WS2812-4020
智能外控集成LED 光源
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主要特點(diǎn)
● IC控制電路與LED點(diǎn)光源共用一個(gè)電源。
● 控制電路與RGB芯片集成在一個(gè)4020封裝的元器件中，構(gòu)成一個(gè)完整的外控像素點(diǎn)。
● 內(nèi)置信號(hào)整形電路，任何一個(gè)像素點(diǎn)收到信號(hào)后經(jīng)過(guò)波形整形再輸出，保證線(xiàn)路波形畸變不會(huì)累加。
● 內(nèi)置上電復(fù)位和掉電復(fù)位電路。
● 每個(gè)像素點(diǎn)的三基色顏色可實(shí)現(xiàn)256級(jí)亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示。
● 端口掃描頻率2KHz/s。
● 串行級(jí)聯(lián)接口，能通過(guò)一根信號(hào)線(xiàn)完成數(shù)據(jù)的接收與解碼。
● 任意兩點(diǎn)傳輸距離在不超過(guò)5米時(shí)無(wú)需增加任何電路。
● 當(dāng)刷新速率30幀/秒時(shí)，級(jí)聯(lián)數(shù)不小于1024點(diǎn)。
● 數(shù)據(jù)發(fā)送速度可達(dá)800Kbps。
● 光的顏色高度一致，性?xún)r(jià)比高。
主要應(yīng)用領(lǐng)域
● LED全彩發(fā)光字燈串，LED全彩軟燈條硬燈條，LED護(hù)欄管。
● LED點(diǎn)光源，LED像素屏，LED異形屏，各種電子產(chǎn)品，電器設(shè)備跑馬燈。
產(chǎn)品概述
WS2812-4020是一個(gè)集控制電路與發(fā)光電路于一體的智能外控LED光源，每個(gè)元件即為一個(gè)像素點(diǎn)。像素點(diǎn)
內(nèi)部包含了智能數(shù)字接口數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)整形放大驅(qū)動(dòng)電路，還包含有高精度的內(nèi)部振蕩器和可編程定電流控制部
分，有效保證了像素點(diǎn)光的顏色高度一致。
數(shù)據(jù)協(xié)議采用單線(xiàn)歸零碼的通訊方式，像素點(diǎn)在上電復(fù)位以后，DIN端接受從控制器傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，首先
送過(guò)來(lái)的24bit數(shù)據(jù)被**個(gè)像素點(diǎn)提取后，送到像素點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)鎖存器，剩余的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)部整形處理電路整
形放大后通過(guò)DO端口開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)輸出給下一個(gè)級(jí)聯(lián)的像素點(diǎn)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)像素點(diǎn)的傳輸，信號(hào)減少24bit。像素點(diǎn)
采用自動(dòng)整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，使得該像素點(diǎn)的級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)不受信號(hào)傳送的限制，僅受限信號(hào)傳輸速度要求。
高達(dá)2KHz 的端口掃描頻率，在高清攝像頭的捕捉下都不會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，非常適合高速移動(dòng)產(chǎn)品的使用。
280μs以上的RESET時(shí)間，出現(xiàn)中斷也不會(huì)引起誤復(fù)位，可以支持更低頻率、價(jià)格便宜的MCU。
LED具有低電壓驅(qū)動(dòng)、環(huán)保節(jié)能、亮度高、散射角度大、一致性好超、低功率及超長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。將控制電
路集成于LED上面，電路變得更加簡(jiǎn)單，體積小，安裝更加簡(jiǎn)便。
機(jī)械尺寸（單位mm）
Top View Side View Side View
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智能外控集成LED 光源
引出端排列推薦焊盤(pán)設(shè)計(jì)(mm)
引腳功能
序號(hào)符號(hào)管腳名功能描述
1 DIN 數(shù)據(jù)輸入控制數(shù)據(jù)信號(hào)輸入
2 VDD 電源供電管腳
3 DOUT 數(shù)據(jù)輸出控制數(shù)據(jù)信號(hào)輸出
4 VSS 地信號(hào)接地和電源接地
*額定值（如無(wú)特殊說(shuō)明，TA=25℃,VSS=0V）
參數(shù)符號(hào)范圍單位
電源電壓VDD +3.7~+5.3 V
邏輯輸入電壓VI 2.7V～VDD+0.5 V
工作溫度Topt -25～+85 ℃
儲(chǔ)存溫度Tstg -40~+105 ℃
電氣參數(shù)（如無(wú)特殊說(shuō)明，TA=-20～+70℃，VDD=4.5～5.5V,VSS=0V）
開(kāi)關(guān)特性（如無(wú)特殊說(shuō)明，TA=-20～+70℃，VDD=4.5～5.5V,VSS=0V）
參數(shù)符號(hào)最小典型*單位測(cè)試條件
傳輸延遲時(shí)間tPLZ —— —— 300 ns CL=15pF, DIN→DOUT, RL=10KΩ
參數(shù)符號(hào)最小典型*單位測(cè)試條件
輸入電流II —— —— ±1 μA VI=VDD/VSS
高電平輸入VIH 0.7VDD —— —— V DIN，SET
低電平輸入VIL —— —— 0.3 VDD V DIN，SET
滯后電壓VH —— 0.35 —— V DIN，SET
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下降時(shí)間tTHZ —— —— 120 μs CL=300pF, OUTR/OUTG/OUTB
輸入電容CI —— —— 15 pF ——
LED 特性參數(shù)
參數(shù)符號(hào)顏色
測(cè)試
最小值典型值*值單位條件
(工作電流)
發(fā)光
強(qiáng)度
IV
Red 400 -- 600
Green 1000 -- 1500 mcd 16mA
Blue 300 -- 500
波長(zhǎng)λd
Red 620 -- 625
Green 515 -- 525 nm 16mA
Blue 465 -- 475
數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間
T0H 0 碼， 高電平時(shí)間220ns~380ns
T1H 1 碼， 高電平時(shí)間580ns~1μs
T0L 0 碼， 低電平時(shí)間580ns~1μs
T1L 1 碼， 低電平時(shí)間220ns~420ns
RES 幀單位，低電平時(shí)間280μs 以上
時(shí)序波形圖
輸入碼型: 連接方法：
DIN DO DIN DO DIN DO
PIX1
D1 D2 D3 D4
PIX2 PIX3
數(shù)據(jù)傳輸方法
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注：其中D1 為MCU 端發(fā)送的數(shù)據(jù)，D2、D3、D4 為級(jí)聯(lián)電路自動(dòng)整形轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。
24bit 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
注：高位先發(fā)，按照GRB 的順序發(fā)送數(shù)據(jù)。
典型應(yīng)用電路
其中C1、C2、C3、C4 為燈珠VDD 腳的濾波電容，一般取值100NF.
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無(wú)鉛回流焊指引
曲線(xiàn)說(shuō)明無(wú)鉛回流焊
*預(yù)熱溫度(Tsmin) 150℃
*預(yù)熱溫度(Tsmax) 200℃
預(yù)熱區(qū)時(shí)間(Tsmin to Tsmax)(ts) 60-180 S
平均升溫速率(Tsmax to Tp) <3℃/S
液相溫度(TL) 217℃
液相區(qū)保溫時(shí)間(tL) 60-150 S
峰值溫度(Tp) 245℃
高溫區(qū)(峰值溫度-5℃)停留時(shí)間(tp) <10 S
降溫速率<6℃/S
室溫至峰值溫度停留時(shí)間<6 min
回流焊說(shuō)明
1. 回流焊不可以做兩次以上
2. 當(dāng)回焊時(shí)，不要在材料受熱時(shí)用力壓膠體表面
烙鐵焊接說(shuō)明
1. 當(dāng)手工焊接時(shí)，烙鐵的溫度必須小于300℃，時(shí)間不可超過(guò)3 秒
2. 手工焊接只可焊接一次
修補(bǔ)說(shuō)明
LED 回流焊后不應(yīng)該修補(bǔ)，當(dāng)修復(fù)是不可避免時(shí)，必須使用雙頭烙鐵（如下圖），但必須事先確認(rèn)此種方式會(huì)
或不會(huì)損壞LED 本身的特性。
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運(yùn)輸及存儲(chǔ)
1. 運(yùn)輸及適用范圍
所有產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中，需保持正面朝上，防潮防水，運(yùn)輸過(guò)程中逼免擠壓、碰撞和劇烈震動(dòng)。
2. 產(chǎn)品儲(chǔ)存及期限
室溫密封存儲(chǔ)：20℃～30℃，40%～60%RH，產(chǎn)品有效期為1 周；
防潮密封存儲(chǔ)：20℃～30℃，25%～60%RH，產(chǎn)品有效期為2 周；
產(chǎn)品拆包開(kāi)封后，建議2 小時(shí)內(nèi)使用完成，(環(huán)境條件溫度<30℃，濕度<60%)。
3. 除濕處理
LED 產(chǎn)品超出以上規(guī)定期限，或者由于其他原因受潮，建議客戶(hù)做除濕處理后再使用。
除濕方法：70℃-75℃/48±2 小時(shí)。
4. 靜電防護(hù)
LED 是靜電敏感器件，雖然LED 產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗靜電能力，但每經(jīng)歷一次靜電釋放產(chǎn)生的沖擊，都會(huì)對(duì)
LED 造成一定程度的損壞。因而在使用LED 產(chǎn)品過(guò)程中需要做好靜電防護(hù)措施，例如佩戴防靜電手套及防靜
電手環(huán)等。
注意事項(xiàng)
LED 封裝為硅膠，用力按壓膠體表面會(huì)影響LED 可靠性，因此應(yīng)有預(yù)防措施避免在封裝的零件上的強(qiáng)大壓
力，當(dāng)使用吸嘴時(shí)，膠體表面的壓力應(yīng)是恰當(dāng)?shù)摹９枘z封裝較柔軟且有彈性，因它的特性大大減少了熱應(yīng)力，易
受機(jī)械外力損壞，因此在手工處理方面須要對(duì)硅膠封裝材料做預(yù)防措施，若未按要求操作，可能會(huì)導(dǎo)致LED 損
壞和光衰。
1. 通過(guò)使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邚牟牧蟼?cè)面夾取
2. 不可直接用手或尖銳金屬壓膠體表面，它可能會(huì)損壞內(nèi)部電路
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3. 不可將模組材料堆積在一起，它可能會(huì)損壞內(nèi)部電路
4. 不可用在PH<7 的酸性場(chǎng)所
