Адресный LED диод LEDTech RGB WS2813 (6пин) с пиксельной адресацией

Умные светодиоды (пиксели) WS2813 и светодиодные ленты на базе этих пикселей очень популярны по нескольким причинам:

Светодиоды с пиксельной адресацией WS2813 выпускаются в стандартном корпусе 5050 размером 5 × 5 мм для поверхностного монтажа (Рис.1). Под линзой внутри корпуса располагаются зелёный, синий, красный светодиоды и управляющий контроллер. Для защиты от пульсаций напряжения питания в корпус установлен RC-фильтр. В WS2813 добавлена дополнительная дублирования линии передачи данных. Благодаря ей остальные диоды продолжают работать даже, если один вышел со строя.

Рис.1 Структура WS2813 под микроскопом

Светодиоды WS2813 могут быть объединены в последовательную цепочку с возможностью управлять каждым светодиодом в цепочке по отдельности. Цвет, который будет отображать WS2813 задаётся цифровым кодом, который передаётся по однопроводной шине данных.

WS2813 функционирует следующим образом (рис. 2): вывод DIN принимает данные от управляющего микроконтроллера, при этом первый чип в последовательной цепи забирает первые 24 бита данных и передаёт их во внутренний регистр — защёлку. Последующие сигналы данных проходят через встроенный узел восстановления и усиления и передаются следующему в цепочке чипу через вывод DO. После прохождения каждого чипа количество бит в общем потоке данных уменьшается каждый раз на 24 бита.

У WS2813 имеется также вывод BIN, который подключается параллельно входу предыдущего светодиода таким образом, что если один WS2813 выходит из строя, то цепочка за ним продолжает работать. Вывод NC не используется.

Рис.2 Схема соединения WS2813 в последовательную цепь

Для  передачи данных к контроллерам светодиодов применяется однопроводной интерфейс. Биты кодируются длительностью передаваемого импульса. Передача лог. 0 должна осуществляться импульсом длительностью 375±75 нс, а единицы 875±125 нс.

Сигналом сброса и началом нового цикла обновления данных считается наличие низкого уровня на линии в течение 300 мкс. После прихода этого сигнала, контроллер светодиода WS2813 начинает на частоте 2 кГц ШИМ-управление встроенными светодиодами в соответствии с полученным кодом: Коэффициент заполнения =1, когда код цвета равен 255 и равен нулю при нулевом коде.