500個のLEDを個別にアドレス指定し、それぞれに最適なPWMをサポートするプロジェクトに取り組むことを検討しています。
Arduinoを既に使用しているので、使用する予定ですが、別のプラットフォームがより適していると考えている人がいれば、提案を受け入れます。
シフトレジスタを使用する必要があります。この状況で使用するのに適したシフトレジスタとは何ですか？PWMがこのプロジェクトのコストを大幅に引き上げるなら、それなしで大丈夫です。私は100ドル未満を費やそうとします。私はeBayから500個のLEDを一括購入します。
このような多数のLEDを制御する最良の方法について、あなたの意見はどうですか？また、どのように電力を供給しますか？助けていただければ幸いです。私は電子機器についてかなりの経験を積んでおり、このような大規模なことは一度もしていません。
回答:
私はShiftPWMライブラリの著者であり、ドキュメントを更新して、回路図と、通常のLED、LEDストリップ、高出力LEDのより一般的な情報を追加しました。
おそらくあなたはすでにプロジェクトを開始していますが、このページには多くの訪問者がいるので、詳細な回答を提供したいと思います。
ShiftPWMで500個のLEDを制御する場合、60 HzでLEDごとに約64個の輝度レベルを取得できます。64個のシフトレジスタを使用します。専用のハードウェアPWMドライバーはより多くの輝度レベルを提供しますが、もう少し高価になります。私のライブラリの主な利点は使いやすさだと思います。なぜなら、それにはRGBとHSV関数と多くの例が含まれているからです。
私は、通常のシフトレジスタではなく、TLC5917のTLC5916を個人的に使用します。これは、定電流LEDドライバが組み込まれているためです。これにより、抵抗器が不要になるため、はんだ付けが大幅に削減されます。
私のウェブサイト（http://www.elcojacobs.com/shiftpwm）では、LEDを接続する方法と、Arduinoを使用して高速で長い信号線を駆動する方法について詳しく説明しています。
さらに質問がある場合は、お問い合わせください。
ちょうどコピー:-)
http://www.evilmadscientist.com/article.php/peggy2
本日、私たちは「Peggy」オープンソースLED Pegboardプロジェクトのアップデートをリリースします。Peggyバージョン2はゼロから再設計されました。そして、それは…まったく同じに見えます。しかし、内部の変更はかなりのものであり、多くの点で大きな改善だと思います。
何よりもまず、Peggy 2.0はまだ同じことを行います。LEDロケーションの25 x 25アレイに効率的な電力を提供します。Peggyは、LEDをいじるという刺し傷、複雑さ、および混乱を取り除くように設計されています。汎用性が高く強力な発光ペグボードで、単一の負荷抵抗を計算することなく、好きな構成で何百ものLEDを効率的に駆動できます。1個から625個のLEDのどこにでも設置でき、Peggyがそれらを点灯させます。
Peggy 2.0はArduinoにも対応しました。人気のArduinoソフトウェア環境を使用して、USB-TTLケーブルを介したプログラミングをサポートします。
LEDをどのレイアウトに配置しますか？あなたには、いくつかのLEDマトリクスを買えばあなたは、単一色の8×8のLEDマトリックス（64 LED）を取得することができ、多くの作業を保存することができ、降圧のためか、2。
この多くのLEDでAVRとシフトレジスタを使用して実際のPWMを取得することはできませんが、2〜4レベルの輝度を絞ることができる場合があります。数字を実行して、何が可能かを確認する必要があります。
Allegroでは、LEDのアレイを制御するために特別に設計された便利な定電流シンクシフトレジスタを作成しているため、追加の抵抗器は必要ありません。十分な電力を供給できない場合、AVR出力から直接LEDを駆動できない可能性があるため、トランジスタを使用する必要があります。単一のIC内の配列で取得することもできます。
LEDに必要なPWMの範囲はわかりませんが、600us〜2.4msのパルスを生成できるサーボ制御アプリケーション用の64チャンネルPWMコントローラーに取り組んでいます。これは、CD74HCT238E（3-8ラインデマルチプレクサ）を使用してATMega168の8つのI / Oピンから64チャネルを生成し、シンプルなシリアルコマンドで制御できます。このコントローラーの修正バージョンの複数のバージョンをシリアルラインで連結し、500個すべてのLEDに対処できると思います...ファームウェア要件がより単純になるため、コントローラーのATTiny2313バージョンを使用できます。
私のブログには、アセンブリソースと回路図、および設計プロセスの詳細が含まれています。
mouser / digikeyの「LEDドライバ」ICをご覧ください。たとえば、TIは、さまざまなインターフェイス（I2C、SPI）を備えたドライバーの束を作成し、確実にニーズを満たします。これらのドライバーのほとんどはデイジーチェーン接続されるように設計されているため、1つのシリアルアウトが別のシリアルアウトに送られます。
たとえば、TLC5940のようなものは16チャネルのPWM制御を提供します。したがって、基本的には、12ビットグレースケールPWM制御を備えた定電流16ビットシフトレジスタです。80x16ディスプレイの設計を支援した特定のICを推奨できます。
Mondomatrixは、いくつかのシリアル（RS-485）のアドレス可能LEDドライバボードを作り、Arduinoのプラットフォームに基づいています。http://www.displayduino.com/あなたはかなり簡単にそのハードウェアを使用して一緒にシステムを置くことができるかもしれません
各LEDに多すぎるPWM制御を必要とせず、PWMサイクルごとに500個のLEDでプロセッサを動かしたくない場合は、N 74HC595または同等のチップを使用して、Nビットの明るさで8つのLEDを制御できます。すべてのNチップの出力をまとめて配線し、適切なタイミングで一度に1つだけを有効にするいくつかの回路にイネーブルを配線します。最初のチップが半分の時間で有効になり、2番目のチップが残りの半分で有効になるように調整します。
エイリアシング効果を最小限に抑えるために、シフトレジスタのリロードはPWMレートと同期する必要があります（たとえば、輝度レベルが0111から1000の間で急激に切り替わる場合、スイッチが発生したPWMサイクルのポイントが見かけの輝度を瞬間的に変更する可能性があります） ）。
各LEDに複数の74HC595出力を使用しなければならないのは煩わしいかもしれませんが、このアプローチはおそらく、CPUの介入を継続せずに異なる輝度レベルを維持できる最も単純なアプローチです。
これは質問に直接答えるものではありませんが、考慮する必要のあるもう1つの側面は、500バッチのLED間の明るさのばらつきの可能性です。これらのLEDがマトリックスや7セグメントディスプレイのように互いに近くに取り付けられている場合、これは特に重要です。この問題に対処する方法の詳細については、この回答を参照してください。特に、ドット補正を使用してLED輝度の変動を補正する方法について。
この問題は、構築中の一連の大型7セグメントディスプレイに対して200個の1mm赤色LEDを取得したときに発生しました。問題を解決するための私の安価な解決策は、次のことを伴いました。
この記事http://www.artisticlicence.com/WebSiteMaster/App%20Notes/appnote011.pdfで説明されているバイナリ角度変調技術を使用することをお勧めします
または、ShiftPWMライブラリーhttp://www.elcojacobs.com/shiftpwm/を確認してください
ソフトウェアレルム内で、必要な個別の明るさ設定の数が多すぎない場合、「ビットプラナー」形式でデータを保存すると役立つ場合があります（他のハードウェアベースの回答で説明）。出力ルーチンはブール演算子を使用して、一度に8ピクセルに作用します。最大の効率を得るには、PWMサイクルのさまざまな部分に使用される複数の個別の出力ルーチンが必要です。たとえば、4ビットの輝度値を使用する場合、次の形式の8つのルーチンを使用します。
movf bit0Comp、w; 比較対象のビット0に応じて00またはFFにする必要があります（クリアの場合はFF） iorwf POSTINCF、w; データのビット0。常にIORWFを使用する andwf POSTINCF、w; データのビット1。比較対象のビット1が設定されている場合はIORWFを使用します。ANDWF明確な場合 andwf POSTINCF、w; データのビット2。比較対象のビット1が設定されている場合はIORWFを使用します。ANDWF明確な場合 andwf POSTINCF、w; データのビット2。比較対象のビット1が設定されている場合はIORWFを使用します。ANDWF明確な場合 movwf SPIREG; 結果のバイトを格納します（比較対象が> =の場合はビット）
比較対象の値に応じて、IORWFとANDWFの異なる組み合わせを使用します。示されているこのアプローチを使用すると、ディスプレイシフトルーチンへの呼び出しの間に4ビットすべてが書き込まれている場合、またはピクセル更新ルーチンに次のシフトは、ピクセルに対して「1」または「0」を出力し、ピクセルのすべてのビットを設定またはクリアします（いずれの操作でも、それが何をしようとしても実行します）。反対になります。また、ディスプレイの更新のタイミングを変えるか、PWMサイクルで複数の被比較値を使用することにより、任意の非線形の輝度スケールを実現できることに注意してください。
FPGAまたはCPLDは、多くのI / Oピンを提供するため、このようなタスクに適しています。最もシンプルで安価なものを探してください。足りない場合は、カップルを使用します。
PSoC3またはPSoC5を使用して、ほぼ確実にこれを簡単に行うことができます。
PSoCチップは、FPGAやCPLDのような再構成可能なデジタルハードウェアを含むマイクロコントローラーです。つまり、PWMで500個のLEDを駆動するなどの異常なことを行うための複雑な回路を作成できます。さらに、おそらく再構成可能なデジタルブロックを使用してすべてを実装できます。つまり、チップのCPU部分は、必要なLED輝度をアレイに書き込むだけで済みます。
504個のLEDが21 x 24の長方形に収まります。24個のPWMチャネルと21個のGPIOがある場合、これを動作させることができます。何だと思う？PSoCにはそれ以上のものがあります。
PSoCで24個のPWMチャネルを簡単にセットアップし、他の21個のピンをシフトレジスタの一部として構成できます。次に、メモリからPWM出力にバイトを送り込むようにいくつかのDMAチャンネルを設定すると、笑っています。CPUが今やるべきことは、グラフィックを生成することだけです。PSoC3には8ビット8051コアがあり、PSoC5には32ビットARMがあります。好きなものを選んでください。必要な外部ICは、行に高い駆動電流を提供するULN2803だけです。PWM出力には、単一のLEDに十分な電流駆動が必要です。
規模の経済を活用します。Aliexpressのような中国のサイトでは、WS2811ベースのLEDストランドを50個のLEDにつき15ドルで販売しています。それらは個別にアドレス可能で、明るく、通常は防水性があり、明るさのPWMがあります。はんだ付けもシフトレジスタも混乱しません。このすべてを自分で行うと、費用がかかり、より多くの時間がかかり、非常にイライラします。さらに、あなたはオズにいるので、中国からの輸送はそれほど高価ではありません。
これらは巨大なLEDディスプレイを作るために作られているので、かなり安くなる傾向があります。最高のパフォーマンスを得るには、約50個のLEDごとに電源を再投入してください。
Arduinoライブラリもあり、使いやすくなっています。