WS2812 电流波形
01 WS2812电流波形
一、前言
彩色灯珠WS2812B可以通过单线进行控制， 多个灯珠可以通过级联， 通过单片机的 一个 IO 口进行控制。 WS2812 三色通过 24 bit 进行设置， 每一种RGB的亮度都有 256 级可被设置。 所以总的颜色共有 2 的 24 次方中。 下面通过对 WS2812的工作电流波形进行测量， 观察其内部色彩驱动机理。 对工作电流采样使用一个电阻箱， 电阻箱的阻值设置在 10 到50欧姆， 通过测量 VCC端的波形， 可以获得 WS2812 的工作电流波形。 下面通过软件， 设置 WS2812 不同的颜色， ·观察它的电流不同的波形。
▲ 图1.1.1 设置绿色0x80电流波形
二、测量结果
1、工作频率
设置 WS2812 中的 G 的亮度为 0x80， 其它 R，B 亮度为 0。 采样电阻为 50欧姆， 这是测量到的电流波形。 可以看到 WS2812 的工作频率为 4.235 kHz。
▲ 图1.2.1 三种颜色设置为 0x40 对应的电流波形
这是设置 G,R两个 LED 都是 50% 的点亮， B关闭对应的电流波形。 可以看到 G,R两个 LED 工作对应的相位不是同相的， 之间相差一定的相位。 这是将 RGB三个 LED的亮度都设置为 25%， 此时可以看到三个LED是轮流点亮。 这是设置为 12.5% 的亮度， 三个LED点亮对应的低电平脉冲之间相差 120°。 通过观察 WS2812 工作电压波形， 可以看到三个LED点亮之间相差 120度相位。
▲ 图1.2.2 三种颜色设置为 0x20 对应的电流波形
将三个通道亮度都设置为 0xff， 对应的电压波形是一条直线， ·此时三个 LED 都打开。 将三个LED 的亮度都设置为 0x80， 对应的工作电压波形。 可以看到三个 LED 之间有同时打开的重叠波形。 分别设置三个 LED 的亮度为 0x10, 0x20, 0x30, 这个电压波形可以看到他们之间明显的点亮时间长短差异， 另外点亮的在一个周期内存在着 120 度的相位差。 这种安排也可以最大可能减少工作电流的波动， 尽可能获得比较平稳的工作电流。
※ 总 结 ※
本文通过观察WS2812工作电流， 得到内部LED PWM 频率为 4.235 kHz。 三个LED点亮之间相差 120度。
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