Descripción

Resumen

 

Primer plano de un segmento de una tira de LED basada en SK9822, con los LED rojo, verde y azul encendidos con un bajo brillo.

Primer plano de un SK9822, con los LED rojo, verde y azul encendidos con un brillo bajo.

 

Estas tiras LED RGB flexibles basadas en el LED SK9822 / controlador IC son una manera fácil de agregar efectos de iluminación complejos a un proyecto. Cada LED tiene un controlador integrado que le permite controlar el color y el brillo de cada LED. El SK9822 tiene control de corriente constante, por lo tanto, las caídas de voltaje causadas por la resistencia en conexiones de potencia larga tienen poco efecto sobre el color y el brillo del SK9822 ’ siempre que el voltaje permanezca por encima de 3.5 V.

En contraste con el SK6812 utilizado en algunos de nuestros otras tiras de LED similares, que utilizan una interfaz de control de un cable especializada y requieren un tiempo estricto, el SK9822 utiliza una interfaz SPI estándar para el control ( con datos separados y señales de reloj ) y no tiene requisitos de sincronización específicos, lo que facilita mucho el control. Otra característica útil del SK9822 es un registro adicional de control de brillo de 5 bits que le permite atenuar su tira de LED sin dejar de tener un control de color de 24 bits. Vea a continuación una comparación más detallada de SK9822 y SK6812.

Estas tiras LED basadas en SK9822 funcionan como un reemplazo directo para nuestras tiras basadas en APA102C más antiguas en muchas aplicaciones. Sin embargo, debido a las ligeras diferencias de color, generalmente no recomendamos usar el SK9822 y el APA102C juntos en el mismo proyecto. Además, debido a una ligera diferencia en el protocolo, es posible que deba actualizar su código para manejar el SK9822. Consulte a continuación para obtener una comparación más detallada de SK9822 y APA102C.

Ofrecemos seis tipos diferentes de tiras LED SK9822 con diferentes densidades y longitudes de LED. Nuestras tiras con 30 LED por metro están disponibles en tres longitudes:

• 1 metro, 30 LED
• 2 metros, 60 LED
• 5 metros, 150 LED

También ofrecemos tiras LED SK9822 más densas que tienen 60 LED por metro:

• 1 metro, 60 LED
• 2 metros, 120 LED

Our highest-density strip has its SK9822 LEDs packed together as tightly as possible, resulting in 144 LEDs per meter:

• 0.5 meters, 72 LEDs

También tenemos LED SK9822 disponibles en paneles.

Detalles para el artículo # 3091

Esta tira es 0.5 metros largo y tiene 72 LED con una densidad de 144 LED por metro.

Características y especificaciones

• LED RGB direccionables individualmente ( 30, 60 o 144 LED por metro )
• Control de color de 24 bits.
• Control de brillo adicional de 5 bits; 32 pasos de brillo por píxel
• Interfaz de control SPI
• Tensión de funcionamiento de 5 V
• El color y el brillo son en su mayoría independientes del voltaje hasta 3.5 V
• Cada LED RGB dibuja aproximadamente 50 mA con rojo, verde y azul a pleno brillo.
• 12 mm de ancho ( 30 LED / m ) o 14 mm de ancho ( 60 o 144 LED / m ), 4 mm de espesor
• Funda de goma de silicona flexible e impermeable (Calificación de protección IP65)
• Incluye soportes de montaje de silicona flexibles.
• Color de tira negra
• Conectores de potencia / datos en ambos extremos de la tira para un fácil encadenamiento, y el lado de entrada incluye una alimentación adicional y un cable de tierra para conexiones de potencia alternativas
• Las tiras se pueden cortar a lo largo de las líneas entre cada segmento LED RGB para separarlas en secciones más cortas utilizables
• Ejemplo de código disponible para Arduino

Usando la tira de LED

 

Los conectores y cables de alimentación para nuestras tiras LED SK9822 y APA102C. A la izquierda está el extremo de entrada de la tira y a la derecha está el extremo de salida.

 

Cada tira de LED tiene tres puntos de conexión: el conector de entrada, los cables de alimentación auxiliares y el conector de salida. Estos se pueden ver en la imagen adyacente, de izquierda a derecha: cables de alimentación auxiliares, conector de entrada, conector de salida. La tira utiliza conectores JST SM de 4 pines.

los conector de entrada tiene cuatro pasadores macho dentro de una cubierta de conector de plástico, cada uno separado por aproximadamente 0.1″. El cable negro está rectificado, el cable verde es la entrada de la señal de datos, el cable amarillo es la entrada de la señal del reloj y el cable rojo es la línea eléctrica.

los cables de alimentación auxiliar están conectados al lado de entrada de la tira de LED y consisten en cables negros y rojos pelados. El cable negro está rectificado y el cable rojo es la línea eléctrica. Esto proporciona un punto de conexión alternativo ( y posiblemente más conveniente ) para la alimentación de la tira de LED.

los conector de salida está en el otro extremo de la tira y está diseñado para acoplarse con el conector de entrada de otra tira de LED para permitir que las tiras de LED se encadenen. El cable negro está rectificado, el cable verde es la salida de datos, el cable amarillo es la salida del reloj y el cable rojo es la línea eléctrica.

Los tres cables de tierra negra están conectados eléctricamente, y los tres cables de alimentación rojos están conectados eléctricamente.

Conectando la tira de LED

Para controlar la tira de LED desde un microcontrolador, se deben conectar tres cables desde el conector de entrada a su microcontrolador. El suelo de la tira de LED ( negro ) debe conectarse a tierra en el microcontrolador, y la línea de entrada de datos de la tira de LED ( verde ) y la línea de entrada del reloj ( amarillo ) deben conectarse a una de las líneas de E / S del microcontrolador. Los pines macho dentro del conector de entrada se ajustan a las terminaciones femeninas en nuestro alambres de puente premium y cables con terminales pre-crimpados. Si está conectando la tira de LED a una placa de pan o un Arduino típico con cabeceras femeninas, desea usar alambres hombre-mujer.

Generalmente recomendamos alimentar la tira de LED con los cables de alimentación auxiliares. Nuestro Adaptadores de corriente de 5 V funciona bien para alimentar estas tiras LED y un DC Barrel Jack al adaptador de bloque de terminal de 2 pines puede ayudarlo a establecer la conexión entre el adaptador y la tira. Sin embargo, es posible que necesite un pelador de alambre para quitar un poco más de aislamiento de los cables de alimentación.

Es conveniente que los cables de alimentación estén duplicados en el lado de entrada porque puede conectar los cables de alimentación auxiliares a su fuente de alimentación de 5 V y luego la alimentación estará disponible en el conector de entrada de datos y se puede usar para alimentar el microcontrolador que controla la tira de LED. Esto significa que puede alimentar el microcontrolador y la tira de LED desde un solo suministro sin tener que hacer conexiones de alimentación ramificadas.

Hacer un cable personalizado

Si no quieres usar nuestro alambres de puente premium para conectarse a la entrada de la tira de LED, es posible hacer un cable personalizado.

Una opción para hacer un cable personalizado es cortar el conector de salida no utilizado en la última tira de LED de su cadena. Esto se puede enchufar al conector de entrada de la primera tira de LED. Los cables en los conectores de salida e entrada son de 20 AWG, que es demasiado grueso para usar fácilmente con nuestros pasadores y carcasas de engarzado, pero puede soldar los cables a los pasadores de encabezado.

Alternativamente, puede obtener sus propios conectores JST SM y hacer un cable personalizado con ellos. Las partes que necesitaría obtener son el SMP-04V-BC y el SHF-001T-0.8BS, que se describen en el Hoja de datos del conector SM de JST. Estos se pueden comprar en varios lugares, incluidos Heilind. También necesitará unos 22 – 28 AWG alambre trenzado y un pelador de alambre. No conocemos una excelente manera de engarzar los cables en los pines de engarce JST, pero pudimos hacerlo con éxito utilizando nuestro herramienta de engarzado más estrecha y alicates. ( Con la herramienta de engarzado más ancha, es difícil evitar engarzar partes del pasador que no deben engarzarse. ) Antes de engarzar, use unos alicates para doblar un poco el conjunto externo de pestañas para que puedan aferrarse al aislamiento del cable. Esto facilita la posición del pasador de engarzado y el cable. A continuación, debe poder seguir las instrucciones en el página de producto de herramienta de engarzado para engarzar el cable. Después de eso, probablemente necesitará apretar el pasador de engarzado con unos alicates para que que quede en la carcasa del enchufe JST. En el otro extremo del cable, puede hacer un conector personalizado usando nuestro alfileres de engarce y carcasas de conectores de engarce, que le permitirá enchufarlo directamente en una placa de pan o pines de encabezado de 0.1.

Sorteo actual

Cada LED SK9822 consume aproximadamente 50 mA cuando está configurado en brillo completo. Esto significa que por cada 30 LED que enciende, su tira de LED podría estar dibujando hasta 1.5 A. Asegúrese de seleccionar una fuente de alimentación que pueda manejar los requisitos actuales de su tira.

El SK9822 tiene un control de corriente constante incorporado. Para cualquier comando de color dado, el color y el brillo reales del SK6812 ’ son en gran medida independientes de su voltaje de suministro siempre que el voltaje esté entre 3.5 V y 5 V. Esto significa que las caídas de voltaje causadas por la resistencia en conexiones de potencia larga tienen menos probabilidades de afectar el color o el brillo de la luz emitida.

Color

El tono de la luz emitida por el SK9822 se vuelve menos rojo y más verde a medida que se baja el valor de brillo de 5 bits. Además, el SK9822 tiene alguna variación de unidad a unidad en el brillo de su canal rojo que se puede notar cuando el valor de brillo de 5 bits es bajo pero generalmente es difícil de ver cuando El valor de brillo de 5 bits es alto.

Cadena

Se pueden encadenar varias tiras de LED conectando conectores de entrada a conectores de salida. Cuando las tiras están encadenadas de esta manera, se pueden controlar y alimentar como una tira continua. Sin embargo, tenga en cuenta que a medida que las cadenas se alarguen, requerirán más potencia. Si esto se convierte en un problema, puede encadenar las líneas de datos mientras alimenta por separado subsecciones más cortas de la cadena.

 

Dos tiras LED RGB SK9822 o APA102C direccionables conectadas.

 

Recomendamos cadenas de LED alimentados por un solo suministro que no excedan los 180 LED RGB totales. Está bien hacer cadenas más largas con líneas de datos conectadas, pero debe alimentar cada sección de 180 LED por separado. Si está alimentando cada sección desde una fuente de alimentación diferente, debe cortar los cables de alimentación entre las secciones para que no acorte la salida de dos fuentes de alimentación diferentes.

Corte

La tira de LED se divide en segmentos, y cada segmento contiene un LED RGB. La tira se puede cortar en las líneas entre cada segmento para separarla en secciones más cortas utilizables. La conexión de datos está etiquetada HACER o DI, la conexión del reloj está etiquetada CO o CI, la conexión de alimentación positiva está etiquetada VCC o 5V, y la conexión a tierra está etiquetada GND. Cada LED en la imagen a continuación está en el centro de su propio segmento; Hay líneas impresas en la serigrafía de PCB donde se pueden cortar los segmentos.

 

 

Protocolo

Estas tiras LED se controlan a través de un protocolo SPI en las líneas de entrada de datos y reloj. El protocolo está documentado en el Hoja de datos SK9822 ( 476k pdf ), pero lo describimos a continuación con algunas modificaciones que hemos encontrado que funcionan mejor.

El estado inactivo predeterminado de la línea de señal del reloj es bajo y la señal de datos se lee en cada borde ascendente del reloj. Para actualizar los colores del LED, debe alternar la línea del reloj mientras conduce la línea de datos con el valor de cada bit a enviar; esto se puede hacer a través del software ( bit-banging ), o puede ser manejado por un periférico SPI de hardware en un microcontrolador. No hay una frecuencia mínima de reloj, aunque usar una frecuencia más baja significa que tomará más tiempo actualizar la secuencia completa de LED ( especialmente cuando se controla una gran cantidad de LED ), por lo tanto, probablemente desee utilizar la velocidad de reloj práctica más rápida para obtener la mejor velocidad de actualización.

 

Diagrama de sincronización de señal de control para SK9822 y APA102C.

 

Los datos para cada LED se codifican como una secuencia de 32 bits ( 4 bytes ) llamada marco LED. Los primeros 3 bits del marco LED deben ser ‘ 1 ’. Los siguientes 5 bits son un valor de brillo “ global ” ( 0 – 31 ) que se aplica a los tres canales de color. Los 24 bits restantes son los valores de color, en orden BGR ( azul-verde-rojo ). Cada valor de color usa 8 bits ( 0 – 255 ). El bit más significativo de cada valor se transmite primero. El primer marco LED transmitido se aplica al LED más cercano al conector de entrada de datos, mientras que el segundo color transmitido se aplica al siguiente LED en la tira, y así sucesivamente.

Para actualizar todos los LED en la tira, debe enviar un marco de inicio “ ” de 32 ‘ 0 ’ bits, luego un cuadro LED de 32 bits “ ” para cada LED, y finalmente un marco final “ ”.

La hoja de datos SK9822 recomienda que el marco final esté compuesto por 32 bits ‘ 1 ’, pero hemos descubierto que esto no funciona de manera confiable en ciertas situaciones y a veces puede provocar fallas. Esto se puede evitar utilizando un marco final que consta de al menos (n–1)bordes de reloj adicionales, donde nes el número de LED, con ‘ 0 ’ en la línea de datos. A menudo es más fácil redondear hasta un múltiplo de 16 bordes de reloj para que esté contando bytes en su lugar ( hay 2 bordes de reloj en un bit y 8 bits en un byte); por lo tanto enviarías ((n–1)/dieciséis)bytes ( redondeados al siguiente número entero ). Para obtener una explicación más detallada, consulte los comentarios en el código fuente de nuestra biblioteca Arduino, que se analizan a continuación.

 

Formato de datos para SK9822 y APA102C.

 

Por ejemplo, para actualizar los 30 LED en una tira de 1 metro, debe enviar un marco de inicio de 4 bytes, treinta cuadros LED de 4 bytes y un marco final de 2 bytes, para un total de 126 bytes. Si se encadenan varias tiras junto con sus conectores de datos, pueden tratarse como una tira más larga y actualizarse de la misma manera ( dos tiras encadenadas de 1 metro se comportan igual que una tira de 2 metros ).

Cada LED RGB recibe datos en su línea de entrada de datos y pasa datos al siguiente LED utilizando su línea de salida de datos. La velocidad de actualización generalmente está limitada solo por la velocidad del controlador; nuestra biblioteca Arduino a continuación puede actualizar 60 LED en aproximadamente 1,40 milisegundos, por lo tanto, es posible actualizar 700 LED a 60 Hz. Sin embargo, no son necesarias actualizaciones constantes; la tira de LED puede mantener su estado indefinidamente mientras la energía permanezca conectada.

Nota: El umbral mínimo lógico alto para los datos y las señales de reloj no se especifica en la hoja de datos SK9822, por lo tanto, debe considerar usar palancas de cambio de nivel si desea controlar estas tiras desde sistemas de 3.3 V. En nuestras pruebas, pudimos controlar los LED directamente con señales de 3.3 V, pero eso no está garantizado para funcionar siempre.

Código de muestra

Para ayudarlo a comenzar rápidamente, le proporcionamos un APA102 Biblioteca Arduino. Nuestra biblioteca APA102 es compatible con SK9822 y APA102 ( un LED / controlador IC que tiene una interfaz casi idéntica ). La biblioteca también funciona con nuestro compatible con Arduino Módulos A-Star.

Además, el Biblioteca DotStar Arduino y Módulo Raspberry Pi Python de Adafruit debería funcionar con estas tiras ya que los DotStars se basan en LED similares. los Biblioteca Arduino FastLED es otra opción que se centra en el rendimiento y proporciona una funcionalidad avanzada como la corrección de color.

Dado que el protocolo SK9822 es compatible con el protocolo APA102, la mayoría del código escrito para el APA102 debería funcionar con el SK9822.

Comparación con tiras LED SK6812

Al igual que el SK9822, el SK6812 utilizado en algunas de nuestras tiras de LED también combina un LED RGB y un controlador en un solo paquete de 5050. Sin embargo, si bien el SK6812 utiliza una interfaz de control de un cable con estrictos requisitos de tiempo, el SK9822 utiliza una interfaz SPI estándar, con datos separados y señales de reloj que le permiten aceptar una amplia gama de tasas de comunicación; la compensación es que se requieren dos líneas de E / S para controlarlo en lugar de solo una.

El SK9822 proporciona un control de brillo de 5 bits que no está disponible en el SK6812. Esta característica se puede usar para atenuar la tira de LED mientras se conserva el control de color de 24 bits.

Para obtener más información sobre los circuitos integrados, consulte el Hoja de datos SK6812 ( 459k pdf ) y el Hoja de datos SK9822 ( 476k pdf ).

Si bien nuestras tiras SK6812 y tiras SK9822 son físicamente muy similares, son no funcionalmente compatible entre sí. La forma más fácil de distinguirlos es mirar los conectores finales de tiras ’ y las conexiones entre cada segmento LED: las tiras SK6812 tienen tres conexiones ( de potencia, datos y tierra ), mientras que las tiras SK9822 tienen cuatro ( de potencia, reloj, datos y tierra ).

Comparación con tiras LED APA102C

El SK9822 es muy similar al APA102C utilizado en algunos de nuestros productos LED más antiguos, y puede usarse como reemplazo directo en casi cualquier aplicación. Los productos LED basados en SK9822 y APA102C se pueden encadenar juntos.

El SK9822 tiene un brillo independiente del voltaje en un amplio rango de voltaje, como se describe en la sección “ Sorteo actual ”, lo que significa que los colores de los LED no deben verse afectados por una caída en el voltaje de suministro tanto como en el APA102C.

Los colores generados por el SK9822 se ven diferentes de los colores generados por el APA102C. En particular, el canal rojo SK9822 ’ es relativamente menos brillante, lo que lo hace tener un tinte azul-verde en comparación con el APA102C. Mientras que el registro de brillo del APA102C le permite controlar el brillo de cada LED independientemente de su color, Hemos notado que los colores del SK9822 se vuelven menos rojos y más verdes a medida que se baja el valor de brillo de 5 bits. Además, el SK9822 tiene alguna variación de unidad a unidad en el brillo de su canal rojo, que se puede notar cuando el valor de brillo de 5 bits es bajo pero generalmente es difícil de ver cuando el valor de brillo de 5 bits es alto.

El SK9822 se puede distinguir del APA102C mediante inspección visual. Las imágenes a continuación muestran cómo se ve cada IC:

Primer plano de un SK9822, con los LED rojo, verde y azul encendidos con un brillo bajo.

Primer plano de un APA102C, con los LED rojo, verde y azul encendidos con un brillo bajo.