Kompletny przewodnik po programowalnych taśmach LED

Programowalne taśmy LED to świetne rozwiązanie, gdy szukasz dynamicznego rozwiązania oświetleniowego dla swojego projektu. Są dostępne w różnych kolorach, można je zainstalować niemal wszędzie i są łatwe w utrzymaniu. Trudno będzie znaleźć inne rozwiązanie oświetleniowe, które oferuje tak wiele wartości i stylu.

Programowalne taśmy LED przenoszą standard na zupełnie nowy poziom i zapewniają więcej opcji sterowania oraz fajne efekty, które olśnią Twoją konfigurację oświetlenia. Problem polega na tym, że musisz wybrać odpowiednią adresowalną taśmę LED do swoich potrzeb. Nie martw się, jeśli nie jesteś pewien, jak podjąć decyzję; czytaj dalej, aby dowiedzieć się wszystkiego o wyborze programowalnych taśm LED.

1. Co to jest programowalna taśma LED?

Programowalna taśma LED, zwana również Adresowalna taśma LEDjest cyfrową listwą zawierającą elastyczną płytkę drukowaną, diody LED i układ scalony sterownika. "Programowalny" oznacza, że można napisać program sterujący, aby indywidualnie kontrolować kolor i jasność każdej diody LED lub grupy diod LED, dzięki układom scalonym (IC) wbudowanym lub podłączonym do każdej diody LED. układy scalone (IC) wbudowane lub podłączone do każdej diody LED.

Programowalne (adresowalne) taśmy LED są dostępne w różnych formatach, w tym w różnych długościach, gęstościach LED (liczba diod LED na metr) i możliwościach kolorystycznych od RGB (czerwony, zielony i niebieski) do RGBW (czerwony, zielony, niebieski i biały) w celu dodania opcji mieszania kolorów i światła białego.

Istnieją dwa główne typy układów scalonych stosowanych w programowalnych taśmach LED: miniaturowe układy scalone wbudowane w strukturę diod LED i układy scalone umieszczone na zewnątrz diod LED. Poniżej znajduje się zdjęcie programowalnej taśmy LED:

1.1 Wbudowany układ scalony i zewnętrzny układ scalony

Wbudowany układ scalony odnosi się do integracji wewnętrznego obwodu w diodzie LED, zmniejszając konstrukcję obwodu zewnętrznego, komponenty zewnętrzne i koszty produkcji. Układ scalony może sterować diodą LED w celu uzyskania wielu zmian kolorów.

Zewnętrzny układ scalony, z drugiej strony, jest naszą powszechną formą samodzielnych układów scalonych. Taka zewnętrzna konstrukcja zapewnia większą elastyczność w zakresie konserwacji i dostosowywania, ponieważ poszczególne komponenty można łatwiej wymieniać lub modyfikować. Zewnętrzny układ scalony kontroluje jedną lub więcej diod LED, zwykle trzy lub sześć.

1.2 Programowalne (adresowalne) typy układów scalonych

Programowalne (adresowalne) układy scalone są podzielone na układy scalone DMX512 i układy scalone SPI zgodnie z ich protokołami sterowania. DMX512 jest międzynarodowym standardowym protokołem, a wydajność różnych układów scalonych DMX512 może się różnić, ale obsługiwane protokoły są takie same, co oznacza, że ten sam kontroler DMX512 może sterować różnymi typami układów scalonych DMX512; jednak SPI nie jest międzynarodowym standardowym protokołem, a obsługiwane protokoły są różne dla różnych producentów. Jednak SPI nie jest międzynarodowym standardowym protokołem, a układy scalone SPI różnych producentów obsługują różne protokoły, co oznacza, że różne układy scalone SPI mogą wymagać użycia z różnymi sterownikami SPI.

Typowe modele wbudowanych układów scalonych SPI: WS2812B, WS2813, WS2815, SK6812, SK9822, APA102, APA107 i tak dalej.

Popularne modele zewnętrznych układów scalonych SPI: WS2801, WS2811, WS2814, WS2818, UCS1903, TM1812, TM1814, TM1914, TM1934, LPD6803, LPD8806 i tak dalej.

Typowe modele zewnętrznych układów scalonych DMX512: TM512, UCS512 itd.

Powiązane arkusze danych układów scalonych do pobrania można znaleźć pod adresem kliknij tutaj.

2. Programowalna taśma LED VS nieprogramowalna taśma LED

Programowalna taśma LED może być traktowana jako ulepszona wersja nieprogramowalnej taśmy LED.

Zwykły pasek świetlny LED może realizować tylko skok koloru całego paska światła i regulację jasności pojedynczego koloru; cały pasek światła w tym samym czasie może prezentować tylko jeden kolor i nie może istnieć w tym samym czasie w dwóch różnych kolorach.

Wręcz przeciwnie, programowalna taśma LED może osiągać różne zmiany kolorów za pomocą systemu sterowania, w tym pogoń za kolorem, cykl wielokolorowy, chodzenie w jednym kolorze i tak dalej. Te tryby zmiany kolorów są często programowane przez inżynierów za pomocą programowalnych kontrolerów i wbudowane w płytkę IC kontrolera. Wszystko, co musimy zrobić, to zasilić programowalną taśmę, podłączyć programowalny kontroler LED i odtworzyć zaprogramowany wzór.

3. Jakie są rodzaje programowalnych taśm LED?

Programowalne taśmy LED zgodnie z wbudowanym lub zewnętrznym sygnałem IC można podzielić na taśmy z pojedynczym sygnałem, taśmy z podwójnym sygnałem, serię transmisji punktów przerwania i taśmy DMX512; te cztery typy są różne.

3.1 Jednosygnałowe programowalne taśmy LED

Programowalna taśma LED z pojedynczym sygnałem może przekazywać tylko jeden rodzaj sygnału; jeden obszar sterowania IC nazywany jest punktem piksela. Gdy jeden z punktów pikseli jest uszkodzony, inne punkty pikseli nie będą działać, więc jego punktem połączenia jest przewód dodatni, przewód ujemny i przewód sygnałowy.

3.2 Programowalne taśmy LED z podwójnym sygnałem

Programowalne paski LED z podwójnym sygnałem dodają funkcję zegara oprócz przechodzącego sygnału danych, co pozwala ustawić czas, w którym diody LED włączają się lub wyłączają.

3.3 Programowalne taśmy LED z punktem przerwania

Transmisja Breakpoint jest ulepszoną wersją jednosygnałowego programowalnego paska LED, który jest 4-kanałowym obwodem sterowania z podwójną linią danych z jedną linią danych i jedną zapasową linią danych. Gdy pojedyncza linia danych ulegnie awarii, zapasowa linia danych zostanie automatycznie uruchomiona, aby zapewnić, że sygnał nie zostanie przerwany.

3.4 Taśma świetlna LED DMX512

Różnica między taśmą LED DMX512 a innymi programowalnymi taśmami LED polega na tym, że jest ona bardziej inteligentna; można ją podłączyć do systemu DMX, aby sterować różnymi wzorami, takimi jak bieganie, płynięcie, gonienie, animacja itp. z dowolnymi kombinacjami wzorów i wyświetlaniem dowolnych kolorów.

Jeśli piksel jest uszkodzony, nie ma to wpływu na transmisję sygnału, a inne piksele mogą być normalnie używane.

Jeśli na pasku znajdują się powyższe oznaczenia, oznacza to, że pasek jest programowalny i można sterować nim w różnych trybach.

4. Dlaczego muszę zaprogramować moje taśmy LED?

Jeśli chcesz dodać trochę zabawy do swojego oświetlenia, jeśli chcesz uzyskać szeroką gamę fajnych efektów, jeśli nie chcesz już mieć do czynienia z nudnym i monotonnym oświetleniem i jeśli chcesz dodać własną kreatywność do swoich projektów oświetleniowych, musisz zaprogramować taśmy LED. Programowalne taśmy LED mają setki efektów, które można wykorzystać, a programowanie taśm LED pozwala zdecydować, które możliwości chcesz wdrożyć. Możesz myśleć o programowaniu jako o dostosowywaniu sposobu działania taśmy LED, zamiast pozwalać jej działać arbitralnie.

Programowanie taśm LED odbywa się poprzez dostosowanie koloru, jasności i wzoru. Programowanie adresowalnych taśm LED umożliwia tworzenie środowisk, które odzwierciedlają nastrój, poprawiają wystrój lub po prostu ożywiają wyobraźnię. Programowalne taśmy LED to coś więcej niż tylko rozwiązania oświetleniowe; to płótna czekające na pomalowanie światłem.

W miarę zagłębiania się w sferę programowania programowalnych taśm LED, potencjał przestrzeni staje się coraz bardziej widoczny. Programowalne taśmy LED to coś więcej niż tylko wybór odcieni; tworzą atmosferę, która rezonuje z osobistym lub zawodowym duchem.

5. Narzędzia programistyczne

Do procesu programowania i późniejszego sterowania programowalnymi taśmami LED wymagane są różne narzędzia i materiały. Sercem programowania jest oprogramowanie do programowania LED i kontroler, które są mózgiem operacji, umożliwiając dostosowywanie i programowanie efektów świetlnych. Na rynku dostępnych jest wiele programowalnych oprogramowań; w tym artykule przedstawimy głównie dwa z nich: Arduino i LedEdit.

5.1 Arduino

Arduino to platforma elektroniczna typu open-source oparta na łatwym w użyciu sprzęcie i oprogramowaniu. Płytki Arduino są w stanie odczytywać dane wejściowe - światło na czujniku, palec na przycisku lub wiadomość na Twitterze - i przekształcać je w dane wyjściowe - aktywując silnik, włączając diodę LED, publikując coś online. Możesz powiedzieć swojej płytce, co ma robić, wysyłając zestaw instrukcji do mikrokontrolera na płytce. Aby to zrobić, użyj języka programowania Arduino (opartego na Wiring) i oprogramowania Arduino (IDE) opartego na Processing.

Arduino to platforma elektroniczna typu open-source oparta na łatwym w użyciu sprzęcie i oprogramowaniu. Płytka programistyczna Arduino może odczytywać dane wejściowe (światło z czujnika, palec na przycisku lub wiadomość na Twitterze) i przekształcać je w dane wyjściowe (uruchomienie silnika, włączenie diody LED, publikacja treści online). Możesz powiedzieć płytce, co ma robić, wysyłając zestaw instrukcji do mikrokontrolera na płytce. W tym celu używa się języka programowania Arduino (opartego na okablowaniu) i opartego na przetwarzaniu oprogramowania Arduino (IDE).

Arduino to interfejs o otwartym kodzie źródłowym z fizyczną płytką kontrolowaną przez oprogramowanie. Łączy się z komputerem i umożliwia manipulowanie oprogramowaniem w celu zaprogramowania pasków LED. Zasadniczo Arduino jest używane jako mikrokontroler. Kod wprowadzony na komputerze jest przekazywany do fizycznej płytki Arduino, która przekazuje go jako sygnał danych do adresowalnego paska LED.

5.2 LedEdit

LedEdit to najnowsze oprogramowanie do edycji programów firmy Shenzhen Singba Light Technology Co., Ltd. z funkcją aktualizacji online, kompatybilne z Win7, Win8, Win10, a jednocześnie z głównym oprogramowaniem do projektowania AutoCAD, CoreIDAW i Flash dla idealnego połączenia projektowania oświetlenia LED zapewnia potężną wygodę.

Oprogramowanie LedEdit jest zwykle używane z K-1000C lub K-8000C kontrolery, które mogą realizować programowanie online lub programowanie wstępne, a następnie używać karty TF do odtwarzania programu oświetlenia.

Pobierz LedEdit-K Manual - 2021

Pobierz LedEdit-K Software

6. Jak zaprogramować adresowalną (programowalną) taśmę LED?

Do procesu programowania i późniejszego sterowania taśmą LED potrzebne będą następujące elementy:

• Interfejs Arduino lub kontroler K-1000C/K-8000C
• komputer
• Programowalne taśmy LED
• Rezystory (termin elektryczny)
• Jeśli chcesz używać długich taśm LED, potrzebujesz odpowiedniego zasilacza DC (DC5V/12V/24V).

6.1 Jak zaprogramować taśmy LED za pomocą Arduino?

Kompletny przewodnik po programowaniu taśm LED za pomocą Arduino

Wybór programowalnej taśmy LED

Istnieje wiele rodzajów programowalnych taśm LED, takich jak WS2812B, APA102 i SK6812, z których każda ma swoje unikalne cechy. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę takie czynniki jak dokładność kolorów, jasność i indywidualnie adresowalne diody LED.

Wybór odpowiedniego zasilacza

Upewnij się, że adresowalna taśma LED ma wystarczające zasilanie. W zależności od wymagań taśmy LED, może być potrzebny zewnętrzny zasilacz oprócz tego dostarczanego przez Arduino. Niektóre taśmy LED mogą być zasilane przez zasilacz DC 5V, a niektóre adresowalne taśmy LED wymagają zasilacza LED DC 12V lub DC 24V. Ponownie, przed użyciem taśmy LED należy zapoznać się z jej specyfikacją.

Jak podłączyć pasek LED do Arduino?

Podłącz piny wejścia danych programowalnego paska LED do cyfrowych pinów Arduino, piny uziemienia do uziemienia Arduino, a piny zasilania do zewnętrznego źródła zasilania, używając zworek do wykonania tych połączeń.

Uwaga specjalna: Będziesz musiał sprawdzić pasek LED i płytkę Arduino, aby zidentyfikować piny wejściowe i wyjściowe. Zazwyczaj piny wejścia danych, uziemienia i zasilania są krytyczne dla łączności.

Układ wyprowadzeń programowalnej taśmy LED może się różnić w zależności od konkretnego typu lub modelu taśmy LED. Aby uzyskać dokładne informacje, należy zapoznać się z arkuszem danych lub dokumentacją dostarczoną przez producenta taśmy LED dla adresowalnej taśmy LED.

Poniżej przedstawiono typowe opisy pinów dla programowalnych taśm LED:

Zasilanie (V+): Jest to pin zasilania. Zwykle wymaga on dodatniego napięcia, zazwyczaj 5 V DC, 12 V DC i 24 V DC. Podłącz ten pin do dodatniego zacisku zasilacza.

Uziemienie (GND): Jest to pin uziemienia. Podłącz ten pin do masy (0V) zasilacza.

Wejście danych (DI): Jest to wejście dla sygnału danych. Podłącz ten pin do wyjścia danych mikrokontrolera lub kontrolera LED. W przypadku WS2812B i podobnych typów, ten pin może być oznaczony jako "DIN" lub "DI".

Wyjście danych (DO): Jest to wyjście sygnału danych. W przypadku szeregowego podłączania wielu taśm LED należy podłączyć DO jednej taśmy do DI następnej taśmy; w przypadku niektórych taśm LED może to być oznaczone jako "DOUT" lub "DO".

Zegar (CI lub CLK): W przypadku taśm LED, które używają sygnału zegara i sygnału danych (takich jak APA102), może istnieć wejście zegara. Podłącz ten pin do wyjścia zegara mikrokontrolera lub kontrolera LED.

Wyjście zegara (CO lub CLK): Ponownie, jeśli łączysz szeregowo wiele taśm LED APA102, będziesz musiał podłączyć CO jednej taśmy do CI następnej.

Wprowadzanie danych kopii zapasowej (BI): Jest to wejście dla zapasowego sygnału danych. Podłącz ten pin do wyjścia danych zapasowych mikrokontrolera lub kontrolera LED. W przypadku WS2815 i podobnych typów, ten pin może być oznaczony jako "BIN" lub "BI".

Wyjście danych kopii zapasowej (BO): Jest to wyjście dla zapasowego sygnału danych. Jeśli podłączasz szeregowo wiele taśm LED, musisz podłączyć BO z jednej taśmy do BI na następnej taśmie; w przypadku niektórych taśm LED może to być oznaczone jako "BOUT" lub "BO".

Kroki programowania

W przeciwieństwie do pisania oprogramowania od podstaw (co wymaga wielu umiejętności), istnieją biblioteki, które można pobrać. Po ich zainstalowaniu można dodać trochę kodu, aby stworzyć swoje ulubione efekty. Na komputerze dodaj pobraną bibliotekę do folderu Arduino libraries. Otwórz bibliotekę i wykonaj następujące kroki w celu wstępnej konfiguracji:

1). Użyj biblioteki FastLED. Pozwoli to Arduino zrozumieć kilka następnych poleceń, które zamierzamy wydać. Biblioteka FastLED wie, jak przekonwertować nasze dziesiętne liczby całkowite na format binarny, którego potrzebuje Arduino.

2). Wprowadź liczbę diod LED. Musimy podać Arduino liczbę programowalnych diod LED, których zamierzamy użyć.

3). Potwierdź typ taśmy LED. Musimy poinformować bibliotekę FastLED o typie adresowalnej taśmy LED, której używamy. Ponieważ biblioteka FastLED może obsługiwać różne urządzenia LED, musimy wybrać odpowiedni typ taśmy LED, taki jak WS2812.

4). Określ pinout. Informuje Arduino, którego pinu używamy; jest to miejsce, w którym podłączamy kabel do Arduino. Na przykład łączy się z pinem 2, który może znajdować się w pozycji 3, 4 lub 5, gdzie podłączony jest pasek LED.

5). Rozmieść kolory. Mówi to FastLED, że najpierw użyjemy koloru zielonego, następnie czerwonego, a na końcu niebieskiego.

6). Nazwij swój kod. Będzie to ta sama nazwa, którą wprowadziłeś w kroku 2, a na koniec ponownie wprowadź liczbę diod LED; oznacza to określenie, do ilu diod LED ma być przekazywany sygnał danych.

Arduino "czyta" i wykonuje kod linia po linii, więc ważne jest, aby wykonać te kroki w kolejności. Po dokonaniu wstępnej konfiguracji możesz skopiować i wkleić kod lub, jeśli uważasz, że nie jesteś w stanie napisać go samodzielnie, możesz użyć niektórych efektów stworzonych przez programowanie, w tym pościgów RGB, tęczy lub niebieskich i pomarańczowych błysków.

6.2 Jak zaprogramować taśmy LED za pomocą LedEdit?

Jak korzystać z oprogramowania LEDEdit 2021?

Wybierz programowalną taśmę LED

Istnieje wiele rodzajów programowalnych taśm LED, takich jak taśmy LED SPI WS2813, UCS1903 itp., a także taśmy LED DMX512 TM512AC itp. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak kolor, dokładność kolorów, jasność i indywidualnie adresowane diody LED.

Wybór odpowiedniego zasilacza

Upewnij się, że adresowalna taśma LED ma wystarczające zasilanie. Do programowania za pomocą LedEdit i kontrolera K-1000C potrzebne będzie zewnętrzne źródło zasilania. Niektóre taśmy LED mogą być zasilane przez zasilacz DC 5V, a niektóre adresowalne taśmy LED wymagają zasilacza LED DC 12V lub DC 24V. Ponownie, przed użyciem taśmy LED należy zapoznać się z jej specyfikacją.

Jak podłączyć taśmę LED do kontrolera K-1000C?

3-pinowe (V+, D, GND), 4-pinowe (V+, D, B, GND) i 5-pinowe (V+, P, A, B, GND) to trzy typowe połączenia dla programowalnych listew. Różnica między nimi polega na dostępności zapasowej linii sygnałowej i wbudowanej linii adresowej. Zapasowa linia sygnałowa zapewnia stabilność całego systemu oświetlenia LED. V+ i GND są dodatnimi i ujemnymi liniami zasilania, D, A i B są liniami danych (patrz Wspólne opisy pinów powyżej w celu uzyskania szczegółowych informacji), a P jest linią adresową in-line.

K-1000C to popularny sterownik do programowania efektów świetlnych SPI i DMX. Poniżej znajduje się schemat podłączenia sterownika DMX K-1000C do 4-pinowych i 5-pinowych programowalnych taśm świetlnych:

Kroki programowania

LedEdit jest popularnym oprogramowaniem wśród programistów, którzy programują panele LED lub pikselowe taśmy LED, ponieważ jest wydajny i łatwy w użyciu. Jak zapewne wiesz, LED Edit i LED Edit-K to dwie różne wersje z różnymi opcjami i interfejsami. Poniższe kroki programowania wykorzystują LED Edit-k jako przykład:

1). Utwórz nowy projekt edycji. Spowoduje to wyświetlenie okna New Project. Wybierz kontroler, którego chcesz użyć z listy "Controller Type" i wprowadź maksymalną liczbę diod LED, które mają być używane na port w polu "Maximum number of lights per port" podczas tworzenia układu diod LED.

2). Ustaw układ diod LED. Układ diod LED to reprezentacja fizycznego układu diod LED. Istnieją dwa sposoby układania diod LED: układ ręczny i układ automatyczny. W przypadku ukształtowanego i prostego układu oprawy można użyć układu ręcznego; układ automatyczny jest zwykle używany do edycji programów testowych lub gdy rzeczywista oprawa jest instalowana w zwykłym układzie. Uwaga: Upewnij się, że fizyczne połączenie LED jest takie samo jak połączenie pokazane w układzie.

3). Nagrywanie wideo lub animacji. Aby zaprogramować Pixel LED Strip poprzez nagranie animacji lub wideo, można kliknąć przycisk "Open Video" i wybrać wideo lub animację z komputera lub wybrać animację z biblioteki efektów. Po wybraniu animacji lub wideo i odtworzeniu wideo w tle, nadszedł czas, aby je nagrać. Po nagraniu wideo lub animacji użyj przycisku Odtwórz, aby odtworzyć animację i sprawdzić, czy jest to pożądany efekt. Jeśli nie, kontynuuj edycję wideo. Jeśli tak, jest gotowy do eksportu.

4). Eksportowanie projektu. Aby poprawnie wyeksportować zaprogramowany projekt oświetlenia, należy wybrać opcję "Generate and Export LED/Bin File", co spowoduje otwarcie okna Export Settings, następnie wybrać LED Driver Chip z listy Chip Selection List, a na końcu, w oknie Browse for Folder, wybrać lokalizację do zapisania pliku.led. Na koniec, w oknie "Browse for Folder", wybierz lokalizację do zapisania pliku.led.

5). Odtwórz plik efektu. Skopiuj zapisany plik.led lub.bin na kartę SD, a następnie włóż kartę SD do kontrolera K-1000C; kontroler zostanie włączony normalnie, aby odtworzyć zaprogramowany plik efektu.

Napisz na końcu

Na pierwszy rzut oka programowanie programowalnej taśmy LED może wydawać się niezwykle skomplikowane i niemożliwe dla przeciętnego użytkownika. Jednak, jak dowiedziałeś się z tego przewodnika, każdy może to zrobić. Po zapoznaniu się z różnymi połączeniami i różnymi modelami układów scalonych oraz właściwościami programowalnych pasków, a także ćwicząc i ucząc się z kodowania innych użytkowników, będziesz miał znacznie lepsze zrozumienie, jak z nich korzystać. Na koniec pamiętaj, aby zawsze przestrzegać preferowanych środków ostrożności i zaleceń dotyczących połączeń. Jesteśmy SignliteLED, firmą Producent taśm LED z Chin.