Visits: 3240
APA102
В 2014 году фирма Shenzhen Led Color Optoelectronic Co., Ltd http://www.szledcolor.com/ начала производство светодиодов на драйвере APA102. Это серия так называемых светодиодов со встроенным драйвером. Основной особенностью этих светодиодов, что в них применен упрощенный вид SPI интерфейса, шина данных и тактовая шина. Особенностью драйвера, это встроенный в данный драйвер, это 5 битовый регистр общей яркости, т.е. эти светодиоды уже наиболее близко подошли к настоящим драйверам светодиодных экранов. Максимальная тактовая частота заявленная производителем 1,2 МГц, первые испытания на ленточки длиной из 30 светодиодов, подаренных мне производителем, показали довольно внушительные результаты, на тестовом столе они нормально работают на тактовой в 2,5 МГц. Если их сравнивать с такими светодиодами как WS2812B , то по скорости выигрыш более чем в 5 раз (на 2,5 МГц)!!!
У WS2812B проблема в том, что чем больше длин цепочки, тем уменьшается скорость передачи, это связано с тем, что необходимо формировать импульс сброса такой длины, чтобы его времени хватило на распространения через всю группу светодиодов.
По мере дальнейшей разработки конструкций, протестирую максимальную тактовую на большем количестве светодиодов, чтобы определить реальные характеристики.
ФИЗИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ
Светодиоды упаковываются в стандартный SMD 5050. Расположение выводов сделано грамотно, для подвода питания и прокладки шины данных и синхронизации.
Какая больше всего особенность меня поразила, что на ленточках нет не единого блокирующего конденсатора по питанию, и все работает. Тут только можно сказать Браво разработчикам чипов. И что самое главное (на что страдают WS2812B) входные сигналы – ТТЛ логики, т.е я подключил к контроллеру, с 3,3 вольтовым питанием, ленточку, работает идеально (лента питается от 5 вольт).
Управление Светодиодом “по двум проводам”
Принцип управления прост, тактовая шина Clock проходит напрямую через драйвер светодиода (внутри используется повторитель), задержка на передачу тактовой, скажем так минимальная. По шине DATA принцип работы следующий, если на вход поступило от 4 последовательных байт (32 бита) с нулями, то драйвер переключается в режим приема. Если в режиме приема первый байт “0” то он работает как ретранслятор передает нулевые байты на выход, тем самым инициализируя следующие драйверы светодиодов.
Если следующий байт не нулевой и самое главное в нем должны быть 7, 6, 5 бит = “1”, это значит, что эти следующие 4 байта данных будут “поглощены” этим драйверов, при этом в этот момент на выходе он также формирует нулевые байты. Если следующие 4 байта тоже несут информацию (первый байт не равен нулю и имеет три единицы в старших битах), то они теперь будут на прямую транслироваться на выход.
Итог. Для управления светодиодами в цепочке, необходимо:
- передать в начале 4 байта синхронизации.
- передавать данные по 4 байта на каждый светодиод который есть в цепочке.
Графически это можно представить так:
Программирование
В этом разделе я опишу вариант на котором я остановился, для управления этими светодиодами. Скорость на которую рассчитаны APA102 позволяют на них строить небольшие видеоэкраны. Предлагаемый вариант для такого видео экрана. Массив для передачи удобно формировать так:
#define height 1 // высота дисплея, в настоящем примере просто полоска #define width 31 // длина дисплея, 30 светодиодов + 1 "синхро байт" (первые 4 байта всегда нули, это Start Frame) #define SRGB 4 // глубина дисплея яркость, синий, зеленый, красный // для удобства описания выбранного цвета #define BRI 0 // задание яркости 0b111xxxxx где х - яркость #define CBL 1 // адрес для синего цвета #define CGR 2 // адрес для зеленого #define CRE 3 // адрес для красного volatile unsigned char APADISP[height][width][SRGB]; // массив яркостных режимов
Для инициализации массива удобно применить цикл:
// инициализация массивов brightness=brightness|0b11100000; // настройка регистра яркости // загрузка буфера для тест for (cyhei=0;cyhei<height;cyhei++) // высота { for (cywid=0;cywid<width;cywid++) // количество светодиодов в строке { for (cyrgb=0;cyrgb<SRGB;cyrgb++) { if(!cyhei && !cywid)APADISP[cyhei][cywid][cyrgb]=0; // первые 4 байта инициализация всегда нулями. else if (!cyrgb)APADISP[cyhei][cywid][cyrgb] = brightness; // каждый 0 байт загрузка параметра яркость else APADISP[cyhei][cywid][cyrgb] = 0; // установка яркости в 0 } } }
Один из вариантов загрузки массива в SPI2 модуль, для PIC32:
while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=0x0; // start frame while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=0x0; // while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=0x0; // while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=0x0; // for (scikl=0;scikl<LENDIS;scikl++) { while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=brightness; // Global while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=BLUELED[scikl]; // transmit BLUE while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=GREENLED[scikl]; // transmit GREEN while(SPI2STATbits.SPITBF); SPI2BUF=REDLED[scikl]; // transmit RED }
Светодиоды в упаковке, черная ленточка для светомузыкальных устройств более подходит, чем белого света.
Схема соединения светодиодов
Диаграмма прохождения данных, через три драйвера, видно, что драйвер после прихода на его вход последовательно 4 нулевых байт переключается в режим инициализации, при этом пока он не примет, первые данные, его выход находиться в низком состоянии, тем самым синхронизируя, драйвер следующего светодиода.
Кадр синхронизации отличается от кадра данных, тем, что первый байт равен “0”.
Видео тестирования ленточки из 30 светодиодов, тактовая 2,5 МГц
Габаритные размеры светодиодных лент
Внешний вид соединителей идущих в комплекте с лентами
Описание на ленту:
APA102 - светодиоды со встроенным драйвером и SPI интерфейсом 1,015.55 KB 483 downloads
APA102 - светодиоды со встроенным драйвером и SPI...пример использования светодиодов на драйвере APA102
Это может быть интересно
- WiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией Wi-FiVisits: 5205 AT команды связанные с функцией Wi-Fi Функции Wi-Fi подключения, запускаться из командной строки Команда Описание 1 AT+CWMODE Проверка, настройка режима работы Wi-Fi (sta/AP/sta+AP), (не рекомендуется для новых проектов). 2 …
- Development board based on MCU PIC18F47Q84Visits: 692 PIC18F47Q84 Microcontroller Family with CAN Flexible Data Status: In Production. Метки: Altium Designer, jlcpcb, pic18, PIC18F47Q84
- Емкостной сенсорVisits: 2948 Изучаем изготовление емкостных сенсоров на PIC-микроконтроллере. Конструкция емкостных сенсоров имеет вид: Емкостные сенсоры строятся по схеме высокочастотного генератора, сам принцип основан на измерение частоты этого генератора. Частота зависит …
- NeoPixel LED и PIC18Visits: 1635 Еще раз об управлении светодиодами на драйвере WS2812 и ему подобных. Как известно эти светики управляются по однопроводной шине. Основная особенность, что программно можно описать передачу данных, …
- Простой цифровой милливольтметр постоянного токаVisits: 4020 Простой цифровой вольтметр постоянного тока. Три диапазона измерений с автоматическим переключением 1 – 0,001 – 0,999 V, 2 – 0,01-9,99 V, 3 – 0,1-99,9. Четыре управляемых выхода с возможностью задания функции контроля …
- BMP280 – температура и атмосферное давление – учебный проектVisits: 2014 Учебный проект на PIC32 и светодиодной панели P5 (2121)-168-6432-80 (32*64). Проект позволяет ознакомиться с простой графикой и с чтением давления и температуры с датчика BMP280. Для тестирования необходимо …
- CLUBBEST – reasoning on the visualization of music.Visits: 81 ВІД ЗАХОДУ ДО СВІТАНКУ АБО ПОБАЧИТИ МУЗИКУ. Час доби, коли почуття людини загострюються, – це час від заходу до світанку. В цей час людина відкрита для …
- PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.Visits: 578 Модуль I2C Не работает при использовании в стандартной конфигурации MCC. Требует особой нестандартной конфигурации и управления для нормальной работы. Обойти Обход проблемы возможен библиотека см статью. Модуль ADC2 На …
- Сумеречное релеVisits: 1413 Реле управления освещением, датчик день-ночь – одним словом фотореле для управления освещением или формирования сигнала для системы умный дом о понижении или повышении освещенности относительно заданного уровня. Реле выполнено по классической схеме, конденсаторный блок питания, от сети переменного тока …
- 12-BIT A/D CONVERTER WITH THRESHOLD DETECT на примере PIC24FJ128GA204Visits: 792 Введение. 12-битный модуль A/D Converter является усовершенствованной версией 10-битного модуля, предлагаемого на некоторых устройствах PIC24. Оба модуля являются преобразователями, в своих ядрах, с последовательным приближением (SAR), в окружении …