Можете ли вы жить без WS2812?

Насколько мы можем судить, популярный индивидуально адресуемый RGB-светодиод WS2812 был представлен миру где-то во второй половине 2013 года. Это было совсем недавно, а может быть, это была вечность; ESP8266, микроконтроллер WiFi, который мы все знаем и любим, был выпущен примерно год спустя. Если вы называете эти вещи «неопикселями», то на это есть веская причина: Adafruit представила WS28212 сообществу производителей, приложив немало усилий к поддержке программного обеспечения и брендингу.

WS2812 производится компанией WorldSemi, которая ранее сделала себе имя благодаря решениям для светодиодных драйверов, особенно WS2811, микросхеме SOIC, которая превращала бы RGB-светодиод с общим анодом в светодиод с последовательным управлением. Когда они поместили мозги WS2811 в небольшой корпус с несколькими светодиодами, они создали, пожалуй, самое распространенное решение программируемого светодиодного освещения, доступное сегодня.

За шесть лет существования WS2812 на рынке многое изменилось. Сцена компьютерного моддинга уже много лет не слышала слова «холодный катод». Рождественские гирлянды намного круче, и у любого, кто хочет добавить мигания к своим украшениям, есть простой способ сделать это.

Но за годы, прошедшие с момента появления WS2812 на рынке, появилось множество последующих продуктов, которые делают то же самое лучше. Теперь у вас есть светодиоды с последовательной адресацией, которые не выведут из строя остальную часть цепочки в случае выхода из строя. У вас есть светодиоды RGBW. Есть светодиоды с более широким цветовым охватом и не только. Это взгляд на текущее состояние RGB-светодиодов с последовательной адресацией и на то, что нас ждет в будущем.

Светодиоды WS2812 и WS2812B имеют четыре контакта: питание, земля, вход данных и выход данных. Идея состоит в том, чтобы подать на цепочку этих светодиодов немного энергии, отправить данные, и светодиоды загорятся. WS2812 и WS2812B практически идентичны, причем версия ~B имеет защиту от обратного тока, на тот случай, если вы забудете, что красный — положительный, а черный — отрицательный. Для 4-контактного устройства это довольно просто.

Недостатком WS2812 является то, что при последовательном подключении, если один из них выходит из строя, отключается и остальная часть строки. Конечно, в худшем случае частота отказов может составлять всего лишь четверть процента, но мы видели веревки, на которых свисают сотни WS2812. Такая надежность — это не то, что вам нужно, когда вы имеете дело с сотнями или тысячами объектов.

WS2813 — это решение проблемы, когда один светодиод выключает остальную часть цепочки. В этом корпусе шесть контактов и два сигнала данных. Для упрощения компоновки имеются встроенные заглушки, а частота обновления может достигать 2 кГц. По сути, если вы что-то делаете с WS2812, делайте это с WS2813. Это особенно актуально, если вы пропускаете эти RGB-светодиоды через печь оплавления, просто поверьте мне.

Хотя светодиоды WS2812B, 2813 и связанные с ними светодиоды отлично подходят для добавления мерцания, с помощью большого квадратного корпуса размером 5 x 5 мм вы можете сделать очень многое. Для некоторых приложений важен шаг пикселя, и если вы когда-нибудь видели светодиодную матрицу высокой плотности, состоящую из маленьких светодиодов, вы поймете, о чем я говорю. Просто посмотрите на экран, на котором отображается этот текст.

Что, если бы существовал индивидуально адресуемый RGB-светодиод меньшего размера? Вот здесь-то и появляется WS2812B-2020. Вместо квадрата 5 мм он имеет квадрат 2 мм. Насколько это имеет значение? Посмотрите на рисунок справа. Это размеры обычного 2812B и версии 2020 года, масштабированные до правильных относительных размеров. В корпусе WS2182 можно разместить четыре из них.

Хотя WS2812 хорошо работает при напряжении пять вольт, действует закон Ома, а светодиоды RGB потребляют большой ток. Было бы неплохо, если бы существовал индивидуально адресуемый RGB-светодиод, работающий при более высоких напряжениях. Это похоже на то, что электрические чайники не работают при питании от сети 120 В. Иногда чем больше напряжение, тем лучше.

Введите WS2815. Работа при напряжении 12 В уменьшает ток, уменьшает резистивные потери, а если вы используете очень длинные нити светодиодов, смешивание цветов светодиодов становится более последовательным.