WS2811 WS2812と比較 | LEDストリップ、データシート、コントローラー

WS2811 VS WS2812 LED Strip Light

Ws2811

WS2811は、プログラマブルLEDストリップで広く使用されている人気のRGB LEDドライバチップです。個別または複数のRGB LEDの制御に最適で、照明、装飾、ディスプレイなど、様々な用途に使用されています。主な特徴の一つは、単一のデータラインで制御するため、配線が大幅に簡素化されることです。シリアルデータを送信することで動作し、各LEDは制御信号を一つずつ受信します。

WS2811は12V電源で動作し、内蔵の電圧コンバーターにより、各LEDに3.3Vで適切なRGBレベルが供給されます。1チップあたり最大3個のRGB LEDを制御でき、複数のチップを連結して大規模なシステムを制御することもできます。24ビットの色深度をサポートし、PWM制御により輝度と色をスムーズに調整します。

WS2811は400Kbpsのデータレートを備え、エネルギー効率に優れているため、長時間稼働のアプリケーションに最適です。装飾照明、舞台照明、広告ディスプレイ、LEDスクリーンなどで広く使用されています。

Ws2811 ピン配置

のために 電源接続、接続する VDD ピンを12V電源に接続して、複数のWS2811チップとそれらが制御するLEDに電力を供給します。 GND ピンは回路を接地して、回路が適切に動作することを保証するためのものです。

その DI（データ入力） ピンはArduinoやRaspberry Piなどのコントローラからシリアルデータを受信します。これにより、メインコントローラはWS2811チップと通信します。 DO（データ出力） ピンはチェーン内の次の WS2811 チップにデータを送信し、複数のチップを順番に制御できるようにします。

いつ 複数のチップをカスケード接続するデータはDOピンを介して次々に流れます。WS2811チップは通常、3つのRGB LEDを制御します。

特に多数のLEDを制御する場合は、消費電力が大幅に増加する可能性があるため、電源が十分な電流を供給していることを確認してください。また、長いデータケーブルを使用する場合は、干渉を防ぐために信号ブースターやコンデンサが必要になる場合があります。最後に、信頼性の高いパフォーマンスを実現するために、電源ポートが過負荷にならないようにし、安定した電圧を維持してください。

Ws2811 LEDコントローラーの代替品

WS2811の代替品を選ぶ際には、次のようなオプションがよく出てきます。 WS2812 そして SK6812は、シンプルな単線制御を必要とするアプリケーションに最適です。 WS2812 コントローラーが内蔵されており、ハードウェアのセットアップが簡素化されるため、最も人気のある選択肢の 1 つです。

より高速なデータ転送速度が必要な場合は、 APA102 は、最大 4 Mbps の速度を提供する強力なオプションであり、大型ディスプレイや鮮明で高速なビジュアルを要求するプロジェクトなどの高リフレッシュ レートのアプリケーションに最適です。

低速アプリケーションの場合、 LPD8806 転送速度は 2.5 Mbps と遅く、他のものほど一般的ではありませんが、単純なプロジェクトでは有効な選択肢となります。

予算が限られている場合は、 TM1809 より安価な代替手段ですが、他のオプションと同じ機能はありません。

最終的には、プロジェクトの電圧ニーズ、データレート要件、および使用する LED の種類に基づいて選択する必要があります。

Ws2811 RGB LEDストリップ配線

WS2811は、シリアルデータライン経由でLEDストリップを制御するために広く使用されている人気のRGB LEDコントローラーです。電源、データ、RGBチャンネルを接続するための簡単な手順でセットアップできます。

のために 力 接続すると、WS2811は12Vで動作します。 VDD ピンを12V電源に接続し、 GND 地面に固定します。

のために データ、その DI（データ入力） ピンはマイクロコントローラのデータ出力ピン（ArduinoのTXピンなど）に接続されます。データは、次のWS2811チップに渡されます。 DO（データ出力） ピンを使用すると、複数の LED を連結できます。

その RGB ピンは赤、緑、青の LED を個別に制御し、各色の明るさは PWM を使用して制御されます。

複数のWS2811チップを接続する場合は、 カスケード DO ピンを介して、より長い LED ストリップを作成します。

電源が十分であることを確認し、信号の損失や電圧の変動を防ぐためにフィルターやレベルシフターの使用を検討してください。

Arduinoを使ったWS2811の制御

この図は、Arduino Unoを使ってWS2811 RGB LEDストリップを制御する方法を示しています。詳しく見ていきましょう。

のために 電源接続WS2811 LEDストリップには12V電源が必要です。Arduino Unoは5Vで動作するため、12V-5Vコンバータを使用してArduinoに適切な電圧を供給してください。 GND 電源から Arduino と LED ストリップの GND の両方に接続して、共通のグランドを共有するようにします。

のために データ、ArduinoのPWMピンの1つ（例えば D6）に DI（データ入力） WS2811 のピン間に 470Ω の抵抗器を配置し、LED と Arduino の両方を潜在的な損傷から保護します。

その データ から旅行する DI ピンは最初のWS2811チップに入力され、次のチップに送られます。 DO（データ出力） ピンを使用して複数のチップを連結することができます。Arduinoは PWM 色と明るさを制御する信号。

特に長いストリップを走らせている場合は、電源が電流需要に対応できることを確認してください。

Ws2811とWs2812のタイミング

両方とも WS2811 そして WS2812 24ビットの色深度（各色8ビット）を使用し、PWM信号を介してRGB LEDの明るさを制御します。これらの主な違いは、設定と機能にあります。

その WS2811 データ転送にはArduinoのような外部コントローラーが必要で、12V電源で動作するため、外部電源が必要になります。一方、 WS2812 コントローラが内蔵されているため、5V 電源だけで簡単に使用でき、外部コントローラを必要としないプロジェクトに最適です。

その WS2812 また、データ転送速度は800Kbpsと高速で、WS2811の2倍の速度です。そのため、WS2812は、ダイナミックライティングやアニメーションなど、高速リフレッシュレートと高画質表示を必要とするアプリケーションに最適です。

したがって、より高い電圧要件でよりシンプルなセットアップが必要な場合は、WS2811をお選びください。一方、より高速なリフレッシュレートとシンプルなハードウェアが必要な場合は、WS2812の方が適しています。

Ws2811アニメーション設定

プロジェクトにカラフルなアニメーションを追加したいと考えているなら、WS2811 RGB LEDストリップをArduinoで制御するのが簡単な方法です。まず、WS2811のデータ入力（DI）ピンをArduinoのデジタルピンの1つに直接接続します。LEDストリップには安定した12V電源が必要です。電圧スパイクを平滑化するために、電源入力の近くに1000µFのコンデンサを配置すると便利です。データラインには470Ωの抵抗を忘れずに配置してください。これはArduinoとLEDの両方を保護するのに役立ちます。

配線さえ済めば、FastLEDライブラリを使えばLEDのアニメーションが驚くほど簡単になります。カラーワイプ、レインボーサイクル、チェイスライトといったエフェクトを、PWM信号でスムーズに制御できます。ESP32のような3.3Vコントローラーをお使いの場合は、WS2811 LEDとの互換性を保つために、信号を5Vに変換するレベルシフターが必要になるかもしれません。

ws2811 LEDマトリックスの例

WS2811 LEDストリップを8×8のマトリックスとしてセットアップするには、まずストリップを8つのLEDセグメントに分割し、各セグメントをマトリックスの各行に割り当てます。電源については、安定した5V電源を供給し、LEDストリップに必要な電流を供給できることを確認してください。

次に、ArduinoやESP8266などのマイクロコントローラを使ってLEDのデータラインを制御します。3.3Vのマイクロコントローラを使用する場合は、WS2811との互換性を確保するために、データ信号を5Vに昇圧するレベルシフタが必要です。

マトリックスレイアウトでは、各行の DO（データ出力） ピンに DI（データ入力） カスケード接続を作成するには、次の列のピンを接続します。ちらつきを防ぐため、すべての列で電源接続が安定していることを確認してください。

次のようなライブラリを使用すると ファストLED または アダフルーツ ネオマトリックス プログラミングが容易になり、スクロールするテキストや虹色のアニメーションなどのエフェクトを作成できます。ただし、ちらつきを防ぐには十分な電源が必要であり、信号の問題を回避するためにデータラインをできるだけ短くする必要があることに注意してください。

Ws2811信号再生回路

この回路は、WS2811の長距離データ伝送のために信号を再生および増幅する方法を示しています。 WS2811チップ を介してデータを受信する DIN（データ入力） コントローラーからピンを取得し、 DO（データ出力） ピンから次のチップまたはLEDに電力が供給されます。チップは VDD ピンを介してシステムと共通の基盤を共有し、 GND ピン。

長距離でも安定した信号伝送を確保するために、 2N3904トランジスタ 出力信号を増幅します。信号劣化を防ぎ、データがエラーなく次のチップに届くようにします。

その 78L05電圧レギュレータ WS2811 チップとその周辺回路の 5V 電源を安定させるために使用され、コンデンサは電力変動を平滑化します。

その 10KΩ抵抗器 トランジスタのベースに適切な増幅レベルを設定することで、クリーンで安定した信号を確保します。この回路は、長いLEDストリップや複数のWS2811チップをカスケード接続する場合に最適です。

複数のストリップ用のWS2811接続

複数のWS2811 LEDストリップを接続する場合、各ストリップの DO（データ出力） 次のストリップにピン留めする DIN（データ入力） ピン。まずはすべてのLEDストリップを接続します。 VDD ピンを同じ12V電源に接続し、 GND 安定した電力を得るためにピンは一緒に接地されます。

次に、マイクロコントローラのデジタルピン（ D6 Arduinoで最初のLEDストリップにデータを送信します ディン ピンを繋ぎ、次のストリップを繋ぎます。 する 1つのピンを ディン 次のピン。

電源は12Vを使用しますが、ストリップが長い場合は、電圧降下を防ぐために両端または中央に電源を供給することをお勧めします。3.3Vマイクロコントローラーを使用する場合は、5Vデータ信号に合わせてレベルシフターを必ず用意してください。この構成により、大規模な照明プロジェクトで複数のWS2811ストリップを制御できます。