Yüksek Akımlı Analog ve Uzun Mesafeli Adreslenebilir LED Şeritler için Özel Kontrolcü Tasarımı
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Elektronik projelerde LED şeritlerin kontrolü, özellikle yüksek akımlı analog ve uzun mesafeli adreslenebilir LED şeritlerde çeşitli zorluklar içerir. Bu bağlamda, WLED uyumlu, çok işlevli ve dayanıklı bir kontrolcü tasarımı geliştirilmiştir. Tasarım, hem analog LED şeritleri hem de adreslenebilir LED şeritleri uzun mesafelerde güvenli ve verimli şekilde sürmek üzere optimize edilmiştir.
Kontrolcünün Teknik Özellikleri
4 Yüksek Akımlı Açık Drenaj PWM Çıkışı: 0-24V aralığında analog LED şeritleri sürmek için tasarlanmıştır. Açık drenaj çıkışları, yüksek akım gereksinimlerini karşılamak üzere optimize edilmiştir.
4 Yüksek Hızlı Diferansiyel Verici: 12V adreslenebilir LED şeritlerin uzun kablo mesafeleri üzerinden sürülmesi için kullanılır. Bu vericiler, sinyal bütünlüğünü koruyarak uzun mesafelerde güvenilir iletişim sağlar. Ayrıca, bu vericilere uyumlu diferansiyel alıcılar da (RS-485 alıcıları) GitHub deposunda paylaşılmıştır ve LED şeritlerle doğrudan lehimlenebilir.
4 İzole Optokuplör Girişi: 0-50V aralığında ışık anahtarları, butonlar ve diğer sistemlerle güvenli arayüz oluşturmak için kullanılır. İzolasyon, sistemin güvenliğini ve dayanıklılığını artırır.
Yerleşik USB Programlayıcı: Kolay programlama ve WLED yazılımının yüklenmesi için entegre USB-UART köprüsü içerir.
Ayrıca Bakınız
Üretim ve Montaj Süreci
Tasarımın tüm üretim dosyaları GitHub üzerinde açık kaynak olarak sunulmaktadır. Bu dosyalar arasında şemalar, Gerber dosyaları, BOM (Malzeme Listesi) ve Pick&Place dosyaları bulunur. Gerber dosyaları PCB üretimi için standart formatta olup, herhangi bir PCB üreticisine gönderilebilir.
BOM dosyası, kart üzerinde kullanılan tüm bileşenleri listelerken, Pick&Place dosyası bileşenlerin PCB üzerindeki konumlarını, dönüş açılarını ve hangi tarafta olduklarını belirtir. Bu dosyalar, manuel lehimleme veya otomatik montaj için gereklidir.
Manuel montajda, bazı bileşenlerin (örneğin USB-UART dönüştürücü, gate sürücüler ve MOSFET'ler) sıcak hava istasyonu ile lehimlenmesi önerilir. Diğer küçük bileşenler ise lehimleme demiri ile monte edilebilir. Daha hızlı ve güvenilir montaj için PCB ile birlikte stencil sipariş edilip reflow lehimleme yapılabilir.
Montaj konusunda deneyimsiz kullanıcılar için PCBA servisi önerilir. Bu servisler BOM ve Pick&Place dosyaları ile birlikte sipariş verildiğinde, kartlar fabrikada tam montajlı olarak teslim edilir. Kullanıcılar sadece yazılım yükleme ve bağlantıları yapma aşamasına odaklanabilir.
Tasarımda Dikkat Edilmesi Gerekenler
Toprak (GND) Düzlemi ve +12V Girişi: Tasarımda, +12V girişinin altında toprak düzlemi olması kısa devre riski taşır. Bu nedenle lehim maskesinin aşınmaması için dikkatli olunmalıdır.
Kablo ve Bağlantı Detayları: 12V bağlantısında kullanılan halka terminal, lehimlenmiş çelik spacer'ın (mesafe elemanı) üzerine oturur ve doğrudan PCB ile temas etmez. Spacer çapı ve terminal deliği ölçüleri uyumlu seçilmiştir. Bu bağlantı 25A akıma kadar test edilmiştir ve sağlamlığı onaylanmıştır.
Maliyet ve Uygulama Alanları
JLCPCB gibi üreticilerden 5 adet PCB'nin maliyeti yaklaşık 25€ civarındadır. Bileşenler ve montaj hizmeti ile birlikte toplam maliyet 320€ civarına çıkmaktadır. Toplamda, 5 tam montajlı kart kapıya teslim yaklaşık 400€ tutmaktadır. Bu maliyet, kullanıcıların bütçesine ve üretim ölçeğine göre değişebilir.
Büyük ölçekli ışıklandırma projelerinde, örneğin Dark Matter Berlin gibi profesyonel sistemlerde, genellikle tek bir büyük kontrolcü yerine çok sayıda küçük kontrolcü ve ara birim (gateway) kullanılır. Bu sistemlerde yüksek hızlı PC ana kontrolcü olarak görev yapar ve çoklu arayüzler ile çok sayıda ışık ünitesini yönetir. Bu mimari, modülerlik ve ölçeklenebilirlik sağlar.
Sonuç
Geliştirilen kontrolcü, yüksek akımlı analog ve uzun mesafeli adreslenebilir LED şeritlerin yönetimi için kapsamlı ve entegre bir çözüm sunar. Açık kaynak olarak sunulması, elektronik meraklıları ve profesyonellerin kendi ihtiyaçlarına göre uyarlamalarına olanak tanır. Üretim ve montaj süreçleri detaylı şekilde belgelenmiş olup, kullanıcıların kendi kartlarını yapmaları veya montaj hizmeti almaları mümkündür. Tasarımın dayanıklılığı ve güvenliği, uzun süreli ve kalıcı uygulamalar için optimize edilmiştir.
"Hiçbir şey bu kartta yeni veya özel değildir, ancak tüm parçaları tek bir cihazda birleştirerek, istediğim işlevi istediğim şekilde, en küçük alanda ve daha az arıza noktasıyla sağlamış oldum."
