APA102 – светодиоды со встроенным драйвером и SPI интерфейсом


ledAPA102

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

Cat_APA102_01

 

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:

  1. передать в начале 4 байта синхронизации.
  2. передавать данные по 4 байта на каждый светодиод который есть в цепочке.
Графически это можно представить так:

cat_sinh

 


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:

Для инициализации массива удобно применить цикл:

Один из вариантов загрузки массива в SPI2 модуль, для PIC32:


Светодиоды в упаковке, черная ленточка для светомузыкальных устройств более подходит, чем белого света.

Cat_APA102_02


Схема соединения светодиодов

Cat_APA102_03

 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.

Cat_APA102_04

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

Cat_APA102_05

Внешний вид соединителей идущих в комплекте с лентами

Cat_APA102_06

Описание на ленту:

Значок

APA102 - светодиоды со встроенным драйвером и SPI интерфейсом 1,015.55 KB 440 downloads

APA102 - светодиоды со встроенным драйвером и SPI...
Значок

APA102 - каталог 6.05 MB 464 downloads

APA102 - каталог ...

пример использования светодиодов на драйвере APA102

 



Это может быть интересно


  • Индикатор кода – RC-5 Protocol PhilipsИндикатор кода – RC-5 Protocol Philips
    Индикатор кода – RC-5 Protocol Philips При конструировании дистанционного управления на инфракрасных лучах для контроля удобно иметь индикатор кодов передаваемых пультом. Плата ch-c3000 позволяет изготавливать устройства с возможностью установки фото …
  • Оптосимистор и его применениеОптосимистор и его применение
    Эрве Кадино “Цветомузыкальные установки” Ответ на вопрос – управление мощным тиристором или симистором, от терморегулятора. Статья в pdf Оптосимистор принадлежат к классу оптронов и обеспечивают очень хорошую гальваническую развязку (порядка …
  • CCP – модуль в режиме Compare на примере PIC18CCP – модуль в режиме Compare на примере PIC18
    CCP – модуль можно использовать в трех режимах: Capture – позволяет захватывать входной сигнал и определять его параметры (длительность или частоту). Дополнительно управлять внутренними модулями. Compare –  позволяет формировать импульсы …
  • Самый простой индикатор уровня звукового сигналаСамый простой индикатор уровня звукового сигнала
    Демонстрационный проект создания индикаторов уровня с использованием WS2812B. Изучив этот проект вы сможете  самостоятельно изготавливать и конструировать свои индикаторы уровня звукового сигнала. Дополнительно читайте статью Бегущие огни на WS2812B по подключению …
  • Униполярный шаговый двигатель – часть 2Униполярный шаговый двигатель – часть 2
    В этой части только итог и версия 2.0 универсальной, которая позволяет управлять шаговым двигателем во всех трех режимах и 3.0 специальной библиотеки только для одного полушагового режима. В этих библиотеках …
  • Проект с использованием MCC часть 09Проект с использованием MCC часть 09
      Эта часть будет посвящена созданию практического проекта управления освещение. Тех задание: Два выхода управления ШИМ – светодиодным освещением. Две кнопки управления, каждая кнопка управляет, своим каналом, логика самая простая, нажимаем …
  • PIC18 – модуль DMAPIC18 – модуль DMA
    Введение   Модуль прямого доступа к памяти (DMA) предназначен для обслуживания передачи данных непосредственно между различными областями памяти без вмешательства процессора. Исключив при этом необходимость в интенсивной  обработки прерываний процессором, …
  • NeoPixel LED и PIC18NeoPixel LED и PIC18
      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, но это …
  • MPLAB® Harmony – или как это просто! Часть 3.MPLAB® Harmony – или как это просто! Часть 3.
    Часть третья – копнём немного глубже. Вы наверное заметили, что во второй главе, вроде сначала все шло как по маслу, а потом, что бы заморгали светики, я вставил в код …
  • Регулятор влажностиРегулятор влажности
    Регулятор ILLISSI-CH-1000 предназначен для контроля и регулировки относительной влажности в диапазоне от 0 до 100%. Регулятор позволяет работать как в режиме осушения, так и увлажнения. Для измерения возможно использовать аналоговые …



 

Поделись этим!

Catcatcat

catcatcat

Development of embedded systems based on Microchip microcontrollers.