Beschreibung
Adafruit Pixel Shifter - Für Addressable LEDs
Der Adafruit Pixel Shifter wurde entwickelt, um Spannungs- und Signalprobleme beim Einsatz von adressierbaren LED-Streifen mit 3.3V-Logiksystemen wie Raspberry Pi, ESP32, oder STM32 zu lösen. Da viele LED-Streifen ein 5V-Steuersignal erwarten, kann es bei direkter Ansteuerung durch 3.3V-Logikpegel zu Signalproblemen kommen. Der Pixel Shifter gleicht diese Unterschiede aus, indem er das Signal verstärkt und bei Bedarf invertiert.
Hierfür verfügt das Modul über zwei Signalausgänge, die eine flexible Steuerung von adressierbaren LED-Streifen ermöglichen. Einer der Ausgänge gibt das Signal unverändert weiter, während der andere eine invertierte Version desselben Signals erzeugt. Diese Invertierung bedeutet, dass ein „HIGH“-Signal (logische 1) zu einem „LOW“-Signal (logische 0) wird und umgekehrt. Dadurch kann das Modul sowohl mit LED-Streifen arbeiten, die ein normales 5V-Signal erwarten, als auch mit solchen, die ein invertiertes Steuersignal benötigen. Die Signalausgabe erfolgt stets mit einem stabilisierten Pegel, wodurch Signalstörungen reduziert und die Kompatibilität mit Mikrocontrollern verbessert wird.
Das Herzstück bildet der 74HCT2G34 (ein schneller Logikbaustein zur Signalverstärkung), der Signalfrequenzen bis zu 10 MHz unterstützt – deutlich mehr als die typischen 800 kHz von LED-Streifen. Die Verkabelung erfolgt über 0.1"-Terminalblöcke, die mit Kabeln von 18AWG bis 26AWG (Drahtstärken für unterschiedliche Strombelastungen) kompatibel sind. Eine integrierte NeoPixel-Diode (eine einzeln adressierbare RGB-LED) dient zur Signalanalyse und kann durch Trennen einer Rückverbindung deaktiviert werden.
Dieses kompakte und leichtgewichtige Modul (25.5mm × 15.0mm × 10.2mm, 3.5g) bietet eine unkomplizierte Lösung für die Nutzung von LED-Streifen mit modernen Mikrocontrollern und kann zusätzlich als Debugging-Werkzeug verwendet werden. Besonders geeignet ist es für Projekte mit WLED (Open-Source-Software zur LED-Steuerung) oder anderen LED-basierten Anwendungen.
Die Wahl der richtigen Stromversorgung ist entscheidend, da adressierbare LEDs einen hohen Strombedarf haben. Ein WS2812B LED Streifen benötigt etwa 60 Milliampere pro LED bei voller Helligkeit in der Farbe Weiß. Der Strombedarf steigt mit der Anzahl der LEDs, sodass ein Streifen mit 30 LEDs ungefähr 1,8 Ampere benötigt, ein Streifen mit 60 LEDs etwa 3,6 Ampere und ein Streifen mit 144 LEDs ungefähr 8,6 Ampere. Da weder der Mikrocontroller noch der Pixel Shifter ausreichend Strom für größere LED Streifen liefern können, wird empfohlen, ein separates Fünf Volt Netzteil mit ausreichender Stromstärke zu verwenden. Zudem sollte das Netzteil direkt mit dem LED Streifen verbunden werden, da zu dünne Kabel oder eine unzureichende Leistung zu Flackern oder Instabilitäten führen können. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Verbindung der gemeinsamen Masse des Netzteils mit der Masse des Mikrocontrollers, um Störungen in der Signalübertragung zu vermeiden.
Merkmale im Überblick
- Unterstützt 3.3V- und 5V-Logikpegel
- Dual-Signallinien mit einer invertierten Ausgangsoption
- Unterstützt Signalfrequenzen bis 10 MHz
- Integrierte NeoPixel-Diode für Signalprüfung
- 0.1"-Terminalblöcke für einfache Verkabelung
- Adressierbare LED-Streifen
- Raspberry Pi
- ESP32 / ESP8266
- STM32
- SAMD
- Produktabmessungen: 25.5mm x 15.0mm x 10.2mm
- Produktgewicht: 3.5g
- Maximale Signalfrequenz: 10 MHz
- Einfach deaktivierbare NeoPixel-Diode
- 1x Adafruit Pixel Shifter
