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【光电】单线式RGB+IC(ARGB)选型及应用手册

浏览: 作者:都城亿光EVERSTARS 来源: 时间:2022-09-09 分类:应用手册
单线式RGB+IC产品以单线分时传递讯号,将产品串接在一起,仅需使用DIN及DOUT两只接脚,即可完成串接多颗RGB LED的效果;透过DIN讯号,各色LED有8bit=256阶的PWM Duty控制。在空间及线路有限制的情况下,适合此类产品使用。

一、 简介

    传统的RGB LED产品,电路设计须使用多脚位控制以达到混光的效果,线路复杂且占用空间大;为了改善这个缺点,单线式RGB+IC产品以单线分时传递讯号,将产品串接在一起,仅需使用DIN及DOUT两只接脚,即可完成串接多颗RGB LED的效果;透过DIN讯号,各色LED有8bit=256阶的PWM Duty控制。在空间及线路有限制的情况下,适合此类产品使用。

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图(1) 每个 ARGB 都有一个电流驱动IC

· 用户只需要一根信号线,即可将ARGB 灯带上的每个ARGB设置为 不同颜色。

· 与传统的RGB LED相比,ARGB更易于设计并节省布局空间。

· 通过调整电流增益来降低亮度并仍保持色彩分辨率。

· 具备绕过故障功能,用户可以避免因单个ARGB损坏而导致整体ARGB灯条出现故障。

· 支持休眠模式,省电。

· 最新的 ARGB支持追溯每个在并行电路上的ARGB段位。

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图(2) 只需要一根信号线,即可将ARGB 灯带上的每个ARGB设置为 不同颜色


二、选型

包装信息包括——包装类型|包装尺寸|发光角度

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图(3) B1010 | B1414/3S1 | B1414/3S2 | 19-C47 | B1818 | C3227 | 61-236 | B2705 | 12-23C | B3010 | C4516 | C7024

功能信息包括——ARGB特征对照表

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B1010DWN3S2 | B1010DWN3SA | B1414DWN3S1 | B1414DWN3S2 | B1414DWN3SA | 19-C47/5V01

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19-C47A/5V02/2T | 19-C47A/5V01/2T | B1818/5V01 | C3227TDWN3S1 | 61-236/A05

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12- 23C/5V01 | 12-23C/5V30 | B3010PWN3S1 | B3010PWN3S2 | C4516SDWN3S1 | C7024SDWN3S1

图(4) ARGB特征对照表


三、 应用电路

    单线式 RGB+IC 产品,将控制晶片封装进元件中,建议:电源接脚应有 By pass 电容、元件之间的讯号传递路径上加 RC Filter(预留设计),如下图(5)所示。

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图(5) 单线式RGBIC产品应用线路


四、控制讯号

    单颗 RGB+IC 产品 控制讯号分为两个部分:资料传送(24bit)及资料显示(50us,也就是50000nm Latch Time闭锁时间),资料传送 24bit 分别为 R=8bit G=8bit B=8bit。Logic 0、Logic 1 与 Latch Time 的讯号规格如下图(6)所示,传送资料时由 MSB 先送,单颗传送顺序依照:R(8bit)→G(8bit)→B(8bit)→Latch Time 的顺序发送如下图(7)所示,RGB+IC 产品在收到 Latch Time 后,将会显示新的颜色设定。

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图(6) 控制讯号定义


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图(7) 单颗发送顺序图


    在串接RGB+IC产品 的情况下,讯号依照串接顺序发送资料,结束时发送资料显示(50us Latch time)。例如:串接三颗RGB+IC产品,发送顺序为:LED1(24bit)→LED2(24bit)→LED3(24bit)→Latch Time,如下图(8)所示。

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图(8) 串接顺序图


五、Pseudocode 虚拟码程序说明 

    以串接三颗RGB+IC产品为例,LED在接收数据及Latch Time后将被点亮,颜色依序为红、绿、蓝。 利用MCU的SPI(Serial Peripheral Interface是一种常用的串行通信协议)功能撰写,将SPI CLK(clock时钟)频率设在3.3MHz ,一个SPI Bit约为300ns,RGB+IC的Logic 0与Logic 1分别对应4个SPI Bit,借此完成控制波形,虚拟码如下。 


SPI Configuration:

-SPI Clock ≒ 3.3MHz     // One bit ≒ 300ns

-Master Mode

-SPI Mode 0 (Clock Phase = 0 , Clock Polarity= 0)

-Data is latched on positive edge of bus clock | 数据被锁存在总线时钟的上升沿

-When SPI idle , SPI Data and Clock is normal low | SPI空闲时,SPI数据和时钟是常态低


Data Structure | 数据结构:

Struct LED { R_reg , G_reg , B_reg}    // One color register|一个颜色寄存器 = 8bit

Array LED Display {LED1 , LED2 , LED3}      // Three LED Structure Array|三颗LED结构阵列


Step 1. Assign Display Data | 分配显示数据

LED1:R_reg = 0xFF G_reg = 0x00 B_reg = 0x00 

LED2:R_reg = 0x00 G_reg = 0xFF B_reg = 0x00

LED3:R_reg = 0x00 G_reg = 0x00 B_reg = 0xFF 


Step 2. Data Send Order | 数据发送顺序

LED1 (R_reg→G_reg→B_reg)→LED2 (R_reg→G_reg→B_reg)→LED3 (R_reg→G_reg→B_reg) Repeat Step3 and Step4 to convert and send Data | 重复Step 3 和步骤 4 以转换和发送数据


Step 3. LED Color_reg 8bit Convert to 32bit | 将LED Color_reg 8bit 转换为 32bit

// LED one bit data : (Logic 0)→Four bits data 1000 (300ns High + 900ns Low) 

// LED one bit data : (Logic 1)→Four bits data 1110 (900ns High + 300ns Low) 

// According to the above rules ,One color(8bit) will be converted to 32bit 

// 根据上述规则,一种颜色(8bit)将转换为32bit

// Declaration 32bit variable (Prepared_Data) 

// 声明 32 位变量 (Prepared_Data)

// Prepared_Data is used to save One Color_reg conversion results 

// Prepared_Data用于保存一个Color_reg转换结果

// Prepared_Data and Color_reg Leftmost bit is MSB 

// Prepared_Data 和 Color_reg 最左边的位是 MSB


Input : Color_reg (8bit Data)

OutPut : Prepared_Data(32bit Data) for i ←7 to 0 do

    // i=7(MSB) , i=6(MSB-1)…… i=0(LSB)

    If Color_reg(i) = 1

        Prepared_Data (i*4+3)~(i*4) = 1110 (binary) //0xE(hex)

    else //Color_reg(i) = 0

        Prepared_Data (i*4+3)~(i*4) = 1000 (binary) //0x8(hex)

end for

//e.g. 0xA5 conversion results = 0xE8E88E8E 


Step 4. Send Procedure | 发送程序 

If SPI FIFO not full, Send Prepared_Data to SPI FIFO 

如果 SPI FIFO 未满,发送 Prepared_Data 到 SPI FIFO


Step 5. Send Latch Time | 发送锁存时间

If all data send procedure is finished, Send Latch time (>50us low). 

如果所有数据发送过程完成,发送锁存时间(>50us 低)



六、实际波形 

    参考上节虚拟码中 SPI 设定产生的 Logic 0 与 Logic 1 波形,如下图(9)所示,950ns High + 315ns Low 为 Logic 1,315ns High + 950ns Low 为 Logic 0。

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图(9) Logic 0. Logic 1实际波形


    控制单颗产品所需的波形如下图(10)所示,未传送讯号时Data保持Low,依序传送R、G、B讯号后,再维持>50us Low准位,产品即会显示更新的颜色。

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图(10) 单颗实际波形



七、 适用产品型号

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图(11) 19-C47/RSGHBHC-5V01/2T、61-236-ICRQHGRBYC-A05-ET-CS、12-23C/RSGHBHW-5V01/2C、C4516SDWN3S1-RGBC0120-2H


本应用手册提供客户设计参考,若有设计变更可能造成系统性性能降低,若有机构设计上的问题请与都城亿光联系取得进一步技术支援。

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