В этой статье я собираюсь провести тесты всех самых популярных типов светодиодных лент RGBIC Dream Color с индивидуальной адресацией.
Мы поговорим об их технических характеристиках, а затем я помогу вам выяснить, какая из них лучше всего подходит для вашего проекта.
Прежде всего, если вы ищете лучшую адресную светодиодную ленту. К сожалению, я не могу дать вам один ответ, фактический ответ заключается в том, что необходимо учитывать множество факторов, и каждое приложение, вероятно, будет иметь один тип полосы. Это лучше всего подходит для этого.
Цель этого руководства — помочь вам определить, какое разнообразие цифровых светодиодных лент с индивидуальной адресацией лучше всего подходит для параметров вашего проекта. Конечно, вы должны знать, что все модели, упомянутые ниже, подходят для вашего проекта, если вы ищете светодиодную ленту Arduino, светодиодную ленту Adafruit или светодиодную ленту Govee rgbic и т. д.
Давайте начнем с физического рассмотрения каждого типа адресных светодиодных лент.
Чтобы сделать мой тест как можно более стандартизированным, каждая программируемая светодиодная лента имеет одинаковую плотность светодиодов и тип гидроизоляции, в частности, это все 150 светодиодов на 5 метров и разновидность с кремниевой кодировкой ip65, но есть значительно больше вариантов на выбор. от.
1. 4 варианта выбора программируемых светодиодных лент RGBIC
Когда вы выбираете свои интеллектуальные светодиодные ленты RGBIC, вам обычно нужно выбрать несколько вариантов.
Первое будет цветом гибкой печатной платы, на которой установлены микросхемы. Обычно вы можете выбирать между черным и белым, и это действительно не имеет значения.
Второй плотность пикселей или количество светодиодов в одном метре, я предпочитаю использовать 30 светодиодов на метр.
Потому что это делает требования к мощности немного более управляемыми. Но они бывают различной плотности вплоть до 144 светодиодов на метр.
В третьих, вам нужно будет выбрать, какой тип гидроизоляции вы хотите для своего проекта.
Как я уже говорил, те, которые я тестирую, имеют класс защиты ip65, что означает, что они покрыты гибким прозрачным силиконом для защиты от воды и пыли, но они не готовы к погружению в воду. По моему опыту, они защищены от брызг и дождя.
Если вам требуется более высокая гидроизоляция, вы можете выбрать версию IP67, которая поставляется в герметичных силиконовых чехлах.
Но имейте в виду, что они немного раздражают, если вам нужно обрезать адресные светодиодные ленты по длине.
Конечно, если ваш проект находится в помещении, вам не понадобится гидроизоляция, и этот вариант также доступен.
Последний выбор, который вам нужно сделать, - это конкретный чип, который будет управлять вашими индивидуально адресуемыми светодиодами.
В этом чипе каждая адресная светодиодная лента получает свое имя, и в этой статье я буду работать именно с этими семью типами чипов.
2. Принцип работы светодиодных лент Pixel
Все эти светодиодные ленты Pixel работают по одному и тому же основному принципу: данные передаются по одному проводу, где затем считываются небольшим чипом микроконтроллера, который генерирует сигнал с широтно-импульсной модуляцией, который управляет яркостью каждого канала светодиодного чипа. который содержит красный сегмент, зеленый сегмент и синий сегмент.
Каждый сегмент может иметь 256 уровней яркости, что дает возможность воспроизвести 256 различных цветов в третьей степени.
Если вы видите термин 5050 Светодиод на страницах продукта, это просто относится к размеру светодиодного чипа, а не обязательно к типу светодиодной пиксельной ленты или любых других компонентов, которые могут быть интегрированы в него.
Что касается характеристик потребляемой мощности, в этом посте я протестировал каждую цифровую светодиодную ленту.
Сначала измеряется ток потребления светодиодной ленты neopixel со всеми выключенными светодиодами, затем ток потребления одного канала одного пикселя, затем всех каналов одного пикселя, одного канала всех пикселей, а затем общий ток рисовать всю полосу с каждым каналом на максимальной яркости.
Я также оценил потерю точности цветопередачи из-за падения напряжения на светодиодной ленте каждого пикселя.
Мы собираемся начать тестирование с самой старой модели адресуемой светодиодной пиксельной ленты, которую я тестировал.
3. Падение напряжения адресуемой светодиодной ленты
ws2811 как 12-вольтовая адресуемая светодиодная лента сияет, когда вы хотите питать эти ленты на больших расстояниях, падение напряжения это термин, используемый для описания разницы в напряжении в начале и в конце участка провода.
Падение напряжения является результатом фактического провода или, в данном случае, медных дорожек на адресной светодиодной цепочке, которые вносят значительный вклад в электрическое сопротивление.
Если ваш выход составляет 5 вольт, а у вас есть 2,5 вольта на расстоянии более 30 футов, это означает, что у вас останется только 50 процентов вашего напряжения, а это означает, что последние светодиоды будут получать всего 2,5 вольта.
4. Светодиодная лента WS2811 12 В против светодиодной ленты WS2812B 5 В
Этого не всегда достаточно для точного воспроизведения выбранных вами цветов.
Если вместо этого вы начнете с 12 вольт и получите такое же падение на 2,5 вольт, это будет представлять собой только изменение напряжения 21%, а оставшиеся 9,5 вольт будут давать значительно более точные цвета, чем 5-вольтовая светодиодная лента ws2812b.
Вы можете увидеть разницу в точности цветопередачи между 12-вольтовой WS2811 и 5-вольтовой адресной светодиодной лентой ws2812B здесь, когда они обе выдают яркость 100% для всей светодиодной ленты.
Решение этой проблемы заключается в подаче питания на оба конца цифровой светодиодной ленты методом, называемым инжекцией мощности.
Но в тех случаях, когда частая подача питания невозможна, обычно следует отдавать предпочтение адресным светодиодным лентам на 12 В, таким как WS2811.
В большинстве случаев адресные светодиодные ленты WS2811 являются наименее дорогими, но у них есть несколько недостатков.
Самое главное, что самые дешевые версии светодиодной ленты WS2811 не имеют индивидуальной адресации, обычно светодиодная лента WS2811 имеет один микроконтроллер, который фактически питает 3 светодиодных пикселя или в общей сложности 9 каналов.
Это означает, что на самом деле невозможно управлять каждым светодиодом, вместо этого каждый пиксель в вашем коде представляет собой группу из 3 светодиодных чипов.
В моих тестах адресная светодиодная лента WS2811 показала одно из самых высоких значений энергопотребления, когда светодиоды не горели.
Потребляя 1,27 Вт мощности для своих микроконтроллеров и освещая всю полосу чистым белым светом, мы получаем 1,64 ампера.
Что составляет около 19,68 Вт при полной яркости, вы также можете видеть, что точность цветопередачи действительно хороша на всей 5-метровой полосе, даже без какой-либо подпитки.
Что, как я упоминал ранее, является огромным преимуществом 12-вольтовой адресуемой светодиодной ленты ws2811 по сравнению с 5-вольтовой адресуемой светодиодной лентой ws2812b.
Что касается варианта использования, адресную светодиодную ленту WS2811 следует рассматривать, когда стоимость является важным фактором или когда подача питания не может быть легко осуществлена, но не обязательно, если вам нужно управлять каждым пикселем в отдельности.
Далее в списке идет наиболее распространенный тип адресной цифровой светодиодной ленты, светодиодные ленты ws2812B, в которых, в отличие от WS2811, микросхема контроллера правильно встроена в светодиодный корпус, светодиодная лента ws2812B выпускается только в 5-вольтовом исполнении. , поэтому ему потребуется больше энергии, чем 12-вольтовой пиксельной светодиодной ленте WS2811.
Но меньшие компоненты означают, что для производства этой пиксельной светодиодной ленты требуется меньше материала, и теоретически стоимость ленты должна быть ниже, поскольку каждый светодиод можно контролировать отдельно.
В моем тесте адресная светодиодная лента ws2812B потребляла вдвое меньше энергии, чем ws2811, когда светодиоды не горели.
Но, как и ожидалось, потребляемая мощность светодиодов была почти одинаковой — около 60 мВт на канал, а полная адресуемая светодиодная лента потребляла всего 13,6 Вт. что примерно на 6 Вт меньше, чем у ws2811.
У меня также есть еще одна новая разновидность ws2812B, называемая Eco, в моем тесте версия Eco имела самое низкое базовое энергопотребление, требующее всего 56 мВт при отсутствии горящих светодиодов.
5-вольтовые светодиодные ленты обоих типов действительно изо всех сил пытались воспроизвести точные цвета ближе к концу цифровой светодиодной ленты из-за падения напряжения.
Эко-версия в целом работает немного хуже, чем неэко-версия.
Я использую светодиодные ленты ws2812B RGBIC в качестве адресуемых светодиодных лент RGB общего назначения, они относительно дешевы, имеют огромное разнообразие типов гидроизоляции и цветов полос с различной плотностью пикселей, и они совместимы практически со всеми библиотеками, это означает для управления индивидуально адресуемыми светодиодами.
5. Светодиодная лента 5V SK9822 VS Светодиодная лента 5V WS2812B
Так что же может привести к несовместимости адресной светодиодной строки с библиотекой? Эти библиотеки контролируют так называемую синхронизацию чипа, то есть скорость, с которой светодиоды ожидают новых данных.
В адресных светодиодных лентах, содержащих Чип SK9822 (Аналогично APA102), синхронизация обрабатывается немного по-другому, вместо того, чтобы иметь жестко запрограммированную синхронизацию, которой должен придерживаться ваш микроконтроллер.
Он включает в себя еще один провод, который называется булавка для часов, этот тактовый вывод определяет скорость передачи данных между микроконтроллером и микросхемой.
Это не только означает, что микроконтроллер может быть максимально раскрыт за счет увеличения скорости передачи данных больше, чем это позволяют WS2811 или 2812B, но также позволяет замедлить передачу данных, если количество кадров в секунду невелико. т это важно.
А микроконтроллер имеет значительную вторичную нагрузку. Микросхемы SK9822 имели самое высокое энергопотребление в режиме бездействия среди всех 5-вольтовых адресуемых светодиодных лент, но имели низкие значения энергопотребления для освещения всей светодиодной ленты полностью белым цветом.
Следует отметить одну важную вещь: точность цветопередачи значительно ухудшилась из-за падения напряжения в адресных светодиодных лентах.
Когда вы подаете питание на ws2812B, его обычно достаточно для питания каждого конца 5-метровой светодиодной пиксельной ленты.
Но в светодиодных лентах SK9822 я бы предложил подавать питание через каждые два с половиной метра, чтобы сохранить точность цветопередачи.
SK9822 также стоит немного дороже, чем WS2812B, и требует дополнительного проводника для тактового контакта.
Но в ситуациях, когда ошибки и анимация неприемлемы, а точность данных является наиболее важным соображением, адресные светодиодные ленты SK9822 оправдывают увеличение цены.
6. Светодиодная лента 5В WS2813 против светодиодной ленты 5В WS2812B
Другим недостатком последовательной связи является то, что, поскольку все данные передаются по одному проводу, любой разрыв в цепочке приведет к выходу из строя всей полосы после этого.
Адресные светодиодные ленты ws2813 предназначены для решения этой проблемы. на ws2813 есть две разные линии данных, помеченные как di и bi, что означает ввод данных и резервное копирование.
Это позволяет адресной светодиодной ленте продолжать работать в случае битого пикселя. Поскольку двухканальный канал будет действовать как сквозной, до тех пор, пока два последовательных светодиода не перестанут работать, остальная часть цифровой светодиодной ленты должна продолжать функционировать.
Это делает адресные светодиодные ленты ws2813 идеальными для ситуаций, когда к полосам нельзя получить доступ для ремонта, например, если вы собираетесь залить их эпоксидной смолой.
К сожалению, как и SK9822, светодиодные ленты WS2813 RGBIC показали очень плохие результаты с точки зрения точности цветопередачи.
Они продемонстрировали заметное пожелтение примерно после 45 пикселей при полной яркости. Кроме того, энергопотребление было предсказуемо меньше, учитывая повышенное внутреннее сопротивление, и требовалось всего 12,15 Вт на всю светодиодную ленту при освещении на полной яркости. Я ожидаю, что это число значительно возрастет с увеличением количества точек подачи мощности.
7. Преимущества адресной светодиодной ленты WS2815
Если вам нужен резервный канал данных без проблем с падением напряжения, то WS2815 может быть ответом.
WS2815 представляет собой 12-вольтовую цифровую светодиодную rgbic-ленту и, как видите, существенного ухудшения цветопередачи по всей полосе, даже на полной яркости, нет.
Компромисс заключается в цене и энергопотреблении, вы можете видеть, что WS2815 ведет себя странно, когда дело доходит до потребления тока, в основном, один пиксель потребляет точно такое же количество тока при 50% красный, как и при 50% белый , хотя белый состоит из красных, зеленых и синих пикселей.
Это потому, что каждый канал питается последовательно, а не параллельно, и если только один канал равен 1, а остальные 2 затем закорочены комбинацией транзисторов или резисторов, чтобы поддерживать постоянный ток.
Пиксельная светодиодная лента WS2815 имеет как самое высокое энергопотребление в режиме ожидания — от 3,5 до ватт, так и самое высокое энергопотребление при полном белом свете — 20,18 Вт на 150 светодиодов.
При этом они будут чрезвычайно надежными благодаря резервному каналу и отлично воспроизводят правильные цвета, несмотря на падение напряжения на полосе.
8. Светодиодная лента 5V SK6812 RGBW IC VS Светодиодная лента 5V WS2812B
WS2815 кажется довольно хорошим, но я оставил свою любимую разновидность светодиодов напоследок. SK6812 очень похож на ws2812B, и тогда ему требуется всего 5 вольт.
Он имеет встроенный микроконтроллер и не имеет резервного канала. Но SK6812 имеет возможность управлять дополнительным каналом светодиодов, которые используются для управления большим белым сегментом в корпусе 5050 LED.
Как обычно RGB-светодиодные ленты производят белый цвет, включив красный, зеленый и синий каналы на одинаковый процент, что дает слегка синий или фиолетовый свет.
Имея выделенный белый канал на светодиоде, вы можете получить знакомый истинно белый свет в тепло-белом, нейтрально-белом или холодно-белом вариантах.
Это правда, что это немного усложняет программирование, так как вы отправляете четыре канала вместо трех но результаты того стоят.
Каждый раз, когда я использую светодиодные ленты вместо обычных лампочек, я всегда выбираю вариант RGBW для таких приложений, как светодиоды для отдыха на открытом воздухе.
Это гораздо менее важно, так как я хочу, чтобы те, кто делает сумасшедшие узоры, предпочитали добавлять тонкую подсветку, но при этом иметь возможность время от времени придумывать, Адресные светодиодные ленты SK6812 RGBW абсолютно лучшие.
В моем тесте у 6812 было умеренно высокое энергопотребление в простое 0,83 Вт и 14,4 Вт при полном освещении.
Вы также можете видеть, что у них было значительное пожелтение вокруг светодиода 90, но это не совсем правильный тест, поскольку вы не получите белый свет, включив полоски RG и B.
На самом деле вы бы просто использовали белый канал, и хотя белый канал потребляет больше тока, чем любое другое одноканальное освещение.
Вся светодиодная лента rgbic с белым светом потребляет всего 10 Вт мощности, потребляет самое низкое энергопотребление белого из всех протестированных мною полос с дополнительным преимуществом почти идеальной точности цветопередачи по всей светодиодной ленте без подачи питания.
Итак, как вы можете видеть, на самом деле не существует универсальной адресуемой светодиодной ленты, но вместо этого все они имеют определенные сильные и слабые стороны.
Если бы мне пришлось выбирать одну светодиодную ленту для использования во всех моих проектах, я бы однозначно выбрал светодиодные ленты SK6812 RGBW теплого или холодного белого цвета.
Разнообразие в зависимости от моего варианта использования, возможно, в будущем появится 12-вольтовая RGBW SK6812, моя любимая светодиодная лента.
