Google

Статьи > Что такое LED RGB пиксель

 

Что такое LED RGB пиксель?

    Термин светодиодный пиксель исторически пришел к нам от светодиодных мониторов ( LED экранов), как наименьший элемент изображения.

    Но с развитием нового направления "LED pixel lighting" (дословно светодиодное пиксельное освещение) значение словосочетания "LED pixel", приобрело еще одно значение.

    Мы под термином  «светодиодный полноцветный пиксель» или "LED RGB pixel" подразумеваем электронное устройство состоящее из светодиода(ов), специализированной микросхемы управления (LED pixel driver), платы и корпуса. Между собой пиксели соединяются шлейфом.

    В «интернете» часто используются другие названия: видео пиксель, умный пиксель, флеш-модуль, умный светодиод, интеллектуальный светодиод, цифровой светодиод, смарт пиксель (smart pixel), dreamled, LED pixel lamp, led dot light, LED pixel wall lamp, pixel module, pixel lamp и тд.

    Светодиодный RGB пиксель - далее «пиксель», это следующий шаг в развитии «обычных» RGB модулей, кластеров и RGB лент. Главным преимуществом LED RGB пикселя, от простого RGB модуля (ленты) является наличие специализированной управляющей микросхемы (IC pixel driver).  Микросхема управляется по цифровой шине и задает уровень яркости каждого цвета по отдельности. По сути  Применение системы управления позволяет программировать цвет каждого пикселя в гирлянде, создавая уникальные видео (анимационные) эффекты.

   Принцип работы светодиодных пикселей основан идее сдвигового регистра (shift register). Работает это так. Система управления (pixel controller) передает по цифровой шине пакет байтов. Микросхема первого пикселя читает первые несколько байт (кол-во зависит от типа микросхемы) и передает дальше пакет без первых байтов. Следующая микросхема пикселя делает тоже самое. Полученные данные микросхема пикселя декодирует и преобразовывает их в ШИМ (PWM) сигналы раздельно для каждого цвета, которые усиливаются и подаются на RGB светодиод(ы). Скважность ШИМ сигнала и определяет яркость свечения светодиода по RGB состовляющим.

    Первые светодиодные пиксели были больших габаритов, и использовали протокол DMX512. Применение протокола DMX512 резко ограничило возможности применения светодиодных пикселей как по количеству так и по возможностям программированию.

    Бурное развитие современной микроэлектроники, спровоцировало резкий рывок в направлении led pixel lighting. Это дало возможность уменьшить габаритные размеры пикселей и применить более скоростные шины передачи данных, практически сняв ограничения по количеству пикселей в «проекте» и значительно увеличило частоту «перерисовки». Апогеем технологии стало появление недорогого SMD RGB светодиода с интегрированной микросхемой WS2811

    Появление «недорогих» программируемых контроллеров с внешней SD картой для пикселей резко расширило область применения пикселей, уникальные динамические системы практически любой сложности.

Далее рассмотрим составные части пикселей по отдельности.

1. Светодиоды (LED).
SMD LED Наиболее часто в светодиодных пикселях применяются обычные RGB SMD 5050 (3 в 1) светодиоды. SMD светодиоды обеспечивают высокую равномерность смешивания цветов. Высокая общая яркость пикселя, обеспечивается увеличением количества светодиодов. Для использования в помещений (indoor) рекомендуем применять пиксели только на SMD светодиодах.
DIP LED Реже в пикселях применяются выводные светодиоды (R+G+B), несмотря на более высокую яркость, обладают плохой смешивающей способностью. Рекомендуется используется для внешних применений (outdoor).

2. Микросхема управления (led pixel driver).
На мировом рынке представлено десятки типов микросхем управления для пикселей. При этом один и тот же тип пикселя может быть изготовлен на разных микросхемах управления. Каждая их микросхем (pixel ic) имеет как преимущества так и недостатки.
Грубо микросхемы для пикселей можно поделить на 3 группы
— однопроводной интерфейс
К этому классу относятся чипы: WS2811, TM1803, TM1812, UCS1903, UCS1904, UCS1909, TLS3001, TLS3002, TLS3003 и тд.
Пиксели на этих микросхемах соединяются по трех проводной схеме. Два провода питание и один цифровой. В большинство этих микросхем имеют фиксированную частоту цифрового сигнала  (400 или 800кГц) это ограничивает количество пикселей в "одной цепочке".  
— двухпроводной интерфейс
в эту линейку сходят микросхемы типа: LPD6803, LPD8803, MY9221, WS2801, MBI6020, MBI6024, DM412, D705, MBI6030, SM16176 и др.
Пиксели на этих микросхемах соединяются по четырех проводной схеме. Два провода питания и два сигнальных, обычно протоколы базируются на стандартной шине SPI.
— 3-проводный и более интерфейс
DM413, MBI5030, MBI5031, AUR6352, AUR6353, HL1609, MY9231, MY9293,
Пиксели на этих микросхемах соединяются по пяти проводной схеме. Два провода питания и три сигнальных. 

 

Мы при возможности отдаем предпочтение пикселям на базе чипов LPD6803 (5 bit) и WS2801 (8 bit)
LPD6803один из самых распространенных драйверов для светодиодных пикселей. Активно применяется в рекламной отрасли.
WS2801 — так как 8 битная, хорошо совместима с DMX512. Просто интегрируется в приложения на базе DMX512.

3. Корпус.
Тип корпуса светодиодного пикселя определяет его сферу применения.
Мы разделяем RGB пиксели по типу корпуса на три основные группы:
 

"в отверстие" Делятся но модели по диаметру отверстия для установки пикселя. Самые распространенные диаметры 12мм, 20мм, 30мм, 45мм, 50мм, 80мм. Состоят из герметичного корпуса, который служит своего рода рассеивателем для светодиодов размещенных внутри. Чем больше диаметр пикселя тем больше светодиодов в нем. Применяются как DIP так и SMD светодиоды.  
 

"под рассеиватель" Пиксели открытого типа крепятся на поверхность. В основном пиксели этого типа используются под светофильтром (рассеивателем). Отличаются размерами и количеством светодиодов в пикселе, соответственно общей яркостью пикселя.


"накладные" Пиксели этой группы в большинстве имеют высокую степень защиты и применяются на улице. В основном в пикселях этой группы применяются DIP светодиоды.    

 

В подавляющем большинстве предлагаемые нами пиксели имеют высокую степень защиты (>IP64), что позволяет применять их на улице так и в помещении.

 

RGB пиксели выпускаются в виде гирлянд:

 для напряжения питания 5VDC гирлянды обычно длинною 50 пикселей, 

 для напряжения питания 12VDC гирлянды обычно длинною 20 пикселей.

Но это не догма, количество пикселей в гирлянде может зависеть и от расстояния между пикселями.


 

Управление светодиодными RGB пикселями.

Управление led rgb пикселями можно разделись две группы:

 

- OFF-line контроллеры для пикселей (pixel controller).
Системы такого типа называю «автономными» (OFF-line). Принцип работы прост. В энергонезависимой памяти (SD карте) контроллера записывается одна или несколько программ. При включении питания, контроллер воспроизводит выбранную программу(ы) из памяти. На рынке огромное количество моделей разный производителей имеющие как преимущества , так и недостатки. На большое количество пикселей (> 8 тысяч) система управления может состоять из нескольких связанных контроллеров. 

 

- ON-line системы в которых пиксели управляются в реальном масштабе времени. Мы рассмотрим две самых распостраненных ON-line системы. Видео и DMX512 системы.

    Для управления пикселями по интерфейсу DMX512 необходимы специальные преобразователи цифрового сигнала. На одну линию DMX512 можно подключить до 170 RGB пикселей (170х3=510 DMX каналов). Такой тип управления исторически применяется в шоу бизнесе (TV, клубы и тд). Современное ПО и аппаратные DMX512 пульты, поддерживающие технологию "LED MAPPING" резко расширило возможности применения LED RGB pixels в шоу направлении.
Видео системы. Этот тип управления применяется для больших проектов, как медиа- фасады, простые видео экраны и тд.
 

Сферы применения светодиодный пикселей.

    Сфера применения светодиодный пикселей ограничивается только человеческой фантазией и возможностями. Но необходимо выделить основные направления применений пикселей:

1. рекламное направление: 

- внешние и внутренние динамические вывески,

- медиафасады малого разрешения,

- информационные видео панели и табло.

    Данной теме посвящена отдельная статья.

2. шоу направление: 

- динамическое оформление торговых центров,

- применение пикселей в интерьере развлекательных заведения ( кафе, бары, рестораны, дискотеки, ночные клубы и тд.),

- применения пикселей в декорациях на телевиденье (TV),

- применения пикселей в динамических выставочных стендах,

- применение пикселей как управляемых источников RGB подсветки в интерьере и экстерьере. 

    Данной теме посвящена отдельная статья.

3. декоративно праздничное направление: 

- программируемая динамическое новогодняя иллюминация.

4. АРТ направление: 

- динамическое оформление АРТ инсталляциях и постановок (подсветка бутылок, глыб льда, и тд.)

5. архитектурное направление: 

- динамическая декоративная подсветка в архитектуре и ландшафте,

- динамическая контурная подсветка.

6. радиолюбительское направление: 

- различные не коммерческие проекты на базе платформы arduino типа эмбилайт и тд.  

- любительские проекты на различных микроконтроллерах.

 Все подробную информацию о предлагаемых нами пикселях и системах управления, вы можете найти в соответствующем разделе нашего каталога.

Наш Видео-канал www.youtube.com/user/ledcontrols2012

LED rgb pixels не дешевы, и не применяются в «малобюджетных» проектах.
 

Купить светодиодные RGB пиксели и системы управления вы можете связавшись с нами

Дополнительная информация

Copyright © 2006-2013. All Rights Reserved LEDcontrols.