SPI-протоколы для пиксельных LED
SPI-протоколы для пиксельных LED
Пиксельные LED общаются с использованием последовательных протоколов данных. Понимание их помогает выбрать правильный чип и устранять неисправности.
Однопроводной NRZ (WS2812B, SK6812, WS2815)
Использует один провод данных со строгой синхронизацией:
Синхронизация WS2812B (800кГц):
Бит 1 (высокий): 0.85мкс высокий, 0.40мкс низкий
Бит 0 (низкий): 0.40мкс высокий, 0.85мкс низкий
Сброс: >280мкс низкий (все нули)Плюсы: Один провод, простая проводка Минусы: Строгая синхронизация, нет проверки ошибок, ограниченная частота обновления
2-проводной SPI (APA102, SK9822, P9813)
Использует провода тактового сигнала (CI) и данных (DI):
- Clock обеспечивает синхронизированную синхронизацию
- Data несёт значения пикселей
- Нет строгой синхронизации — тактовый сигнал обрабатывает синхронизацию
Плюсы: Более высокая частота обновления (2кГц+), глобальное управление яркостью, нет проблем с синхронизацией Минусы: 2 провода вместо 1, немного более дорогие чипы
Сравнение
| Функция | NRZ (WS2812B) | SPI (APA102) |
|---|---|---|
| Проводов | 1 (данные) | 2 (такт + данные) |
| Частота обновления | ~400Гц | ~2-20кГц |
| Синхронизация критична? | Да | Нет |
| Глобальная яркость? | Нет | Да (5-бит) |
| Макс. частота | 800кГц | 10-20МГц |
| Цена за LED | ~$0.05-0.10 | ~$0.10-0.20 |
Другие протоколы
- TM1814 — 4-канальный (RGBW), 800кГц NRZ
- UCS1903 — 400кГц NRZ (старый, медленнее)
- GS8208 — 12V, 800кГц NRZ с резервной линией данных
- LPD6803 — 250кГц SPI-подобный (устаревший)