На носу Новый год, праздничное настроение, разноцветные огни... И конечно нужно задуматься о новогодних подарках для своих близких. Вы уже придумали что подарить? Я долго размышлял над этим и решил что лучший подарок, это подарок сделанный своими руками. В результате чего была затеяна данная конструкция RGB светильника. Её можно использовать везде и как угодно, она интуитивно понятна и проста, а значит понравится любому человеку. Функция светильника очень проста: освещать окружающий интерьер различными меняющимися цветами. Для этой нехитрой задачи пойдёт практически любой микроконтроллер, но я остановился на AVR микроконтроллере Attiny13, так как он достаточно распространён, дешёв и у меня его много. В качестве светодиода я использовал матовый RGB светодиод с четырьмя выводами, с общим катодом.
На схеме указано подключение RGB светодиода с общим анодом.
Но во время разработки я наткнулся на одну неприятность, у микроконтроллера Attiny13 всего лишь два аппаратных ШИМ выхода на таймере 0 и на этом всё. Ох, а нужно ведь три ШИМа, на три цвета... И засада, таймер в МК один... Поэтому я решил поизвращаться и реализовал три программных ШИМа на таймере 0, получилось очень даже хорошо, но, данный метод плох тем что частота этого ШИМа получается низка. И чтобы не было видно мерцаний светодиода пришлось запускать микроконтроллер на частоте 9,6 МГц. Прошивку я писал в среде BASCOM-AVR. Главное что всё работает!
Питание RGB светильника осуществляется от двух мизинчиковых батареек AA типа по 1.5 вольт каждая. В сумме получается 3 вольта, то что нужно устройству. Для удобной эксплуатации светильника батарейки вставляются в специальный для них отсек, который я приобрёл в радио магазине. Светодиод нужно использовать RGB с четырьмя выводами, общим выводом может быть как анод так и катод, от этого поменяется только подключение светодиода по схеме, плата и прошивка. Микроконтроллер Attiny13 можно использовать с любыми буквенными индексами, в любом корпусе (желательно в DIP чтобы подходил на плату). Для установки микроконтроллера используйте панель DIP-8, это позволит быстро и удобно извлечь микроконтроллер из платы в случае замены или прошивки.
Прототип RGB светильника на макетной плате с механическими контактами:
Сам светильник я реализовал на круглой печатной плате диаметром 5 см. Плата сделана по на стеклотекстолите, чтобы плату сделать абсолютно круглой я сначала её высверлил и обработал напильником по контуру окружности. Для наилучшего качества я рекомендую, сначала, перевести рисунок на квадратный кусок текстолита, протравить его в растворе хлорного железа или медного купороса и лишь потом, по контуру окружности рисунка, высверливать и подгонять, круглую плату. Рисунок печатной платы я делал в программе , исходные файлы платы вы можете найти ниже.
T13RGBA.LAY - Файл печатной платы светильника под светодиод с общим анодом
T13RGBK.LAY - Файл печатной платы светильника под светодиод с общим катодом
В качестве корпуса всего светильника я решил использовать маленький круглый цветочный горшочек, собственно под него и делалась печатная плата.
RGB светильник без корпуса (плата и отсек для батареек):
Для работы светильника нужно прошить микроконтроллер соответствующей прошивкой, для этого вам потребуется программатор AVR микроконтроллеров. Программатор можно использовать практически любой, главное чтобы он поддерживал ISP режим и микроконтроллер Attiny13. Я написал две версии прошивки, одна для светодиода с общим анодом, другая для светодиода с общим катодом. Файлы прошивки и исходники в среде вы можете найти ниже.
FWT13RGBA.HEX - Файл прошивки светильника под светодиод с общим анодом
FWT13RGBK.HEX - Файл прошивки светильника под светодиод с общим катодом
Не зависимо от файла, после прошивки нужно прошить соответствующие фьюз-биты указанные ниже.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | МК AVR 8-бит | ATtiny13 | 1 | Требуется прошивка | В блокнот | |
| HL1 | RGB светодиод | 1 | В блокнот | |||
| R1-R3 | Резистор | 100 Ом | 3 | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | ||
| С1 | Конденсатор электролитический | 10 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| С2 | Конденсатор керамический | 0.1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| Кнопка с фиксацией | 1 |
В данной статье мы расскажем о цветных светодиодах, отличии простого RGB-светодиода от адресуемого, дополним информацией о сферах применения, о том, как они работают, каким образом осуществляется управление со схематическими картинками подключения светодиодов.
1. Вводная информация о светодиодах
Светодиоды – электронный компонент, способный излучать свет. Сегодня они массово применяются в различной электронной технике: в фонариках, компьютерах, бытовой технике, машинах, телефонах и т.д. Многие проекты с микроконтроллерами так или иначе используют светодиоды.
Основных назначений у них два :
Демонстрация работы оборудования или оповещение о каком-либо событии;
применение в декоративных целях (подсветка и визуализация).
Внутри светодиод состоит из красного (red), зеленого (green) и синего (blue) кристаллов, собранных в одном корпусе. Отсюда такое название – RGB (рис.1).
2. С помощью микроконтроллеров
С помощью него можно получить множество различных оттенков света. Управление RGB-светодиодом осуществляется с помощью микроконтроллера (MK), например, Arduino (рис.2).
Конечно, можно обойтись простым блоком питания на 5 вольт, резисторами в 100-200 Ом для ограничения тока и тремя переключателями, но тогда управлять свечением и цветом придется вручную. В таком случае добиться желаемого оттенка света не получится (рис.3-4).
Проблема появляется тогда, когда нужно подсоединить к микроконтроллеру сотню цветных светодиодов. Количество выводов у контроллера ограничено, а каждому светодиоду нужно питание по четырем выводам, три из которых отвечают за цветность, а четвертый контакт является общим: в зависимости от типа светодиода он может быть анодом или катодом.
3. Контроллер для управление RGB
Для разгрузки выводов МК применяются специальные контроллеры WS2801 (5 вольт) или WS2812B (12 вольт) (рис.5).
С применением отдельного контроллера нет необходимости занимать несколько выходов MK, можно ограничиться лишь одним сигнальным выводом. МК подает сигнал на вход «Data» управляющего контроллера светодиода WS2801.
В таком сигнале содержится 24-битная информация о яркости цвета (3 канала по 8 бит на каждый цвет), а также информация для внутреннего сдвигового регистра. Именно сдвиговый регистр позволяет определять, к какому светодиоду информация адресовывается. Таким образом можно соединять несколько светодиодов последовательно, при этом использовать все так же один вывод микроконтроллера (рис.6).
4. Адресуемый светодиод
Это RGB-светодиод, только с интегрированным контроллером WS2801 непосредственно на кристалле. Корпус светодиода выполнен в виде SMD компонента для поверхностного монтажа. Такой подход позволяет расположить светодиоды максимально близко друг другу, делая свечение более детализированным (рис.7).
В интернет-магазинах можно встретить адресные светодиодные ленты, когда в одном метре умещается до 144 штук (рис.8).
Стоит учесть, что один светодиод потребляет при полной яркости всего 60-70 мА, при подключении ленты, например, на 90 светодиодов, потребуется мощный блок питания с током не менее 5 ампер. Ни в коем случае не питайте светодиодную ленту через контроллер, иначе он перегреется и сгорит от нагрузки. Используйте внешние источники питания (рис.9).
5. Недостаток адресуемых светодиодов
Адресуемая светодиодная лента не может работать при слишком низких температурах: при -15 контроллер начинает подглючивать, на более сильном морозе велик риск его выхода из строя.
Второй недостаток в том, что если выйдет из строя один светодиод, следом по цепочке откажутся работать и все остальные: внутренний сдвиговый регистр не сможет передать информацию дальше.
6. Применение адресуемых светодиодных лент
Адресуемые светодиодные ленты можно применять для декоративной подсветки машины, аквариума, фоторамок и картин, в дизайне помещений, в качестве новогодних украшений и т.д.
Получается интересное решение, если светодиодную ленту использовать в качестве фоновой подсветки Ambilight для монитора компьютера (рис.10-11).
Если вы будете использовать микроконтроллеры на базе Arduino, вам понадобится библиотека FastLed для упрощения работы со светодиодной лентой ().
Разноцветная светодиодная RGB лента – основной тренд 2018-2019 года. Разберем как ее правильно подключить, что такое RGB контроллер, усилитель и зачем они нужны.
Что такое RGB светодиодная лента
RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) – это светодиодная лента, способная при работе менять свой цвет. В каждом LED модуле находятся три светодиода – красный, синий и зеленый. Изменяя отдельно яркость свечения каждого кристалла, вы получаете любой цвет видимого спектра.
Внешне RGB led отличается от моноцветной только количеством выводов. Здесь их 4 – три из них для питания каждого отдельного кристалла и один общий плюс.
Существуют особые led ленты с пятью выводами. Маркируются они как LED RGB W (W – white). Пятый вывод отвечает за белый свет. Дело в том, что в трехцветном диоде белый цвет получается смешивая все три цвета в равных пропорциях. Такой «белый» отличается от чистого моно- света. Поэтому появился тип led с четвертым кристаллом белого цвета.
Эти ленты (как и моноцветные) имеют несколько классов пыле- влагозащиты:
- IP20 – без защиты, боится влаги и пыли;
- IP67-69 – не боится пыли, может быть использована во влажной среде (ванна, аквариум).
Что нужно для подключения RGB ленты
Разберемся как правильно подключить светодиодную RGB ленту. Для полноценной схемы освещения нам понадобится:
- Светодиодная лента;
- блок питания;
- RGB-контроллер с пультом управления;
- RGB-усилитель (опционально).
Блок питания
Питание для светодиодной ленты нужно подбирать с учетом предполагаемой нагрузки и его будущего места расположения. Рассмотрим на примере SMD5050 60 led. Потребляемая мощность – 14,4 Вт/м.
При длине в 5 метров, необходимая мощность БП будет:
5м * 14,4Вт * 1,25 (коэффициент запаса) = 90Вт
Разновидности блоков питания для led Если длина 15 метров, то БП соответственно нужен в 3 раза мощнее – 270W. Если длина ленты 20, 25 и больше метров – целесообразно устанавливать несколько БП меньшей мощности.
Степень защиты зависит от расположения БП. Если располагается в сухом, закрытом помещении достаточно IP20. Если в ванной или других агрессивных условиях, то не ниже IP67.
RGB контроллер
Управление светом осуществляется через специальный контроллер. Он подключается между блоком питания и светодиодами, снабжается проводным или беспроводным пультом.
RGB контроллер Контроллер, как и блок питания, подбирается в зависимости от суммарной мощности ленты. С тем отличием, что к необходимой мощности БП добавляют 25-30% запаса, а контроллер подбирают впритык по мощности.
Например . Нужно подключить 10 метров SMD5050 60 led. Мощность 1 метра – 14,4 Вт, соответственно нам нужен контроллер на 144 Вт.
По принципу управления различают: проводные – чаще монтируются на стену; беспроводные с управлением через:
- Инфракрасный порт (ИК) – пульт должен находиться в зоне прямой видимости;
- радио-канал – позволяет пользоваться в пределах дома;
- Wi-Fi – позволяют как управлять с пульта, так и с приложения на смартфоне.
Управление освещением со смартфона После установки и подключения, вы сможете:
- Устанавливать цвет вручную. Доступны как чистые цвета, так и смешанные оттенки.
- Регулировать яркость – аналогично обычному диммеру (подробнее про ).
- Автоматические режимы. К ним относится переключение цветов, быстрое мерцание, плавное изменение, плавные затухания и другие алгоритмы.
А если мощности RGB контроллера не хватает, чтобы подключить все освещение (больше 20 метров)? Можно установить 2 контроллера, но управлять светом одной комнаты придется с двух пультов, что не удобно и дорого. Второй (правильный) вариант — использовать RGB усилитель.
RGB усилитель (led amplifier)
Этот прибор позволяет усиливать и передавать дальше по цепи сигнал от контроллера. Таким образом, задействовав несколько усилителей, можно собрать контур освещения любой длины.
Rgb усилитель (led amplifier) Усилитель устанавливается в разрыв ленты и имеет отдельное подключение к блоку питания (про подключение ниже). Мощность подбираем исходя из остатка ленты, которой не хватает мощности контроллера.
Некоторые думают, что усилитель нужен для увеличения яркости и его нужно использовать даже для отрезка до 5 метров. Это в корне не верно.
Наглядный пример . Нужно подключить 20м SMD 3528 (14,4 Вт/м), общей мощностью 288 Вт. В наличии у нас только контроллер с мощностью 216 Вт и блок питания на 300W. Соответственно нужен усилитель:
288 Вт — 216 Вт = 72 Вт
Мощность БП 300 Вт, его достаточно для питания контроллера и усилителя. В случае если мощности БП недостаточно (например 250W), нужен отдельный БП для усилителя.
Подключение светодиодной RGB ленты
Правильный порядок подключения элементов цепи выглядит следующим образом:
Правильный порядок подключенияЗапомните. Участки ленты, длиной больше 5 метров, должны подключаться только параллельно.
Что будет, если подключить последовательно?
Во-первых, вы заметно потеряете в яркости на конце участка. Хотя светодиоды и имеют очень малое сопротивление, но потери есть. При такой протяженности на конце напряжение будет порядка 10В. Пониженное напряжение даст пониженную яркость, уже заметную для глаза.
Неправильное подключение 
Правильное подключение Во-вторых, токопроводящие дорожки ленты рассчитаны на максимальную длину 5м. Подключив последовательно еще 5, дорожки будут перегреваться и освещение скорее всего перегорит в самом начале участка.
Соединять ленту между собой можно с помощью пайки или клеммами. Для одноцветных вариантов продаются двухвыводные клеммы (коннекторы), для RGB – четырёх или пяти. Уточняйте этот момент при покупке.
Блок питания подключается в сеть 220В (клеммы AC, полярность не важна), преобразует переменное напряжение в постоянное 12В (клеммы V+, V-). При подключении следующих элементов цепи важно соблюдать полярность.
Клеммы подключения на БП RGB контроллер подключается после блока питания (с соблюдением полярности), а в него подключается ргб лента. Каждый вывод на корпусе предназначен для конкретного вывода светодиодов. Если перепутаете местами, ничего страшного не произойдет, просто цвета будут перепутаны.
Клеммы подключения контроллера к светодиодам В результате готовая схема в сборе должна иметь вид:
Усилитель внешне похож на контроллер, отдельно подключается к БП, только имеет не одну плашку с клеммами, а две. Маркируется чаще всего как Led Amplifier, устанавливается в разрыв ленты. Подключается по схеме:
Назначение клемм led amplifier Разберем теперь схемы подключения лент разной длины с усилителем и без, с одним или несколькими блоками питания.
Схема подключения RGB светодиодной ленты без усилителя
Это простейшая схема включения rgb светодиодной ленты длиной до 5 метров через контроллер с пультом.
Электрическая схема подключения RGB освещения Для подключения светодиодной RGB ленты длиной 10 или 15 метров, убедитесь, что хватает мощности контроллера и БП (с запасом), и подключайте по следующей схеме:
Схема подключения 10 или 15 Схема подключения ленты с RGB усилителем
Усилитель используем, если не хватает мощности контроллера. Если мощность блока питания позволяет подключить контроллер и усилитель, используем следующую схему:
Когда суммарная мощность контроллера и усилителя выше мощности БП или блок такой мощности использовать нерационально (большой, сильно греется или шумит), тогда подключаем led amplifier к отдельному питанию по схеме:
По такой схеме наращивать суммарную длину ленты можно сколько угодно. Вся она будет управляться с одного пульта.
Помимо последовательного подключения, как в примерах выше, усилители можно подключать параллельно.
Схема параллельного подключения нескольких RGB усилителей с одним блоком питания.
Схема с несколькими параллельными усилителями с отдельным питанием.
Схема: несколько параллельных усилителей с отдельными БП Правильная схема подключения 20 метров RGB ленты показана на видео.
Типичный ошибки при подключении
Последовательное подключение более 5 метров ленты. Этого делать нельзя.
Скрутки вместо пайки проводов (или коннекторов). Если не хотите паять, используйте коннекторы, они копеечные.
Несоблюдение порядка подключения: блок питания ⇒ контроллер ⇒ лента ⇒ усилитель ⇒ лента.
Экономия на блоке питания, покупая «впритык» по мощности. К сожалению, светодиоды гуляют как в плюс так и минус по потребляемым Ваттам. Покупая БП без 20-25% запаса, он будет работать на износ и через год вы купите новый, но уже с запасом.
Покупка контроллера излишней мощности. Хуже не будет, но деньги переплатите. Правильно подбирать по мощности 1 к 1.
Выбор очень мощных лент и монтаж без теплоотвода. Например SMD5050 120 led/m потребляет 28,8 Вт/м. При такой мощности светодиоды греются достаточно сильно и конструкцию нужно монтировать на теплоотвод – алюминиевый профиль. В противном случае диоды начинают деградировать, терять мощность и перегорать.
Готовые RGB лампочки под цоколь с пультом управления
Отдельно стоит упомянуть про готовые RGB изделия под цоколь E14 или E27.
Такие лапочки бывают в совершенно корпусах и исполнениях. Внутри лампа содержит компактный драйвер для питания от сети 220В, контроллер и трехцветные светодиоды.
Для полноценного освещения комнаты она не подойдет, т.к. несколько ламп синхронизировать в одну систему не получится. Используется как ночник или декор. Потребление 1-3 Вт/ч. Стоимость стартует от 3$ за Китай.
Современные технологии освещения позволяют реализовать любые задумки дизайнеров в световом оформлении помещений, комнат, кухонь, ванных комнат, спален. Разберем особенности технических характеристик и применения светодиодной ленты RGB на 12V, 24V и 220V. Про высоковольтный вариант многие просто не знают. Еще называется многоцветная или мультицветная.
- 1. Характеристики
- 2. Таблица мощности и яркости
- 3. Четырехцветная RGBW
- 4. Принцип работы
- 5. Схема подключения
- 6. Блоки управления
- 7. Пример цен
- 8. Коннекторы для светодиодной ленты RGB
- 9. Видео обзор работы комплекта с пультом
Характеристики
Отличие RGB диода (слева) от обычного белого. Фото в высоком качестве, как под микроскопом
Главным образом на лето 2015 года трехцветную ленту выпускают на SMD 5050. Как и стандартную, выпускают под 3 питающих напряжение 12B, 24B, 220B. Низковольтные ничем не отличаются между собой, кроме установленного резистора и имеют одинаковую схему соединения в цепи.
Высоковольтная отличается по принципу работы и соединения световых элементов. Основные отличия:
- диоды соединены последовательно по 60 штук;
- режется только кратно 1 метру, обычная кратно 5 см.;
- питается прямо от сети 220 вольт;
- при выходе из строя 1 Led, гаснет целый метр;
- защищена силиконовой или ПВХ оболочкой;
- можно подключать цельным отрезком, до 80-100 метров, хватит чтобы кран башенный обмотать;
- мерцает с частотой 100Гц.
Из-за мерцания с частотой в 100 Герц нельзя использовать в жилых помещения для постоянного освещения. Это вызывает головные боли и другие недомогания. Для подключения Вольт требуется выпрямитель, обычно он мощностью 500-900W, и невысокой цены.
Таблица мощности и яркости
Разновидности РГБ, угловой вариант
Стандартное количество светодиодов это 30 led или 60 led на 1 м., редко встречаются на 72 led/м. В таблице показан суммарная яркость и мощность всех цветов одновременно на SMD 5050 на 1 м. ленты на 12V.
| Светодиодов на метр | Яркость, Лм | Мощность, Вт |
| 15 | 200 | 3 |
| 30 | 400 | 6 |
| 60 | 800 | 12 |
| 72 | 940 | 14,4 |
| 120 | 1600 | 24 |
Четырехцветная RGBW
Особо хочу выделить светодиодную ленту RGB +W, еще называется мультицветная, многоцветная. Самое интересное применение, это использование натяжного, подвесного или многоуровневого. Но для подключения могут потребоваться особые блоки управления и коннекторы. Другой способ, это использовать отдельные блоки для белых и трехцветных.
В первом поколении чередуются обычные белые и RGB светодиоды. Белый светодиод может стоять любой мощности от 3528 до 5630.
Благодаря быстрому техническому прогрессу, первое поколение быстро мутировало во второе, более компактное. В один корпус поставили 4 кристалла разного цвета, включая один с люминофором. получился четырехцветный светодиод 5050.
Принцип работы
Трехцветный RGB светодиод SMD 5050 состоит из 3 диодов SMD 3528 размещенных в одном корпусе. Используется 3 разных цвета R-красный, G-зеленый, B-синий. При помощи смешивания этих 3 цветов получаем любые цвета и оттенки.
Визуальным отличием обычной ленты от РГБ будет наличие 3 резисторов на одной отрезной секции и соответствующая маркировка. У обычной ставиться только один резистор.
- резистор у каждого светодиода;
- РГБ бесцветный, обычный желтого цвета;
- 4 контактных площадки.
Схема подключения
Параллельное подключение РГБ контроллеру
На блоке управления нанесена маркировка, а провода имеют соответствующий цвет.
Запрещено подключать диодную ленту длиной более 5 м. последовательно, из-за того что падает напряжение и происходит нагрев медного проводника. К концу оно падает на 1,5 вольта, получается на конце яркость ниже на 10-15%. Чтобы следующий отрезок после 5м. можно было полноценно подсоединить, используют RGB усилитель. На большой длине он усиливает управляющее напряжение от РГБ контроллера. Всё это позволяет избежать использования очень длинных проводов от контроллера напрямую.
Схема подсоединения для модели на 220 вольт
В видео обзоре участвует один из самых популярных и недорогих комплектов. Коллега продемонстрирует различные режимы работы. Расскажет и покажет пошаговое подключение светодиодного комплекта:
- источник питания электронный трансформатор;
- блок контроллера с пультом ДУ;
- ленточный источник света.
Блоки управления
Блоком управления называется РГБ контроллер, который выполняет функцию включения каждого цветового канала. Более продвинутые модели могут смешивать цвета для получения 256 цветов. Комплектуются пультами ДУ. Самые последние модели управляются через WiFi со смартфона на Android, требуется специальное приложение.
Конструкция высоковольтной отличается от 12V. В цепи отсутствует блок питания на 12В, питание присоединяется прямо к контроллеру РГБ.
Пример цен
Пример правильных средних цен, в таблице указана класс светодиодной ленты РГБ: Эконом, Стандарт
Цен могут сильно повышаться в зависимости от качества исполнения диодной ленты и используемых комплектующих. Потому, что светодиоды производятся бюджетного уровня, которыми китайцы торгуют и которые я покупать не рекомендую, получается дороже и хуже чем в России из-за повышения курса доллара 2015 года. Больше всего популярен средний ценовой сегмент, оптимальный по соотношению цена и качество.
Пользуясь отличием цен, хотя с виду одинаковая, недобросовестные магазины и продавцы могут бюджетный товар продавать как премиум. Кто покупает впервые, не увидит обмана и отличий. Качество, яркость и срок эксплуатации будут в 2-3 раза хуже.
Коннекторы для светодиодной ленты RGB
Соединители состоят из 4 проводов с соответствующей световой маркировкой. Кроме проводных коннекторов применяются разъёмы, в том числе и угловые. Для отсутствия разрывов при монтаже, она выпускает в угловом варианте.
Видео обзор работы комплекта с пультом
Видео о режимах работы китайского светодиодного комплекта. Демонстрация работы пульта ДУ.
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.
В продажу они поступают намотанными на пластмассовые бобины.
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.
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 посредством коннектора
При этом нужно соблюдать полярность.
Также можно произвести это соединение, используя пайку. Провода нужно заизолировать.
Схема 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 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.
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.
Внешний вид контроллера и подсоединяемых к нему проводов от двух RGB-лент
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 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.
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.
