Adresovatelné Digitální Pixel LED pásy

 Adresovatelné LED pásy jsou revolučním krokem v technologii LED, nabízejí individuální kontrolu nad každým LED čipem nebo skupinou LED čipů a otevírají Vám, tak svět možností přizpůsobení a kreativity. Na rozdíl od tradičních LED pásů, kde můžete ovládat pouze celý pás jako jeden celek, adresovatelné LED diody (čipy) umožňují vytvářet složité vzory, animace s různým spektrem barev pro každou LED diodu (čip) zvlášť. Tato funkce je činí neuvěřitelně populárními pro osobní i profesionální projekty osvětlení.

Co je adresovatelný (digitální, pixel) LED pás?

 Adresovatelný LED pás je flexibilní deska s plošnými spoji (DPS) vybavená LED diodami (čipy), které můžete ovládat individuálně. To znamená, že každá LED dioda – nebo malá skupina LED diod – může zobrazovat jinou barvu nebo jas ve stejnou dobu jako ostatní na stejném pásu. „Adresovatelná“ část se týká schopnosti ovládat barvu a jas každé LED samostatně díky integrovanému obvodu (IC) zabudovanému do každého LED čipu nebo připojenému ke každé skupině LED čipů. Tato funkce je odlišuje od tradičních LED pásů, kde celý pás zobrazuje jednu barvu a jeden jas najednou.

Adresovatelné LED pásy přicházejí v různých formách, včetně různých délek, hustoty LED (počet LED diod na metr) a barevných možností, od RGB (červená, zelená, modrá) po RGBW (červená, zelená, modrá, bílá) pro přidané možnosti míchání barev a bílého světla. Flexibilita v ovládání a přizpůsobení je důvodem, proč jsou oblíbené pro mnohé domácí kutily , designéry osvětlení a každého, kdo chce svým řešením osvětlení dodat zvláštní charakter.

Kouzlo adresovatelných LED pásů je v jejich programovatelnosti. Se správným ovladačem a softwarem (jako například Madrix ), můžete vytvářet oslnivé dynamické efekty, jemné náladové osvětlení nebo dynamické efekty pro herní nastavení, architektonické prvky a další. Ať už plánujete komplexní komerční projekt nebo jen svůj domov či zahradu, adresovatelné LED pásy nabízí všestranné a živé řešení.

Jak funguje adresovatelný LED pás?

 Pro správné fungování adresovatelného LED pásu jsou zapotřebí následující komponenty:

• LED diody (čipy)
• Integrovaný obvod (IC)
• Deska s plošnými spoji (DPS)
• Napájecí zdroj
• Řídící jednotka

Pochopení toho, jak fungují adresovatelné LED pásy, je klíčem k využití jejich plného potenciálu. Každá LED dioda na adresovatelném pásu je připojena k mikrokontroléru (IC čipu), který přijímá a zpracovává signály pro ovládání barvy a jasu jednotlivých LED diod nebo skupin LED diod. Toho se dosahuje prostřednictvím digitálních komunikačních protokolů jako je SPI ( Serial Peripheral Interface), nebo DMX512 (digitální multiplex ), které posílají pokyny LED diodám o tom, která barva se má zobrazit a kdy.

Srdcem funkčnosti adresovatelného LED pásu jsou jeho integrované obvody (IC). Tyto integrované obvody jsou naprogramovány s jedinečnými adresami, které odpovídají jejich poloze na pásu. Když odešlete příkaz přes kompatibilní ovladač, IC interpretuje pokyn a podle toho změní barvu a jas LED diody. To umožňuje přesné ovládání a synchronizaci komplexních světelných efektů napříč celým pásem.

Programování adresovatelných LED pásů lze provést prostřednictvím různých softwarových platforem, které nabízejí celou řadu složitostí od jednoduchých změn barev až po složité animace. Pro technicky zdatné a kreativní jednotlivce to znamená možnost navrhovat vlastní světelné efekty přizpůsobené specifickým potřebám nebo náladám. Ať už jde o nastavení atmosféry na párty, vytvoření pohlcujícího herního zážitku nebo přidání dynamického osvětlení do uměleckých instalací, možnosti jsou prakticky nekonečné.

Stručně řečeno, kombinace adresovatelné technologie, integrovaných obvodů a digitálních komunikačních protokolů umožňuje těmto pásům LED provádět širokou škálu světelných displejů, což z nich činí všestranný nástroj v aplikacích dekorativního i funkčního osvětlení.

Typy adresovatelných LED pásů

 Adresovatelné LED pásy se dodávají v různých typech, z nichž každý je navržen tak, aby vyhovoval různým potřebám a preferencím. Mezi nejoblíbenější patří adresovatelné LED pásy typu DMX512 a SPI, z nichž každý má jedinečné vlastnosti a různě se ovládá. Pochopení těchto rozdílů je klíčové pro výběr správného typu pro vás nebo váš projekt.

•  DMX 512

 DMX512 (digitální multiplex ) je standard pro digitální komunikační sítě, které se běžně používají k ovládání scénického osvětlení a efektů. DMX512 adresovatelné LED pásy jsou známé svou spolehlivostí a jsou široce používány v profesionálních prostředích, jako jsou divadla, koncerty a kluby. Zvládnou velké vzdálenosti mezi kontrolérem a LED pásem bez degradace signálu, díky čemuž jsou ideální pro velké instalace.

•  SPI

 SPI (sériové periferní rozhraní) adresovatelné LED pásy jsou obzvlášť vhodné pro domácí použití a menší instalace, kde nejsou potřeba složité řídicí systémy. Lze je snadno ovládat pomocí různých řídících jednotek s přednastavenými efekty a možností ovládání přes mobil nebo dálkovým ovladačem.

SPI adresovatelné LED pásy mohou být dále rozděleny na základě jejich typu signálu a funkčnosti:

1. Jednosignálové adresovatelné LED pásy: Tyto pásy vyžadují pouze jeden datový signál k ovládání LED diod, což usnadňuje jejich programování a připojení.
2. LED pásy s duálním signálem: Tyto nabízejí zvýšenou spolehlivost prostřednictvím záložní datové linky. Pokud jedna linka selže, druhá může udržovat řídicí signál, čímž se snižuje riziko selhání osvětlení.
3. Adresovatelné LED pásy s obnovením na bodě zlomu: Tyto pásy mohou pokračovat v přenosu dat, i když jedna LED selže, čímž se zajistí, že celý pás zůstane funkční.
4. Datový signál s hodinovým signálem: Tento typ adresovatelného LED pásu obsahuje kromě datového signálu i hodinový signál, jako například SK9822 a APA102. Přidání hodinového signálu umožňuje přesnější kontrolu nad načasováním přenosu dat, což může být výhodné zejména v prostředích, kde může být narušena integrita signálu nebo kde je vyžadován vysokorychlostní přenos dat.

Výběr mezi adresovatelnými LED pásy DMX512 a SPI závisí na rozsahu Vašeho projektu, požadované spolehlivosti a úrovni pohodlí při programování a elektronice. Oba typy nabízejí jedinečné výhody, ať už vytváříte dynamické osvětlení pro veřejné místo nebo experimentujete s vlastními světelnými efekty doma.

Kterou komunikaci si vybrat – DMX512 nebo SPI?

 Při rozhodování mezi DMX512 a SPI adresovatelnými LED pásy pro Váš projekt je nezbytné pochopit jaké výhody a úskalí přináší konkrétní komunikační protokol. Oba protokoly nabízejí jedinečné výhody, ale jejich rozdíly mohou výrazně ovlivnit provedení a výkon vašeho osvětlení.

DMX512 je uznáván pro svou robustnost a schopnost zvládnout složitá nastavení osvětlení na velké vzdálenosti bez ztráty signálu. Díky tomu je základem v profesionálních prostředích, kde je spolehlivost prvořadá. Je navržen pro řízení v reálném čase, schopný řídit velké instalace s mnoha svítidly včetně adresovatelných LED pásů.

SPI se vyznačuje svou jednoduchostí a flexibilitou, zejména v menších projektech nebo tam, kde má uživatel přímou kontrolu nad programováním nebo změnou nastaveného efektu. Je oblíbený zejména mezi domácími mistry.

Pro další objasnění rozdílů je zde pro vás vytvořena jednoduchá tabulka:

Pixel adresovatelného LED pásu

„Pixel“ označuje nejmenší ovladatelný prvek pásu. Pochopení složení pixelů těchto pásů je klíčové pro každého, kdo chce vytvořit detailní a dynamické světelné efekty. Pixel se může lišit v závislosti na napětí a konstrukci LED pásu. Obecně platí:

• 5V LED pásy - jedna LED dioda = jeden pixel, který nabízí individuální kontrolu nad barvou a jasem této LED
• 12V LED pás – může být pixel buď jedna LED nebo sestávat ze tří LED seskupených do jedné ovladatelné jednotky = jeden pixel.
• 24V LED pásy – šest LED diod = jeden pixel.

Jak vypočítat maximální délku adresovatelného LED pásu

•  DMX512

Řídicí jednotky DMX512 jsou navrženy tak, aby zvládly ovládat 512 kanálů (adres). Výpočet se tedy skládá z několika kroků. Nejprve je třeba určit kolik adres je zapotřebí pro ovládání jednoho pixelu, kde platí, jedna adresa = jedna barva. Když budeme mít pixel složený z RGB LED diod budeme potřebovat 3 adresy pro jeden pixel, u RGBW to budou 4 adresy pro jeden pixel. Jako druhé potřebujeme vědět, kolik pixelů se nachází na 1 metru LED pásu. Vzorec pro výpočet pak bude vypadat následovně:

3 (adresy na pixel) x 10 (pixelů na 1 metr) = 30 (adres na 1 metr LED pásu)

512 (adres na řídící jednotku) / 30 (potřebných adres na 1 metr LED pasu) = 17 metrů (maximální délka LED pásu)

• SPI

Výpočet pro SPI adresovatelné LED pásy je přímočarejší. Jednoduše zkontrolujte maximální počet pixelů, které Váš ovladač podporuje, a poté jej vydělte počtem pixelů na metr na vašem LED pásu, abyste zjistili maximální délku pásu, kterou dokáže ovládat.

1024 (počet pixelů na řídící jednotce) / 60 (pixelů na 1 metr LED pásu) = 17m (maximální délka LED pásu)

Frekvence PWM IC

Frekvence PWM ( Pulse Width Modulation ) integrovaného obvodu (IC) se vztahuje na rychlost, kterou může IC zapínat a vypínat svůj výstup k ovládání jasu LED diody nebo rychlosti motoru. Frekvence se měří v Hertzech (Hz), což udává počet cyklů za sekundu. Vyšší frekvence PWM je obzvláště důležitá v osvětlovacích aplikacích, jako jsou například adresovatelné LED pásy, protože snižuje pravděpodobnost blikání, které může být detekováno lidským okem nebo zachyceno videorekordéry. Když je frekvence PWM dostatečně vysoká, cyklování zapnutí a vypnutí LED probíhá tak rychle, že vizuální perzistence lidského oka to vnímá jako nepřetržitý zdroj světla bez blikání. To je klíčové nejen pro vytvoření stabilního a pohodlného světelného prostředí, ale také pro zajištění toho, aby videozáznamy v blízkosti těchto světel nezachycovaly rušivé nebo neprofesionálně vypadající blikající efekty. Proto je výběr integrovaných obvodů s vyšší frekvencí PWM nezbytný pro aplikace vyžadující plynulé stmívání nebo efekty změny barev a pro předcházení blikání při fotografování a natáčení videa.

Typy IC čipů

DMX512 je mezinárodní standardní protokol. Různé typy integrovaných obvodů DMX512 mohou mít různý výkon, ale podporované protokoly jsou stejné, což znamená, že stejný ovladač DMX512 může ovládat různé typy integrovaných obvodů DMX512. SPI však není mezinárodní standardní protokol. Integrované obvody SPI vyráběné různými výrobci podporují různé protokoly, což znamená, že s různými ovladači SPI může být nutné použít různé integrované obvody SPI. Níže uvádím běžné modely IC na trhu.

DMX512 adresovatelný LED pás: UCS512, SM17512

SPI IC je rozdělen na:

• Vestavěný IC
• Externí IC
  • Rozděleny jsou dále na:
    • S obnoveným přenosem na bodě přerušení
    • S obnoveným přenosem bez bodu přerušení
    • S hodinovým signálem
    • Bez hodinového signálu

Ve stavěné modely s IC adresovatelným LED pásem SPI jsou: WS2812B, WS2813, WS2815B, SK6812, SK9822, APA102, CS2803, CS8812B

Externí modely s IC adresovatelným LED pásem jsou: WS2801, WS2811, WS2818, UCS1903, TM1814, TM1914, TM1812, CS8208, CS6816, CS6814, LPD8806

S funkcí obnovení přenosu na bodě přerušení znamená, že když selže pouze jeden IC, signál může být stále předán následujícím IC.

Modely IC s adresovatelným LED pásem SPI s funkcí obnovení přenosu na bodě přerušení jsou: WS2813, WS2815B, CS2803, CS8812B, WS2818, TM1914, CS8208

Modely IC s adresovatelným LED pásem SPI bez funkce obnovení přenosu na bodě přerušení jsou: WS2812B, SK6812, SK9822, APA102, WS2801, WS2811, UCS1903, TM1814, TM1812, CS6816, CS68

Modely IC s hodinovým signálem: SK9822, APA102, WS2801, LPD8806

Modely IC bez hodinového signálu: WS2812B, WS2813, WS2815B, SK6812, CS2803, CS8812B, WS2811, WS2818, UCS1903, TM1814, TM1914, TM1812, CS82

Schémata zapojení nejpoužívanějších LED pásů s IC:

 SPI LED pás se zapojením pouze datového signálu:

SPI LED pás se zapojením s datovým signálem a hodinovým signálem:

SPI LED pás se zapojením s datovým signálem a bodem obnovení po přerušení: