Guia definitivo para fitas de LED programáveis

As tiras de LED programáveis são óptimas quando se procura uma solução de iluminação dinâmica para o seu projeto. Existem em diferentes cores, podem ser instaladas em quase todo o lado e são de baixa manutenção. Será difícil encontrar outra solução de iluminação que ofereça tanto valor e estilo.

As fitas LED programáveis elevam o padrão a um nível totalmente novo e oferecem-lhe mais opções de controlo e efeitos fantásticos para deslumbrar a sua configuração de iluminação. O problema é que tem de escolher a fita LED endereçável certa para as suas necessidades. Não se preocupe se não tiver a certeza de como tomar uma decisão; continue a ler para saber tudo sobre a escolha de tiras de LED programáveis.

1. O que é uma fita LED programável?

Fita LED programável, também chamada Fita LED endereçávelO "programável" significa que um programa de controlo pode ser escrito para controlar individualmente a cor e o brilho de cada LED ou grupo de LEDs, graças aos circuitos integrados (ICs) incorporados ou ligados a cada LED. "Programável" significa que pode ser escrito um programa de controlo para controlar individualmente a cor e o brilho de cada LED ou grupo de LED, graças aos circuitos integrados (CI) incorporados ou ligados a cada LED. circuitos integrados (CI) incorporados ou ligados a cada LED.

As tiras de LED programáveis (endereçáveis) estão disponíveis numa variedade de formatos, incluindo diferentes comprimentos, densidades de LED (número de LEDs por metro) e capacidades de cor que vão desde RGB (vermelho, verde e azul) a RGBW (vermelho, verde, azul e branco) para opções adicionais de mistura de cores e luz branca.

Existem dois tipos principais de CIs utilizados nas tiras de LEDs programáveis: CIs em miniatura incorporados na estrutura do LED e CIs colocados fora dos LEDs. Abaixo está uma imagem de uma fita de LED programável:

1.1 CI incorporado e CI externo

O CI incorporado refere-se à integração de circuitos internos no LED, reduzindo a conceção de circuitos externos, componentes externos e custos de produção. Um CI pode controlar um LED para obter várias mudanças de cor.

O CI externo, por outro lado, é a nossa forma comum de circuitos integrados autónomos. Este design externo proporciona uma maior flexibilidade em termos de manutenção e personalização, uma vez que os componentes individuais podem ser substituídos ou modificados mais facilmente. Um CI externo controla um ou mais LEDs, normalmente três ou seis.

1.2 Tipos de CI programáveis (endereçáveis)

Os circuitos integrados programáveis (endereçáveis) são classificados em circuitos integrados DMX512 e circuitos integrados SPI de acordo com os seus protocolos de controlo. O DMX512 é um protocolo normalizado internacional e o desempenho dos diferentes circuitos integrados DMX512 pode variar, mas os protocolos suportados são os mesmos, o que significa que o mesmo controlador DMX512 pode controlar diferentes tipos de circuitos integrados DMX512; no entanto, o SPI não é um protocolo normalizado internacional e os protocolos suportados são diferentes para diferentes fabricantes. No entanto, o SPI não é um protocolo normalizado internacional e os CIs SPI de diferentes fabricantes suportam protocolos diferentes, o que significa que pode ser necessário utilizar CIs SPI diferentes com controladores SPI diferentes.

Modelos comuns de IC SPI incorporados: WS2812B, WS2813, WS2815, SK6812, SK9822, APA102, APA107, etc.

Modelos comuns de IC externo SPI: WS2801, WS2811, WS2814, WS2818, UCS1903, TM1812, TM1814, TM1914, TM1934, LPD6803, LPD8806, etc.

Modelos comuns de IC externo DMX512: TM512, UCS512, etc.

Para descarregar folhas de dados de CIs relacionados, por favor clique aqui.

2. Fita LED programável VS Fita LED não programável

A fita LED programável pode ser considerada como a versão melhorada da fita LED não programável.

A faixa de luz LED comum só pode realizar toda a faixa de salto de cor de luz e ajuste de brilho de cor única; toda a faixa de luz ao mesmo tempo só pode apresentar uma cor e não pode existir ao mesmo tempo em duas cores diferentes.

Pelo contrário, uma faixa de LED programável pode conseguir várias mudanças de cor através do sistema de controlo, incluindo perseguição de cor, ciclo multicolorido, caminhada de cor única, etc. Estes modos de mudança de cor são muitas vezes programados por engenheiros que utilizam controladores programáveis e são incorporados na placa IC do controlador. Tudo o que precisamos de fazer é alimentar a faixa programável, ligar o controlador LED programável e reproduzir o padrão programado.

3. Quais são os tipos de fitas de LED programáveis?

As tiras de LED programáveis de acordo com o sinal IC incorporado ou externo podem ser divididas em tiras de sinal único, tiras de sinal duplo, séries de transmissão de ponto de interrupção e tiras DMX512; estes quatro tipos são diferentes.

3.1 Fitas de LED programáveis de sinal único

Uma faixa de LED programável de sinal único só pode passar um tipo de sinal; uma área de controlo IC é chamada de ponto de pixel. Quando um dos pontos de pixel é quebrado, os outros pontos de pixel não funcionam, por isso o seu ponto de ligação é um fio positivo, um fio negativo e um fio de sinal.

3.2 Fitas de LED programáveis de sinal duplo

As fitas LED programáveis de sinal duplo adicionam uma função de relógio para além da passagem do sinal de dados, o que lhe permite definir a hora a que os LEDs se acendem ou apagam.

3.3 Fitas de LED programáveis com ponto de interrupção

A transmissão de ponto de interrupção é uma versão melhorada da faixa de LED programável de sinal único, que é um circuito de controlo de linha de dados dupla de 4 canais com uma linha de dados e uma linha de dados sobresselente. Quando a linha de dados única falha, a linha de dados de reserva arranca automaticamente para garantir que o sinal não é interrompido.

3.4 Faixa de luz LED DMX512

A diferença entre a Fita LED DMX512 e outras Fitas LED programáveis é que esta é mais inteligente; pode ser ligada ao sistema DMX para controlar vários padrões como correr, fluir, perseguir, animar, etc., com quaisquer combinações de padrões e apresentando quaisquer cores.

Se um pixel estiver danificado, não afecta a transmissão do sinal e os outros pixels podem ser utilizados normalmente.

Se encontrar as marcações acima na sua tira, isso significa que a sua tira é programável e que pode controlar a sua tira com diferentes modos.

4. Porque é que preciso de programar as minhas fitas LED?

Quando quiser dar um toque de diversão à sua iluminação, quando quiser uma grande variedade de efeitos fixes, quando já não quiser lidar com uma iluminação aborrecida e monótona e quando quiser dar um toque de criatividade aos seus projectos de iluminação, precisa de programar as fitas LED. As tiras de luz LED programáveis têm centenas de efeitos que podem ser utilizados e a programação das tiras de luz LED permite-lhe decidir quais as possibilidades que pretende implementar. Pode pensar na programação como uma forma de personalizar o funcionamento da fita LED em vez de a deixar funcionar arbitrariamente.

A programação das tiras de LED é efectuada através do ajuste da cor, do brilho e do padrão. A programação das fitas de LED endereçáveis permite-lhe criar ambientes que reflectem o seu estado de espírito, melhoram a sua decoração ou simplesmente dão vida aos seus conceitos imaginativos. As fitas de LED programáveis são mais do que simples soluções de iluminação; são telas à espera de serem pintadas com luz.

À medida que se aprofunda no domínio da programação das fitas LED programáveis, o potencial do seu espaço torna-se cada vez mais evidente. As fitas LED programáveis são mais do que uma simples escolha de tonalidades; criam uma atmosfera que ressoa com o seu espírito pessoal ou profissional.

5. Ferramentas de programação

Para o processo de programação e subsequente controlo das fitas LED programáveis, é necessária uma variedade de ferramentas e materiais. No centro da programação está o software e o controlador de programação LED, que são o cérebro da operação, permitindo-lhe personalizar e programar efeitos de iluminação. Há uma variedade de softwares programáveis no mercado; neste artigo, apresentamos principalmente dois: Arduino e LedEdit.

5.1 Arduino

O Arduino é uma plataforma eletrónica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de utilizar. As placas Arduino são capazes de ler entradas - luz num sensor, um dedo num botão ou uma mensagem do Twitter - e transformá-las numa saída - ativar um motor, ligar um LED, publicar algo online. Pode dizer à sua placa o que fazer enviando um conjunto de instruções para o microcontrolador na placa. Para o fazer, utiliza a linguagem de programação Arduino (baseada em Wiring) e o software Arduino (IDE), baseado em Processing.

O Arduino é uma plataforma eletrónica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de utilizar. A placa de desenvolvimento Arduino pode ler entradas (luz de um sensor, um dedo num botão ou uma mensagem do Twitter) e convertê-las em saídas (ligar um motor, acender um LED, publicar conteúdos online). Pode dizer à placa o que fazer enviando um conjunto de instruções para o microcontrolador na placa. Para o fazer, utiliza a linguagem de programação Arduino (baseada na cablagem) e o software Arduino (IDE) baseado no processamento.

O Arduino é uma interface de código aberto com uma placa física que é controlada por software. Liga-se a um computador e permite-lhe manipular o software para programar tiras de LED. Essencialmente, o Arduino é utilizado como um microcontrolador. O código introduzido no computador é transmitido para a placa física do Arduino, que o transmite como um sinal de dados para a fita LED endereçável.

5.2 LedEdit

LedEdit é o mais recente software de edição de programas da Shenzhen Singba Light Technology Co., Ltd. com função de atualização online, compatível com Win7, Win8, Win10 e, ao mesmo tempo, com o software de design mainstream AutoCAD, CoreIDAW e Flash para a combinação perfeita de design de programação de iluminação LED fornece uma conveniência poderosa.

O software LedEdit é normalmente utilizado com K-1000C ou K-8000C controladores, que podem realizar a programação em linha ou a programação predefinida e, em seguida, utilizar o cartão TF para reproduzir o programa de iluminação.

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6. Como programar uma fita LED endereçável (programável)?

Para o processo de programação e posterior controlo da fita LED, são necessários os seguintes elementos

• Interface Arduino ou controlador K-1000C/K-8000C
• um computador
• tiras de LED programáveis
• Resistências (termo elétrico)
• Se pretender utilizar tiras de LED longas, necessita de uma fonte de alimentação CC adequada (DC5V/12V/24V).

6.1 Como programar as fitas LED com o Arduino?

Guia definitivo para programar fitas de LED com Arduino

Seleção de uma fita LED programável

Existem muitos tipos de tiras de LED programáveis, como a WS2812B, APA102 e SK6812, cada uma com as suas caraterísticas únicas. Ao escolher, considere factores como a precisão da cor, o brilho e os LEDs individualmente endereçáveis.

Escolher a fonte de alimentação correta

Certifique-se de que a sua fita LED endereçável recebe energia suficiente. Dependendo dos requisitos da fita LED, pode ser necessária uma fonte de alimentação externa para além da fornecida pelo Arduino. Algumas fitas LED podem ser alimentadas por uma fonte de alimentação DC 5V, e algumas fitas LED endereçáveis requerem uma fonte de alimentação DC 12V ou DC 24V. Mais uma vez, leia as especificações da fita LED antes de a utilizar.

Como é que ligo a fita LED ao Arduino?

Ligue os pinos de entrada de dados da faixa de LED programável aos pinos digitais do Arduino, os pinos de terra ao terra do Arduino e os pinos de alimentação a uma fonte de alimentação externa, utilizando jumpers para efetuar estas ligações.

Nota especial: Terá de verificar a fita LED e a placa Arduino para identificar os pinos de entrada e saída. Normalmente, os pinos de entrada de dados, o terra e os pinos de alimentação são essenciais para a conetividade.

A pinagem de uma fita LED programável pode variar consoante o tipo ou modelo específico da fita LED. Para obter informações exactas, consulte a folha de dados ou a documentação fornecida pelo fabricante da fita LED para a sua fita LED endereçável.

Seguem-se as descrições de pinos comuns para tiras de LED programáveis:

Alimentação (V+): Este é o pino de alimentação. Geralmente requer uma tensão positiva, tipicamente DC 5 volts, 12 volts e 24 volts. Ligue este pino ao terminal positivo da fonte de alimentação.

Terra (GND): Este é o pino de terra. Ligue este pino à terra (0V) da fonte de alimentação.

Entrada de dados (DI): Esta é a entrada para o sinal de dados. Ligue este pino à saída de dados do microcontrolador ou do controlador de LED. Para o WS2812B e tipos semelhantes, este pino pode ser rotulado como "DIN" ou "DI".

Saída de dados (DO): Esta é a saída do sinal de dados. Se estiver a ligar várias tiras de LED em série, é necessário ligar o DO de uma tira ao DI da tira seguinte; para algumas tiras de LED, isto pode ser rotulado como "DOUT" ou "DO".

Relógio (CI ou CLK): Para fitas de LED que utilizam um sinal de relógio e um sinal de dados (como o APA102), pode haver uma entrada de relógio. Ligue este pino à saída de relógio do microcontrolador ou do controlador de LED.

Saída de relógio (CO ou CLK): Mais uma vez, se estiver a ligar várias tiras de LED APA102 em série, terá de ligar o CO de uma tira ao CI da seguinte.

Entrada de dados de cópia de segurança (BI): Esta é a entrada para o sinal de dados de reserva. Ligue este pino à saída de dados de reserva do microcontrolador ou do controlador LED. Para o WS2815 e tipos semelhantes, este pino pode ser rotulado como "BIN" ou "BI".

Saída de dados de cópia de segurança (BO): Esta é a saída para o sinal de dados de reserva. Se estiver a ligar várias tiras de LED em série, terá de ligar BO de uma tira a BI na tira seguinte; para algumas tiras de LED, isto pode ser rotulado como "BOUT" ou "BO".

Passos de programação

Ao contrário de escrever software de raiz (o que requer muitas competências), existem bibliotecas que pode descarregar. Depois de a instalar, pode adicionar algum código para criar os seus efeitos favoritos. No seu computador, adicione a biblioteca descarregada à pasta de bibliotecas do Arduino. Abra a biblioteca e utilize os seguintes passos para a configuração inicial:

1). Utilizar a biblioteca FastLED. Isso permite que o Arduino entenda os próximos comandos que vamos emitir. A biblioteca FastLED sabe como converter os nossos números inteiros decimais para o formato binário de que o Arduino necessita.

2). Introduzir o número de LEDs. Temos de indicar ao Arduino o número de LEDs programáveis que pretendemos utilizar.

3). Confirmar o tipo de fita LED. Temos de informar a biblioteca FastLED do tipo de fita LED endereçável que estamos a utilizar. Uma vez que a biblioteca FastLED pode operar uma variedade de dispositivos LED, temos de selecionar o tipo correto de fita LED, como WS2812.

4). Especificar a pinagem. Indica ao Arduino qual o PIN que estamos a utilizar; é aqui que ligamos o cabo ao Arduino. Por exemplo, liga-se ao pino 2, que pode estar localizado na posição 3, 4 ou 5 onde a fita LED está ligada.

5). Dispor as cores. Isto está a dizer ao FastLED que vamos usar primeiro o verde, depois o vermelho e finalmente o azul.

6). Dá um nome ao teu código. Este será o mesmo nome que introduziu no passo 2 e, finalmente, introduza novamente o número de LEDs; isto significa especificar a quantos LEDs deve ser transmitido o sinal de dados.

O Arduino "lê" e executa o código linha a linha, pelo que é importante efetuar estes passos por ordem. Quando tiveres esta configuração inicial, podes optar por copiar e colar o código ou, se achares que não consegues escrevê-lo sozinho, podes utilizar alguns dos efeitos criados através da programação, incluindo perseguições RGB, arco-íris ou flashes azuis e laranja.

6.2 Como programar as fitas de LED com o LedEdit?

Como utilizar o software LEDEdit 2021

Selecionar Fita LED programável

Existem muitos tipos de fitas LED programáveis, como as fitas LED SPI WS2813, UCS1903, etc., bem como as fitas LED DMX512 TM512AC, etc., cada uma com as suas caraterísticas únicas. Ao escolher, considere factores como a cor, a precisão da cor, o brilho e os LEDs individualmente endereçáveis.

Escolher a fonte de alimentação correta

Certifique-se de que a sua fita LED endereçável recebe energia suficiente. Para programar com o LedEdit e o controlador K-1000C, é necessária uma fonte de alimentação externa. Algumas fitas LED podem ser alimentadas por uma fonte de alimentação DC 5V, e algumas fitas LED endereçáveis requerem uma fonte de alimentação DC 12V ou DC 24V. Mais uma vez, leia as especificações da fita LED antes de a utilizar.

Como é que ligo a fita LED ao controlador K-1000C?

As conexões de 3 pinos (V+, D, GND), 4 pinos (V+, D, B, GND) e 5 pinos (V+, P, A, B, GND) são três conexões comuns para réguas programáveis. A diferença entre elas é a disponibilidade de uma linha de sinal de reserva e uma linha de endereço em linha. A linha de sinal de reserva mantém a estabilidade de todo o sistema de iluminação LED. V+ e GND são as linhas de alimentação positiva e negativa, D, A e B são as linhas de dados (consulte as descrições dos pinos comuns acima para obter detalhes) e P é a linha de endereço em linha.

O K-1000C é um controlador popular para programar efeitos de iluminação SPI e DMX. Abaixo está o diagrama de cablagem para ligar o controlador K-1000C DMX a tiras de luz programáveis de 4 e 5 pinos:

Passos de programação

O LedEdit é um software popular entre os programadores que programam painéis LED ou tiras de pixéis LED porque é poderoso e fácil de utilizar. Como provavelmente sabe, o LED Edit e o LED Edit-K são duas versões diferentes com opções e interfaces diferentes. Os passos de programação seguintes utilizam o LED Edit-k como exemplo:

1). Crie um novo projeto de edição. É apresentada a janela Novo projeto. Selecione o controlador que pretende utilizar na lista "Tipo de controlador" e introduza o número máximo de LEDs a utilizar por porta no campo "Número máximo de luzes por porta" ao criar a disposição dos LEDs.

2). Definir a disposição dos LEDs. A disposição dos LEDs é a representação da disposição física dos LEDs. Existem duas formas de disposição de LED: disposição manual e disposição automática. Para uma disposição de aparelhos simples e modelada, pode ser utilizada a disposição manual; a disposição automática é normalmente utilizada para editar programas de teste ou quando o aparelho real é instalado numa disposição normal. Nota: Certifique-se de que a ligação física do LED é a mesma que a ligação apresentada na disposição.

3). Gravar vídeo ou animação. Para programar a Pixel LED Strip gravando uma animação ou um vídeo, pode clicar no botão "Abrir vídeo" e selecionar um vídeo ou uma animação do seu computador, ou pode selecionar uma animação da biblioteca de efeitos. Com a animação ou o vídeo selecionado e o vídeo a ser reproduzido em segundo plano, é agora altura de o gravar. Depois de ter gravado o vídeo ou a animação, utilize o botão Reproduzir para reproduzir a animação e ver se o resultado é o desejado. Se não for, continue a editar o vídeo. Se for o caso, está pronto para ser exportado.

4). Exportar o projeto. Para exportar corretamente o projeto de iluminação programado, selecione "Generate and Export LED/Bin File", que abrirá a janela Export Settings, depois selecione o chip de driver de LED na Chip Selection List e, finalmente, na janela Browse for Folder, selecione um local para guardar o seu ficheiro.led. Finalmente, na janela "Browse for Folder", selecione um local para guardar o seu ficheiro.led.

5). Reproduzir o ficheiro de efeitos. Copie o ficheiro.led ou.bin guardado para o cartão SD, depois insira o cartão SD no controlador K-1000C; o controlador será ligado normalmente para reproduzir o ficheiro de efeito programado.

Escrever no fim

À primeira vista, a programação de uma fita LED programável pode parecer extremamente complexa e impossível para o utilizador comum. No entanto, como aprendeu com este guia, qualquer pessoa o pode fazer. À medida que vai aprendendo sobre as várias ligações e os vários modelos de CI e propriedades das fitas programáveis, e à medida que vai praticando e aprendendo com a codificação de outros utilizadores, terá uma noção muito mais forte de como utilizá-las. Finalmente, lembre-se de seguir sempre as suas precauções de segurança e recomendações de ligação preferidas. Somos a SignliteLED, uma empresa de Fabricante de fitas LED da China.