webdonsk.ruРемонт rgb контроллера своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 07.09.2024
Современные технические инновации открывают новые возможности для оформления интересных дизайнерских решений в собственном жилище, в магазинах, на предприятиях и т.д. Новой вехой в усилении контурных линий стали светодиодные ленты, которые устанавливают для подсветки потолка, вывесок, мебели и других элементов. В сравнении с классической белой светодиодной полосой установка разноцветной, для многих обывателей, кажется относительно сложным процессом. Поэтому сейчас мы разберем особенности подключения RGB ленты и выбора комплектующих для ее полноценной работы.
Необходимые элементы
Аббревиатура RGB, означает три основных цвета свечения диодов, использующихся для получения гаммы:
- R –означает красный (в английском варианте red);
- G – обозначает зеленый (в английском варианте green);
- B – обозначает синий (в английском варианте blue).
За каждый цвет отвечает кристалл, для электроснабжения которого подводится своя дорожка, из-за этого в запитке многоцветных RGB лент используются 4 или 5 проводов.
Рис. 1: пример питания кристаллов RGB ленты
Поэтому полноценное питание источника освещения требует установки дополнительного оборудования, преобразующего параметры электрического тока и напряжения из сети.
Контроллер RGB
Данный блок предназначен для разделения электрического сигнала на три или четыре цвета. Количество выводов контроллера подбираются в зависимости от параметров ленты. RGB контроллер позволяет управлять цветом или оттенком свечения. По методу управления они разделяются на проводные и беспроводные. Последний вариант является наиболее удобным и востребованным, управление ним может осуществляться посредством:
- Wi-Fi – управляются как от стандартного пульта, так и при помощимобильного приложения, которое привязывается к контроллеру через гаджет;
- Инфракрасный вход – контроллер в таких устройствах должен располагаться в поле зрения, чтобы луч от пульта можно было направлять в его сторону;
- Радиоканала – управляется по радиосигналу, в таком случае можно переключать LED устройства с любой точки дома.
При подключении к блоку управления важно соблюдать цветовую маркировку по выводам:
Рис. 2: Маркировка клемм контроллера
Блок питания
В связи с тем, что многоцветные диодные ленты используют не стандартное питание из электрической сети, а более низкий уровень напряжения, вам потребуется установить блок питания. Для электроснабжения RGB лент используется напряжение на 12 В, а в некоторых ситуациях может использоваться номинал в 24 В. В зависимости от типа выбранной ленты, подбирается и выходное напряжение блока.
Второй определяющий параметр для БП – номинальная мощность, который также определяется в соответствии с мощностью светодиодной RGB-ленты. Как правило, мощность указывается из расчета на погонный метр. К примеру, у вас лента мощностью 15Вт/м, соответственно, для питания полосы длиной 5 м потребуется 15x5=75 Вт. Помимо этого необходимо делать запас мощности на 20 – 30%, то есть (75x30)/100 = 22,5 Вт, поэтому результирующая мощность должна быть не менее 75 + 22,5 = 97,5 Вт, можно взять модель на 100 Вт, а при отсутствии такового на 120 Вт.
Помимо этого БП для RGB ленты различаются по степени защищенности от воздействия внешних факторов. Для спален, зал, прихожих будет достаточно степени устойчивости к влаге и пыли IP20. Для комнат с повышенной влажностью, к примеру, ванны, кухни, прачечные необходимо использовать модели со степенью IP67 или IP69. При подключении необходимо обязательно соблюдать порядок подключения клемм
Рис. 3: расположение клемм блока питания
Лента RGB
Это гибкая конструкция с расположенными на ней светодиодными модулями. Каждый из модулей RGB ленты в стандартном исполнении содержит три кристалла (по одному на синий, красный и зеленый цвет свечения). Для питания такой полосы используются четыре вывода, из которых три используются для подачи цветового сигнала, а четвертый является общим плюсом. Недостатком таких лент является отсутствие чисто белого свечения светодиодов, так как получаемый от совмещения трех основных цветов значительно отличается от классических монохромных моделей.
Но, всем желающим получить чисто белое свечение на помощь приходят светодиодные RGB-ленты с четырьмя кристаллами в каждом блоке. Они получили маркировку RGB W, так как четвертый кристалл выдает чисто белый цвет. Из-за наличия дополнительного кристалла питание осуществляется по пятипроводной системе. Соответственно для электроснабжения таких RGB лент используются контроллеры на пять выводов.
Следует отметить, что при выборе RGB полосы предпочтительнее использовать модели, собранные из более новых светодиодов SMD 5050, так как они способны изменять цветовое свечение кристалла, в отличии от более старых вариантов SMD 2835 и SMD 3528, в которых каждый кристалл светился одним цветом.
Усилитель
RGB усилитель используется для питания полос длиной более 5м, где из-за потери мощности и падения напряжения яркость свечения значительно снизится. Стандартной длины одной катушки может не хватить для подсветки нужного вам периметра, поэтому придется использовать несколько катушек или добавлять кусок ленты. Усилитель сигнала призван увеличить питающее напряжение и выдать дополнительный лимит мощности.
Подбирается усилитель по мощности участка, превышающего 5 м общей длины. Если общая длина содержит несколько участков по 5м, то после первого, каждому из них требуется свой усилитель. При достаточной мощности БП, усилитель можно запитать от того же блока, что и первый участок ленты. Если не хватает, то каждому усилителю необходимо подключить отдельный блок.
Если пространство для размещения усилителя ограничено (ниша в коробе, распределительная коробка и т.д.) можно использовать микроусилитель. Он значительно меньше стандартных устройств, но позволяет выполнять те же функции.
Принцип подключения
Чтобы смонтировать работоспособную систему с RGB лентой необходимо произвести следующие действия:
- Составьте схему расположения устройств – это поможет предварительно рассчитать необходимую длину проводов, места установки блоков и т.д;
- Приклейте RGB ленту – для этого используется чистая обезжиренная поверхность, а при необходимости устанавливается дополнительная алюминиевая полоса для лучшего теплоотвода;
- Подключите выводы RGB ленты, соблюдая цветовую маркировку (R – красный, G – зеленый, B — синий) к контроллеру; Рис. 4: подключить ленту к контроллеру
- Подключите к блоку питания контроллер, к клемме +12В и – 12В; Рис. 5: подключите блок питания к контроллеру
- При необходимости подключите к БП усилитель, заметьте, что светодиодная RGB лента подключается последовательным соединением в разрыв цепи усилителя; Рис. 6: подключение усилителя
- Подключите готовую схему подсветки в сеть 220В.
Схемы подключения
В зависимости от длины RGB ленты, используется различное оборудование и меняется порядок его включения. Для лучшего понимания принципа построения электрической схемы вы можете ознакомиться с уже готовыми вариантами для их реализации в собственных проектах.
С усилителем
Следует отметить, что усилитель не влияет на яркость свечения, поэтому применять его для RGB ленты длиной до 5 м смысла не имеет. Установка усилителя обоснована лишь в тех ситуациях, когда общая длина превышает 5 м. В зависимости от мощности участков усилитель может питаться от того же блока питания, что и контроллер или от отдельного.
Рис. 7: схема с одним блоком питания Рис. 8: схема с двумя блоками питания
На этой схеме осуществляется параллельное подключение блоков питания к объединенным через усилитель RGB лентам.
Без усилителя
В случае, если есть необходимость подключения полосы длиной более 5 м их можно запитать и без использования усилителя. Но при этом необходимо для каждого участка длиной до 5 м установить и отдельный блок питания, и контроллер.
Рис. 9: питание ленты без усилителя
Посмотрите на рисунок 9, данная схема имеет раздельное электроснабжение на каждую RGB ленту, за счет чего обеспечивается автономия для каждой из них. Но к недостаткам данной схемы относится управление цветовой гаммой и работой подсветки отдельным пультом для каждого участка.
С контроллером
Наиболее простая схема питания RGB ленты – с одним блоком питания и одним контроллером.
Рис. 10: схема питания с контроллером
Посмотрите на рисунок 10 – это наиболее простой вариант, позволяющий подключить RGB ленту с полным рабочим функционалом. Единственный ее недостаток – так можно запитать только полосу до 5 м.
Без контроллера
Следует оговориться, что RGB лента без контроллера не может полноценно функционировать, так как без этого устройства невозможно переключать цвета. Но, как временный вариант, на период замены вышедшего со строя контроллера, эту схему подключения можно использовать.
Рис. 11. Схема питания без контроллера
Посмотрите на рисунок 11, вам необходимо подключить общий провод от ленты к плюсовой клемме блока питания, а цветные провода спаять вместе параллельным соединением и подключить к минусовой клемме блока. Но вся RGB полоса будет гореть только одним цветом.
Частые ошибки при подключении
Несмотря на простоту вышеприведенных работ, в ходе подключения часто допускают ошибки, способные свести на нет все ваши усилия. Поэтому стоит заострить на них внимание:
Несколько месяцев назад купил и установил в детской комнате разноцветную RGB лампу на 3 ватта, где она исправно отработала до того печального момента, когда решил протереть плафон светильника и временно её выкрутить из патрона. Нет, она не разбилась, как это непременно произошло бы с обычной лампой накаливания. Пластиковое стекло даже не треснуло (ещё один плюс в актив светодиодного освещения), но работать перестала.
Ремонт советую выполнять с вот таким вспомогательным устройством – патрон с проводом и кнопкой включения, а не закрутив лампу в светильник. Так гораздо удобнее.
Что может быть причиной неисправности? Ну точно не сгоревший светодиод ? Возможно проблема в печатной плате драйвера-генератора эффектов либо AC-DC инвертора – блока питания светодиода. Прежде всего пришлось повозиться с матовым колпаком.
По периметру он крепиться к алюминиевому ребристому радиатору чем-то очень похожим на термоклей, но эксперимент с зажигалкой показал, что эта штука плавиться не собирается. Поддевать отвёрткой опасно – а вдруг хрустнет и расколется…
В результате просто обернул тряпкой и с усилием надавил-прокрутил. По чуть-чуть стало отделяться от металла. Так и снял колпачок.
RGB светоизлучающий диод припаян к круглой платке, которая является схемой ИК-приёмника с генератором разноцветных эффектов. Микросхема управления конечно безымянная, но держу пари это AtTiny2313. Просто очень уж похожа на такую известную схему.
На плате видны контакты питания, куда припаяны два провода. Красный конечно плюс, а чёрный – минус. От регулируемого блока питания подал напряжение 5 В – лампа заработала и стала выдавать смену цветов, как и положено. Интереса ради снизил напряжение до минимального предела – даже при 2,9 В LED лампочка работала, пусть и с малой яркостью!
Но изнутри на плату напряжение не поступало, значит проблема в импульсном блоке питания – придётся рыть дальше… Алюминиевая часть от цоколя отделяться никак не хотела – как её не пытался открутить. Скорее всего тоже заклеено, будем брать силой. Засунув в паз нож несколько раз ударил по нему молотком, пока понемногу радиатор не стал соскальзывать с пластиковой части. Как показала история – так делать было не обязательно.
Лампа прекрасно раскручивается, ведь соединение резьбовое. Вот только не право- , а леворезьбовое! Это сделано для того, чтоб при выкручивании лампы из патрона люстры, основание её не осталось внутри. Теперь буду знать, и вы тоже ?
Переходим к инвертору. Тут всё оказалось как нельзя проще – от удара оторвался один из проводов, идущих на LED драйвер. Осталось припаять, собрать в обратном порядке, и прикрутить лампу на место. А напоследок пару фотографий и видео того, как необычно отображается смена цветов при видеосъёмке. Очевидно сказывается невысокая частота переключения цветов.
Видео работы разноцветной диодной лампы
Какой можно из всего этого сделать вывод – большинство светодиодных ламп ремонтопригодны, чаще всего неисправность носит чисто контактный характер, а даже если и сгорит LED элемент или драйвер – ничего не стоит разобрать такую лампу и самостоятельно заменить неисправный элемент на другой, похожий.
Существует множество контроллеров, которые являются компактными устройствами, позволяющие изменять свечение RGB светодиодной ленты по своему желанию. При помощи подобных контроллеров можно создавать различные цветовые композиции подсветки интерьера, тем самым сделать комфортную обстановку в квартире, которая поможет расслабиться и приятно отдохнуть.
В данной статье приведена схема RGB контроллера светодиодов или ленты, который можно собрать своими руками .
Схема собрана на популярном микроконтроллере PIC16F628 . Изменение и переключение яркости реализовано при помощи ШИМ. Контроллер позволяет управлять RGB светодиодами либо RGB светодиодной лентой по схеме подключения с общим анодом, суммарным током 10А и напряжением до 35 вольт.
Управление контроллером осуществляется двумя блоками переключателей SA и SB. Первый из них (SA) отвечает за переключение скорости изменения эффектов свечения, а при помощи второго (SB) можно выбрать одну из шести схем работы контроллера:
Описание работы устройства
Схема обеспечивает плавное переливание всех трех цветов с градацией 256 по каждому цвету, что в общей сложности получается более 16 миллионов оттенков.Питание контроллера светодиодов осуществляется стабилизатором DA1. На вход DA1 подается напряжение соответствующее напряжению питания светодиодов. Необходимо отметить, что в схеме отсутствует драйвер для светодиодов, который ограничивает ток.
Для светодиодов малой мощности ток потребления можно ограничить путем подключения соответствующего сопротивления. В светодиодных RGB лентах эти резисторы уже включены возле каждого светодиода, и ленту можно подключить напрямую к контроллеру, не забыв выбрать необходимое напряжение для данной ленты. Для более мощных светодиодов потребуется специальный стабилизатор, который можно сделать самостоятельно своими руками.
Управляющие сигналы с выходов микроконтроллера поступают на силовые ключи, в роли которых выступают мощные MOSFET транзисторы, рассчитанные на нагрузку до 10А.
Забегая наперёд замечу, что радиаторы на тиристорные ключи не требуются. На самом контроллере написано, что рабочий ток нагрузки до 10 ампер. При испытании, за целый день работы схемы, нагрева не ощущается, так температура их не больше 30-ти градусов. Промышленный RGB контроллер обычно идёт с пультом дистанционного управления, но здесь мы не будем усложнять схему. Блок питания для двух светодиодных лент и контроллера, был стоваттный.
Большую часть начинки берём готовую - от небольшой коробочки, управляющей китайской гирляндой. Хотя количество режимов переключения выходов в таком контроллере будет невелико, простота изготовления схемы оправдывает дело.
По типовой схеме контроллера обычными гирляндами видно, что сеть 220В питает саму микросхему контроллера, а уже с выходов её сигналы подаются на тиристорные ключи.
В промышленной схеме RGB контроллера используют на выходе мощные тиристоры по нижеприведённой схеме. На их входа и подадим сигналы с микросхемы управления китайской гирляндой.
Как видите собрать самодельный RGB контроллер для светодиодных лент вполне простая задача. При этом общая экономия от такого решения, особенно используя не специальный покупной импульсный блок питания, а стандартный компьютерный ATX, будет сотню долларов.
Форум по обсуждению материала САМОДЕЛЬНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ RGB КОНТРОЛЛЕР
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.
Микрофоны MEMS - новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Читайте также: