WS2812B-MINI Neopixel Світлодіод SMD 3535 RGB з піксельною адресацією

Розумні світлодіоди (пікселі) WS2812B і світлодіодні стрічки на базі цих пікселів досить популярні і це виправдано з кількох причин:

— компактність, піксель містить у своєму корпусі (розміром усього 3.5х3.5 мм 3 світлодіоди та драйвери для них 
— простота керування — піксель керується за допомогою простого послідовного інтерфейсу, який легко реалізувати як програмно, так і використовуючи апаратні інтерфейси МК (як-от SPI та UART)
— керування всього по одній лінії (не рахуючи дротів живлення)
— необмежена кількість увімкнених послідовних пікселів
— порівняно невелика вартість (якщо порахувати вартість окремо 3х світлодіодів і драйверів до них вийде набагато дорожче)

Принцип роботи WS2812B — офіційна інформація з даташита.

Фізично в WS2812B є 3 випромінювачі світлодіоди (червоний, синій і зелений) і ШІМ-драйвера, що керують їхньою яскравістю. ШІМ-драйвера 8-бітні, тобто для кожного з кольорів можливі 256 градацій яскравості і, відповідно, для того щоб встановити яскравість для кожного з 3 світлодіодів потрібно передати пікселям 8х3 = 24 біти (3 байти) інформації. Протокол передавання інформації світлодіоду однолінійний із фіксованою швидкістю. Одинички та нулі інформації про яскравість кодуються тривалістю високого та низького рівня сигналу в лінії.

Час передавання одного біту становить  0.8 + 0.45 = 1.25 мкС — це досить швидко. Час передавання всього пакета з 24 бітів для одного пікселя WS2812B становить 24*1.25 = 30 мкС. Для 1000 штук — 1000*30 = 30 мС (що, наприклад, дає змогу оновлювати по одній лінії панно 30х30 пікселів із частотою 30 разів на секунду!).

Кожен із пікселів WS2812B має 2 виведення живлення (VDD, VSS), вхід (DIN) і вихід (DOUT).

На вхід DIN подається інформація (24 біти) для встановлення нового кольору. Інформація про колір передається побито (починаючи зі старшого біту) послідовно для кожної зі складників квітів G, R, B.

Пікселі з'єднуються в ланцюжок у такий спосіб:

Запис значень кольору ланцюжка пікселів відбувається таким способом:
Перші 24 біти, подані на DIN, записує собі в тимчасові пам'ять (колір поки залишається незмінним із попереднього разу) перший піксель. Подальші біти перший піксель пропускає через себе та видає на вихід DOUT. Другий піксель повторює дії першого (постачаючи собі перші доти 24 біти)  і так за ланцюжком. Для того, щоб значення кольорів із тимчасової пам'яті пікселів стали активними має бути витримана пауза в передаванні (reset code) упродовж 50 мкС. Після цієї паузи цикл можна повторювати знову.