Pouvez-vous vivre sans le WS2812 ?

Pour autant que nous puissions en juger, la populaire LED RVB adressable individuellement WS2812 a été lancée dans le monde entier vers la dernière moitié de 2013. C’était il n’y a pas si longtemps, ou peut-être que c’était une éternité; l’ESP8266, le microcontrôleur WiFi que nous connaissons et aimons tous, n’est sorti qu’un an plus tard. Si vous appelez ces choses « Neopixels », il y a une bonne raison: Adafruit a présenté le WS28212 à la communauté des fabricants, sans aucun effort consacré au support logiciel et à l’image de marque.

Le WS2812 est produit par WorldSemi, qui s’est fait un nom plus tôt avec des solutions de pilotes LED, en particulier le WS2811, une puce SOIC qui transformerait une LED RVB anode commune en une LED contrôlable en série. Lorsqu’ils ont fourré les cerveaux du WS2811 dans un petit boîtier avec quelques LED, ils ont créé ce qui est probablement la solution d’éclairage LED programmable la plus courante disponible aujourd’hui.

Beaucoup de choses ont changé au cours des six années que le WS2812 a été sur le marché. La scène du modding informatique n’a pas entendu les mots « cathode froide » depuis des années. Les lumières de Noël sont beaucoup plus fraîches, et quiconque veut ajouter du clignotant à son bling a un moyen facile de le faire.

Mais dans les années qui ont suivi l’arrivée du WS2812 sur le marché, il existe de nombreux produits de suivi qui font mieux la même chose. Vous avez maintenant des voyants adressables en série qui ne feront pas tomber le reste de la chaîne lorsqu’ils échoueront. Vous avez des LED RGBW. Il existe des LED avec une gamme de couleurs plus large et plus encore. Ceci est un aperçu de l’état actuel des LED RVB adressables en série et de ce que l’avenir pourrait nous réserver.

Les voyants WS2812 et WS2812B ont quatre broches : alimentation, masse, entrée de données et sortie de données. L’idée est d’alimenter une chaîne de ces LED, d’envoyer des données et les LED s’allumeront. Les WS2812 et WS2812B sont presque identiques, la version ~B ayant une protection contre le courant inverse, juste au cas où vous oublieriez que le rouge est positif et le noir est négatif. C’est assez simple pour un appareil à 4 broches.

Un inconvénient du WS2812 est que lorsqu’ils sont câblés en série, si l’un d’eux tombe en panne, le reste de la chaîne descend. Bien sûr, le taux d’échec pourrait n’être que d’un quart de pour cent dans le pire des cas, mais nous avons vu des chaînes avec des centaines de WS2812 suspendus. Ce genre de fiabilité n’est pas quelque chose que vous voulez quand vous traitez des centaines ou des milliers de choses.

Le WS2813 est la solution à une LED qui fait tomber le reste de la chaîne. Il y a six broches dans ce paquet et deux signaux de données. Il y a des capuchons intégrés pour simplifier la mise en page, et la fréquence de rafraîchissement peut atteindre jusqu’à 2 kHz. Fondamentalement, si vous faites quelque chose avec les WS2812, faites-le plutôt avec les WS2813. Cela est particulièrement vrai si vous mettez ces LED RVB dans un four à refusion, faites-moi confiance.

Bien que les LED WS2812B, 2813 et associées soient idéales pour ajouter des clignotants, il y a une limite à ce que vous pouvez faire avec un grand boîtier carré de 5 mm x 5 mm. Pour certaines applications, le pas de pixel est important, et si vous avez déjà vu une matrice LED haute densité faite de petites LED, vous saurez de quoi je parle. Il suffit de regarder l’écran qui affiche ce texte.

Et s’il y avait une LED RVB adressable individuellement qui était plus petite? C’est là qu’intervient le WS2812B-2020. Au lieu de 5 mm carré, c’est 2 mm carré. Quelle différence cela fait-il? Regardez le graphique à droite. C’est l’empreinte pour un 2812B régulier et une version de taille 2020, mise à l’échelle aux dimensions relatives correctes. Vous pouvez en insérer quatre dans l’empreinte d’un WS2182.

Alors que le WS2812 fonctionne bien avec cinq volts, la loi d’ohm est une chose et les LED RVB consomment beaucoup de courant. Ce serait bien s’il y avait une LED RVB adressable individuellement qui fonctionnait avec des tensions plus élevées. C’est comme si les bouilloires électriques n’étaient pas une chose avec une alimentation secteur de 120 V. Parfois, plus de tension est préférable.

Entrez dans le WS2815. Fonctionner à 12 V diminue le courant, diminue les pertes résistives, et si vous utilisez de très longs brins de LED, rend le mélange des couleurs LED plus cohérent.

Autant que nous aimons crier »WorldSemi« aussi souvent et aussi fort que possible, il existe d’autres fabricants de LED adressables en série, et certaines de ces puces ont des caractéristiques intéressantes.

J’aimerais vous raconter une histoire sur les raisons pour lesquelles les ingénieurs et les spécialistes du marketing ne devraient jamais se mélanger. Il y a quelques années, un ingénieur de Sharp lisait la littérature pertinente sur les écrans à large gamme de couleurs et a découvert une grande quantité de recherches sur la production de couleurs plus vives. La littérature dit qu’il y avait une déficience dans les espaces colorimétriques RVB traditionnels, et l’œil humain est incroyablement sensible au vert. Si vous souhaitez créer un affichage avec une large gamme de couleurs, vous devez créer un affichage avec quatre couleurs: rouge, vert, bleu et ce qui est mieux décrit comme « émeraude ». L’émeraude est plus profonde et pas aussi « néon » qu’un sous-pixel vert traditionnel sur un téléviseur LCD.

Un dirigeant de Sharp a lancé l’idée jusqu’à ce qu’un spécialiste du marketing intervienne et dise que personne ne peut vendre deux légumes verts. Comment l’appelleriez-vous, « autre vert ». L’ingénieur est retourné à la planche à dessin, a barré « émeraude » et a écrit en « jaune ». C’était la technologie Quattron de Sharp, trouvée dans leur gamme de téléviseurs Aquos, et oui, chaque pixel avait quatre sous-pixels: rouge, vert, bleu et jaune. Il y avait des publicités mettant en vedette le capitaine de l’Excelsior. Oui, il y avait une publicité télévisée (que vous regarderiez sur un téléviseur) montrant les capacités d’un téléviseur avec une gamme de couleurs plus large activée par une quatrième couleur primaire à l’écran. C’est à peu près à cette époque que votre esprit subit une liquéfaction sous la pression intense d’essayer de comprendre la réalité. Ne vous inquiétez pas, le sentiment ne passera pas, mais vous vous y habituez.

L’APA-109B est la solution pour essayer d’afficher du blanc avec des LED rouges, vertes et bleues. Si vous avez déjà essayé de mettre du blanc sur un panneau de WS2812, vous remarquerez que ce n’est pas tout à fait correct. C’est un Monet électrique, avec des pastels visibles tourbillonnant, ou du moins c’est ce à quoi il ressemble lorsque vous regardez cinq cents watts de LED RVB. L’APA-109B ajoute une quatrième LED dans un boîtier de 5 mm, en l’occurrence une LED blanche. Il prend littéralement la moitié du paquet, mais si vous avez besoin d’une LED blanche adressable en série, c’est celle que vous choisissez.