Miniaturowy driver LED RGBW z interfejsem I²C

Środa, 01 Sierpień 2018

Miniaturowy zasilacz ze sterownikiem diody RGBW oraz interfejsem I2C. Zgodnie z intencją autora, jest przeznaczony do współpracy z Raspberry PI, ale może być używany z wieloma innymi mikrokomputerami i procesorami wyposażonymi w ten interfejs przez producenta lub emulującymi go programowo.

Opisywany moduł umożliwia rozszerzenie możliwości płytek uruchomieniowych o sterowanie LED o średniej mocy (do 350 mA/5 W, na przykład PC8N-5LTS-C) za pomocą interfejsu I²C. Każdy z kolorów świecenia diody ma możliwość indywidualnej regulacji jasności przebiegiem PWM.

Schemat ideowy drivera pokazano na rysunku 1. Zbudowano go w oparciu o układ U1 typu PCA9632 wchodzący w skład obszernej rodziny kontrolerów LED z interfejsem I²C firmy NXP. Pełni funkcję konfigurowanego przez I²C, czterokanałowego generatora PWM z możliwością indywidualnej lub grupowej regulacji PWM.

Sygnały wyjściowe LR…LW sterują programowalnymi źródłami prądowymi U2…U9 typu BCR321UE6327. Każde ze źródeł ma programowalny prąd wyjściowy w zakresie 10…250 mA, ustalany przez rezystor dołączony do wyprowadzenia Rext. Wykres ułatwiający dobór rezystora prezentuje rysunek 2. Dla zmniejszenia obciążenia cieplnego oraz dla uzyskania prądu wyjściowego 350 mA (dla LED 5 W) źródła połączone są parami równolegle. Wejście sterujące EN, sterowane jest sygnałem PWM umożliwiającym regulację jasności każdego kanału RGBW. Ze względu na pobór mocy zasilanie LED jest odseparowane od zasilania magistrali I²C.

Driver BCR321 akceptuje napięcie zasilania łańcucha VLED do 16 V. W zależności od połączenia segmentów napięcie należy dobrać z minimalnym zapasem, aby zmniejszyć traconą moc. Dla jednej PC8N-5LTS-C wystarczy w zupełności 5 V/400 mA. Do zasilania PCA9632 jest wymagane napięcie 3,3 V o obciążalności kilku mA. Zasilanie i sygnały sterujące wyprowadzone są w postaci zł?cza SIP4 o?przyporz?dkowaniu zgodnym z?Arduino Bricks. Diod? LED RGBW oraz mas? jej zasilania nale?y pod??czy?ącza SIP4 o przyporządkowaniu zgodnym z Arduino Bricks. Diodę LED RGBW oraz masę jej zasilania należy podłączyć do złącza LED, przyporządkowanie kolorów jest oczywiście umowne.

Schemat montażowy zasilacza zamieszczono na rysunku 3. Jego montaż nie wymaga opisywania. Poprawnie zmontowany moduł nie wymaga uruchamiania. Dioda PWR sygnalizuje załączenie zasilania.