各ピクセル LED の違い

LED にはさまざまな形状とサイズがあります。ストリップ全体が単色になるアナログ LED の場合、選択は主にストリップのサイズ、ワット数、および密度に関するものです。ピクセル LED の場合、LED ストリップの内側に正しいチップを取り付けて、それを制御できるようにすることも重要です。このチップを使用して、Pixel LED ストリップは、ストリップ上の個々の LED を制御し、それらにすべて異なる色を与えて、効果やあらゆる種類のクールなディスプレイを可能にします。

LED 電圧 (5v 対 12v)
LED電圧の話から始めたいと思います。最も長い間、すべてのアドレス指定可能な LED とストリップは 5v を使用していました。これは依然として主に使用される電圧ですが、新しい 12v バリアントが登場し始めています。より高い電圧は、より長い距離またはより大きな電力消費のために、銅 PCB トレースでの電圧降下を防ぐのに適しています。これは、これらのストリップを選択する主な利点でもあります。たとえば、144LED/m ストリップは長さ 1 メートルまであることがよくありますが、長さ 2 メートルの 12v バージョンを入手できます。この理由は、1m を超える 5v の電圧降下が非常に高いため、1m のジャンクションに余分な電力を再び注入することなく、より長い長さを使用するべきではないからです。12v は電圧がはるかに高いため、同じ問題が発生する前に、ストリップの長さを 2 倍にすることができます。

そのため、コントローラーから LED までの配線が長いか、ストリップが長く、100 個の LED ごとに電圧を注入することが課題であるプロジェクトでは、標準の 5v バージョンよりも 12v ストリップの方が適しています。しかし、私が言ったように、まだすべてが 12v で利用できるわけではなく、それを実行するには電圧が高いため、多くの電力を消費する必要があるため、欠点もあります。つまり、12v LED ストリップは、12v が必要とするのと同じ効果を実行するために、より多くの電力を消費します。また、多くのコントローラーは 5v を「想定」しているため、購入するときは注意してください。コントローラーを含むすべてのコンポーネントが 12v をサポートする必要があります。

クロックレス vs SPI
LED チップには基本的に、よく知られている ws2812b/sk6812 (neopixel) のようなクロックレスまたは APA102 (dotstars) のような SPI の 2 つのバリエーションがあります。クロックレスには、シグナリングに 1 本のワイヤのみを使用するという利点があるため、ストリップ全体を 3 ワイヤで処理できます。しかし、SPI には、タイミングに関して駆動するのがはるかに簡単であるという利点があり、多くの場合、より高速なリフレッシュ速度や単一のストリップでより多くの LED を使用できるようにするために、はるかに高いデータ レートで駆動することもできます。最も一般的に使用されている LED チップはクロックレス バリアントです。以下の要約では、SPI ベースであり、3 本ではなく 4 本のワイヤが必要になるものを含めます。

5V LEDチップ
以下のリストは、実際の年代順ではなく、人気順または販売数順です。以下にリストされているものは、市場で入手可能な唯一のチップではありませんが、最も有名なものです!

ws2812b
現在最もよく知られているチップは ws2812b チップです。このチップは、Adafruit が「Neopixels」という名前を付け、数年前に一般に公開したこともあり、非常に有名になりました。また、Arduino ベースのコントローラ用の使いやすいライブラリの作成にも多くの作業を行いました。前任者と比較したこの LED チップの大きな利点は、このチップが実際の LED チップ自体の内部に必要なすべての部品を収容していることです。導入以来、それらはすぐに最も手頃な価格の LED チップになり、Aliexpress や Amazon の多くのソースからより安い価格で容易に入手できるようになり、Adafruit はそれらを販売する傾向があります.すべての LED ストリップと LED は、世界中のほんの一握りのメーカーによってのみ製造されているため、ベンダー間の品質の違いはあまりありません。

ws2813

ws2812bのクリエイターによる新しいタイプで、同じプロトコルと互換性があります。主な改善点は、より高い内部 PWM リフレッシュ レート (約 2Khz ですが、一部のデータシートでは 8Khz とも記載されています)、5v 互換、およびデュアル信号ワイヤであるため、1 つの LED が損傷した場合でも、信号は他のすべてのチップに転送されます。(ws2815とほぼ同じですが、電圧が異なります)

SK6812
過去3年ほどからの新しい競争相手。このチップは ws2812b と 100% 互換性があり、基本的には ws2812b のクローンです。ただし、パッケージの内側に専用の白色 LED を追加することで、RGBW サポートなどの興味深い機能を導入しています。すべてのソフトウェアがこれをサポートしているわけではありませんが、サポートしている場合は、すべての色と白を混ぜ合わせることで、まったく新しいカラー パレットが可能になります。このチップは約 1.2kHz で PWM を実行し、ws2812b に関しても改善されており、Adafruit は ws2812b と同じように使用しました。

ws2811
今話したws2812bシリーズより前に発売されたチップ。このバリアントの LED ストリップは、接続された LED を制御する外部チップを使用します。これらのほとんどは、製品への統合が容易であるため、ws2812b バリアントに置き換えられましたが、サイズがそれほど制限されない場合、または別のタイプの LED が必要な場合は、ws2811 チップの表面実装が引き続き使用されます。たとえば、クリスマス ライト スタイルの LED は ws2811 を使用することがよくあります。これは、別の LED を使用しており、チップのより大きなフォーム ファクターがそのアプリケーションでは問題にならないためです。ws2811 の利点は、(特定の構成では) 12v 電源でも使用できることですが、ストリップ上の 1 ピクセルではなく 3 ピクセルごとにしかアドレス指定できない場合があることに注意してください。いくつかの特別なアプリケーション用。

APA102 (SPI)
Adafruit によって「有名」になった別のチップ。ws2812b チップは多くのアプリケーションに適していますが、PWM 周波数が比較的低いため、特定のニーズには適していません。これがAPA102の出番です.ws2812bはバージョンに応じて400Hzから1.6kHzで動作し、APA102チップは〜20kHzで動作します.また、3 線 (+、-、​​データ) のみのクロックレス チップではなく、代わりに 4 線プロトコル (+、-、​​クロック、データ) を使用します。これは、ほとんどのマイクロコントローラを駆動するのが簡単であることを意味しますが、ws2812b チップよりもはるかに「ハードに」駆動することもできます。これにより、ビジョン アプリケーションの永続化や、ws2812b が適していないその他の処理が可能になります。APA102には、設定可能な明るさと調整可能な色スペクトルに関していくつかの利点もあります.そのため、より高価ですが、APA102 は ws2812b が提供できない一部の地域で配信できます。ベンダーとストリップにもよりますが、APA102 はこれまでで最も明るい LED ストリップでもあるため、大量の光出力が必要な場合は、これが LED チップである可能性があります。APA102 は完全な白のバリエーションでも購入でき、たとえば暖かい白のアドレス指定可能な LED ストリップが提供されます。

NS107S (SPI)
APA102 の新しい競合相手であるこのチップも、APA102 と 100% 互換性がありますが、クローンではなく、アップグレードする必要があると思います。より高い PWM リフレッシュ 27Khz、より低い電圧降下 (たとえば、5m 30leds APA102、各 2.5m は電力注入が必要ですが、5m 30leds NS107S、必要はありません。片側だけを電源に接続すると、設置がより便利になります。)、輝度も高く、白色の3000k 4000k 6000k LEDチップがオプションです。これは、クロックワイヤを含む最高の4ワイヤピクセルLEDチップであり、最高品質のデジタルLED smdです。障害のある LED。(NS107S には NS108 という名前の 16 ビット 65536 タイプがあり、LED ディスプレイの作成に適しています)

APA107 (SPI)
古いタイプの NS107S、PWM リフレッシュ レート 9Khz、より高い競争力。高い PWM を必要としない場合は、APA102 と 100% 互換性のある APA107 を選択できます。

SK9822 (SPI)
APA102 のクローンですが、失敗したクローン製品、1.2Khz PWM リフレッシュ レート、安さだけで利点はありません。安価なタイプが必要な場合は、APA107 をお勧めします。

12V LEDチップ
前述のように、5v の LED ストリップよりも 12v の LED ストリップを選択した方が賢明な場合があります (こちらの方が一般的です)。以下は、最も一般的に使用されている 12v LED ストリップです。これも年代順ではありません。

ws2815
ws2812b の作成者による新しいチップで、同じプロトコルと互換性があります。主な改善点は、より高い内部 PWM 周波数 (約 2kHz ですが、一部のデータシートでは 8kHz とも記載されています)、12v 互換 (5v ロジック信号)、およびチップが損傷した場合でも信号が他のすべてのチップに到達するようにするデュアル信号線です。12v を実行することの欠点は、表示内容によっては電力を「消費」する必要があることです。これにより、ws2815 は同じパターンを実行している ws2812b よりも多くのワットを使用します。

ws2811
はい、これは 5v カテゴリにも記載されています。ただし、ws2811 はさまざまなフォーム ファクターで使用されることが多いため、これらの一部には 5v の代わりに 12v を供給し、同じ信号で 3 つの LED を駆動することができます。これにより、たとえば、12v で動作する非常に安価な LED ストリップが作成されますが、同じ色を表示する 3 つの LED モジュールのクラスターが使用されます。そのため、これらが 60 LEDs/m ストリップとして販売されている場合でも、1 つ 1 つではなく 3 つの LED ごとに色を設定することしかできません!

NS8808
Digitally Addressable LED チップ市場の新たな候補である、元の工場は Newstar です。このチップは 12v 互換で、冗長性を確保するためのデュアル データ ラインと、データ信号を提供しない場合にすべての LED でテスト パターンの再生を開始する独自の機能を備えています。色ごとの定電流ドライバーを備えたグローバル 8kHz PWM 周波数が特徴で、他のストリップよりもちらつきがはるかに優れています。ストリップにデータを送信しない場合、さまざまなパターンを表示するテスト モードに入り、データ信号が検出されると停止します。データ信号はws2812b(クロックレス)対応です。

DMX512 IC
LEDストリップにDMX512 ICを採用した場合、電圧は5v（1ピクセル1 LED）、12V（1ピクセルで3led）、24V（1ピクセルで6led）、LEDストリップの色は白、cct調整可能、rgb、rgbwおよびrgbcct、広く適用。