Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подключить и настроить светодиодную RGB ленту

Подключение RGB ленты и варианты её использования

Светодиодные ленты давно применяются для местной подсветки и в качестве основного освещения. Но кроме монохромных (одноцветных) разных цветов есть управляемые ленты RGB (Blue, Green, Red), способные менять свой цвет. Одним из производителей таких устройств является компания Apeyron.

RGB технология

В самой схеме и работе многоцветной полоски есть ряд особенностей.

Отличия от обычной ленты

Как и обычная, RGB лента представляет собой печатную плату в виде узкой полосы, вдоль которой нанесены токопроводящие полоски. В отличие от стандартной, на ленте RGB таких полосок не 2, а 4 или 5 – общих и по одному для каждого цвета.

На плате методом SMM (Surface Mounted Mevice – прибор, монтируемый на поверхность) установлены резисторы и светодиоды, которые меняются в зависимости от типа ленты:

  • Монохромная. Могут быть любого размера и необходимого цвета.
  • RGB. В ней используются светодиоды SMD 5050. Этот диод состоит из трех светодиодов в одном корпусе. В монохромной ленте они одного цвета, в многоцветной – разного (красного, зеленого и синего). Такое сочетание позволяет менять цвет устройства или делать его белым. Черный цвет обеспечивает отсутствие света.
  • RGBW. Кроме цветных диодов, в ленте устанавливаются белые. Это дает дополнительные возможности по управлению яркостью и цветом света.

Кроме устройств, в которых управление всеми светодиодами одного цвета производится одновременно, есть приборы с чипованными диодами. В них находится микросхема, позволяющая управлять каждым светодиодом по отдельности. Это дает возможность реализовать эффекты типа «бегущие огни» или «звездный дождь».

Плата RGB ленты

Пример платы RGB ленты

Преимущества и способы применения

Преимуществом таких светодиодных устройств является возможность изменения цвета освещения, как вручную, так и по заранее заданной программе, а также организация разнообразных световых эффектов – переливов цвета, мерцания или, при подключении контроллера к компьютеру или музыкальному центру, светомузыки.

Такие устройства применяются в самых разных местах:

  • в подсветке витрин магазинов;
  • рекламные надписи;
  • создание романтической обстановки в комнате;
  • освещение коридора или спальни – ночью включается синий, а вечером или по сигналу датчика движения – яркий белый свет;
  • подсветка аквариумов.

Кроме этих вариантов возможно много других. Применение таких устройств ограничено только фантазией дизайнера.

Разноцветные ленты

Разноцветные ленты дают простор для возможностей дизайнеров

Выбор ленты

Один из вопросов, на который необходимо дать ответ при организации светодиодного освещения – какую полосу нужно использовать.

Степень освещенности

Прежде всего, нужно решить, в каком качестве будет использоваться светодиодная подсветка:

  • Декоративное освещение. Основное значение имеет функциональность контроллера.
  • Зонная подсветка. Это дополнительное освещение в комнате. Мощность его составляет лишь часть необходимой для всей комнаты.
  • Освещение рабочего места. Узнать требуемую мощность сложно, так как обычно используется вместе с основным освещением. Определяется методом подбора или при помощи онлайн-калькуляторов.
  • Основное освещение всего помещения. Мощность определяется по площади комнаты и ее назначению – в спальне принимается 2 Вт/м2, в кухне или детской – 3Вт /м2, а в самом ярко освещенном помещении – 3,5–4.

При составлении проекта учитываются потери света в рассеивателе или в потолочном плинтусе. Они достигают 50%. Возможен вариант двух зонной и многозональной подсветки.

Зонная подсветка лентой

Пример использования зонной подсветки. Такая лента не обеспечит освещение всей комнаты, но может подсветить нужную часть

Тип светодиода

В многоцветной полосе со светодиодами устанавливаются кристаллы SMD5050 размером 5*5 мм, состоящие из трех диодов и имеющие 6 выводов. В одноцветной ленте они одного цвета, а в полосе RGB – разного (красного, зеленого, синего). Рулон такой ленты длиной 5 метров и мощностью 144 Вт.

Кроме обычных диодов есть чипованные, WS2812B и WS2812S. Внешне они похожи на обычные, но внутри содержат ШИМ-контроллер, позволяющий управлять каждым светодиодом в отдельности. Они реализовывают разнообразные эффекты, типа «бегущие огни» или «звездный дождь». Из подобных устройств можно смонтировать LED-экран. Недостаток заключается в высокой цене и необходимости применения специального контроллера.

Плотность диодов

Яркость и цена светодиодной полосы зависит не только от размера и типа диодов. Не меньшее значение имеет плотность установки кристаллов. В ленте RGB она составляет 30–60 шт/м. Для большей яркости применяется двух, трех или четырехрядная с плотностью 120, 180, 240 шт/м соответственно.

Цвет ленты

Цвет RGB полосы регулируется яркостью светодиодов разного цвета. Если диоды включаются полностью, то лента излучает белый свет. При уменьшении яркости одного или двух цветов меняется общий цвет ленты. Это делается при помощи контроллера.

Контроллер ленты

Контроллер позволяет регулировать яркость и цвет ленты

Светодиодная полоса RGB+WhiteRGBW – это двухрядная led-lenta, в которой один ряд выполнен из цветных, а второй из белых светодиодов. Это дает возможность получения пастельных цветов, а также повышенную яркость при обычном освещении.

Степень защиты IP

По уровню защиты от внешних условий устройства делятся от незащищенных (ip20, ip33) до защищенных частично (ip42, ip44) и герметичных (ip67, ip68).

Питание ленты RGB

Самый распространенный вольтаж этих устройств 12-24V. Встречаются приборы питанием 110 и даже 220V, но они мало распространены.

Выбор блока питания (драйвера) для полосы

БП для светодиодных лент выбирается по суммарной мощности устройств, которые будут к нему подключаться. Например, если соединяется 5 метров мощностью 14,4 Вт/м и 3 метра 7,2 Вт/м, то общая нагрузка составляет 14,4*5+7,2*3=93,6 Вт. Учитывая 20% запас (93,6+0,2х93,6=112,32), мощность блока должна быть не меньше 112.32 Вт.

Читайте так же:
Моющие роботы-пылесосы: лучшие модели с функцией влажной уборкой + как выбирать

Как и полосы, блоки питания производятся dc12-24v, а также 110 В.

Как управлять светом RGB ленты

Для управления яркостью одноцветной полосы нужен диммер, но для того, чтобы использовать все возможности многоцветных устройств, необходим контроллер. Иначе придется регулировать каждый цвет в отдельности, а световые эффекты будут недоступны.

Контроллер RGB ленты

Комплект контроллера RGB ленты к содержанию ↑

Выбор контроллера для RGB ленты

Подбор устройства управления зависит от трех факторов:

  • Мощность. Рассчитывается так же, как необходимая мощность БП – по общему количеству подключаемых устройств. Иногда, как при выборе БП, целесообразно приобрести не один мощный RGB-контроллер, а меньшей мощности и RGB-повторитель.
  • Желаемого набора функций. Видов управляющих устройств очень много, но, например, для подсветки товара в витрине или аквариума не нужен прибор с большим количеством световых эффектов, а для дополнительного освещения комнаты желательны включение по таймеру или светомузыка.
  • Дистанционное управление. Так же, как и при выборе функций, иногда это необходимо, а в других ситуациях это зря потраченные деньги.

При подборе эти моменты учитываются, чтобы не приобретать слишком дорогой прибор, и при этом его возможности были вполне достаточны.

Виды контроллеров

Контроллеры для управления светодиодными лентами RGB существуют разных типов: от самых простых, кнопочных, до оснащенных микропроцессорами и Wi-Fi.

Обычные устройства могут только выбрать определенный цвет и обеспечить несложные световые эффекты. Используются для подсветки витрин магазинов и других мест.

Более сложные модели можно программировать на изменение цвета и эффектов по таймеру. Они могут иметь разъем под flash-память и реагировать на освещенность в комнате и на улице. Существуют также bluetooth-контроллеры, с соответствующим пультом.

Самые сложные устройства могут подключаться к системе «умный дом».

Большинство полос имеют пульт дистанционного управления. Он бывает:

  • на кнопках;
  • инфракрасным;
  • на радиосигналах;
  • управление по Bluetooth;
  • управление по Wi-Fi.

Два последних могут заменить iPhone или мобильный телефон с Андроидом.

Андроид как контроллер RGB ленты

Управлять лентой можно с помощью смартфона

Кроме обычных контроллеров, есть самодельные устройства, работающие на основе микропроцессорной платы Ардуино. Такие самоделки управляют простыми или чиповаными светодиодами, создают световые или цветомузыкальные эффекты. К Arduino-controller также подключаются датчики движения или освещенности.

Режимы работы контроллера RGB

Светодиоды в лентах устанавливаются двух типов:

  • простые, управление которыми осуществляется изменением питающего напряжения одновременно по всей длине;
  • чипованные, с цифровым управлением цвета каждого диода в отдельности.

Соответственно, контроллеры работают в двух режимах – аналоговом и цифровом. Это разные типы устройств и они не взаимозаменяемые.

Способы подключения

Есть два варианта подключения ленты RGB:

  • пайка;
  • коннекторы.

Соединение пайкой

Для того чтобы припаять кабель к светодиодной полосе, необходимо:

  • Провод сечением до 0,5 мм2. Более толстый может оторвать контактные площадки.
  • Паяльник мощностью до 25 Вт. Мощный паяльник перегреет место пайки, и площадка отклеится от основания.
  • Припой и нейтральный флюс.
  • Термоусадочная трубка длиной 30 мм.

Коннекторы для светодиодной полосы RGB

Современный способ подключения – коннекторы. Это небольшие пластмассовые устройства, внутри которых контактные площадки для присоединения к ленте. Их количество должно соответствовать количеству токопроводящих полосок 2, 4 или 5.

Эти приборы выпускаются для различных вариантов подключения:

  • с выводами, для подачи питания;
  • соединительные, предназначенные для подключения двух отрезков полосы;
  • угловые, для соединения под углом;
  • в форме «Т» или крестообразные.

И многие другие. С помощью коннекторов можно произвести ремонт устройства своими руками.

Подключение к контроллеру RGB большей длины, чем его номинальная мощность

При управлении светодиодами мощностью, превышающей параметры контроллера, или при подключении устройств, расположенных на большом расстоянии, используется RGB-повторитель.

Сигнал на него поступает от контроллера по тонким кабелям, и устройство управляет свечением рядом расположенных отрезков ленты.

Как подключить и настроить светодиодную RGB ленту

Светодиодная лента – разновидность одноименного светильника, имеющая вид гибкой пластиковой основы с размещенными на ней точечными элементами. Такие осветители применяются для декоративной подсветки зданий и других объектов, но нередко используются и в качестве внутреннего источника света. Кроме того, RGB подсветка интерьеров — это универсальный инструмент, позволяющий получить оригинальные световые эффекты. В продажу RGB светодиодная лента поступает в типовых пластиковых катушках.

Виды RGB лент и их отличия

Светодиодные ленты бывают нескольких типов:

  • одноцветные — их еще называют монохромными;
  • цветные или RGB: расшифровывается как красный, синий, зеленый;
  • с крупными или мелкими светодиодами.

Отличить одноцветную светодиодную ленточку от RGB согласно описанию удается по количеству подводимых к ней проводников. На монохромном изделии их только два, а на цветном – обязательно четыре.

Для подключения одноцветной ленты достаточно одного блока питания, а для работы ее RGB аналога дополнительно потребуется контроллер.

По типу и размеру светодиодов этот вид осветителей подразделяется на маркируемые особым образом образцы:

  • SMD3528 и SMD5050 – наиболее популярные виды светодиодных лент;
  • SMD2835 и SMD5630 (или 5730) – менее распространенные модели.
Читайте так же:
Принцип действия и правила подключения интеллектуальных счетчиков электроэнергии

Для понимания приведенного обозначения важно знать, что SMD произошло от английского Surface Mounted Device. В переводе это означает – устройство для поверхностного монтажа. При применении этой технологии светодиоды располагаются на верхней плоскости подложки.

Характеристики RGB лент

RGB подсветка внутренних и открытых пространств (комнат и фасадов зданий) – проверенный на практике прием декорирования. Чтобы воспользоваться этими преимуществами и реализовать требуемые эффекты потребуется ознакомиться с характеристиками светодиодных осветителей. Основные параметры, обязательно учитываемые при выборе ленты:

  • уровень освещенности, создаваемый изделием;
  • тип используемых светодиодов;
  • плотность их размещения на поверхности ленты и цвет;
  • степень защищенности от внешних воздействий (IP);
  • виды питания и управления RGB освещением.

Светимость

Этот параметр рассчитывается для отрезка светодиодной ленты длиной один метр и измеряется в люменах. Он полностью определяется типом светодиодов, установленных на ней.

Для примера, SMD 3528 позволяет получить светимость в 5 лм, следовательно, лента с 30 такими элементами способна «выдать» 150 лм/метр.

Аналогичный расчет можно сделать для произвольного числа электронных изделий.

Плотность размещения и защищенность

Различные типы РЖБ подсветок отличаются по размерам, цвету, световому потоку от элемента и рабочему напряжению. Рассмотренные показатели напрямую увязываются с плотностью размещения диодов на поверхности ленточки, которая подсчитывается, исходя из их количества на погонном метре. Этот параметр очень важен при эксплуатации, так как при их недостатке сложно получить нужный уровень освещенности и ее равномерность. Слишком большое число точек придаст ленте вид сплошного бесформенного светящегося отрезка. Степень защищенности изделий важна с точки зрения их эксплуатационной надежности, на что обращается особое внимание при монтаже на открытом воздухе.

Разновидности питания

Энергоснабжение многоцветных лент может быть организовано как непосредственно от сети 220 Вольт, так и от выпрямленных 12, 24 или 36-ти Вольт. Первый вариант применяется только для тех марок осветителей, которые рассчитаны на сетевое напряжение. Во втором случае они подключаются через дополнительные устройства (драйверы), обеспечивающие требуемое напряжение и ограничивающие ток в цепи.

Способы управления

Для управления параметрами многоцветной полосы потребуется специальный контроллер. Выбор конкретного типа устройства определяется следующими факторами:

  • мощность, рассчитываемая с учетом общего количества подключаемых к контроллеру светодиодных элементов;
  • набор предполагаемых функций, зависящий от конкретного назначения подсветки;
  • возможность дистанционного управления.

Иногда с целью экономии разумнее выбрать не очень мощный RGB-контроллер со специальным повторителем, позволяющим расширить диапазон нагрузок. Это особенно удобно в тех случаях, когда суммарная мощность ленточных светодиодов превышает возможности управляющего устройства.

Поскольку областей применения данных изделий очень много (включая подсветку витрин в магазинах или освещение аквариумов) – потребность в дополнительном функционале возникает не всегда. В приведенных выше случаях не нужен контроллер с большим числом световых эффектов или с включением по таймеру, например.

Светодиодная подсветка интерьеров с пультом управления смотрится очень эффектно. Еще более оригинальный вариант – возможность радиоуправления системой.

Преимущества и недостатки

К преимуществам светодиодных ленточных осветителей относят:

  • универсальность применения;
  • низкое энергопотребление;
  • простота монтажа;
  • допустимость формирования отрезков любой длины;
  • возможность получения оттенков (голубого, например);
  • при наличии контроллера – допустимость управления RGB светодиодами (точнее – возможность создания цветовых эффектов).

Также отмечается безопасность эксплуатации осветителей, подсоединенных к блоку питания с напряжениями 12-36 Вольт.

Из недостатков изделий отмечается их высокая стоимость, вызванная необходимостью в дополнительных управляющих модулях – драйверах.

Виды и режимы работы контроллеров

Вид подбираемого контроллера определяется тем функционалом, который предполагается реализовать в конкретной ситуации. Простейшие устройства способны лишь на то, чтобы выбрать заданный цвет и настроить несложные световые эффекты. В более «продвинутых» моделях предусмотрена функция программирования на изменение цвета и дополнительные эффекты. Они располагают разъемом под flash-память, а также способны реагировать на освещенность в помещениях и на улице. Ознакомиться с полным функционалом можно в инструкции пользователя.

Известна разновидность bluetooth-контроллера, позволяющая управлять светодиодной лентой посредством пульта. Некоторые образцы способны подключаться к системе «умный дом». Светодиоды в осветителе обычно имеют простейшее исполнение: для динамичности их свечения достаточно менять величину питающего напряжения по всей длине ленты. В дорогих изделиях они управляются посредством цифровых систем, воздействующих на каждый диод в отдельности. Соответственно этим вариантам, контроллеры способны работать в двух режимах: аналоговом и цифровом.

Для подключения RGB лент обычно используются специальные коннекторы, а при их отсутствии применяется метод пайки.

Подключение светодиодной RGB-ленты своими руками

Светодиодные ленты, позволяющие получать разнообразные световые эффекты, находят широкое применение в создании различных вариантов освещения и подсветки в быту, офисах, объектах культурного назначения и на улицах.

Светодиодная лента представляет собой гнущуюся плату, на которой находятся светодиоды.

Длина диодных лент обычно составляет пять метров, ширина от восьми до двадцати миллиметров.

Светодиодные ленты

Светодиодные ленты

В продажу они поступают намотанными на пластмассовые бобины.

RGB-светодиод

RGB-светодиод

Светодиодная лента разделяется на отдельные отрезки, состоящие из нескольких диодов. Если возникает необходимость откорректировать длину RGB-светодиодной ленты, присутствует возможность разъединить ее вдоль полоски, проходящей через контактные точки подключения и помеченной изображением ножниц.

Количество элементов на этом фрагменте зависит от типа данного изделия, и после подключения его к источнику питания он сохранит работоспособность.

Читайте так же:
Как найти скрытую проводку в стене самостоятельно без прибора

На картинке видно, где можно разрезать rgb ленту

На картинке видно, где можно разрезать RGB-ленту

Объединить кусочки ленты можно посредством коннектора. Для этого нужно поместить концы с контактами в разъем и закрыть крышку.

Объединение кусочков ленты поредством коннектора

Объединение кусочков ленты посредством коннектора

При этом нужно соблюдать полярность.

Также можно произвести это соединение, используя пайку. Провода нужно заизолировать.

Соединение проводов с помощью пайкиСоединение проводов с помощью пайки Схема рабочего фрагмента rgb лентыСхема рабочего фрагмента RGB-ленты

Наиболее распространено применение диодных лент с диодами SMD5050.

Для того чтобы подключить RGB-ленту, необходимо предусмотреть блок питания, контроллер и (при необходимости подсоединения нескольких диодных лент) усилитель.

Чтобы подключить RGB-ленту, надо грамотно выбрать блок питания согласно ее мощности и напряжению. Соединение этой ленты с входным напряжением сети 220 В (без блока питания) приведет к ее мгновенному выходу из строя.

Светодиодные ленты рассчитаны на работу от источника постоянного тока напряжением 12 В или 24 В. Этикетки ленты содержат информацию о рабочих параметрах.

В качестве мощности, которую потребляет лента, всегда указывается та, которая приходится на законченный фрагмент длиной в 1 метр. Потребляемый каждой цветовой цепью ток всегда можно найти в справочниках.

Если не известны никакие (кроме напряжения питания) параметры ленты, можно все рассчитать. Разобраться с методикой расчета потребляемого тока и выбора блока питания можно на примере условно неизвестного типоразмера цветной светодиодной ленты длиной пять метров, работающей при напряжении 12 В.

Чтобы определить все неизвестные параметры, сначала нужно измерить длину сторон светодиода.

Предположим, она составляет 5 на 5 миллиметров. В справочниках по светодиодам такие геометрические размеры соответствуют светодиоду RGB SMD5050. Далее необходимо выяснить, какое число их расположено на 1 м. Допустим, что их 30 шт.

На один из трех кристаллов светодиода приходится ток 0,02 А, значит, весь светодиод, состоящий из трех кристалликов, потребляет 0,06 А.

Количество светодиодов на одном расчетном отрезке – 30 штук. Следовательно, перемножив полученную силу тока 0,06 А на 30 штук, получится 1,8 А (0,06 х 30 = 1,8).

Но так как между каждой тройкой диодов выполнено последовательное соединение, ток, проходящий через 1 метр ленты, меньше в 3 раза и составляет 0,06 А.

Соответственно, ток, потребляемый всей лентой, равен 3 А (0,06 А х 5 м = 3 А).

Путем проведения несложных расчетов было установлено, что в рассмотренном выше случае необходим источник питания постоянного тока с напряжением на выходе 12 В, поддерживающий нагрузку более 3 А (с запасом около 30 процентов). Поэтому подходящим вариантом оказался адаптер APO12-5075 UV, рассчитанный на нагрузку до 5 А.

Если напряжение на выходе блока питания будет строго соответствовать расчетному, то источник питания в этом случае все время будет работать в крайне тяжелом режиме. Поэтому срок службы его значительно сократится.

Контроллер необходим для подключения светодиодных лент и служит для регулирования цвета и яркости устройства. Подключаться он должен с одной стороны к блоку питания, со второй – к цепи светодиодов.

При необходимости может использоваться схема подключения RGB-ленты непосредственно к блоку питания (без контроллера). Для этого нужно к плюсовому контакту драйвера подключить плюсовой провод ленты и к минусовому контакту прикрепить сразу три цветовых провода, соединив их вместе.

Но при таком подключении светодиодной RGB-ленты можно будет получить только один цвет свечения светодиодов без возможности его регулирования.

Расчетным путем было получено, что суммарный ток, потребляемый всей лентой, составляет 3 А. Но ток каждой цветовой дорожки в три раза меньше этой величины.

Поэтому чтобы светодиодная лента работала в нормальном режиме, нужно, чтобы ток на выходных контактах контроллера (которые предназначены для подключения цветовых полос R, G, B) составлял третью часть от поступающего с блока питания тока.

Отсюда следует, что в рассматриваемом нами случае нужно применить контроллер напряжением на 12 В и током нагрузки 1 А на каналах R, G и B.

В соответствии с этими параметрами можно выбрать контроллер LN-IR24B, который оснащен пультом дистанционного управления, работающим в радиочастотном диапазоне.

Весь набор (подобранный расчётным путём) комплектующих, обеспечивающих работу LED ленты в штатном режиме

Весь набор (подобранный расчетным путем) комплектующих, обеспечивающих работу LED-ленты в штатном режиме

Ниже представлена схема подключения светодиодной RGB-ленты длиной 5 метров через блок питания и контроллер.

Схема подключения светодиодной rgb ленты длиной 5 метров через блок питания и контроллер.

L – контакт для подачи фазного напряжения сети 220 В;

N – контакт для подсоединения нулевого провода;

PE – контакт для заземляющего провода.

Провода цветовых каналов R (красный), G (зеленый), B (синий) подключаются к клеммам, обозначенным на контроллере соответствующими буквами.

При несоблюдении этого условия светодиоды не потеряют способность цветового свечения, но при попытке настроить желаемую цветовую гамму будут получаться цвета, не соответствующие разметке, нанесенной на пульт управления.

Входное напряжение сети 220 В подается на контакты L и N блока питания.

Выпрямленное и преобразованное напряжение 12 В выходит на контакты +V и –V блока питания, после чего через соединяющие провода оно поступает на одноименные входные контакты контроллера.

На выход этого прибора выведены три линии с обозначениями R, G и B, которые служат для подключения цветовых каналов светодиодной ленты к контроллеру.

Контакт +V – для общего плюсового провода.

Если мощности блока питания и контроллера позволяют подключить RGB-ленту длиной до десяти метров, это можно сделать, подсоединив к соответствующим выходным клеммам контроллера по два провода, идущих на 2 разные ленты, соединив таким образом их параллельно на контактах контроллера. То есть к одному контакту присоединяется сразу два провода. Но использовать такую схему не рекомендуется. В случае ошибки при расчете мощности блока питания и контроллера может не хватить на дополнительную ленту.

Читайте так же:
Ручные пылесосы для дома на аккумуляторе: топовая десятка + советы по выбору

Схема подключения двух лент по 5 метров через один блок питания и контроллер. Эти две ленты подключены параллельно контроллеруСхема подключения двух лент по 5 метров через один блок питания и контроллер. Эти две ленты подключены параллельно контроллеру Внешний вид контроллера и подсоединяемых к нему проводов от двух rgb лентВнешний вид контроллера и подсоединяемых к нему проводов от двух RGB-лент Второй вариант подключения двух пятиметровых лент (с применением дополнительного блока питания и усилителя)Второй вариант подключения двух пятиметровых лент (с применением дополнительного блока питания и усилителя)

Последовательное подключение нескольких лент без использования дополнительного оборудования не применяется, потому что в результате падения напряжения на ленте наиболее удаленные от регулирующей аппаратуры участки будут светиться очень слабо или вовсе не будут.

Для подключения светодиодной ленты длиной от 5 метров необходимо на каждом участке использовать усилитель и дополнительный блок питания. Усилитель – это прибор, усиливающий сигнал контроллера.

Если мощности блока питания и контроллера не хватает для подключения двух и более лент, используется схема подключения с усилителями и добавляются дополнительные блоки питания, соответствующие параметрам каждой отдельной ленты.

Подключение четырёх rgb диодных лент с использованием своего усилителя и блока питания для каждой ленты. Здесь усилители присоединяются к контроллеру параллельно

Подключение четырех RGB-диодных лент с использованием своего усилителя и блока питания для каждой ленты. Здесь усилители присоединяются к контроллеру параллельно

При наличии у контроллера резерва мощности (в пределах 30 процентов) имеется возможность создания цепи, исключающей применение усилителей. Каждая лента к контроллеру подключается параллельно и устанавливается общий для всех комплектующих мощный блок питания. Поэтому нужна принудительная вентиляция.

Это создает дискомфорт из-за шума, создаваемого вентилятором.

Прилагаемая схема разъясняет, как подключить светодиодную ленту параллельно-последовательно.

Схема подключения светодиодной ленты параллельно-последовательно

Схема подключения светодиодной ленты параллельно-последовательно

Здесь параллельно к контроллеру подключена только первая RGB-лента.

Любая следующая присоединяется последовательно к предыдущей через усилитель.

Усиливающие приборы коммутируются с сетью 220 В через индивидуальные блоки питания.

Схемы подключения RGBW-лент аналогичны схемам соединения RGB-лент. Отличие заключается в необходимости применения RGBW-контроллера, у которого имеется дополнительный цветовой вывод «white» (белый). С помощью такой ленты можно создавать наиболее интересные цветовые решения.

RGB светодиоды и ленты

Я думаю все знают, что свет – это поток фотонов, но в то же время он является электромагнитной волной, излучением. Человеческий глаз воспринимает очень узкий диапазон этого излучения: приблизительно от 390 до 790 ТГц (террагерц), так называемое видимое излучение или видимый свет. “Ориентироваться” в этом диапазоне электромагнитного излучения принято в обратной величине – длине волны, измеряемой в данном случае в нанометрах (нм): человеческий глаз видит излучение в диапазоне от

400 нм (фиолетовый) до

800 нм (красный). Между синим и красным есть ещё один важный цвет – зелёный: Красный (Red, R), зелёный (Green, G) и синий (Blue, B) являются основными цветами: смешивая эти три цвета в разных пропорциях можно получить плюс-минус все остальные цвета. blank Этот наглядный “двухмерный” случай с кругами вы тоже скорее всего видели. Если раскручивать тему дальше, то можно задаться интенсивностью каждого цвета и получить итоговый цвет как функцию от трёх переменных, или же трёхмерное цветовое пространство RGB. Если интенсивности всех трёх цветов равны нулю – получится чёрный цвет, если все три максимальны – белый, а всё что между – оттенки: На картинке выше интенсивность каждого цвета представлена диапазоном 0-255. Знакомое число, не правда ли? Всё верно, в большинстве применений диапазон каждого цвета кодируется одним байтом, потому что это удобно с точки зрения программирования и достаточно с точки зрения глаза: три цвета – три байта – 256*256*256 == 16.8 миллионов оттенков. Да, именно эта цифра часто фигурирует в рекламах смартфонов и телевизоров, и именно столько оттенков мы можем абсолютно не напрягаясь получить при использовании Arduino и RGB светодиодов, о чём и поговорим в этом уроке.

RGB светодиоды

RGB светодиод представляет собой по сути три светодиода в одном корпусе. Чтобы не плодить лишние выводы, все аноды или катоды светодиодов объединяются и получается 4 контакта: R, G, B и общий. Общим может быть как минус-катод (Common Cathode), так и плюс-анод (Common Anode): Также на этой картинке показана распиновка типичного RGB светодиода: самая длинная нога – общий вывод, крайняя рядом с ней – красный, с другой стороны зелёный дальняя крайняя – синий. К Arduino такой светодиод подключается точно так же, как если бы мы подключали три отдельных светодиода (читай предыдущий урок про светодиоды): на каждый цвет нужен токоограничивающий резистор, а общую ногу нужно подключать в зависимости от того, анод она или катод. blank Можно управлять каждым цветом точно так же, как если бы это были отдельные светодиоды. Также не забываем про подключение: если у светодиода общий катод, то высокий сигнал ( digitalWrite(pin, HIGH); ) с управляющих пинов будет включать выбранный цвет, а если общий анод – то выключать. Соответственно плавное управление яркостью при помощи ШИМ работает по той же логике: у общего катода analogWrite(pin, 200); включит цвет почти на полную яркость, а у общего анода – почти полностью погасит. RGB светодиоды можно дёшево найти на Aliexpress, а именно:

Читайте так же:
Прессованные опилки для отопления: преимущества с недостатками + сравнение с традиционным твердым топливом

В качестве магазина рекомендую CHANZON, самые хорошие светодиоды и чипы/матрицы.

RGB ленты

blank

RGB светодиодные ленты устроены аналогично одноцветным лентам и RGB светодиодам: в 12 Вольтовой ленте светодиоды каждого цвета соединяются по три штуки с токоограничивающим резистором и образуют сегмент ленты, далее эти сегменты подключаются параллельно. Также лента имеет общий вывод со всех цветов, в большинстве случаев это общий анод. Почему? Помните, в уроке про управление нагрузкой я говорил, что чаще всего используют N-канальные полевые транзисторы, потому что они дешевле, удобнее в применении и имеют более удачные характеристики? Вот именно поэтому! Драйверы для RGB лент также делают на основе N-канальников, поэтому найти в продаже ленту с общим катодом даже вряд-ли получится. В качестве магазина на aliexpress рекомендую BTF Lighting , самые качественные ленты. Итак, как нам подключить RGB светодиодную ленту к Arduino? Точно так же, как обычную! Но тут я добавлю ещё несколько интересных вариантов.

MOSFET

Нам понадобятся три полевых транзистора и резисторы им в обвязку (почему и зачем – читай в уроке про управление нагрузкой). Подключается всё вот по такой схеме: blank Если нужно плавное управление яркостью цветов – подключаем к ШИМ пинам, если просто вкл/выкл – можно к обычным. Свой драйвер на плате можно развести примерно вот так (корпуса D-pak):

LED Amplifier

У китайцев есть готовые драйверы для “усиления” сигнала на RGB ленту, по сути те же три транзистора что выше, но всё красивое и готовое. Подключается следующим образом:

blank

Драйвер Н-моста

Ну и экзотический вариант: использовать полномостовой драйвер для моторов. Почему нет? Количество выходов у таких драйверов всегда кратно двум (для подключения одного мотора), так что это отличный вариант для управления также RGBW лентой. Драйверы можно найти на aliexpress по названию.

blank

blank

blank

Программирование

Программирование эффектов для управления RGB цветом заключается в изменении интенсивностей трёх цветов, то есть трёх численных значений. У меня есть мощная библиотека для RGB светодиодов и лент, в ней реализовано очень много различных удобных инструментов для работы с цветом.

Библиотека GRGB

  • Поддержка драйверов с общим анодом и общим катодом
  • Настройка яркости
  • Гамма-коррекция яркости (квадратный CRT)
  • Библиотека может не привязываться к пинам и просто генерировать значения 8 бит
  • Быстрые оптимизированные целочисленные вычисления (не везде)
  • Плавный переход между любыми цветами (не блокирует выполнение кода)
  • Установка цвета разными способами:
    • RGB
    • HSV
    • Быстрый HSV
    • Цветовое колесо (1530 значений)
    • Цветовое колесо (255 значений)
    • Теплота (1000-40000К)
    • HEX цвета 24 бита
    • HEX цвета 16 бит
    • 17 предустановленных цветов

    Например плавная смена цвета по спектру будет выглядеть вот так:

    В рамках этого урока мы рассмотрим некоторые алгоритмы, потому что это интересно и может пригодиться где-то ещё.

    Хранение цвета

    Что касается хранения цветовой информации, то это могут быть как три отдельных байта byte r, g, b; , так и более крупный тип данных, например так: long color; . Во втором случае цвет принято записывать в HEX представлении: красный, зелёный и синий байты идут друг за другом 0xRRGGBB . Напомню, что один байт в 16-ричном представлении может иметь значение от 0x00 (0) до 0xFF (255). Таким образом например цвет 0xBBA000 – жёлтый средней яркости ( 0xBB красный, 0xA0 зелёный, 0x0 синий). Такое представление чаще всего встречается в веб-разработке, при работе с микроконтроллером удобнее хранить цвет в байтах. Вот так можно конвертировать цвет из HEX в байты и наоборот:

    Может пригодиться при связке Arduino и веба.

    Включение цветов

    Как я уже писал выше, включение того или иного цвета производится точно так же, как в уроке про обычные светодиоды. Для плавного управления яркостью используется ШИМ сигнал.

    Для плавного управления цветом можно использовать потенциометры:

    Цветовое колесо

    blank

    Первый очевидный эффект – плавное перетекание одного цвета в другой. Это можно сделать линейно, вот таким образом: Реализовать это можно просто через условия. Продолжим предыдущий пример:

    Пространство HSV

    blank

    Следующий вариант более интересен тем, что помимо цвета позволяет настроить его яркость и насыщенность. Такая цветовая модель называется HSV – (Hue, Saturation, Value), или (Цвет, Насыщенность, Яркость), в этом цветовом пространстве гораздо удобнее выбирать нужный цвет. Представить его можно цилиндром: Светодиод и лента работают в пространстве RGB, HSV цвет нужно конвертировать в RGB для включения соответствующих каналов цвета. В подробности работы алгоритма вдаваться не будем, тем более что существует много разных вариантов его реализации, можно найти их в интернете по запросу HSV to RGB C++. Вот один из них, который использую я:

    На этом этапе я могу вам сказать, что после прочтения всех предыдущих уроков вы можете самостоятельно открыть и изучить исходник библиотеки и при желании взять оттуда нужный алгоритм или эффект!

    Подключение большого количества RGB

    У меня на сайте есть статья, где рассказано об алгоритме динамической индикации RGB светодиодов. Она позволяет подключить несколько RGB светодиодов или лент с возможностью изменения цвета.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию