Dans les équipements de petite taille, jusqu'aux lecteurs MP3 et téléphones portables, les LED RVB tricolores sont de plus en plus utilisées, et les regroupements dits RVB sont utilisés dans divers équipements d'éclairage et luminaires décoratifs. Pour un contrôle optimal de la luminosité et des couleurs dans de tels appareils, des pilotes spécialisés sont utilisés, dont beaucoup sont contrôlés par un contrôleur externe. Certains d'entre eux seront discutés dans cet article. L'auteur considère un certain nombre de puces de pilotes d'ON Semiconductor, STMicroelectronics et National Semiconductor.
Pilote LED de stabilisation CAT4109 RGB (ON Semiconductor)
La puce CAT4109 est un pilote pour contrôler trois chaînes de LED séquentielles (R, G et B) avec stabilisation du courant, installation séparée et contrôle de la luminosité PWM pour la lueur de ces chaînes de LED. Le CAT4109 est fabriqué dans un boîtier miniature SOIC-16 à 11116 broches pour un montage en surface. L'affectation des broches est indiquée dans le tableau 1, le schéma de câblage est illustré à la Fig. 1, et le diagramme fonctionnel de la Fig. 2.
Fig. 1. Schéma du microcircuit CAT4109
Fig. 2. Diagramme fonctionnel de la puce CAT4109
Tableau 1. Affectation des broches pour CAT4109
| Sortie no. | Désignation | Rendez-vous |
| Unité de puissance "Terre" |
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| Entrées de commande PWM pour LED3, LED2 et LED1 |
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| Conclusions de l'installation des LED3, LED2 et LED1 actuelles |
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| Non utilisé |
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| Autorisation de connexion. Niveau actif - élevé |
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| Tension d'entrée 3 ... 5,5 V |
Une caractéristique du circuit d'inclusion de la puce CAT4109 est l'absence de papillon et un minimum de détails de cerclage. La tension d'alimentation de CAT4109 est comprise entre 3 et 5,5 V, et la tension d'alimentation des chaînes LED est de 5 à 25 V.
Chacun des trois canaux de contrôle LED se compose d'une source de courant réglable et d'un circuit de réglage du courant maximum (voir Fig. 2). Tous les canaux ont en commun une source de tension de référence (ION) de 1,2 V.
La tension de l'alimentation VIN détermine le nombre maximum de LED dans chacune des chaînes. Le courant maximum de chacune des chaînes successives de LED peut atteindre 175 mA. Le courant des LED crée une petite chute de tension (0,4 V) sur les touches de sortie ouvertes du microcircuit. Les valeurs maximales des courants des chaînes LED sont fixées par des résistances externes R1, R2 et R3 (bornes RSET1-RSET3 de la puce). Le tableau 2 montre la dépendance de ces valeurs par rapport aux résistances des résistances d'installation correspondantes R1-R3.
Tableau 2. La dépendance des courants des circuits LED sur la résistance de la résistance d'installation correspondante
| Courant LED (mA) | Résistance RSET (kOhm) |
Le contrôle externe de la puce CAT4109 est effectué par le contrôleur via les entrées OE (broche 15), PWM1 (broche 5), PWM2 (4) et PWM3 (broche 3). L'autorisation d'allumer les LED est réalisée par un niveau de haute tension (≥1,2 V) à l'entrée OE (15). Les chronogrammes du fonctionnement de la puce CAT4109 sont illustrés à la Fig. 3.
Fig. 3. Chronogrammes du fonctionnement de la puce CAT4109
Le temps de transition de la puce du mode d'arrêt (Shutdown) à l'état activé (T PS) est de 1,4 μs. Les LED sont éteintes à l'entrée de résolution OE à un niveau bas (≤0,4 V) à cette entrée avec un retard de T P2 \u003d 0,6 μs, et une mise sous tension répétée est effectuée à un niveau élevé avec un retard de T P1 \u003d 0,3 μs. Pour mettre l'IC en mode d'arrêt, vous devez prendre en charge la broche. 15 (OE) faible potentiel pour 4 ... 8 μs (T PWRDWN). Dans ce mode, la consommation de courant ne dépasse pas 1 μA.
Les entrées PWM1 (broche 5), PWM2 (broche 4) et PWM3 (broche 3) sont utilisées pour régler séparément la luminosité des chaînes LED par la méthode PWM à un niveau de tension élevé à l'entrée OE (broche 15). Pour un réglage de groupe de la luminosité de la lueur de toutes les LED, vous pouvez envoyer un signal du contrôleur PWM à l'entrée OE. Afin de ne pas perturber l'équilibre des couleurs, la fréquence de ce signal PWM doit être d'un ordre de grandeur inférieur à la fréquence du signal PWM aux entrées de PWM1-PWM3.
La puce CAT4109 a une protection en température avec un seuil de 150 ° C et une hystérésis de 20 ° C, ainsi qu'une protection contre les sous-tensions avec un seuil de 1,8 V.
Pilote de LED de stabilisation CAT4103 RGB (ON Semiconductor)
La puce CAT4103 est également conçue pour contrôler trois chaînes RVB séquentielles de LED avec stabilisation de courant, avec une installation séparée et un contrôle de luminosité PWM pour leur éclat. Il est disponible dans un package SOIC-16. La caractéristique principale de cette puce est la possibilité de contrôler séparément chaque chaîne de LED individuelle à l'aide d'une interface série. Une autre caractéristique du CAT4103 est la possibilité de mettre en cascade plusieurs puces, ce qui augmente le nombre de LED contrôlées à partir d'un contrôleur via une interface à 4 fils. L'affectation des broches de ce microcircuit est donnée dans le tableau 3, le schéma fonctionnel est illustré sur la Fig. 4, et le circuit de commutation est représenté sur la Fig. 5.
Les canaux de contrôle LED de la puce CAT4103 sont similaires aux canaux CAT4109 correspondants, mais la puce CAT4103 a une caractéristique importante, dont l'essence est que les signaux PWM pour contrôler la luminosité des LED sont formés dans la puce elle-même à partir des signaux du contrôleur. Pour cela, une RAM à trois bits (voir figure 4) est introduite dans le microcircuit, qui se compose de trois déclencheurs de verrouillage (registre de «verrouillage» à 3 bits) et d'un registre à décalage de 3 bits. En fait, le registre à décalage fournit la conversion du code série du signal de données d'entrée en parallèle, qui est stocké dans le registre "verrou".
Fig. 4. Diagramme fonctionnel de la puce CAT4103
Fig. 5. Schéma de circuit du microcircuit CAT4103
Tableau 3. Affectation des broches pour CAT4103
| Sortie no. | Désignation | Rendez-vous |
| Entrée de signal de suppression. Niveau actif - élevé |
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| Entrée de données de verrouillage (mémoire) |
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| Entrée de données |
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| Entrée d'horloge (fréquence jusqu'à 25 MHz) |
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| Conclusions du raccordement des résistances d'installation des courants LED3, LED2 et LED1 |
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| Conclusions de connexion des cathodes LED3, LED2 et LED1 |
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| Sortie d'horloge (fréquence jusqu'à 25 MHz) |
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| Sortie de données |
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| Sortie de données de verrouillage (mémoire) |
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| Sortie du signal de suppression |
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| Entrée de puissance |
Afin de contrôler le prochain microcircuit pendant la cascade, quatre amplificateurs tampons et un déclencheur de retard (déclencheur D) sont utilisés.
Voici une description des conclusions de la CAT4103 MS, à travers laquelle le contrôleur de contrôle et la puce suivante sont connectés en cascade.
Broche 4 (SIN) - entrée de données série.
Broche 5 (CIN) - entrée d'impulsions d'horloge avec une fréquence allant jusqu'à 25 MHz. Cette entrée dynamique est déclenchée par le front de l'impulsion d'horloge (transition du log. "0" au log. "1"). Dans ce cas, le niveau logique de l'entrée SIN est enregistré dans le registre à décalage.
Broche 3 (LIN) - entrée de la commande de stockage de données. Lors de la commutation d'un signal du journal. "0" au journal. "1" à cette entrée, les états des déclencheurs du registre à décalage sont enregistrés dans le registre "verrou", où ils sont stockés jusqu'à ce que le front positif de l'impulsion suivante arrive à l'entrée LIN.
Les broches 13 (SOUT), 12 (COUT) et 14 (LOUT) sont les sorties des signaux d'interface correspondants vers la prochaine puce CAT4103 lorsqu'elle est activée en cascade. Dans ce cas, le signal à la sortie SOUT est modifié (cadencé) par une coupure de l'impulsion d'horloge (en commutant le signal de log. "1" à log. "0").
Broche 2 (BIN) - l'entrée est utilisée pour éteindre toutes les LED, mais n'affecte pas le contenu du registre - "verrou". La variation des LED est effectuée à un niveau élevé (log. "1") sur l'entrée BIN.
Broche 15 (BOUT) - la sortie du signal de suppression vers la prochaine puce CAT4103 lorsqu'elle est activée en cascade.
Les dépendances des courants des chaînes LED sur les résistances des résistances d'installation du microcircuit CAT4103 sont similaires aux dépendances correspondantes considérées ci-dessus pour le circuit intégré CAT4109. De plus, la puce CAT4103 possède les mêmes protections que la CAT4109.
Pilote RVB 24 canaux STP24DP05 (STMicroelectronics)
STP24DP05 est l'un des circuits intégrés de la famille de pilotes Power Logic (STP), spécialement conçu pour gérer les affichages d'informations couleur sur des LED RVB discrètes.
La base du STP24DP05 MC, ainsi que tous les pilotes de cette famille, sont le registre à décalage et le registre à verrouillage, tout comme la puce CAT4109 décrite ci-dessus. Le STP24DP05 possède trois registres à décalage et trois registres à «verrouillage», un pour chaque LED de couleur (R, G et B).
Au total, STP24DP05 contient 24 canaux de contrôle LED, qui sont divisés en trois ports d'interface (R, G, B) avec 8 canaux chacun. Autrement dit, la puce STP24DP05 est constituée de trois pilotes monochromes ordinaires à 8 canaux intégrés dans le boîtier TQFP48 de petite taille de 7 x 7 mm et complétés par des schémas de diagnostic des coupures de charge et des sorties de court-circuit avec le boîtier et l'alimentation. La détection des alarmes est transmise au contrôleur de commande sous la forme de codes d'erreur spéciaux via une interface série.
Une seule puce STP24DP05 contrôle huit triades LED RVB ou groupes de triades d'un écran LED couleur. La tension d'alimentation du microcircuit est comprise entre 3 et 5,5 V, et la tension d'alimentation des chaînes LED peut être sélectionnée jusqu'à 20 V, en fonction du nombre de LED dans les chaînes. Courant de sortie (courant de chaque chaîne de LED) 5 ... 80 mA.
Le schéma fonctionnel de la puce STP24DP05 est illustré à la Fig. 6, un circuit en cascade pour inclure N puces de ce type - sur la Fig. 7, et l'affectation des broches est indiquée dans le tableau 4.
Fig. 6. Schéma fonctionnel de la puce STP24DP05
Fig. 7. Le circuit en cascade de l'inclusion de puces STP24DP05
Tableau 4. Objectif des conclusions de la puce STP24DP05
| Sortie no. | Désignation | Rendez-vous |
| 1, 7, 12, 25, 30, 36 | ||
| Entrée de données série |
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| Sortie de données série |
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| Entrée d'horloge |
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| Capture et saisie des données |
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| Entrée de validation du mode de détection d'erreur |
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| 13, 16, 19, 22, 39, 42, 45, 48 | Sorties de pilote LED rouge 8 canaux |
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| Drapeau de surchauffe (sortie de vidange ouverte) |
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| Drapeau d'erreur (sortie drain ouvert) |
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| Entrée à retard progressif |
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| 15, 17, 20, 23, 37, 40, 43, 46 | Sorties pilote LED bleues 8 canaux |
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| Entrées de résolution pour les sorties B1-B8, G1-G8, R1-R8 (niveau actif - bas) |
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| Entrées de réglage de courant pour les sorties R1-R8, G1-G8, B1-B8 |
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| 14, 18, 21, 24, 38, 41, 44, 47 | Sorties de pilote à DEL verte à 8 canaux (G) |
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| Entrées qui déterminent la séquence des signaux R, G et B dans le code du signal d'entrée (voir tableau 8) |
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| Tension d'alimentation |
Comme indiqué ci-dessus, la base de la puce STP24DP05 pour contrôler les interfaces RVB à 8 canaux est un registre de données à décalage RVB 8x3 (8 bits de 3 bits), qui convertit le code série du signal d'entrée à l'entrée SDI en trois codes parallèles 8 bits. Ces codes sont stockés dans un registre de verrouillage de données RVB 24 bits (8x3). Chacun des étages de sortie du microcircuit (un total de 24 à huit pour chaque couleur) représente un stabilisateur de courant (source). De plus, pour chaque couleur, il existe un circuit de résolution et un détecteur pour les courts-circuits ouverts et courts des lignes de sortie. La logique de commande, les schémas de protection de la température et la protection contre les sous-tensions sont communs à tous les canaux. Aux bornes 2, 3, 4, 32, 33 et 34, des cascades tampons sont installées.
Considérez certaines fonctionnalités de la puce STP24DP05. La vitesse d'horloge de cette puce peut atteindre 25 MHz. Le courant LED est programmé séparément pour chaque couleur à l'aide de trois résistances externes qui se connectent à la broche. 26, 27 et 28.
La dépendance des courants LED, ainsi que le seuil du détecteur de coupure de ligne de sortie (lignes LED), sur la résistance de la résistance d'installation correspondante est indiqué dans le tableau 5.
Tableau 5. Dépendance des courants de LED et du seuil du détecteur de coupure de ligne de sortie à la résistance de la résistance d'installation correspondante
| Le courant de LED réglé, mA | REXT, Ohm | Seuil de détection de déclenchement, mA |
Lorsque l'entrée LEDM (broche 3) est élevée, le registre de verrouillage capture les données qui transitent par le registre à décalage. Lorsque le potentiel est faible à cette entrée, le registre de «verrouillage» les conserve (les stocke).
Un niveau bas aux entrées OE-RDM (vyv. 34), OE-G (vyv. 33) et OE-B (vyv. 32) permet le passage des données du registre "verrou" aux étages de sortie de la puce, et verrouille haut les étages de sortie.
Comme vous le savez, la plus grande consommation de courant provenant d'une source d'alimentation dans n'importe quel circuit de commutation se produit pendant les transitoires au moment de la commutation. Pour faciliter les modes courant et thermique du microcircuit tout en allumant simultanément toutes les LED, ainsi que pour réduire le niveau d'ondulation, un retard de canal (retard progressif) des LED est activé, ce qui n'est pas perceptible à l'œil nu. Il est effectué en appliquant au journal de niveau d'entrée DG (vyv. 9). "0". Le temps de retard pour la mise en marche des étages de sortie est indiqué dans le tableau 6.
Tableau 6. Retard sur les LED du journal des modifications. 0 - journal. 1 aux entrées de résolution, en fonction du niveau logique à l'entrée du retard progressif (retard progressif)
| Niveau logique en entrée Gd | Délai de réponse (ns) sur la différence de log. "0" est le journal. "1" aux entréesOexx |
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| R1, G1, B1 | R2, G2, B2 | R3, G3, B3 | R4, G4, B4 | R5, G5, B5 | R6, G6, B6 | R7, G7, B7 | R8, G8, B8 |
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Le signal de données du microcircuit STP24DP05 (entrée et sortie sur les broches 2 et 35) contient un flux de signaux RVB alternant avec une fréquence d'horloge, dont la séquence est définie par des niveaux logiques aux entrées DF0 et DF1 (voir tableau 7).
Tableau 7. Réglage de la séquence des signaux R, G et B dans le code des signaux d'entrée et de sortie
Le passage du mode de fonctionnement au mode de détection d'erreur s'effectue en appliquant un potentiel faible à l'entrée DM (broche 5) ou plus de 1 μs à l'entrée OE-RDM (broche 34). Ensuite, dans les 24 cycles d'horloge, un code d'erreur est reçu sur le bus de données de sortie.
L'interface de microcircuit STP24DP05 a deux drapeaux: TF (vyv. 29) - un drapeau d'excès de température et EF (vyv. 8) - un drapeau d'erreur. Ces deux sorties sont réalisées selon le circuit à drain ouvert, donc une résistance de rappel de 10 kOhm est connectée entre chacune de ces sorties et la source d'alimentation. En cas d'urgence, la clé interne du microcircuit ferme la sortie correspondante (29 ou 8) à la masse. Journal de niveau ainsi obtenu. "0" signale le contrôleur externe de l'accident. Si au lieu des résistances de rappel, des LED sont connectées aux sorties (via les résistances de limitation), une indication visuelle de la situation d'urgence est alors réalisée.
Pilote Quad RGB avec contrôle I2C LP55281 (National Semiconductor)
La puce LP55281 est un pilote spécialisé pour l'éclairage RVB des écrans à cristaux liquides de petite taille. Il fournit un réglage séparé de la luminosité et de la nuance de couleur pour chacune des quatre LED RVB d'un contrôleur externe via une interface série I 2 C ou SPI standard. L'application principale de la puce LP55281 est les téléphones portables, les communicateurs et les lecteurs MP3.
Le LP55281 contient quatre canaux PWM pour contrôler la luminosité et la couleur de la lueur des LED RVB, un canal de synchronisation audio pour la LED d'arrière-plan, ainsi qu'un convertisseur de tension élévateur intégré, des interfaces I 2 C et SPI. De plus, le LP55281 fournit des tests de circuit ouvert LED via une interface série. Les principaux paramètres de la puce sont indiqués dans le tableau 8.
T tableau 8. Les principaux paramètres de la puce LP55281
| Paramètre | Valeur |
| Tension d'alimentation | |
| Nombre de lignes de contrôle | |
| LED allumée | Parallèle |
| Écart de la valeur du courant de sortie des canaux adjacents | |
| Tension de sortie maximale | |
| Boost Converter Type | Inductif |
| Tension de sortie du convertisseur | Réglable |
| Efficacité du convertisseur | |
| Consommation actuelle | |
| Fréquence de fonctionnement du convertisseur | |
| Méthode de régulation | |
| Courant LED maximum (total) | |
| Plage de température de fonctionnement |
Le microcircuit est fabriqué dans des boîtiers miniatures MicroSMD avec des dimensions 3x3x0,6 mm et Micro SMDxt (3x3x0,65 mm) avec 36 sorties à billes par incréments de 0,5 mm. L'emplacement des broches de la puce LP55281 est illustré à la Fig. 8, et le but des conclusions est résumé dans le tableau 9.
Fig. 8. L'emplacement des bornes de la puce LP55281
Tableau 9. Le but des conclusions de la puce LP55281
| Sortie no. | Désignation | Rendez-vous |
| Sortie clé convertisseur DC / DC pour étrangler |
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| Retour DC / DC |
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| Sortie vers LED bleue 3 |
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| Sortie LED R1 |
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| Sortie LED G1 |
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| Sortie LED B1 |
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| Sortie LED R3 |
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| Sortie LED G3 |
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| Sélection Slave MS (SPI) ou ligne de données de bus I / C (entrée / sortie) |
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| Entrée de résistance pour régler le courant de polarisation des pilotes RVB |
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| Entrée de synchronisation audio 2 |
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| Entrée série du bus SPI ou entrée de sélection d'adresse I 2 C |
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| Sortie de données série du bus SPI |
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| Sortie vers LED rouge (R) R2 |
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| Entrée de réinitialisation asynchrone (active - faible) |
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| Sortie vers LED rouge (R) R4 |
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| Tension d'alimentation |
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| Tension d'alimentation pour les étages d'entrée et de sortie |
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| Entrée d'horloge pour SPI et I2C |
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| Sortie vers LED G2 |
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| Sortie LED de synchronisation audio |
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| Sortie LED G4 |
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| Entrée de synchronisation audio 1 |
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| Résistance de fréquence du générateur |
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| Entrée de sélection d'interface (log. "1" - SPI, log. "0" - I 2 C) |
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| Sortie LED B2 |
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| Sortie LED B4 |
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| Terre de la partie analogique |
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| Sortie tension de référence |
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| Alimentation interne de sortie analogique 2,8 V |
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| Entrée de puissance |
Le schéma fonctionnel et le schéma de circuit de la puce LP55281 sont illustrés à la Fig. 9.
Fig. 9. Schéma fonctionnel et schéma de circuit de la puce LP55281
Le microcircuit contient un convertisseur boost avec une clé de sortie intégrée sur un transistor MOSFET, qui peut fonctionner à une fréquence de conversion allant jusqu'à 2 MHz. Une inductance LBOOST externe pour cette fréquence de conversion devrait avoir une inductance de 4,7 μH, et pour une fréquence de conversion de 1 MHz - deux fois plus (environ 10 μH). Une diode externe D1 avec une faible chute de tension directe doit être utilisée comme redresseur d'impulsions (les diodes Schottky avec un courant de crête d'au moins 1 A conviennent). La tension de sortie du convertisseur est réglée sur 5 V par défaut, mais elle peut être modifiée par programmation via le bus de commande de 4 à 5,3 V par pas de 0,15 V.
Le microcircuit, et donc les LED, sont contrôlés par un contrôleur externe. Il n'est pas nécessaire que cette commande soit effectuée le long des sept conducteurs, comme le montre la Fig. 9. Ainsi, par exemple, l'entrée de la sélection d'interface IF_SEL (broche 2B) peut être connectée directement à la masse ou au plus de la source d'alimentation. Dans le premier cas, l'interface de bus I 2 C est activée, et dans le second - SPI. Dans tous les cas, la puce LP55281 est utilisée comme périphérique esclave. Comme vous le savez, l'interface de bus I 2 C est à deux fils (ligne d'horloge SCL et ligne de données SDA), et l'interface de bus SPI est à quatre fils (SS est l'entrée de la puce esclave, SCK est l'entrée d'impulsions d'horloge, SI est l'entrée de données et SO est la sortie de données).
Lors de l'utilisation du bus I 2 C dans l'appareil, la sortie SO restera non connectée (broche 4B).
Dans le même temps, l'entrée SI / A0 (broche 4C) peut être connectée à la masse en sélectionnant l'adresse de la puce 4Ch, ou elle peut être connectée au plus de l'alimentation, ce qui garantit le choix de l'adresse 4Dh.
Les étages de sortie, qui sont des stabilisateurs de courant régulés PWM (sources ou générateurs), aux sorties desquels, en plus des LED, un multiplexeur est connecté. Il, au moment du verrouillage des étages de sortie, fournit une commutation périodique et alternée à l'entrée ADC des niveaux de signal des sorties du microcircuit.
En fonctionnement normal, ces niveaux sont élevés, et en cas de panne de l'une des LED ou de panne de l'étage de sortie, la tension en sortie du multiplexeur diminuera, ce qui indiquera un dysfonctionnement. La tension de la sortie du multiplexeur est numérisée dans l'ADC et via le bus de commande (I 2 C ou SPI) est fournie à un contrôleur externe.
Un canal appelé canal de synchronisation audio est intégré à la puce LP55281. Il est utilisé dans les téléphones portables, les lecteurs MP3, etc. comme un canal de "musique en couleur", garantissant que les LED clignotent au rythme avec une sonnerie ou une mélodie jouable. Ce canal dispose de deux entrées (broches 2D et 4D), auxquelles des signaux ou un signal stéréo sont fournis, avec une étendue allant jusqu'à 1,6 V.Ils sont mélangés, puis le signal total est numérisé, passe par le circuit AGC et un détecteur de crête numérique. Après cela, le signal numérique est reconverti en analogique. Le signal analogique reçu contrôle l'étage de sortie (source de courant), et donc la luminosité de la LED d'arrière-plan.
Littérature et sources Internet
1. www.MonolithicPower.com - site Web de Monolithic Power Systems.
2. STMicroelectronics. STP24DP05. Pilote de récepteur LED à courant constant 24 bits avec détection d'erreur de sortie. Première version. 2008.
3. www.st.com - Site Web de STMicroelectronics.
4. National Semiconductor. LP55281. Pilote Quad RGB. Description générale. Juin 2007.
5. www.national.com est le site de National Semiconductor Corporation.
Les bandes LED RGB sont utilisées de manière pratique pour l'éclairage décoratif des vitrines des magasins, de l'intérieur d'une voiture, des enseignes ... Elles sont faciles à utiliser, contrairement aux LED simples, car les limiteurs de courant sont déjà debout, il suffit d'appliquer la tension souhaitée. La possibilité de couper en segments offre des possibilités d'installation flexibles.
Et si vous en voulez plus? que faire si vous devez contrôler chaque diode individuellement? Vous pouvez mettre MK, mais tous les microcontrôleurs ne tireront pas à eux seuls beaucoup de diodes tricolores, vous pouvez essayer de les mettre chacune. À ces fins, il existe des pilotes LED spéciaux, dont certains sont équipés de la possibilité d'être contrôlés avec un commun ou de passer séquentiellement par le bus des pilotes. Quelque part, nous sommes allés plus loin, et un tel pilote a été intégré directement dans la LED RGB, qui nécessite un minimum de câblage externe. Ensuite, de telles diodes connectées en série ont été placées sur la bande LED - et à la fin nous avons obtenu une bande LED adressable.
Comme vous pouvez le deviner, l'article se concentrera sur le pilote LED RGB - WS2811, qui sont connectés en série et contrôlés via une ligne de données à fil unique. Et une bande LED adressable sur des diodes RVB combinées avec de tels pilotes.
Comme vous pouvez le voir sur la photo, une telle bande de LED se compose de nombreuses LED RGB connectées en série avec des pilotes WS2811 intégrés (un petit point noir au milieu). Du cerclage, un tel microcircuit, alimenté par 5V, ne nécessite qu'un seul condensateur de 0,1 uF à l'entrée de puissance, une résistance de 33 ohms sur la ligne de données est également recommandée, ce que, apparemment, le fabricant a manqué.
Toutes les diodes sont placées séquentiellement sur la même ligne. Pour changer leur couleur affichée et son intensité, la première diode doit envoyer un paquet contenant un appel à chacune des diodes sur la bande. Le premier conducteur reçoit l'intégralité du colis et le transmet, moins le dernier colis, qu'il inscrit sur son compte. La même chose se produit avec tous les assemblages restants du pilote LED. L'envoi se termine par une commande RES spéciale, qui se distingue par un long niveau de signal bas, après l'avoir reçue - toutes les diodes appliqueront leurs nouveaux états.
Chaque paquet est composé de 24 bits - 8 bits par canal, au final, nous avons 255 gradations de chaque couleur ou 16 millions de couleurs. Chaque bit contient un demi-cycle positif et négatif, le codage de zéro ou un est effectué par la durée des demi-périodes.
Pour fonctionner avec la bande LED adressable, un contrôleur a été assemblé sur la base du microcontrôleur PIC16F688 et sur un cache universel spécialement préparé pour la carte (), donc je ne donnerai pas de chevalière.
Une telle bande LED est très gourmande, son compteur avec 60 LED au maximum mange plus de 2 ampères, donc vous avez besoin d'une bonne et puissante source d'alimentation. Vous pouvez lui donner moins de courant, mais cela brûlera avec une prédominance de nuances rouges.
Le firmware a été écrit à la hâte. L'algorithme de travail suivant a été implémenté: tout d'abord, le package entier est déposé dans le microcontrôleur depuis l'ordinateur et seulement après cela, il l'affiche. En raison de la petite quantité de mémoire RAM du microcontrôleur faible, il a été possible d'implémenter un tampon pour seulement 60 LED adressables avec des pilotes WS2811. En raison de la vitesse UART moyenne de 38400, le taux de mise à jour de la bande entière est d'environ 50 ms, soit Le taux de rafraîchissement maximum autorisé est de 20 images / seconde. Ce qui m'a suffi pour démontrer la capacité de la bande. Tous les effets sont générés par un programme spécial sur le PC, également écrit à la hâte.
Le format des commandes envoyées au contrôleur:
L'envoi se fait via UART à une vitesse de 38 400 8N1.
- Le premier octet est un espace (32 codes ASCII int)
- Le deuxième octet est la longueur du paquet transmis (nombre de LED), de 0 à 60 (transmis par octet)
- Ensuite, 3 octets, dans l'ordre GRB (vert, rouge, bleu), les valeurs PWM pour chaque LED sont transmises à partir de l'extrémité opposée de la bande.
Le contrôleur répond au début de l'échange de caractères ASCII UART ! , après avoir réussi à envoyer un paquet ASCII avec b .
Sur la base de ces bandes LED, vous pouvez mettre en œuvre de petits écrans vidéo et diverses installations.
Mise à jour au 1er septembre 2015
Pour faciliter la vérification de la conception, j'ajoute un micrologiciel à l'article avec une transfusion pseudo-aléatoire séquentielle lisse et autonome (jusqu'à 60 LED). Si un effet donné suffit, vous pouvez simplifier le schéma en supprimant cp2102.
Cependant, j'ai utilisé des composants plus puissants et une autre puce.
Datashit peut être téléchargé. Le courant LED est réglé via une résistance de commande sensible au courant. Le courant de sortie I est de 0,1 / Rs. J'avais besoin d'obtenir un courant d'environ 300 mA pour chaque canal, j'ai donc choisi une résistance de 0,33 ohm. Pour un courant de 350 mA, sélectionnez une résistance de 0,27 ohm.
Chaque canal est contrôlé par un signal PWM, par exemple, à partir d'un microcontrôleur Arduino (vous devrez souder des connecteurs mâles de type mâle / femelle).
Vous pouvez utiliser des tensions d'entrée jusqu'à 30 V et contrôler des LED 3W / 10W / 20W.
Composants requis:
- Condensateurs au tantaleC1, C2, C3 : Capacité 22mkF
- D1, D2, D3 ; Diode Schottky 2A en boîtier SMA
- L1, L2, L3 : Selfs puissants de 68 μG, 0,7A
- R1, R2, R3 : Résistances de 0,33 ohm, boîtier 0805.
- 4 x pince à vis, 3,5 mm (disponible auprès de Tayda Electronics)
- 3x pilote PT4115.
- 1x connecteur 4 broches + 1x connecteur mâle 2 broches «Papa» ou «maman».
La photo ci-dessus montre un pilote entièrement assemblé.
Liste des éléments radio
| Désignation | Tapez | Valeur faciale | La quantité | Remarque | Boutique | Mon cahier |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1-1C3 | Driver LED | PT4115 | 3 | Au cahier | ||
| D | Diode Schottky | 2 A | 3 | Tout | Au cahier | |
| C1-C3 | Condensateur | 22 uF | 3 | Tout | Au cahier | |
| R1- | Résistance | 0,33 ohm | 3 | Tout | Au cahier | |
| D1 | Inductance | 68 mH | 3 | Tout courant 0,7 A | Au cahier | |
| J1 | Connecteur à broches | 2 broches | 1 | Au cahier | ||
| J | Connecteur à broches | 4 broches | 1 | Au cahier | ||
| JP1-JP3 | Pince à vis | 2 broches | 3 |
La façon la plus optimale de se connecter à 220V, 12V est d'utiliser un stabilisateur de courant, un pilote LED. Dans la langue de l'adversaire présumé, «conducteur conduit» est écrit. En ajoutant la puissance souhaitée à cette demande, vous pouvez facilement trouver le bon produit sur Aliexpress ou Ebay.
- 1. Caractéristiques du chinois
- 2. Durée de vie
- 3. Pilote LED pour 220V
- 4. Pilote RGB pour 220V
- 5. Module d'assemblage
- 6. Pilote pour les lumières LED
- 7. Alimentation pour bande led
- 8. Le conducteur mené le fait vous-même
- 9. Basse tension
- 10. Réglage de la luminosité
Caractéristiques chinoises
Beaucoup de gens aiment acheter au plus grand bazar chinois Aliexpress. les prix et l'assortiment sont agréables. Les pilotes LED sont le plus souvent choisis en raison de leur faible coût et de leurs bonnes performances.
Mais avec l'appréciation du dollar, acheter aux Chinois est devenu non rentable, le coût était égal à celui de la Russie, alors qu'il n'y avait aucune garantie ou opportunité d'échange. Pour les appareils électroniques bon marché, les performances sont toujours hors de prix. Par exemple, si une puissance de 50 watts est indiquée, il s'agit au mieux de la puissance maximale à court terme et non constante. La puissance nominale sera de 35W - 40W.
De plus, ils économisent beaucoup sur le remplissage afin de baisser le prix. À certains endroits, il n'y a pas suffisamment d'éléments pour assurer un fonctionnement stable. Les composants les moins chers sont utilisés, avec une courte durée de vie et une faible qualité, donc le taux de rejet est relativement élevé. En règle générale, les composants fonctionnent à la limite de leurs paramètres, sans aucune marge.
Si le fabricant n'est pas spécifié, il n'a pas besoin d'être responsable de la qualité et aucun avis ne sera écrit sur son produit. Et le même produit est produit par plusieurs usines dans différentes configurations. Pour les bons produits, la marque doit être indiquée, ce qui signifie qu'il n'a pas peur d'être responsable de la qualité de ses produits.
L'une des meilleures est la marque MeanWell, qui valorise la qualité de ses produits et ne produit pas de déchets.
Durée de vie
Comme tout appareil électronique, le driver LED a une durée de vie qui dépend des conditions de fonctionnement. Les LED modernes de marque fonctionnent déjà jusqu'à 50-100 milliers d'heures, de sorte que l'alimentation est coupée plus tôt.
Classification:
- biens de consommation jusqu'à 20 000 heures;
- qualité moyenne jusqu'à 50 000 heures;
- jusqu'à 70.000h. alimentation sur composants japonais de haute qualité.
Cet indicateur est important lors du calcul de la rentabilité à long terme. Pour un usage domestique, il y a suffisamment de biens de consommation. Bien que l'avaricieux paie deux fois, et dans les projecteurs et luminaires LED, cela fonctionne très bien.
Driver LED 220V
Les pilotes LED modernes sont structurellement exécutés sur le contrôleur PWM, ce qui peut très bien stabiliser le courant.
Paramètres clés:
- puissance nominale;
- courant de travail;
- nombre de LED connectées;
- degré de protection contre l'humidité et la poussière
- facteur de puissance;
- L'efficacité du stabilisateur.
Les boîtiers pour l'extérieur sont en métal ou en plastique résistant aux chocs. Dans la fabrication de boîtiers en aluminium, il peut servir de système de refroidissement pour le remplissage électronique. Cela est particulièrement vrai lors du remplissage du boîtier avec un composé.
Les marquages \u200b\u200bindiquent souvent le nombre de LED pouvant être connectées et la puissance. Cette valeur peut être non seulement fixe, mais également sous forme de plage. Par exemple, de 4 à 7 pièces de 1W sont possibles. Cela dépend de la conception du circuit électrique du pilote LED.
Pilote RGB pour 220V
Les LED RVB tricolores diffèrent des LED monochromes en ce qu'elles contiennent des cristaux de différentes couleurs rouge, bleu, vert dans le même boîtier. Pour les contrôler, chaque couleur doit être allumée séparément. Pour les barrettes de diodes, un contrôleur RGB et une alimentation sont utilisés à cet effet.
Si la puissance de 50W est indiquée pour la LED RGB, cela est commun aux 3 couleurs. Pour connaître la charge approximative sur chaque canal, nous divisons 50W par 3, nous obtenons environ 17W.
En plus des puissants pilotes led, il existe également 1W, 3W, 5W, 10W.
Les télécommandes (télécommande) sont de 2 types. Avec contrôle infrarouge, comme un téléviseur. Avec la radiocommande, la télécommande n'a pas besoin d'être envoyée au récepteur de signal.
Module d'assemblage
Si vous êtes intéressé par un pilote de glace pour l'assemblage de bricolage d'un projecteur ou d'une lampe LED, vous pouvez utiliser un pilote à LED sans boîtier.
Avant de faire un pilote de LED 50W de vos propres mains, cela vaut la peine de chercher, par exemple, il y a dans chaque lampe à diode. Si vous avez une ampoule défectueuse qui a un défaut dans les diodes, vous pouvez utiliser le pilote à partir d'elle.
Basse tension
Nous analyserons en détail les types de patins à glace basse tension fonctionnant à des tensions allant jusqu'à 40 volts. Nos frères chinois à l'esprit offrent de nombreuses options. Sur la base des contrôleurs PWM, des stabilisateurs de tension et des stabilisateurs de courant sont produits. La principale différence est que le module avec la capacité de stabiliser le courant a 2-3 régulateurs bleus sur la carte, sous la forme de résistances variables.
Comme les caractéristiques techniques de l'ensemble du module indiquent les paramètres PWM du microcircuit sur lequel il est assemblé. Par exemple, le LM2596 obsolète mais populaire peut contenir jusqu'à 3 ampères selon les spécifications. Mais sans radiateur, il ne peut supporter que 1 ampère.
Une version plus moderne avec une efficacité améliorée est le contrôleur PWM XL4015 conçu pour 5A. Avec un système de refroidissement miniature, il peut fonctionner jusqu'à 2,5 A.
Si vous avez des LED super brillantes très puissantes, alors vous avez besoin d'un pilote led pour les lumières LED. Deux radiateurs refroidissent la diode Schottky et la puce XL4015. Dans cette configuration, il est capable de fonctionner jusqu'à 5A avec une tension jusqu'à 35V. Il est souhaitable qu'il ne fonctionne pas dans des conditions extrêmes, cela augmentera considérablement sa fiabilité et sa durée de vie.
Si vous avez une petite lampe ou un projecteur de poche, alors un régulateur de tension miniature avec un courant allant jusqu'à 1,5A vous convient. Tension d'entrée de 5 à 23V, sortie jusqu'à 17V.
Réglage de la luminosité
Pour contrôler la luminosité de la LED, vous pouvez utiliser les gradateurs LED compacts, apparus récemment. Si sa puissance n'est pas suffisante, vous pouvez mettre un gradateur plus grand. Habituellement, ils fonctionnent dans deux gammes de 12V et 24V.
Vous pouvez contrôler à l'aide d'une télécommande infrarouge ou radio (télécommande). Ils coûtent à partir de 100 roubles pour un modèle simple et à partir de 200 roubles pour un modèle avec télécommande. Fondamentalement, ces télécommandes sont utilisées pour les bandes de diodes sur 12V. Mais il peut facilement être installé sur un pilote basse tension.
La gradation peut être analogique sous la forme d'un bouton rotatif et numérique sous la forme de boutons.
