Đèn LED lái xe ở khoảng cách xa

Tôi đang tìm cách lái 52 đèn LED ( bảng dữ liệu ), xung quanh một chiếc lều bơm hơi lớn. Các đèn LED có điện áp chuyển tiếp là 3,3V, tối đa là 20mA.

Tôi đang nghĩ đến việc sử dụng bộ điều khiển LED 16 kênh NXP SAA1064 I²C (biểu dữ liệu ), dường như chính xác là những gì tôi đang tìm kiếm, vì tôi có thể lái một chiếc như một chủ nhân và 3 chiếc khác làm nô lệ, cho tôi tổng cộng 64 kênh truyền hình. Tất cả điều này sẽ được điều khiển bởi một Arduino.

Cập nhật: Sau khi đọc biểu dữ liệu của bộ điều khiển, có vẻ như không thể kiểm soát riêng các đầu ra - nó dự kiến ​​sẽ lái 7-seg. Điều này có đúng không? Nếu vậy, có những lựa chọn thay thế tốt đẹp?

Những gì tôi không chắc chắn là làm thế nào để xử lý khoảng cách. Lều dài khoảng 25ft và cao 10ft, và đèn LED được đặt xung quanh mái vòm. Bảng điều khiển chạy ở một góc, có nghĩa là đèn LED xa nhất sẽ cách thiết bị khoảng 30ft. Các dây cáp cho đèn LED phải tương đối mỏng, vì lều bơm hơi không thể có trọng lượng lớn. Tôi có thể thấy sự kháng cự là một vấn đề.

Theo cách tôi nghĩ, có lẽ tôi sẽ kết thúc với ~ 100Ω trên các dây cáp dài hơn, điều này sẽ làm cho những đèn LED đó hoàn toàn không nhìn thấy được. Tôi đã cân nhắc việc bỏ các bộ điều khiển cho các thanh ghi thay đổi và bóng bán dẫn gần hơn với đèn LED, nhưng điều đó có nghĩa là nhiều dây cáp hơn , trọng lượng hơn , phức tạp hơn và chi phí cao hơn .

Có một giải pháp tốt đẹp cho điều này?

Nếu bạn muốn điều khiển riêng từng đèn LED thì bạn sẽ muốn một cái gì đó giống như trình điều khiển LED đăng ký thay đổi này. Chip TLC5916 có thể điều khiển màn hình được kết nối với một dải điện áp. Nó cũng sẽ sử dụng một kỹ thuật hiện tại không đổi cho từng phân đoạn để giữ độ sáng ngay cả cho tất cả các đèn LED. Có thể vẫn nên đặt một số điện trở nối tiếp với mỗi đèn LED trước khi kết nối với đầu ra TLC5916 để chia sẻ một số sự sụt giảm điện áp và giảm tiêu hao năng lượng trong chip điều khiển nếu bạn đang chạy với điện áp ổ đĩa LED cao hơn.

Bạn có thể nhận được các chip TLC5916 từ Mouser theo cả hai kiểu gói DIP và SOIC. Bảng dữ liệu có sẵn từ đó là tốt.

Tôi không nghĩ rằng bạn cần phải lo lắng quá nhiều về độ dài của dây gây ra nhiều lực cản. Đối với 20mA bạn không cần đường kính dây rất lớn. Ngay cả một cái gì đó nhỏ như dây 30 AWG có thể xử lý tốt hơn 100mA và ~ 10 ohms trong 100 feet.

Nếu bạn sử dụng chip trình điều khiển, tôi khuyên bạn có thể sử dụng thiết kế phân tán, nơi bạn chạy các điều khiển dữ liệu nối tiếp từ chip này sang chip khác trong bộ đèn LED đi theo nhóm 8 đèn LED cùng một lúc. Hệ thống dây ngắn cục bộ đến từng đèn LED sẽ có thể. Các tín hiệu điều khiển, CLK, DATA và LATCH cộng với bộ tám dây LED cục bộ có thể dễ dàng thực hiện với các dây nhỏ như dây bị mắc kẹt 28 hoặc 30 AWG để linh hoạt. POWER và GND phân tán sẽ cần một số dây lớn hơn để đối phó với sức mạnh tổng thể. 52 đèn LED của bạn ở 20mA mỗi đèn tương đương chỉ hơn 1 Ampe cộng với tổng số 7 chip điều khiển LED sẽ tiêu thụ khoảng 15mA mỗi chip, vì vậy hãy thêm vào 105mA khác. Có vẻ như nguồn cung cấp 1.5A sẽ hoạt động tốt cho bạn. Đối với hai đầu cung cấp, tôi muốn giới thiệu kích thước dây lớn hơn một chút, chẳng hạn như 18 AWG. Điều này có thể mang tổng dòng điện cần thiết và nó có thể chạy tổng cộng nếu 156 feet và chỉ có 1 ohm kháng. Cặp dây đặc biệt này rất quan trọng vì bạn muốn giảm thiểu điện áp rơi trên phần này của mạch càng nhiều càng tốt.

Các chip trình điều khiển LED muốn có các chân V _DD của chúng được kết nối với + 5V. Bạn cũng có thể lái các đèn LED từ cùng một nguồn cung cấp 5V. Bảng dữ liệu trình điều khiển (Hình 14) cho thấy rằng khi bạn đặt mức chìm hiện tại không đổi trong 20mA, mức giảm đầu ra của chip sẽ hoạt động tốt ở mọi mức lớn hơn khoảng 0,5V. Với LED V _F là 3,3V, chip điều khiển sẽ hoạt động với điện áp đầu ra là (5 - 3,3) = 1,7 volt. Nếu tất cả 8 đèn LED cho một trình điều khiển được BẬT cùng lúc thì công suất đầu ra trong phần đó sẽ là (1.7 x .020 x 8) = .272W. Điều này cũng nằm trong định mức năng lượng cho chip điều khiển và không yêu cầu điện trở nối tiếp cho đèn LED.

Sử dụng sơ đồ này, bảng điều khiển vi mô sẽ có hệ thống dây rất đơn giản chỉ sử dụng ba I / O. Phần mềm sẽ chạy chuỗi đăng ký thay đổi trình điều khiển LED với luồng CLK và DATA đập chậm trong 56 xung và sau đó truyền tín hiệu LATCH với một xung duy nhất để cập nhật đầu ra cho đèn LED.

Mỗi trình điều khiển LED có thể được thiết kế trên một bảng PC nhỏ hẹp có thể được che phủ bằng một đoạn ống bọc màu trắng co lại. Ba dây treo nhỏ miễn phí với các đầu nối nội tuyến có thể bị dính ra khỏi các đầu của ống co nhiệt. Một với 9 chân để kết nối với tám đèn LED cục bộ và hai chân khác để hoạt động như cáp kết nối chuỗi daisy để tiếp cận với trình điều khiển tiếp theo trong chuỗi. Một trong các đầu cáp sẽ được làm đủ dài để nó đạt đến đầu nối đầu vào của trình điều khiển màn hình tiếp theo.

Bạn đã đề cập tổng chiều dài khoảng 30 feet trên 52 đèn LED. Điều này đặt một mô-đun ~ 4,5 feet từ mô-đun trình điều khiển đến mô-đun trình điều khiển. Điều đó sẽ cho bạn ý tưởng về việc các cuống cáp này trên mỗi cụm trình điều khiển sẽ phải kéo dài bao lâu. Các dây bên trong ống co nhiệt có thể được hàn trực tiếp vào các lỗ trên bảng mạch nhỏ.

Đây là một ý tưởng thay thế một chút, tại sao không sử dụng một giải pháp đã sẵn sàng? Bạn có thể mua các chuỗi đèn LED có địa chỉ và có mã Arduino để điều khiển chúng.

Có rất nhiều loại khác nhau có sẵn. Lớn, nhỏ, dải, RGB, màu đơn, PCB không thấm nước hoặc trần. Và chúng siêu dễ sử dụng. Chúng có xu hướng dài 5m và bạn có thể dễ dàng xâu chuỗi lại với nhau. Hoặc bạn có thể mua các mô-đun riêng lẻ, và tự dây chúng lên. Chúng khá rẻ ở mức $ 1,05 mỗi cái.

Bạn có thể lấy chúng trên eBay hoặc trực tiếp từ Trung Quốc từ cửa hàng của Ray Wu tại Aliexpress . Tôi đã sử dụng anh ta trước đây, và hài lòng với kết quả.

Tôi đã làm điều này trước đây. Cuối cùng tôi đã chạy 4 dây, gnd, vcc, đồng hồ và dữ liệu (bạn có thể làm điều đó với ba và không có đồng hồ, nhưng đồng hồ thì dễ hơn). Ở mỗi đèn led, tôi có một bộ xử lý 8pin nhỏ, có thể thay đổi byte thông qua các xung nhịp. Mỗi cái được lập trình với một giá trị khác nhau để tôi có thể điều khiển các đèn LED riêng lẻ.

Tôi sẽ gửi dữ liệu cho từng người sau đó ban hành lệnh toàn cầu để tất cả họ có thể thay đổi đồng thời các trạng thái dẫn đầu.

Bạn có thể có được các thanh ghi dịch chuyển chốt nối tiếp 1 bit rẻ hơn so với tại tinyy nhưng tôi thấy các bộ xử lý thường rẻ hơn.

Điều này tốt hơn rất nhiều so với việc chạy 50 dây.

Giải quyết một khía cạnh:

Nếu bạn lái đèn LED với điện trở dẫn không đổi sẽ không ảnh hưởng đến độ sáng - chỉ có điện áp cần thiết để đạt được dòng điện nhất định.

Điện áp ổ đĩa có sẵn là điện áp cung cấp - điện áp hoạt động LED.
Tra cứu VLED tại I_LED mong muốn trong bảng dữ liệu.
Áp dụng các khái niệm luật Ohms cơ bản mang lại:

Vmin = (ILED_Vquired x Rlead) - V_LED

và, sắp xếp lại.

R_lead_Max = (Vsupply - V_LED) / I_LED

Bất kỳ đèn LED hoạt động giống hệt nhau có thể được vận hành nối tiếp. Điều này có thể giảm trọng lượng dây yêu cầu tùy thuộc vào vị trí đèn LED tương đối.

Nếu không phải tất cả các đèn LED không được vận hành cùng một lúc, hãy xem xét trở lại mặt đất nặng và dẫn điện nhẹ hơn.