В каждом RGB LED модуле или пикселе (в дальнейшем будем придерживаться данной терминологии), находится контроллер управления (драйвер LED) и четыре SMD RGB светодиода, помещенные в водонепроницаемый корпус.

Структурная схема LED PIXEL 

  

               WL-12V4RGB6803                            WL-12V4RGB2801

Технические характеристики пикселей:

Тип диода

RGB SMD 5050

Яркость

18 lm

Количество цветов

32 768 (6803)  или 16 млн. (2801)

Угол луча

120 градусов

IP

65

Габариты  (ДхШхВ)

45мм х 36мм х 12мм

Питание

12V DC

Мощность, максимальная

1,2 Вт

Тип соединения

4 проводное

Протокол

SPI, тип LPD6803 или WS2801

  Основной сферой применения пикселей данного типа является:

- светодиодные полноцветные динамические вывески типа «объемные буквы» любой сложности и геометрии;

- динамические логотипы любой сложности;

- динамические светодиодные полы, стены, потолки.

   Возможно управление этими пикселями по сети DMX512. Для этого необходимо использовать декодеры DMX-6803, DMX-2801, DMX-SPI-UNI.

   Способ крепления: на плоские поверхности, на самоклейку или «уши».

   Основные достоинства данных пикселей:

-  высокая степень защиты IP67;

-  простота монтажа;

-  возможность демонтажа и повторного применения.

   Недостатки:

- относительно невысокая общая яркость;

- не всегда удобный шаг.

Основными факторами, влияющими на «эффектность» проекта в целом является:

1.      Количество пикселей в проекте или шаг установки пикселя.

       Это основной критерий, который наиболее влияет на «бюджет» проекта.  

       Вполне логично что, чем больше пикселей в инсталляции, тем более привлекательной и уникальной будет Ваш проект.

       Рекомендуемый шаг пикселя (60 - 80мм).

       Шаг пикселя и расстояние  напрямую влияет на общую яркость создаваемого «элемента».

       На практике количество пикселей в проекте определяется «практическим» методом. 

2.       «качеством» написания эффектов.

       Эффектность восприятия проекта напрямую зависит от сложности и длительности программы.

       Применение стандартных «встроенных переливалок и дождиков» не делает Ваш проект уникальным.

       Для создания оригинального проекта необходимо потратить время на создание уникальной и неповторимой анимации (видео контента). ПО контроллеров позволяет импортировать (захватывать) анимацию низкого разрешения ( GIF, AVI  и тд.) созданную другим программным обеспечением. Что дает возможность создать анимацию (светодинамику) любой сложности.

Электрическое подключение.

 Пиксели подключаются последовательно с помощью 4-проводного шлейфа, где два провода это питание 12V DC и два провода цифрового интерфейса SPI (DAT и CLK). Пиксели поставляются в виде гирлянд по 20 шт. с разъемами на концах.

Максимальный шаг установки 115мм (без удлинения), его можно увеличить, разрезав стандартный кабель и удлинив его на необходимое расстояние ( до 1.5 метра ).

Ниже приведена схема «простого автономного проекта».

 

Требования по подключению в случае автономной системы (OFF-LINE):

- Пиксели подключаются в виде непрерывной гирлянды, длиною до 1024 штук.

- Если  количество более 1024 штук, то используется контроллер с несколькими цифровыми выходами.

- Питание 12V DC необходимо «подводить» через каждые 50 пикселей.

- Если последний отрезок пикселей менее 20 шт, то питание на конец гирлянды можно не подводить.

- Если в проекте используется несколько блоков питания, то в месте перехода гирлянды на другой блок питания шина 12V разрывается.

- Провода последнего пикселя обязательно заизолировать друг от друга.

- Для стационарных инсталляций  рекомендуем обрезать разъемы на концах гирлянды, провода соединять методом спаивания и изолирования термоусаживаемой трубкой.

- Пиксель по шине управления имеет «вход» (INPUT) и «выход». Все RGB LED пиксели подключаются от выхода к входу. Для разных пикселей определение входа и выхода различно (см. ниже). 

- Вход первого пикселя в гирлянде подключается к контроллеру только проводами GND, DAT, CLK.

Назначение проводов пикселя WL-12V4RGB6803.

Назначение проводов пикселя WL-12V4RGB2801.

- Цвет и назначение проводов для разных моделей пикселей может отличаться. Даже цвет шлейфа в разных «партиях» может отличаться.

- Выбор мощности блока питания производится из расчета N*1.2, где N - общее количество LED пикселей.

- Выбор конкретной модели контроллера зависит от общего количества пикселей в проекте.

- Теоретически максимальное количество пикселей ограничивается 64000 для распределенной системы. И 12 288 LED RGB pixel для одного автономного контроллера, типа YM-ST12.   

- Если в проекте применяется много портовый контроллер (2, 4, 8, 12), то желательно равномерно распределись пиксели во всем портам.

  Например

     В проекте используется 2030 пикселей, применен контроллер YM-ST4 у которого 4 выхода.

     Тогда на первый порт пойдет  507 шт, второй – 507, третий – 507, четвертый 509.

Рекомендации по установке

Пиксели типа «квадрат»  устанавливаются как на плоскость, так и на криволинейную поверхность («за уши»). Перед пикселями на расстоянии устанавливается светофильтр ( рассеиватель ) из пластика ( акрил ) цвета «молоко» или «самогон».   

Общие рекомендации по монтажу пикселей:

-       Пиксели монтируются в виде непрерывной гирлянды, с «подводом» питания через 20 шт.

-       Плоский кабель (шлейф), соединяющий пиксели, не защищен от ультрафиолетового излучения (UV). В случае длительного прямого попадания лучей солнца на шлейф, его обязательно необходимо защитить от UV.

-       Необходимо стараться размещать пиксели в сетке с одинаковым шагом, это упростит «жизнь при программировании эффектов». Если это невозможно, то при программировании контроллера это необходимо учитывать.

-       Если расстояние между пикселями больше 115 мм, необходимо удлинить проводники на необходимое расстояние (до 1.5 метра). Переходы между «элементами» необходимо выполнять по кратчайшему пути.

 

 

Часто задаваемые вопросы ( FAQ ).

Вопрос A. А можно на этих пикселях собрать видео экран (медиа фасад).

Ответ.  Нет в «техническом смысле этого слова» .

         Видео экран подразумевает  высокую частоту обновления информации не менее 25 кадров в секунду.  В таких случаях используют «видео» пиксели. Несмотря на схожий состав пикселя, в них применяются дорогие высокочастотные микросхемы управления с токовой стабилизацией выходов. И используются более яркие и сбалансированные светодиоды.

         В медиафасадах используется более скоростная система управления, что дает возможность обеспечить частоту перерисовки изображения на уровне более 100 кадров в секунду и воспроизведения онлайн видео.

         На базе обычных RGB пикселей создать видео систему теоретически можно применив одну из стандартных систем управления видео экранов. Это накладывает ряд ограничений.

         Предлагаемые нами контроллеры позволяют воспроизводить анимационный ролик, заранее записанный в память контроллера.

 

Вопрос B. Какие лучше 5 или 8 битные пиксели.

Ответ. С точки зрения частоты обновления, то 5 битные микросхема однозначно лучше, она на 33% быстрее.

    С точки зрения кол-ва цветов, для 5 бит  - 32768 цветов, для 8 бит – 16 млн. , то 8 битная микросхема однозначно лучше.

    Мы рекомендуем следующее:

    - Для приложений, в которых не будут применяться очень медленные плавные переливы (градиентные переходы), и будут использоваться контрастные быстрые переходы - рекомендуем использовать пиксели на базе микросхемы LPD6803.

    - Для приложений, где основной «упор» делается на медленные плавные переходы, рекомендуем пиксели на бале микросхемы WS2801.

Но понятие «плавности переходов» не однозначно, поэтому на практике выбор остается за «наличием».

Вопрос С. Возможно «значительно» увеличить стандартное расстояние между пикселями.

Ответ. Да можно в разумных пределах.

Так как пиксели управляются по цифровому протоколу SPI, который изначально помехо не защищен. Увеличение длинны между пикселями может привести к полному отказу системы или периодическим «промаргиваниям». На длинный кабель могут влиять различные факторы:

      -  сопротивление провода, Второй закон Ома, никто не отменял;

      -  частота сигнала CLK. Чем выше частота CLK, тем меньшее удлинение можно выполнить;

      -  электромагнитные помехи. Наличие в непосредственной близости силового кабеля или приемопередающей антенны может привести к непредсказуемому результату.  

 Если  все же удлинять пришлось, рекомендуем следующее:

       -  снизить частоту сигнала CLK до минимально возможного значения. Внимание: уменьшение частоты приведет к уменьшению скорости перерисовки анимации.

       -  для удлинения применять 8 жильный кабель типа «витая пара» в экране. Для питания использовать по 3 провода, а на сигналы DAT и CLK - по одному. Экран соединить с минусом (GND). Причем провода DAT и CLK должны быть «свиты» относительно GND по отдельность.

Данные рекомендации не являются полной гарантией результата.

При выявлении неточностей и ошибок прошу сообщить автору.

Автор: Пузань Дмитрий Михайлович pd@dmx.com.ua