Neste artigo, vou realizar testes em todos os tipos mais populares de luzes de tiras de LED de cor de sonho RGBIC endereçáveis individualmente.
Vamos falar sobre suas especificações técnicas, e então eu vou ajudá-lo a descobrir qual é a melhor fita led rgbic endereçável para o seu projeto.
Em primeiro lugar, se você está procurando a melhor fita LED endereçável. Infelizmente, não posso lhe dar uma única resposta, a resposta real é que há muitos fatores a serem considerados e cada aplicativo provavelmente terá um tipo de faixa. Isso seria o mais adequado para isso.
O objetivo deste guia é ajudá-lo a determinar qual variedade de fitas LED digitais endereçáveis individualmente ou melhor com base nos parâmetros do seu projeto. Claro, uma coisa que você deve saber é que todos os modelos mencionados abaixo são adequados para o seu projeto, se você estiver procurando por fita de led Arduino, tira de led Adafruit ou luzes de tira de led rgbic Govee, etc.
Vamos começar dando uma olhada física em cada tipo de faixa de led endereçável.
Para manter meu teste o mais padronizado possível, cada faixa de led programável tem a mesma densidade de LED e tipo de impermeabilização, especificamente, todos são 150 LEDs por 5 metros e a variedade codificada em silício ip65, mas há significativamente mais variedades para escolher a partir de.
1. 4 opções para selecionar luzes de tira LED RGBIC programáveis
Quando você seleciona suas tiras de LED RGBIC inteligentes, normalmente você seleciona algumas opções.
O primeiro será a cor da PCB flexível na qual os chips estão montados. Geralmente você pode escolher entre preto e branco, e isso realmente não faz diferença.
Segundo é a densidade de pixels ou quantos LEDs estão em um único metro, eu costumo usar a variedade de 30 LEDs por metro.
Porque torna os requisitos de energia um pouco mais gerenciáveis. Mas eles vêm em uma variedade de densidades até 144 LEDs por metro.
Terceiro, você precisará escolher o tipo de impermeabilização que deseja para o seu projeto.
Como eu disse antes, os que estou testando são ip65, o que significa que eles são revestidos com silicone transparente flexível para manter a água e a poeira do lado de fora, mas não estão prontos para serem submersos na água. Na minha experiência, eles são à prova de respingos e à prova de chuva.
Se você precisar de mais impermeabilização, pode escolher a versão ip67 que vem em mangas de silicone seladas.
Mas lembre-se de que eles ficam um pouco irritantes se você precisar cortar as tiras de led endereçáveis no comprimento.
Obviamente, se o seu projeto for interno, você não precisará de impermeabilização e essa opção também está disponível.
O último escolha que você precisa fazer é o chip específico que irá acionar seus LEDs endereçáveis individualmente.
Este chip é onde cada uma das tiras de led endereçáveis recebe seu nome, e trabalharei especificamente com esses sete tipos de chip neste artigo.
2. Qual é o princípio de trabalho das tiras de LED Pixel
Todas essas luzes de tira LED Pixel funcionam com o mesmo princípio básico, os dados são enviados por um único fio onde são lidos por um pequeno chip microcontrolador, que produz um sinal modulado por largura de pulso, que controla o brilho de cada canal de um chip LED, que contém um segmento vermelho, um segmento verde e um segmento azul.
Cada segmento pode ter 256 níveis de brilho, o que resulta em 256 à terceira potência de cores diferentes que podem ser produzidas.
Se você ver o termo 5050 LED nas páginas do produto, que se refere apenas ao tamanho do chip de LED, não necessariamente ao tipo de fita de pixel de LED ou quaisquer outros componentes que possam ser integrados a ela.
Quanto às especificações de consumo de energia, neste post, testei cada uma das fitas de led digital.
Medindo primeiro o consumo atual da luz de tira led neopixel com todos os LEDs desligados, depois o consumo atual de um único canal de um pixel, depois todos os canais de um pixel um único canal de todos os pixels e, em seguida, a corrente geral desenhar para toda a faixa com todos os canais no brilho máximo.
Também avaliei a perda de precisão de cor devido à queda de tensão em cada faixa de led de pixel.
Vamos começar a testar com o modelo mais antigo de fita de pixel de LED endereçável que testei.
3. A queda de tensão da tira de luz LED endereçável
O ws2811 como uma faixa de led endereçável de 12 volts brilha, quando você deseja alimentar essas faixas em grandes distâncias, o queda de voltagem é o termo usado para descrever a diferença de tensão no início de um percurso de fio e no final desse percurso de fio.
A queda de tensão é resultado do fio real, ou neste caso, os traços de cobre na cadeia de led endereçável contribuindo com uma quantidade significativa de resistência elétrica.
Se sua saída for de 5 volts e você tiver 2,5 volts em 30 pés, isso significa que você terá apenas 50% de sua tensão restante, e isso significa que os últimos LEDs receberão apenas 2,5 volts no total.
4. Faixa de LED 12V WS2811 VS Faixa de LED 5V WS2812B
O que não é necessariamente suficiente para produzir com precisão as cores que você selecionou.
Se, em vez disso, você começar com 12 volts e tiver a mesma queda de 2,5 volts, isso representa apenas uma mudança na tensão do 21%, e os 9,5 volts restantes produzirão cores significativamente mais precisas do que a faixa de led ws2812b de 5 volts.
Você pode ver a diferença na precisão da cor entre a faixa de led endereçável WS2811 de 12 volts e a de 5 volts ws2812B aqui quando ambas estão emitindo brilho 100% para toda a luz de tira led.
A solução para isso é aplicar energia em ambas as extremidades da faixa de LED digital, em um método chamado de injeção de energia.
Mas nos casos em que a injeção de energia frequente não é possível, as tiras de led endereçáveis de 12 volts como o WS2811 devem ser normalmente preferidas.
Na maioria das vezes, as tiras de led endereçáveis WS2811 são as menos caras, mas elas vêm com algumas desvantagens.
Mais importante ainda, as versões mais baratas da faixa de led WS2811 não são verdadeiramente endereçáveis individualmente, normalmente uma faixa de led WS2811 tem um único microcontrolador que alimenta 3 pixels de LED ou um total de 9 canais.
Isso significa que não é realmente possível controlar cada LED, mas em vez disso, cada pixel em seu código representa um grupo de 3 chips de LED.
Em meus testes, a fita led endereçável WS2811 teve um dos maiores usos de energia quando nenhum LED estava aceso.
Extraindo 1,27 watts de potência para seus microcontroladores e iluminando toda a faixa com branco puro, puxa o total de 1,64 amperes.
O que é cerca de 19,68 watts com brilho total, você também pode ver que a precisão das cores é muito boa em toda a faixa de 5 metros, mesmo sem qualquer injeção de energia.
O que, como mencionei antes, é uma grande vantagem da faixa de led endereçável ws2811 de 12 volts sobre a faixa de led endereçável ws2812b de 5 volts.
Quanto ao caso de uso, a faixa de led endereçável WS2811 deve ser considerada quando o custo é um fator importante, ou quando a injeção de energia não pode ser facilmente realizada, mas não necessariamente se você precisar controlar cada pixel individualmente.
O próximo na lista é de longe o tipo mais comum de tira de led digital endereçável, as luzes de tira de led ws2812B, que ao contrário do WS2811 tem o chip controlador embutido corretamente no pacote de LED, a tira de led ws2812B vem apenas na variedade de 5 volts , então vai precisar de mais injeção de energia do que a tira led de pixel de 12 volts WS2811.
Mas os componentes menores significam que menos material é necessário para produzir essa faixa de leds de pixel e, teoricamente, o custo deve ser menor para as faixas, onde cada led pode ser controlado individualmente.
No meu teste, a faixa de led endereçável ws2812B consumiu metade da energia do ws2811 quando nenhum LED estava aceso.
Mas, como esperado, o consumo de energia para os LEDs foi quase exatamente o mesmo, cerca de 60 miliwatts por canal, e a faixa de led endereçável completa consumiu apenas 13,6 watts. que é cerca de 6 watts a menos que o ws2811.
Eu também tenho outra nova variedade de ws2812B chamada Eco, no meu teste a versão Eco teve o menor consumo de energia de linha de base precisando de apenas 56 miliwatts sem LEDs acesos.
Tiras de led de 5 volts, ambos os tipos, realmente lutaram para reproduzir cores precisas perto do final da tira de led digital devido à queda de tensão.
Com a versão Eco tendo um desempenho um pouco pior do que a versão não ecológica em geral.
Eu uso as luzes de tira led ws2812B RGBIC como minhas tiras de led rgb endereçáveis de uso geral, elas são relativamente baratas, elas vêm em uma enorme variedade de tipos de impermeabilização de densidades de pixels e cores de tiras e são compatíveis com basicamente todas as bibliotecas, isso significa para controlar LEDs endereçáveis individualmente.
5. Fita LED 5V SK9822 VS Fita LED 5V WS2812B
Então, o que faria com que uma string de led endereçável fosse incompatível com uma biblioteca? Essas bibliotecas controlam algo chamado chip timing, que é a taxa na qual os LEDs esperam novos dados.
Em tiras de led endereçáveis que contêm o chip SK9822 (Semelhante ao APA102), o tempo é tratado de maneira um pouco diferente, em vez de ter um tempo codificado que seu microcontrolador precisa aderir.
Ele inclui outro fio que é chamado de pino do relógio, este pino de clock dita a taxa de transferência de dados entre o microcontrolador e o chip.
Isso não apenas significa que o microcontrolador pode ser levado ao seu potencial máximo, acelerando a taxa de transferência de dados mais do que o WS2811 ou 2812B permitiria, mas também permite que a transferência de dados seja desacelerada se os quadros por segundo não forem t tão importante.
E o microcontrolador tem uma carga de trabalho secundária significativa. Os chips SK9822 tiveram o maior consumo de energia ociosa de qualquer uma das tiras de led endereçáveis de 5 volts, mas tiveram números de consumo de energia para acender toda a tira de led com branco total.
Uma coisa importante a notar foi a precisão de cor significativamente pior devido à queda de tensão nessas luzes de tira led endereçáveis.
Quando você injeta energia em um ws2812B, geralmente é suficiente alimentar cada extremidade de uma fita de pixel de LED de 5 metros.
Mas nas luzes de tira led SK9822, sugiro injetar energia a cada dois metros e meio para manter a precisão das cores.
O SK9822 também custa um pouco mais que o WS2812B e requer um condutor adicional para o pino do clock.
Mas em situações em que erros e animações são inaceitáveis e a precisão dos dados é a consideração mais importante, as tiras de led endereçáveis SK9822 valem o aumento de preço.
6. Fita LED 5V WS2813 VS Fita LED 5V WS2812B
A outra desvantagem de uma comunicação serial é que, como todos os dados estão sendo passados por um único fio, qualquer quebra na cadeia fará com que toda a faixa depois disso falhe.
As tiras de led endereçáveis ws2813 são feitas para resolver essa queda. no ws2813, há duas linhas de dados diferentes rotuladas di e bi, significando dados de entrada e de backup.
Isso permite que a faixa de led endereçável continue funcionando no caso de um pixel morto. Como o canal bi funcionará como um pass-through, desde que dois LEDs consecutivos não falhem, o restante da fita de led digital deve continuar funcionando.
Isso torna as tiras de led endereçáveis ws2813 ideais para situações em que as tiras não podem ser acessadas para reparo, como por exemplo, se você for envolvê-las em epóxi.
Infelizmente, como o SK9822, as luzes de tira led WS2813 RGBIC tiveram um desempenho muito ruim em termos de precisão de cores.
Eles exibiram um amarelecimento perceptível após cerca de 45 pixels com brilho total. Além disso, o consumo de energia foi previsivelmente menor devido ao aumento da resistência interna e exigiu apenas 12,15 watts para toda a faixa de led quando acesa com brilho total. Eu esperaria que esse número aumentasse significativamente com mais pontos de injeção de energia.
7. As vantagens da Fita LED endereçável WS2815
Se você deseja um canal de dados de backup sem problemas de queda de tensão, o WS2815 pode ser a resposta.
O WS2815 é uma faixa de led rgbic digital de 12 volts e, como você pode ver, não há depreciação significativa na reprodução de cores em toda a faixa, mesmo com brilho total.
A compensação é o preço e o consumo de energia, você pode ver que há um comportamento estranho no WS2815 quando se trata de consumo de corrente, basicamente, um pixel único atrai exatamente a mesma quantidade de corrente em 50% vermelho como em 50% branco , mesmo que o branco consista nos pixels vermelhos, verdes e azuis.
É porque cada canal é alimentado em série em vez de em paralelo, e se apenas um único canal é 1, e os outros 2 são então curto-circuitados por um transistor ou resistor combinado, para manter a corrente constante.
A luz de tira led de pixel WS2815 tem o maior consumo de energia ociosa de 3,5 a watts e o maior consumo de energia branco total de 20,18 watts por 150 LEDs.
Dito isto, eles serão extremamente confiáveis devido ao canal de backup e são ótimos para reproduzir as cores corretas, apesar da queda de tensão na tira.
8. Faixa de LED 5V SK6812 RGBW IC VS Faixa de LED 5V WS2812B
O WS2815 parece ótimo, mas deixei minha variedade de LED favorita para o final, o SK6812 é muito semelhante ao ws2812B, e requer apenas 5 volts.
Possui um microcontrolador embutido e não possui um canal de backup. Mas o SK6812 tem a capacidade de controlar um canal adicional de LEDs que são usados para controlar um grande segmento branco no pacote 5050 LED.
Normalmente Luzes de tira de LED RGB produzir branco ligando os canais vermelho, verde e azul para a mesma porcentagem, o que produz luz levemente azul ou roxa.
Ao ter um canal branco dedicado no LED, você pode produzir uma luz branca verdadeira familiar nas variedades branco quente, branco neutro ou branco frio.
É verdade que isso torna a programação um pouco mais complicada, já que você está enviando quatro canais em vez de três mas os resultados valem muito a pena.
Sempre que estou usando luzes de tira de LED no lugar de lâmpadas normais, sempre opto pela variedade RGBW para aplicações como LEDs de férias ao ar livre.
É muito menos importante, já que eu quero que aqueles que façam padrões malucos, prefiram adicionar luz de fundo sutil enquanto ainda podem ser sofisticados de vez em quando, o Luzes de tira led endereçáveis SK6812 RGBW são absolutamente os melhores.
No meu teste, o 6812 teve um consumo de energia moderadamente alto em modo inativo de 0,83 watts e 14,4 quando totalmente aceso.
Você também pode ver que eles tinham uma quantidade significativa de amarelamento em torno do LED 90, mas isso não é realmente um teste válido, pois você não produziria luz branca ligando as tiras RG e B.
Na verdade, você usaria apenas o canal branco e, enquanto o canal branco atrai mais corrente do que qualquer outra iluminação de canal único.
Toda a luz de tira led rgbic com branco resulta em apenas 10 watts de potência, atrai o menor consumo de energia branca de qualquer uma das tiras que testei com o benefício adicional de precisão de cores quase perfeita em toda a tira de led sem injeção de energia.
Então, como você pode ver, não há realmente uma fita LED endereçável de tamanho único, mas, em vez disso, todas elas têm pontos fortes e fracos específicos.
Se eu fosse forçado a escolher uma única fita de LED para usar em todos os meus projetos, com certeza escolheria as tiras de LED RGBW SK6812 em branco quente ou branco frio.
Variedade dependendo do meu caso de uso, talvez no futuro, haverá um RGBW SK6812 de 12 volts que é minha luz de tira led.
