ступеней изготавливаются отдельные отрезки из пиксельной ленты, которые подключаются последовательно .
По умолчанию запрограммировано 30 шагов по 10 пикселей. Их количество можно менять, учитывая, что количество шагов, умноженное на количество пикселей, должно быть меньше или равно 960.

В настройках можно выбрать 10 сценариев изменения цвета, и 5 режимов изменения динамических сценариев. Комбинируя их, можно получить 50 различных сценариев

Кроме того, можно включать пошаговую подсветку, или динамическую Z -образную. Если это коридор, то плавное включение и выключение освещения от начала до конца коридора. Конечно, имеется выбор скорости, яркости, настройка порога включения, и времени задержки выключения света.
Для увеличения освещаемых площадей, можно использовать несколько контроллеров включая их одним выключателем, или от одного датчика движения.
Напряжение питания 5-24 VDC . Мощность блока питания должна соответствовать общей мощности подключаемой пиксельной ленты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *