14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подключение RGB светодиодных лент

Подключение R G B светодиодных лент

Монохромные светодиодные ленты, светящиеся только красным — R , зеленым — G , синим — B или белым — CW цветом, как правило, подключаются непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 12 В или 24 В. R G B светодиодную ленту, как и монохромные, тоже можно подключить к блоку питания постоянного тока, соединив выводы R , G и B между собой.

Но в таком случае будет упущена возможность реализации цветовых эффектов освещения, ради которых лента и была создана. Поэтому при установке цветных светодиодных лент, в разрыв цепи между блоком питания и лентой обычно устанавливают электронный контроллер. Он позволяет в автоматическом режиме изменять цвет и яркость свечения ленты в динамическом режиме по заданной с пульта дистанционного управления программе.

На фотографии изображена электрическая схема подключения R G B светодиодной ленты к сети 220 В. Блок питания (адаптер) преобразует переменное напряжение 220 В в напряжение постоянного тока 12 В, которое по двум проводам с соблюдением полярности подается на R G B контроллер. К контроллеру посредством четырех проводов в соответствии с маркировкой подключается светодиодная лента. Для удобства монтажа и ремонта светодиодного освещения узлы между собой соединяются с помощью разъемов.

Транзистор состоит из двух диодов.

Чтобы убедиться в этом, соберем небольшую схему: базу транзистора VT1

соединим с минусом источника питания, а вывод коллектора с одним из выводов лампы накаливания
EL
. Теперь если второй вывод лампы соединить с плюсом источника питания, то лампочка загорится.

Лампочка загорелась потому, что на коллекторный переход транзистора мы подали прямое

— пропускное напряжение, которое открыло коллекторный переход и через него потек
прямой ток
коллектора

. Величина этого тока зависит от сопротивления
нити накала
лампы и
внутреннего сопротивления
источника питания.

А теперь рассмотрим эту же схему, но транзистор изобразим в виде пластины полупроводника.

Основные носители заряда в базе электроны

, преодолевая p-n переход, попадают в дырочную область
коллектора
и становятся неосновными. Ставшие неосновными, электроны базы поглощаются основными носителями в дырочной области коллектора
дырками
. Таким же образом дырки из области коллектора, попадая в электронную область базы, становятся неосновными и поглощаются основными носителями заряда в базе
электронами
.

На контакт базы, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, будет поступать

практически неограниченное количество
электронов
, пополняя убывание электронов из области базы. А контакт коллектора, соединенный с положительным полюсом источника питания через нить накала лампы, способен
принять
такое же количество электронов, благодаря чему будет восстанавливаться концентрация дырок в области
базы
.

Таким образом, проводимость p-n перехода станет большой и сопротивление току будет мало, а значит, через коллекторный переход будет течь ток коллектора

. И чем
больший
будет этот ток, тем
ярче
будет гореть лампа.

Лампочка будет гореть и в случае, если ее включить в цепь эмиттерного перехода. На рисунке ниже показан именно этот вариант схемы.

А теперь немного изменим схему и базу транзистора VT1

подключим к
плюсу
источника питания. В этом случае лампа гореть не будет, так как p-n переход транзистора мы включили в
обратном
направлении. А это значит, что сопротивление p-n перехода стало
велико
и через него течет лишь очень малый
обратный ток
коллектора
Iкбо
не способный раскалить нить накала лампы
EL
. В большинстве случаев этот ток не превышает нескольких микроампер.

А чтобы окончательно убедиться в этом, опять рассмотрим схему с транзистором, изображенным в виде пластины полупроводника.

Электроны, находящиеся в области базы

, переместятся к
плюсу
источника питания, отдаляясь от p-n перехода. Дырки, находящиеся в области
коллектора
, также будут отдаляться от p-n перехода, перемещаясь к
отрицательному
полюсу источника питания. В результате граница областей как бы
расширится
, отчего образуется зона обедненная дырками и электронами, которая будет оказывать току большое сопротивление.

Но, так как в каждой из областей базы и коллектора присутствуют неосновные

носители заряда, то небольшой
обмен
электронами и дырками между областями происходить все же будет. Поэтому через коллекторный переход будет протекать ток во много раз меньший, чем прямой, и этого тока не будет хватать, чтобы зажечь нить накала лампы.

RGB светодиодная лента

Введение

Светодиодная RGB лента представляет собой гибкую ленту, с нанесенными на ней проводниками и RGB-светодиодами (полноцветными). В последнее время светодиодные ленты получили широкое распространение в архитектуре, авто и мото тюнинге, костюмах, декорациях и т.п. Также бывают водонепроницаемые ленты, которые можно использовать к примеру в бассейнах.

Светодиодные ленты бывают двух типов: аналоговые и цифровые.

В аналоговых лентах все светодиоды включены в параллель. Следовательно, вы можете задавать цвет всей светодиодной ленты, но не можете установить определенный цвет для конкретного LED. Эти ленты просты в подключении и не дорогие.

Цифровые светодиодные ленты устроены немного сложнее. К каждому светодиоду дополнительно устанавливается микросхема, что делает возможным управлять любым светодиодом. Такие ленты намного дороже обычных.

В данной статье мы рассмотрим работы только с аналоговыми светодиодными лентами.

Аналоговые RGB светодиодные ленты

– 10.5мм ширина, 3мм толщина, 100мм длина одного сегмента

– макс. потребление тока (12В, белый цвет) – 60мА на сегмент

– цвет свечения (длина волны, нм): 630нм/530нм/475нм

Схема светодиодной RGB ленты

Лента поставляется в рулонах и состоит из секций длиной по 10 см. В каждой секции размещается 3 RGB светодиода, типоразмера 5050. Т.е. в каждой секции получается, что содержится 9 светодиодов: 3 красных, 3 зеленых и 3 синих. Границы секций отмечены и содержат медные площадки. Поэтому, при необходимости, ленту можно обрезать и спокойно припаиваться. Схема светодиодной ленты:

Энергопотребление

В каждой секции ленты, последовательно подключены по 3 светодиода, поэтому питание 5В не подойдет. Питание должно быть 12В, но можно подавать напряжение и 9В, но тогда светодиоды будут гореть не так ярко.

Одна LED-линия сегмента потребляет приблизительно 20мА при питании 12В. Т.о. если зажечь белый цвет (т.е. красный 100%, зеленый 100% и синий 100%), то энергопотребление секции составит около 60мА.

Теперь, можно легко посчитать потребление тока всей ленты. Итак, длина ленты составляет 1 метр. В ленте 10 секций (по 10 см каждая). Потребление ленты при белом цвете составит 60мА*10=600мА или 0.6А. Если использовать ШИМ fade-эффект между цветами, то энергопотребление можно снизить вдвое.

Подключение ленты

Для того, чтобы подключить ленту, необходимо припаять провода к 4 контактным площадкам. Мы использовали белый провод для +12В, а остальные цвета в соответствии с цветами светодиодов.

Читать еще:  Одножильный и двужильный нагревательный мат

Срежьте защитную пленку на конце ленты. С какой стороны будет производится подключение – не важно, т.к. лента симметричная.

Зачистите слой изоляции, чтобы оголить контактные площадки.

Припаяйте четыре провода. Лучше использовать многожильный провод (например ПВ3 или кабель ПВС), он более гибкий.

Для защиты от воды и внешних воздействий можно использовать термоусадочную трубку. Если светодиодная лента будет использоваться во влажной среде, то дополнительно, контакты можно промазать силиконом.

Работа с светодиодной лентой

Ленту легко можно использовать с любым микроконтроллером. Для управления светодиодами рекомендуется использовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Не подключайте выводы ленты напрямую к выводам МК, т.к. это большая токовая нагрузка и контроллер может сгореть. Лучше использовать транзисторы.

Вы можете использовать NPN-транзисторы или еще лучше N-канальные мосфеты. При подборе транзистора не забудьте, что максимальный коммутируемый ток транзистора нужно брать с запасом.

Подключение светодиодной ленты к контроллеру Arduino

Рассмотрим пример подключения светодиодной ленты к популярному контроллеру Arduino. Для подключения, можно использовать недорогие и популярные мосфеты STP16NF06. Можно также использовать и обычные биполярные транзисторы, к примеру TIP120. Но по сравнению с мосфетом, у него больше потери напряжения, поэтому все же рекомендуется использовать первые.

На схеме ниже показано подключение RGB светодиодной ленты при использовании N-канальных мосфетах. Затвор мосфета подключается к pin1 контроллера, сток к pin2 и исток к pin3.

Ниже, показана схема подключения при использовании обычных биполярных транзисторов (например TIP120). База транзистора подключается к pin1 контроллера, коллектор к pin2 и эмиттер к pin3. Между базой и выводом контроллера необходимо поставить резистор сопротивлением 100-220 Ом.

К контроллеру Arduino подключите источник питания с напряжением 9-12 Вольт, а +12В от светодиодной ленты необходимо подключить к выводу Vin контроллера. Можно использовать 2 раздельных источника питания, только не забудьте соединить “земли” источника и контроллера.

Оригинал статьи на английском языке (перевод Колтыков А.В. )

Контроллер управления светодиодными RGB-лентами LED-C-01

Для того, чтобы управлять такой лентой необходим специальный контроллер. Мы разработали электронное устройство, предназначенное для управления многоцветной светодиодной лентой — контроллер LED-C-01.

Используя наш контроллер LED-C-01 можно управлять светодиодными лентами с любого устройства, на котором можно запустить интернет обозреватель, будь то стационарный компьютер, ноутбук, планшет или смартфон. Контроллер позволяет быстро и просто менять цвет ленты, включать и выключать устройство, а также просмотреть текущий статус ленты (вкл/выкл). Все это дает возможность управлять лентой на удаленном расстоянии.

Ключевые характеристики устройства

Вся элементная база построена на проверенных временем компонентах и не содержит дорогостоящих деталей, что позволило снизить стоимость контроллера и повысить его надежность.

Железо
  • процессор ATmega 328;
  • управление светодиодами: методом ШИМ;
  • силовые ключи на основе полевых транзисторов IRL3716
  • 2 RGB-канала для подключения светодиодных лент;
  • интерфейс Ethernet для подключения к сети;
  • Ethernet-контроллер: ENC28J60;
  • напряжение питания – 12 В / 24 В, постоянное.

Прошивка
  • встроенный web-сервер для управления и настройки;
  • управление http-запросами (методом GET);
  • первоначальная настройка контроллера LED-C-01 осуществляется с помощью web-интерфейса.

Физические характеристики
  • пластиковый корпус;
  • габаритные размеры: 153х58х37 (мм);
  • масса: 0.25 кг;
  • рабочий диапазон температур: -25°C до 65°C.

Контроллер имеет один вход для питания. Поддерживается напряжение 12 В и 24 В (в зависимости от напряжения питания самой светодиодной ленты). Это позволяет осуществлять поддержку огромного числа светодиодных лент от разных производителей.
Помимо этого, на передней панели есть два разъема для подключения самих RGB-лент. Каждый разъем для подключения имеет три канала (для управления красным, зеленым и синими цветами ленты). Каждый канал способен выдержать нагрузку до 30 А (по даташиту транзисторы выдержат ток до 130 А, но для этого нужно изменить дорожки на плате и установить мощные радиаторы и охлаждение).
Также на передней панели устройства имеется разъем RJ-45 для подключения контроллера к локальной сети «умного дома».

Изначально мы планировали использовать в каждом нашем устройстве разработанный нами Ethernet-модуль для управления девайсами посредством HTTP-запросов. Поэтому в данном контроллере мы также решили использовать этот модуль.

После того как мы выработали основные требований к нашему разрабатываемому контроллеру, мы сделали первый прототип устройства методом ЛУТ. Проверили его работу на нескольких обрезках светодиодных лент (длинных лент под рукой не было) и, убедившись, что все работает как мы и хотели, заказали первую партию плат на заводе:

К тому времени как платы приехали с завода, наконец-то, была приобретена цельная лента длиной 5 метров и мы приступили к сборке девайсов.
Основная плата, без установленного Ethernet-модуля:

С установленным Ethernet-модулем:

Вид на плату со стороны разъемов:

После сборки мы подключили к устройству 5 метров светодиодной RGB-ленты и занялись тестированием.
Нас ждало разочарование. Нет, лента, конечно, загоралась и управлялась. Но передача команды на включение ленты белым цветом приводила к следующему (кликабельно):

Мы выбрали слишком большую частоту для ШИМа (25 кГц) и лента светилась неравномерно.
После серии экспериментов с разными лентами мы остановились на частоте 750 Гц и всё стало на свои места цвета 🙂

Первый собранный экземпляр LED-C-01 перед установкой в квартиру моего друга мы поместили в готовый пластиковый корпус, купленный в соседнем магазинчике (на КДПВ как раз этот первый экземпляр, а ниже фото кликабельны):

В связи с тем, что корпус подбирался в очень сжатые сроки, пришлось воспользоваться термоклеем:

Обратная сторона (со стороны крепления на DIN-рейку):

Девайс в сборе:

После того, как я намучился с этим корпусом во время его сборки, да и во время монтажа девайса в квартире друга (для подключения устройства необходимо полностью разобрать корпус, потом собрать), было принято решение изготовить корпус на 3D-принтере.

Для этого мы разработали модель корпуса:

И напечатали корпус на 3D-принтере (кликабельно):

В итоге второй экземпляр получился таким (кликабельно):

Как происходит управление контроллером?

Устройство управляется с помощью протокола HTTP (метод Get). Контроллер подключается к локальной сети «умного дома» (посредством разъема RJ-45) и им можно управлять с любого компьютерного устройства, также подключенного к этой сети.
В данный момент времени протокол SSL не поддерживается, и поэтому предусмотрено специальное секретное слово, с помощью которого можно ограничить управление контроллером.

Управление осуществляется следующим образом. При обращении к контроллеру из браузера с любого компьютерного устройства — открывается web-страница. На ней можно задать первоначальные параметры: установить IP-адрес устройства и секретное слово, а также установить цвет светодиодных лент, и включить и выключить ленты.

Все необходимые аргументы запроса передаются в его параметрах.
Например, включение белого цвета ленты, подключенной ко второму каналу контроллера, выполняется следующим запросом:

Здесь параметры red2, green2 и blue2, как можно догадаться, отвечают за цвет.
Параметр smo2 установленный в значение «0» говорит о том, что переключение цвета будет резкое, а не плавное.
Если указать smo2=8, то переключение состояния ленты будет происходить в течение восьми «условных интервалов времени» 🙂
Каждый «условный интервал времени» равен 5 секундам.

Для манипуляции первым каналом необходимо передавать такие же запросы, только вместо «2» во всех именах параметров будет «1». Например,
В результате данного запроса лента на первом канале переключится в красный цвет в течение пяти «условных интервалов времени» (то есть 25 секунд) 🙂

Читать еще:  Как сделать большой «Киндер Сюрприз» из бумаги

Спасибо за внимание!

Другие статьи о наших устройствах для:

  • Подключения по сети Ethernet.
  • Управления освещением.
  • Multiroom-контроллере.
  • Сбора информации от датчиков движения.
  • Управления электрическим тёплым полом.
  • Управления освещением лестницы.

UPD: Поправил информацию по току в статье.

Какие есть виды

Они бывают различных типов, включая герметичный с разными типами защиты. Стандарт защиты IP 20 указывает на то, что данный вид устройства наименее защищён и его нельзя использовать на улице, а также в помещения с высокой влажностью. В свою очередь устройство с уровнем защиты IP68 идеально подходит для наружного использования.

По типу управления выделяют такие виды:

  • Контроллер для светодиодной ленты с пультом. Он управляется при помощи инфракрасного излучения. Радиус действия самого пульта приблизительно до десяти метров. Датчик должен находиться в зоне прямой видимости для нормальной передачи сигнала.
  • Кнопочные пульты являются самыми распространёнными. Они дешёвые и не отличаются сложностью в эксплуатации. Каждая кнопка отвечает своей функции.
  • Сенсорные пульты управления имеют сенсорное кольцо. Оно позволяет выбрать режим и цвет свечения светодиодов.
  • Без пульта. Такая разновидность актуальна, если нет необходимости менять режим работы устройства. Управление происходит с помощью кнопок, расположенных на самом корпусе. Режимы и количество функций зависят непосредственно от модели.
  • У мини-контроллера RGB есть три кнопки управления: mode (режим), speed bright (скорость мерцания) и color (цвет). Его небольшие размеры позволяют быстро и удобно подключать к открытому блоку питания, а также хранить практически в любом месте.
  • Устройство с радиопультом происходит при помощи радиосигнала, радиус которого составляет 100 метров. Функционирует даже через стены.
  • Существуют устройства, управляемые по Wi-Fi. Ими можно управлять через планшет, смартфон, компьютер. Программное обеспечение для управления прилагается на диске или доступно в интернете на iStore или на Play Market. Есть модели с уже устроенным Wi-Fi модулем и те, которые управляются через роутер. Он в свою очередь может регулировать несколько RGB-лент.
  • Звуковые устройства оснащены функцией сканирования звуков (хлопок или щелчок), обрабатывают их и меняют режим работы светодиодов.
  • Помимо этого, существуют светодиодные лампы Gauss, оснащённые RGB-контроллером с пультом управления. Светодиодная лампа GX53 не уступает по функциям, мощности и цветовой гамме лентам. В сочетании с лентой, вместе светильники дают прекрасное и качественное освещение.

RGB светодиодная лента

Введение

Светодиодная RGB лента представляет собой гибкую ленту, с нанесенными на ней проводниками и RGB-светодиодами (полноцветными). В последнее время светодиодные ленты получили широкое распространение в архитектуре, авто и мото тюнинге, костюмах, декорациях и т.п. Также бывают водонепроницаемые ленты, которые можно использовать к примеру в бассейнах.

Светодиодные ленты бывают двух типов: аналоговые и цифровые.

В аналоговых лентах все светодиоды включены в параллель. Следовательно, вы можете задавать цвет всей светодиодной ленты, но не можете установить определенный цвет для конкретного LED. Эти ленты просты в подключении и не дорогие.

Цифровые светодиодные ленты устроены немного сложнее. К каждому светодиоду дополнительно устанавливается микросхема, что делает возможным управлять любым светодиодом. Такие ленты намного дороже обычных.

В данной статье мы рассмотрим работы только с аналоговыми светодиодными лентами.

Аналоговые RGB светодиодные ленты

– 10.5мм ширина, 3мм толщина, 100мм длина одного сегмента

– макс. потребление тока (12В, белый цвет) – 60мА на сегмент

– цвет свечения (длина волны, нм): 630нм/530нм/475нм

Схема светодиодной RGB ленты

Лента поставляется в рулонах и состоит из секций длиной по 10 см. В каждой секции размещается 3 RGB светодиода, типоразмера 5050. Т.е. в каждой секции получается, что содержится 9 светодиодов: 3 красных, 3 зеленых и 3 синих. Границы секций отмечены и содержат медные площадки. Поэтому, при необходимости, ленту можно обрезать и спокойно припаиваться. Схема светодиодной ленты:

Энергопотребление

В каждой секции ленты, последовательно подключены по 3 светодиода, поэтому питание 5В не подойдет. Питание должно быть 12В, но можно подавать напряжение и 9В, но тогда светодиоды будут гореть не так ярко.

Одна LED-линия сегмента потребляет приблизительно 20мА при питании 12В. Т.о. если зажечь белый цвет (т.е. красный 100%, зеленый 100% и синий 100%), то энергопотребление секции составит около 60мА.

Теперь, можно легко посчитать потребление тока всей ленты. Итак, длина ленты составляет 1 метр. В ленте 10 секций (по 10 см каждая). Потребление ленты при белом цвете составит 60мА*10=600мА или 0.6А. Если использовать ШИМ fade-эффект между цветами, то энергопотребление можно снизить вдвое.

Подключение ленты

Для того, чтобы подключить ленту, необходимо припаять провода к 4 контактным площадкам. Мы использовали белый провод для +12В, а остальные цвета в соответствии с цветами светодиодов.

Срежьте защитную пленку на конце ленты. С какой стороны будет производится подключение – не важно, т.к. лента симметричная.

Зачистите слой изоляции, чтобы оголить контактные площадки.

Припаяйте четыре провода. Лучше использовать многожильный провод (например ПВ3 или кабель ПВС), он более гибкий.

Для защиты от воды и внешних воздействий можно использовать термоусадочную трубку. Если светодиодная лента будет использоваться во влажной среде, то дополнительно, контакты можно промазать силиконом.

Работа с светодиодной лентой

Ленту легко можно использовать с любым микроконтроллером. Для управления светодиодами рекомендуется использовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Не подключайте выводы ленты напрямую к выводам МК, т.к. это большая токовая нагрузка и контроллер может сгореть. Лучше использовать транзисторы.

Вы можете использовать NPN-транзисторы или еще лучше N-канальные мосфеты. При подборе транзистора не забудьте, что максимальный коммутируемый ток транзистора нужно брать с запасом.

Подключение светодиодной ленты к контроллеру Arduino

Рассмотрим пример подключения светодиодной ленты к популярному контроллеру Arduino. Для подключения, можно использовать недорогие и популярные мосфеты STP16NF06. Можно также использовать и обычные биполярные транзисторы, к примеру TIP120. Но по сравнению с мосфетом, у него больше потери напряжения, поэтому все же рекомендуется использовать первые.

На схеме ниже показано подключение RGB светодиодной ленты при использовании N-канальных мосфетах. Затвор мосфета подключается к pin1 контроллера, сток к pin2 и исток к pin3.

Ниже, показана схема подключения при использовании обычных биполярных транзисторов (например TIP120). База транзистора подключается к pin1 контроллера, коллектор к pin2 и эмиттер к pin3. Между базой и выводом контроллера необходимо поставить резистор сопротивлением 100-220 Ом.

К контроллеру Arduino подключите источник питания с напряжением 9-12 Вольт, а +12В от светодиодной ленты необходимо подключить к выводу Vin контроллера. Можно использовать 2 раздельных источника питания, только не забудьте соединить “земли” источника и контроллера.

Оригинал статьи на английском языке (перевод Колтыков А.В. )

Как разрезать светодиодную ленту на отрезки

Как Вы уже наверно поняли, R G B светодиодная лента любой длины (относиться и к монохромным лентам), состоит из коротких самостоятельных отрезков, представляющих собой законченное изделие. Достаточно подать на контактные площадки напряжение питания и лента будет излучать свет. Для получения отрезка ленты требуемой длины элементарные отрезки соединяют между собой в соответствии с буквенной маркировкой.

Обычно лента выпускается длиной пять метров. В случае необходимости ее можно укоротить, разрезав поперек по линии, нанесенной по центру контактных площадок между маркировкой, бывает, в этом месте дополнительно наносят символическое изображение ножниц. Иногда ленту приходится разрезать, чтобы установить под углом. В таком случае разрезанные одноименные контактные площадки соединяются между собой с помощью пайки отрезками провода.

Читать еще:  Ремонт пола, настил ламината и монтаж плинтуса

Принцип работы транзистора

Транзистор работает в режимах «Открыто» и «Закрыто». Рассмотрим, как работает транзистор биполярного типа на уровне «чайников», и на каких физических процессах основано его функционирование. В таком транзисторе коллектор и эмиттер сильно легированы, база тонкая, содержит малое количество примесей.

Простое изложение принципа работы биполярного транзистора:

  • Подключение к зажимам одноименного напряжения к эмиттеру и базе (p подсоединяется к «+», а n – к «-») приводит к появлению тока между эмиттером и базой. В базе образуются носители зарядов. Чем выше напряжение, тем больше количество носителей зарядов появляется в базе. Ток, подаваемый на базу, называется управляющим.
  • Если к коллектору подключить обратное напряжение (n-коллектор подключается к плюсу, p-коллектор – к минусу), то между эмиттером и коллектором появится разница потенциалов, и между ними потечет ток. Чем больше носителей заряда скапливается в базе, тем сильнее будет ток между коллектором и эмиттером.
  • При увеличении управляющего напряжения на базе растет ток «эмиттер-коллектор». Причем несущественный рост напряжения приводит к значительному усилению тока «эмиттер-коллектор». Этот принцип используется при производстве усилителей.

Если к эмиттеру и базе подключают напряжение, противоположное по знаку, ток прекращается, и транзистор переходит в закрытое состояние.

Кратко принцип работы полупроводникового транзистора можно изложить так: при подключении к зажимам эмиттера и базы напряжения одноименного заряда прибор переходит в открытое состояние, при подключении к этим выводам обратных зарядов транзистор закрывается.

RGB СВЕТОДИОДНЫЙ КОНТРОЛЛЕР

Описание системы

Захотелось мне сделать RGB свет для видео из китайских компонентов. RGB – значит нужен ШИМ контроллер, значит нужно его сделать! Вот и сделал: GyverRGB – контроллер для RGB светодиодных лент со множеством режимов и настроек, модульной структурой и различными способами управления.

Железо

Используется обыкновенная RGB светодиодная лента с общим анодом (контакты 12V G R B). Я использовал два ряда ленты с плотностью 120 диодов на метр, чтобы иметь хороший запас по яркости даже на одном цвете.

В проекте используется Arduino NANO (микроконтроллер ATmega328p). В качестве 100% совместимого аналога можно использовать Arduino UNO/Pro Mini.

Я рассматривал два варианта драйвера для светодиодной ленты: китайский RGB LED amplifier и самодельный драйвер из трёх МОСФЕТ (полевых) транзисторов. LED amplifier очень удобен в подключении, но имеет жуткий недостаток: на высоких частотах у него поднимается нижний порог яркости, что приводит к трате оттенков и вообще некорректной работе режимов.

Вывод: если контроллер не планируется использовать для видео света, то можно поставить LED amplifier и в настройках контроллера поставить низкую частоту (490 Гц), глаз такую частоту не заметит, но снятое на камеру видео будет «стробить». Если планируется использовать контроллер для создания видео света, то в обязательном порядке нужно делать свой драйвер. Также свой драйвер позволит работать с большими отрезками ленты, т.к. транзисторы можно поставить очень мощные.

Полевой транзистор подойдёт практически любой (99%), наковырять можно из материнской платы. Список популярных МОСФЕТов в корпусе to-220: IRF3205, IRF3704ZPBF, IRLB8743PBF, IRL2203NPBF, IRLB8748PBF, IRL8113PBF, IRL3803PBF, IRLB3813PBF (в порядке роста стоимости). Список популярных МОСФЕТов в корпусе D-pak: STD17NF03LT4, IRLR024NPBF, IRLR024NPBF, IRLR8726PBF, IRFR1205PBF, IRFR4105PBF, IRLR7807ZPBF, IRFR024NPBF, IRLR7821TRPBF, STD60N3LH5, IRLR3103TRPBF, IRLR8113TRPBF, IRLR8256PBF, IRLR2905ZPBF, IRLR2905PBF (в порядке роста стоимости).

Управление контроллером предусмотрено тремя способами:

  • Энкодер – китайский модуль в двух вариантах
  • ИК пульт – продаётся вместе с приёмником-модулем, но удобнее монтировать отдельный приёмник
  • Кнопка – обычная нормально-разомкнутая тактовая кнопка
  • Bluetooth – управление с приложения GyverRGB для Android

Питается система от 12V, от блока питания или батареи из трёх литиевых аккумуляторов. При питании от аккумуляторов предусмотрен «вольтметр» – делитель напряжения на резисторах, позволяющий измерить напряжение на батарее для вывода его на дисплей.

Софтовые фишки

  • Автоматическое отключение дисплея по таймауту неактивности
  • Несколько вариантов частоты ШИМ для драйвера:
    • 490 Гц – для дешёвых LED усилителей
    • 8 кГц – слышно, как пищит
    • 4 кГц – работает только на самодельном драйвере
    • Настраиваемая до герца
  • Настраиваемое направление работы ШИМ (для готовых и самодельных усилителей)
  • Автоматическое ограничение тока потребления на основе количества светодиодов и яркости каналов цвета
  • Вывод напряжения питания на дисплей в вольтах или процентах
  • Режим поддержания яркости при разрядке аккумулятора (при полном заряде чуть занижает яркость)
  • Коррекция яркости по CRT гамме
  • Матрица коррекции LUT
  • 10 настраиваемых профилей
  • 11 настраиваемых режимов работы для каждого профиля, из них 5 статических и 6 динамических
  • Настройки хранятся в EEPROM и не сбрасываются при перезагрузке

Описание режимов и настроек

  1. RGB– цвет в пространстве RGB
    • BR – яркость (0-255)
    • R – красный (0-255)
    • G – зелёный (0-255)
    • B – синий (0-255)
  1. HSV– цвет в пространстве HSV
    • HUE – цвет (0-255)
    • SAT – насыщенность (0-255)
    • VAL – яркость (0-255)
  1. Color– яркий цвет
    • BR – яркость (0-255)
    • COL – номер цвета (0-1530)
  1. ColorSet– предустановленные цвета
    • BR – яркость (0-255)
    • COL – цвет
      • WHITE
      • SILVER
      • GRAY
      • BLACK
      • RED
      • MAROON
      • YELLOW
      • OLIVE
      • LIME
      • GREEN
      • AQUA
      • TEAL
      • BLUE
      • NAVY
      • PINK
      • PURPLE
  1. Kelvin– установка цветовой температуры
    • BR – яркость (0-255)
    • TEMP – цветовая температура, К (1000-10000)
  1. ColorW– плавная смена цвета
    • BR – яркость (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)
    • STP – шаг (0-500)
  1. Fire– стандартный огонь
    • BR – яркость (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)
    • STP – шаг (0-500)
  1. FireM– ручной огонь
    • BR – макс. яркость (0-255)
    • COL – цвет (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)
    • MIN – мин. яркость (0-255)
  1. Strobe– стробоскоп
    • HUE – цвет (0-255)
    • SAT – насыщенность (0-255)
    • VAL – яркость (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)
  1. StrobeR– стробоскоп со случайным периодом
    • HUE – цвет (0-255)
    • SAT – насыщенность (0-255)
    • VAL – яркость (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)
  1. Police– мигалки
    • BR – яркость (0-255)
    • SPD – скорость (0-1000)

Управление

Энкодер

  • Кнопка удержана около секунды – вкл/выкл светодиоды
  • Кнопка клик – навигация: выбор профиля -> выбор режима -> выбор настройки
  • Смена профиля – поворот рукоятки
  • Смена режима – поворот рукоятки
  • Смена настройки – поворот рукоятки
  • Выбор настройки – нажатие, удержание и поворот рукоятки

ИК пульт

  • Кнопки 9 – быстрый переход к профилю с номером
  • Кнопки * и # – вкл и выкл систему
  • Кнопка ОК – навигация: профиль -> режим -> настройка
  • Кнопки вправо/влево – смена профиля/меню/настройки
  • Кнопки вверх/вниз – изменение выбранной настройки

Bluetooth

Загрузить приложение GyverRGB (для Android) и наслаждаться!

Кнопка (с версии 1.2)

  • Клик: включить/выключить ленту
  • Двойной клик: следующий пресет
  • Тройной клик: предыдущий пресет
  • Удержание: смена яркости

Кнопка вариант 2 (с версии 1.3)

  • Клик: включить/выключить ленту
  • Двойной клик: следующий цвет (12 цветов по кругу Иттена)
  • Тройной клик: предыдущий цвет
  • Удержание: смена яркости
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector