
Просмотров: 3185
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 480 downloads
APA102 - светодиоды со встроенным драйвером и SPI...пример использования светодиодов на драйвере APA102
Это может быть интересно
Емкостной сенсор
Просмотров: 2856 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 …LED драйвер TM1639
Просмотров: 2035 TМ1639 позволяет работать на матрицу 8*8 или 8 семисегметных индикаторов. Может работать как на индикаторы с общим катодом, но и есть возможность подключать общим анодом. Для управления драйвером …Toyota Auto Fader – Модуль включения усилителя
Просмотров: 1825 Toyota Auto Fader – Модуль включения усилителя. Часто автолюбители прибегают к замене штатного головного устройства на универсальное мультимедийное, в котором значительно расширены функциональные возможности. Если возникает желание оставить …USB K-L-line адаптер
Просмотров: 5776 USB K-L-line адаптер предназначен для связи персонального компьютера с диагностической шиной автомобиля – интерфейс ISO-9141. Этот проект предназначен для сборки недорого устройства с использованием специально для этой цели …Altium Designer – подготовка документации для производства и сборки печатных плат
Просмотров: 3479 В процессе освоения Altium Designer много возникает вопросов по подготовке документации для производства плат, а также для её сборки. Altium Designer позволяет сделать все требуемые документы, хотя скажем …Altium Designer my setup system and project structure
Просмотров: 241 Updates https://catcatcat.d-lan.dp.ua/altium-designer-my-setup-system-and-project-structure-v23-2/ Тут хочу поделиться как я настраиваю Altium Designer и как я использую файлы DXPPreferences.DXPPrf для быстрой конфигурации и получения всех необходимых инструментов для работы, …Модуль CAN в микроконтроллерах PIC18
Просмотров: 5523 Введение CAN последовательный интерфейс связи, который эффективно поддерживает распределенное управление в реальном масштабе времени с высокой помехозащищенностью. Протокол связи полностью определен Robert Bosch GmbH, в спецификации требований …Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)
Просмотров: 3055 Солнечные коллекторы для отопления в Европе используют в более 50% от общего количества установленных гелиосистем. Однако следует понимать, что гелиосистемы предназначены лишь для поддержки отопления и экономии затрат на основную …AD9833 – Programmable Waveform Generator – part two
Просмотров: 1480 Прошло время и появилась тема, что-бы закончить проект AD9833 – Programmable Waveform Generator. Приехали печатные платы. В этот раз я печатные платы заказывал в https://jlcpcb.com/ делал это в …Проблемы классической светомузыки
Просмотров: 1920 Светомузыка – что это такое? Определение: Светомузыка (жаргонное: цветомузыка) — вид искусства, основанный на способности человека ассоциировать звуковые ощущения со световыми восприятиями. Такое явление в неврологии получило название …