Tipos de tiras de leds RGB


Antes de comenzar un proyecto que involucre tiras de leds SMS como por ejemplo la famosa emulación del sistema Ambilight de Philips , probablemente deberíamos identificar las diferencias entre las tiras de leds  comerciales  , las cuales actualmente están basadas en WS2801, WS2811  o en el  WS2812 (también llamadas «strips»).

La mayoría de los proyectos y las descripciones que circulan por la red  están a veces mezclados, y cuando uno se sumerge en tiras de LED por primera vez, estos números de los modelos puede ser un terreno  bastante confuso.

Realmente los números de modelo WS2801, WS2811 y WS2812 se refieren realmente a diferentes «cosas». El WS2801 y el WS2811 son circuitos integrados de  gestion de LEDs RGB .Estos IC pueden controlar hasta 3 LEDs, típicamente Rojo, Verde y Azul  de modo que  se colocan  cerca  de cada led , así que usted como espectador verá el resultado del color mezclado. El WS2812 sin embargo es un WS2811 colocado dentro de un paquete 5050 LED.,el cual  es un paquete muy común de 3 LED (rojo, verde, azul), en un compartimento  de 5 mm x 5 mm.Es decir,  un  WS2812 es el mismo paquete pero con un controlador adicional de LED WS2811 IC incluido.Resumiendo :un WS2812 combina un LED RGB 5050 con un controlador WS2811

Otras diferencia bien acusada  de los strips  de leds  , es que mientras  las tiras WS2801 necesitaban 4 hilos, las tiras WS2811 / WS2812 sólo necesitan 3 hilos.

En efecto el WS2801 utiliza una línea de reloj independiente, lo cual puede verse como una ventaja,  puesto que  el WS2811 / WS2812 no lo lo requiren.De hecho los modelos de tiras de leds   WS2811 / WS2812 dependen del envío de datos que coincidan con un tiempo muy ajustado.

Adicionalmente  la ventaja de la WS2812, sin embargo, es que la producción de estos combos en tiras es más fácil y por lo tanto más barato, y cada RGB LED toma mucho menos espacio en tiras lo cual también tiene innegables ventajas.

 

A continuación  mostramos  una lista de  chipsets  así como algunas notas sobre ellos  extraída de las hojas de datos o de la experimentación

 

Chipset Supporte libreria Fastled Conexiones Color Bits Data Rate PWM Rate Chipset Power Draw
APA102/DOTSTAR 4 8 ~24Mbps 20khz 0.9ma@5v
WS2811 3 8 800kbps 400Hz 5mw / 1ma@5v
WS2812B/NEOPIXEL 3 8 800kbps 400Hz 5mw / 1ma@5v
TM1809/TM1812 3 8 800kbps 400Hz 7.2mw / 0.6ma@12v
TM1803 3 8 400kbps 400Hz 7.2mw / 0.6ma@12v
TM1804 3 8 800kbps 400Hz 7.2mw / 0.6ma@12v
WS2801 4 8 1Mbps 2.5kHz 60mw / 5ma@12v
UCS1903 3 8 400kbps unknown ?
UCS2903 3 8 800kbps unknown ?
LPD8806 4 7 1-20Mbps 4kHz ?
P9813 4 8 1-15Mbps 4.5kHz ?
SM16716 4 8 ? ? ?
TM1829 X 3 8 1.6Mbps/800kbps 7kHz 6ma@12v
TLS3001 X ? 12 ? ? ?
TLC5940 X 4 12 ? ? ?
TLC5947 X 4 12 ? ? ?
LPD1886 X 3 12 ? ? ?

Chipset power draw es la cantidad de potencia que un solo chip extrae cuando los leds están apagados, pero la alimentación está conectada

 

Veamos  ahora algunas notas  de sus características :

  • Ws2801 : más antiguo, barato,  pero lento (1Mbps).  Es propenso a fallar en longitudes más largas, y sobre todo si la aplicion usa mayores tasas de datos .   

 

ws2801

  • Tm1809 / 1804/1812 : Es muy similar en el protocolo al ws8211 y el coste similar. Utiliza  un IC por 3 rgb leds.Puede haber interferencia de línea (el 1809 controla 3 rgb píxeles, los 1804 controles 1 )
  • Tm1803 : versión más lenta de la tm1809, vendido principalmente por radio shack.
  •  APA102 – Adafruit  los vende estos como dotstars. La velocidad de datos soportada  es muy rápida (llega a 24Mhz) y son  validos para aplicaciones que requieran  alta tasa de actualización. Recomendados estos sobre casi cualquier otra cosa si se busca  actualizaciones frecuentes.
  • Ws2811 / ws2812 / ws2812B -Adafruit vende estos modulos como «neopixels».  Muy bien precio:(30 leds / m por $ 6, 60 leds / m por $ 11!).  Velocidad de datos es muy lenta (800Kbps).  También  muchas de las tiras sconstan de  1 led, 1 controlador, por lo que puede cortar cada modulo por  cada led. Incluso mejor, es la variante ws2812, que  el  led y el chip van en un solo paquete por lo que puede ser muy compacto (en algunas sitio en internet  todavía lo venden como ws2811 – pero el protocolo es el mismo). Desafortunadamente, su protocolo de datos requiere interrumpir las interrupciones en el avr mientras se escriben los datos, por lo que el uso de estos leds interferirá en procsos interbnos de la CPU como las bibliotecas de IR ,  el uso de i2c  o serial.
  • Lpd8806’s – menos barato (más cerca de $ 16 / meter enviado por 48 / m), pero súper rápido (!llega  a más de 22Mbps!). Además, están emparejados, por lo que implementa un controlador por 2 rgb píxeles. A tener en cuenta que estos sólo realmente  pueden  mostrar 7 bits por canal, ( y no 8,) por lo que sólo puede mostrar 128 niveles diferentes de luz para cada canal de color. API de programación sigue siendo 8 bits, pero el bit bajo no tiene sentido.
  • P9813 – Éste es el chipset usado en la iluminación de Control Total de Cool Neon.
  • UCS1903 – similar a tm1809 / ws2811.  Muy  lento protocolo, pues opsorta cerca de 400kbps.
  • UCS1904 / 2903 – más cerca en el tiempo de la ws2811. Algunas personas lo encuentran interesante
  • SM16716 – no muy conocido .Usa un protocolo complejo.
  • GW6205 – no muy conocido.
  • LPD1886 – un chipset de 3 hilos que es de 12 bits por píxel en lugar del normalmente 7/8-bit por píxel como  la mayoría de los chipsets restantes vistos  hasta ahora
  • Controladores DMX (DMXSIMPLE o DMXSERIAL) – si controla sus leds usando DMX desde un arduino, esto requerida  DMX usando el resto de la #include <DmxSimple.h> led – Tenfg en cuenta que #include <DmxSimple.h> o #include <DmxSerial.h> antes de #include <FastLED.h> para utilizar la salida DMX.
  • Adafruit Pixie leds (PIXIE) – Son led superpotentes de 3W . Tambien con el fin de utilizar estos leds necesita #include <SoftwareSerial.h> antes de #include <FastLED.h> .
  • TM1829 – similar a la TM1809 / WS2811, pero también permite establecer 32 niveles de corriente base para el control de brillo / uso de energía 
  • TLS3001 – Es de 12 bits por color frente a 8 bits para la mayoría de los chipsets 
  • TI TLC5940 – Soporte de color de 12 bits,  que ayuda la la corrección del color, 16 canales llevados por la placa que hace RGBW con las configuraciones como esto.
  • TI TLC5947 como anteriormente, pero con 24 canales

 

 

En resumen su selección   depende del tipo de microcontrolador que vaya a utilizar y de cuáles son compatibles con la aplicación o biblioteca que va a utilizar.

Por ejemplo, en los proyectos basados en Arduino funcionaran  bien con cualquiera de estas  tiras  de led   ya que todo se ejecuta en tiempo real.
Sin embargo cuando se utiliza una Raspeberry  Pi , con un WS2811 / WS2812 puede ser un poco más difícil debido a las necesidades de tiempo estricto. Un Raspberry Pi normalmente ejecuta Linux, que no es un llamado Sistema Operativo en tiempo real, donde la temporización prevista podría ser interrumpida por otras actividades de fondo.

Aunque el WS2801 solía ser el mas  popular, poco a poco  tanto el WS2812 como el  WS2811 parecen a  ser los mas usados quizás porque son mucho mas económicos y requiren menos conexiones .

Usos supercondensadores


En un post anterior   hablábamos de las múltiples ventajas del usos de los condensadores  como son  prácticamente ilimitada ciclo de vida,elevada potencia específica; tiempo de cargas en segundos, carga simple, excelente rendimiento de carga y descarga de baja temperatura y seguros (al no contener productos químicos ácidos o corrosivos)

Una de las aplicaciones interesantes de los supercondensadores es el uso como fuente de energía ya que  somos capaces de poder gestionar la carga de una manera muy rápida limitada por la corriente máxima que queremos que circule así como también gracias a un convertidor dc-dc aplanar la salida de esta .

Veamos en este post algunos ejemplos reales de aplicaciones comerciales de estos componentes

 

 

Alimentación  con carga ultrarápida para Arduino

Afortunadamente  los precios bajan   y por fin en   nuestros diseños podemos añadir los supercondensadores , pues  actualmente  es posible adquirir un supercondensador de la marca  ILS  de 2.7 V y un capacidad   500 F por menos de 8€ en Amazon

Las medidas   son de  35 x 60 mm  con un peso de 68 gr

supercondensador

Para alimentar una placa Arduino , Netduino o una Raspberry pi   hay que combinar dos en serie , con lo que la capacidad total resultante sera de 250F  /5.4V   mas que suficiente para alimentar   una placa Arduino durante 20 horas (con un LED). ! Y  puede recargar los dos  condensadores en apenas dentro de 30 segundos con una fuente convencional de 5VDC!.

Por supuesto  ademas  estos supercondensadores se puede utilizar en juguetes eléctricos, módems inalámbricos, controladores de motor, terminales portátiles, duplicadores (calefacción rápida), audios de coche, controladores remotos (carga auto-eléctrica), AMR (lectura automática de medidores), alimentación ininterrumpida Válvulas, actuadores, velocidad del viento (control de paso), dispositivos de alarma / seguridad.

 

 

Cámara de vigilancia para coche

 

camara
Utilizar un supercondensador como  fuente de alimentación  ( es decir no una   batería interna) es muy interesante  en un vehículo  en primer lugar porque estos soportan  mucho mayores rangos de temperatura para que usted no tenga  que preocuparse por  el sobrecalentamiento de su cámara  lo que lo convierte en la elección ideal para los conductores en climas calurosos.

Ademas  en las baterías tradicionales la duración de la batería especialmente se degrada con el tiempo, de hecho  con tan sólo meses de uso , el acortamiento la vida de la batería comienza a notarse   hasta terminar fallando , de modo que  las baterías  son a menudo el primer componente de una cámara salpicadero a fallar, requiriéndose costosas  reparaciones.

Mediante el uso de un supercondensador como  fuente de alimentación, el modelo  a118-c prescinde de  las  baterías tradiciones  usando un  supercondensador o como su fuente de alimentación que le permite soportar hasta  140 °F  otorgandole  por tanto una mejor tolerancia a temperaturas extremas y una mayor durabilidad

camarabis

 

El A118  es extremadamente compacto y  se combina a la perfección con el exterior del espejo, haciendo que parezca que cualquier otra parte de su coche. El soporte de la cámara se fija al parabrisas con un adhesivo de doble cara incluido, lo que le permite deslizar su cámara fácilmente  fuera de la posición de grabación

Algunas de su características:

  • Grabacion en Full HD de 1080p de grabación de vídeo a 30 fps y 720p a 60 fps con visión nocturna, tecnología WDR y detección de movimiento automático
  • Angulo extendido de visión 170 ° – proporcionado calidad de sus grabaciones con una panorámica que abarca ambos lados de la carretera, y su entorno
  • Integra chip Novatek NT96650 
  • Altavoz integrado
  • Cuenta con Chipset Aptina AR0330 con lente  proporcionando imágenes con bajo consumo de energía, compresión de vídeo de alta definición y suave
  • Pantalla HD de 1.5″

 

En resumen   el A118 es una innovadora  cámara para coche  alimentada por supercondensador  que   permite grabar en alta definición 1080p de resolución de 1080p a 30 fps o 720p a 60 fps. durante el día que cuenta con un diseño compacto y contorneado para disimilar cámara oculta  pareciéndose a cualquier otra parte de su coche.

Por cierto el precio es muy similar al de otras cámaras: unos 51€ en Amazon

 

 

 

Atornilladores electricos

Una aplicación interesante es un destornillador eléctrico equipado con el supercondensador como fuente de energia

atornillador

Al parecer el único destornillador inalámbrico  que equipa supercondensadores es el  BLUCAVE DSD-46FL-2BLU Flashcell  que pesa menos de 1 libra, que gracias  a su tecnología Super Capacitor FlashCell, es uno de los destornilladores tecnológicamente más avanzados del planeta pues en  tan sólo 60 segundos, usted estará en su manera de completar esos trabajos de trabajo ligero en ningún momento.

Su publicidad alude a no esperar más horas para cargar su taladro o destornillador inalámbrico con baterías. Sorprendentemente, el destornillador inalámbrico BluCave FlashCell no usa baterías! Es ecológico y recarga al menos 100.000 veces.
También puede dejar que el destornillador inalámbrico BluCave FlashCell se siente en la base de carga y continúe cargando sin perder ninguna capacidad de tiempo de ejecución. Eso significa que no hay pérdida de memoria.

Carastericticas

  • 60 segundos de carga rápida
  • Peso ligero bajo 1lb.
  • Manija de 2 posiciones
  • Nueva tecnología FlashCell Super Capacitor
  • No necesita baterías – nunca!
  • Incluye 5 piezas de accionamiento: PH1, PH2, PZ1, PZ2, FLAT 1/2 «y extensor
  • 4,6 voltios
  • Par de giro máximo: 3.32 ft-lb
  • 110-120V AC
  • Velocidad sin carga: 200 RPM
  • Ecológico
  • 100.000 recargas
  • Diseñado para caber en el gabinete de transporte BluCave – utiliza 3 de 10 ranuras
  • Incluye funda blanda con logotipos bordados BluCave y FlashCell
  • Manual de seguridad y funcionamiento incluido

 

Este atornillador  claramente se ve encarecido por el supercondensador con el cuenta , pero si tenemos en cuenta que la vida de este componente  es prácticamente ilimitada quizás no tenga tan mal precio ( 116€ en Amazon)

 

Por lo visto ya son muchos  fabricantes que empiezan  a usar este tipo de tecnología ,por lo que confiemos que pronto todos nuestro gadgets se alimenten con supercondensadores

Si conoce algún otro gadget que se alimente con supercondensadores no dude en compartirla con toda la comunidad !Gracias!