RGB-ленты предназначены для создания регулируемой подсветки. С помощью контроллера вы можете задавать оттенок, яркость свечения светодиодной ленты или выбирать программу динамической смены цветов. Давайте поговорим о том, как подобрать RGB-контроллер и как его подключить.

Виды RGB-контроллеров

Многоцветные светодиодные ленты состоят из светодиодов типа SMD 5050 в корпусе которых расположено три кристалла, каждый из которых светится определенным цветом:

В результате каждый светодиод может излучать почти неограниченное число оттенков.

Бывают RGB-ленты, которые состоят из одноцветных светодиодов других типов, например, SMD 3528 или других. В них каждый светодиод светит одним цветом. Их использование и контроллеры для них ничем в сущности не отличается от предыдущего вида.

Подключение питания осуществляется по 4 проводам (3 цвета и общий плюс). Можно подключать каждый из цветов напрямую (к R, G или B обычно подключается минусовой провод от источника питания), если вам не нужна регулировка и динамическая подсветка.

А вот с RGBW и RGBWW нужно быть внимательнее при выборе контроллеров, усилителей и коннекторов для подключения. Здесь кроме трёх цветов по отдельной линии питаются светодиоды белого свечения.

Отличия RGBW от RGBWW состоит в том, что в первом случае нам доступен один светодиод тёплого, нейтрального или холодного свечения, а во втором два светодиода – один «тёплый» и один «холодный». Поэтому управление осуществляется уже не по 4, а по 5 или 6 проводам. Более подробно о цветных светодиодах читайте здесь: Устройство и принцип работы RGB-светодиодов

ВСЕ РАСЧЕТЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АНАЛОГИЧНЫЙ, КАК ДЛЯ RGB, ТАК И ДЛЯ RGBW, RGBWW-КОНТРОЛЛЕРОВ! ОТЛИЧИЯ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ ЛИШЬ В КОЛИЧЕСТВЕ ПРОВОДОВ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ!

Расчёт схемы питания

Прежде чем выбирать контроллер следует определиться с тем как вы будете питать светодиодную ленту. Подробно о видах блоков питания и схемах подключения мы писали в статье Как рассчитать и выбрать блок питания для светодиодной ленты

Если говорить кратко, то блок питания выбирают с запасом в 20-40% по току или мощности. Допустим вы купили 5-ти метровую бухту 12 вольтовой светодиодной ленты SMD 5050 60 шт/м. Она потребляет 14.4 ватта на метр погонный.

Общее потребление мощности будет:

Это потребление всей ленты при включенных на полную мощность всех цветах. Канала у нас три – красный, зелёный и синий, значит каждый канал потребляет по:

Что по току равняется:

Для чего нужно знать потребление каждого канала? Это нужно для подбора контроллера. Дело в том, что на контроллерах производитель иногда указывает общую мощность или силу тока, а иногда мощность или ток на канал. Чтобы не запутаться обращайте внимание на надписи типа:

2A per channel или 2A/ch или 3*2А

Это значит, что каждый к контроллеру можно подключить светодиодную ленту ток потребления которой не превышает 2 ампер на канал.

Ток контроллера также должен быть не меньше, чем потребляемый лентой ток, а лучше с запасом, как и для блоков питания.

При этом на рынке нашли широкое распространение комплекты RGB-лент с блоком питания и контроллером. Они удобны в использовании.

Виды контроллеров

Большая часть контроллеров для светодиодных лент подобна друг другу по функциям. Какими они бывают?

В первую очередь они могут отличаться по способу дистанционного управления:

Пульт с ИК-светодиодом;

Первый самый дешевый и распространенный вариант – это пульты дистанционного управления с инфракрасным светодиодом. Их особенностью является то, что при управлении вы должны направлять пульт в сторону приёмника, как на бытовой технике (телевизорах и т.д.). Что в некоторых случаях вызывает затруднения как с правильной установкой контроллера с приёмником, так и при эксплуатации в целом. Отличить такие контроллеры можно по приёмнику на тонком провод е .

Радиопульты в свою очередь не страдают этой проблемой – им неважно направление сигнала. Передача данных осуществляется по радиоканалам. Частота которых зависит от конкретного изделия, к слову встречаются RGB-контроллеры, которые работают по Wi-Fi и управляются через приложение на смартфоне. У радиоконтроллеров обычно в маркировке это указывается фразой типа «RF-controller» или «wireless».

Типовые функции у каждого контроллера приблизительно одинаковы:

Установка режима динамической смены цветов (мерцание, плавные переходы и другие виды т.н. «чейзинга»).

Установка статичного (неизменяющегося цвета) или т.н. «фиксинг» режим.

При покупке обращайте внимание и на класс пылевлагозащиты контроллера. Он должен соответствовать месту установки, для сухих помещений – любой, даже IP20, для улицы — IP65 и выше! «Уличные» контроллеры обычно выполняются в металлическом корпусе, части которого крепятся винтами с уплотняющими резинками на прилегающих поверхностях и местах вывода проводов.

Схемы подключения

Теперь поговорим о том, как подключить RGB-ленту к контроллеру.

Простейший вариант – подключение отрезка длиной до 5 метров к одному контроллеру подходящей мощности.

ДЛЯ МНОГОЦВЕТНЫХ ЛЕНТ НУЖНО ПРИДЕРЖИВАТЬСЯ ТОГО ЖЕ ПРАВИЛА, ЧТО И ДЛЯ ОДНОЦВЕТНЫХ – ДЛИНА ОДНОЙ ЛИНИИ НЕ ДОЛЖНА ПРЕВЫШАТЬ 5 МЕТРОВ, КАЖДЫЕ ПОСЛЕДУЮЩИЕ 5 МЕТРОВЫЕ ОТРЕЗКИ ИЛИ СБОРКИ ПОДКЛЮЧАЮТСЯ НАПРЯМУЮ ОТ КОНТРОЛЛЕРОВ, БЛОКОВ ПИТАНИЯ ИЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ!

Если общая длина ленты более пяти метров, то нужно либо каждый отрезок подключать по приведенной выше схеме, либо каждый отрезок напрямую к контроллеру как показано ниже.

Если мощности контролера не хватает для всех отрезков ленты, а более мощного не получается найти в продаже, то у вас есть два варианта:

Каждый из отрезков подключать по первой схеме или от одного блока питании подключать несколько контроллеров. Вариант достаточно прост, но у него есть большой недостаток – каждый участок подсветки будет управляться отдельным пультом и изменение цвета, и динамические режимы не будут синхронизированными, что вряд ли вам понравится при организации подсветки потолка и других элементов интерьера комнаты.

Чтобы вся подсветка регулировалась синхронно используют RGB-усилители. Это такое устройство, у которого есть вход для подачи RGB-сигнала с задающего контроллера (на рис. ниже пунктирной линией) или с конца одного из отрезков ленты.

Вход РГБ-усилителя потребляет маленький ток. Кроме сигнала от задающего контроллера, к усилителю подключают питание от блока питания после чего уже запитывают от усилителя новые отрезки РГБ-лент. Схему такого решения вы видите на рисунке ниже.

Это три базовых схемы подключения RGB-светодиодных лент. Они достаточно просты, но у начинающих может возникнуть проблема с подключением усилителя, поэтому внимательно читайте что написано на его корпусе, на лицевой панели обычно приводится назначение клемм.

Источник

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) 🙂

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.

Источник