Rgb-светодиоды: адресуемая светодиодная лента — arduino+

Гайд по адресной светодиодной ленте

Итак, данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте, я решил сделать его познавательным и подробным, поэтому дойдя до пункта “типичные ошибки и неисправности” вы сможете диагностировать и успешно излечить косорукость сборки даже не читая вышеупомянутого пункта. Что такое адресная лента? Рассмотрим эволюцию светодиодных лент.

Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянки и 220 переменки. Да, в розетку. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.

RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят ргб (читай эргэбэ – Рэд Грин Блю) светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов.

Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее.

Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет.

И, как вы уже поняли, да, управлять такой лентой с ардуино очень просто. Берем три полевика, и ШИМим их analogWrit’ом, изи бризи.

Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера.

Да, внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами! Внутри каждого! Ну дают китайцы блэт! Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (то бишь яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты.

Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.

Лента “умная” и управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя.

Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды.

Для управления лентой используются готовые контроллеры, но гораздо интереснее рулить лентой вручную, используя, например, платформу ардуино, для чего ленту нужно правильно подключить. И вот тут есть несколько критических моментов:

Источник: https://alexgyver.ru/ws2812_guide/

RGB светодиодная лента

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

Техническая спецификация: — 10.5мм ширина, 3мм толщина, 100мм длина одного сегмента — водонепроницаемая — снизу скотч 3М — 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.

Залудите их.

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.

Пример программы

Для управления лентой будет использовать ШИМ-выход контроллера, для этого можно использовать функцию analogWrite() для выводов 3, 5, 6, 9, 10 или 11. При analogWrite(pin, 0) светодиод не будет гореть, при analogWrite(pin, 127) светодиод будет гореть в полнакала, а при analogWrite(pin, 255) светодиод будет гореть с максимальной яркостью. Ниже приведен пример скетча для Arduino:

#define REDPIN 5 #define GREENPIN 6 #define BLUEPIN 3 #define FADESPEED 5 // чем выше число, тем медленнее будет fade-эффект void setup() { pinMode(REDPIN, OUTPUT); pinMode(GREENPIN, OUTPUT); pinMode(BLUEPIN, OUTPUT); } void loop() { int r, g, b; // fade от голубого к фиолетовому for (r = 0; r < 256; r++) { analogWrite(REDPIN, r); delay(FADESPEED); } // fade от фиолетового к красному for (b = 255; b > 0; b—) { analogWrite(BLUEPIN, b); delay(FADESPEED); } // fade от красного к желтому for (g = 0; g < 256; g++) { analogWrite(GREENPIN, g); delay(FADESPEED); } // fade от желтого к зеленому for (r = 255; r > 0; r—) { analogWrite(REDPIN, r); delay(FADESPEED); } // fade от зеленого к зеленовато-голубому for (b = 0; b < 256; b++) { analogWrite(BLUEPIN, b); delay(FADESPEED); } // fade от зеленовато-голубого к голубому for (g = 255; g > 0; g—) { analogWrite(GREENPIN, g); delay(FADESPEED); } }

Читайте также:  Умный дом: делаем на arduino умную лампу своими руками

Оригинал статьи

Источник: http://cxem.net/beginner/beginner61.php

Alex_EXE

RGB светодиодные ленты удобно применять для декоративной подсветки витрин, салона машины, вывесок… С ними легко работать, в отличие от простых светодиодов, т.к. токовые ограничители уже стоят, достаточно просто подать нужное напряжение. Возможность, нарезать на сегменты, даёт гибкие возможности при монтаже.

А что, если хочется большего? что если нужно управлять каждым диодом в отдельности? Можно поставить МК, но не каждый микроконтроллер в одиночку потянет множество трехцветных диодов, можно попробовать поставить к каждому.

Для таких целей есть специальные светодиодные драйверы, некоторые из которых снабжены возможностью управляться с одной общей, или последовательно проходящей через драйверы, шиной. Где-то пошли дальше, и такой драйвер встроили прямо в RGB светодиод, которому нужен минимум внешней обвязки.

Далее последовательно соединённые такие диоды разместили на светодиодной ленте – и в итоге мы получили адресуемую светодиодную ленту.

Адресуемая светодиодная RGB лента

Как не трудно догадаться, в статье речь пойдёт о светодиодном RGB драйвере – WS2811, которые соединяются последовательно и управляются по однопроводной линии данных. И адресуемой светодиодной ленте на совмещенных RGB диодов с такими драйверами.

RGB светодиоды со встроенными WS2811

Как видно на фотографии – такая светодиодная лента состоит из множества последовательно соединённых RGB светодиодов со встроенными драйверами WS2811 (маленькая чёрная точка по середине). Из обвязки такая микросхема, при питании от 5В, требует всего один конденсатор в 0.1мкФ по входу питания, ещё рекомендуется 33Омный резистор на линии данных, который, видимо, производитель упустил.

Схема подключения светодиодов к ws2811 (из datasheet)

Все диоды сидят последовательно на одной линии. Что бы изменить их отображаемый цвет и его интенсивность нужно первому диоду отправить посылку содержащего обращение к каждому из диодов на ленте.

Первый драйвер получает всю посылку и передает её дальше за вычетом последнего пакета, который он списывает на свой счёт. Аналогично происходит со всеми оставшимися сборками светодиод-драйвер.

Посылка завершается специальной командой RES, которая выделяется длительным низким уровнем сигнала, получив её – все диоды применят свои новые состояния.

Каждый пакет состоит из 24 бит – по 8 бит на каждый канал, в итоге имеем по 255 градаций каждого цвета или 16 миллионов цветов. Каждый бит содержит положительный и отрицательный полупериод, кодирование ноля или единицы осуществляется длительностью полупериодов.

Для работы с адресуемой светодиодной лентой был собран контроллер на базе микроконтроллера PIC16F688 и преобразователя USB интерфейса cp2102 на специально ранее заготовленной универсальной заготовке платы (заказанной на itead studio), поэтому печатку приводить не буду.

Схема

Такая светодиодная лента очень прожорлива, её метр с 60 светодиодами на максимуме кушает более 2-х ампер, так что понадобиться хороший и мощный источник питания. Можно ей дать и меньший ток, но тогда она будет гореть с преобладанием красных оттенков.

Управляющий контроллер

Прошивка писалась на скорую руку. Был реализован следующий алгоритм работы: сначала в микроконтроллер с компьютера скидывается вся посылка и только после этого она её отображает. Из-за малого количества RAM памяти слабого микроконтроллера получилось реализовать буфер только на 60 адресуемых светодиодов с драйверами WS2811.

Из-за средней скорости UART в 38400 скорость обновления всей ленты составляет примерно 50 мс, т.е. максимальная допустимая частота обновления вышла в 20 кадров/секунду. Чего для демонстрации возможности ленты мне хватило. Генерацией всех эффектов занимается специальная программа на ПК, которая то же писалась на скорую руку.

Управляющий контроллер

Формат отправляемых команд контроллеру:
Отправка производиться по UART на скорости 38400 8N1.

  • Первый байт – пробел (32 ASCII int код)
  • Второй байт – длина передаваемой посылки (количество светодиодов), от 0 до 60 (передаётся байтом)
  • Далее по 3 байта, в порядке GRB (зеленый, красный, синий), передаются величины ШИМ для каждого светодиода начиная с противоположного конца ленты.

Контроллер отвечает на начала обмена по UART ASCII символом !, по успешному завершению отправки пакета ASCII символом b .

На основе подобных светодиодных лент можно реализовать небольшие видео экраны и различные инсталляции.

Видео работы ленты

Скачать файлы проекта

Скачать программу управления

Дополнение от 1.09.2015

Для удобства проверки конструкции добавляю в статью прошивку с автономным плавным последовательным псевдо-случайным переливанием (до 60 светодиодов). Если одного данного эффекта достаточно, то можно упростить схему убрав из неё cp2102.

Скачать автономную прошивку (последовательное переливание)

Скачать исходник автономной прошивки (последовательное переливание)

Источник: https://alex-exe.ru/radio/light/rgb-addressable-strip-ws2811/

Схема подключения светодиодной ленты к Arduino

Светодиодные ленты в последнее время набирают все большую популярность, оно и не удивительно потому что светодиоды имеют ряд преимуществ по сравнению с лампами накаливания или люминисцентными лампами. К таким преимуществам можно отнести их долговечность и малое потребление электрического тока.

Светодиодные ленты представляют из себя гибки ленты на которых размещены светодиода, они бывают разных видов: одноцветные разных цветов, RGB ленты, RGB ленты со встроенными контроллерами для управления цветом каждого светодиода и ряд других отличающихся друг от друга различными параметрами.

Найти им применения можно абсолютно везде, будь это просто замена лампы накаливания либо светодиодные настенные часы. Некоторые радиолюбители делают из них цветомузыку, некоторые используют для домашнего декора. Из RGB ленты со встроенным микроконтроллером можно даже сделать светодиодные цветной экран.

Цена светодиодной ленты может быть абсолютно разной, в зависимости от многих параметров, степень защищенности от внешних факторов, количество светодиодов на погонный мент, кол-во цветов и т.д. приобрести такую ленту можно заказав с Китая.

Давайте рассмотрим схему подключения светодиодной ленты к плате Arduino, которая позволяет легко управлять RGB лентой.

В схеме используются биполярные транзисторы TIP120. Думая схема особо не нуждается в комментариях, тут и так все понятно.

Код программы Arduino управления лентой

Данная программа последовательно увеличивает одну из составляющий RGB.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 4647 #define REDPIN 5#define GREENPIN 6#define BLUEPIN 3   #define FADESPEED 5     // чем выше число, тем медленнее будет fade-эффект   void setup() {  pinMode(REDPIN, OUTPUT);  pinMode(GREENPIN, OUTPUT);  pinMode(BLUEPIN, OUTPUT);}      void loop() {  int r, g, b;     // fade от голубого к фиолетовому  for (r = 0; r < 256; r++) {    analogWrite(REDPIN, r);    delay(FADESPEED);  }  // fade от фиолетового к красному  for (b = 255; b > 0; b—) {    analogWrite(BLUEPIN, b);    delay(FADESPEED);  }  // fade от красного к желтому  for (g = 0; g < 256; g++) {    analogWrite(GREENPIN, g);    delay(FADESPEED);  }  // fade от желтого к зеленому  for (r = 255; r > 0; r—) {    analogWrite(REDPIN, r);    delay(FADESPEED);  }  // fade от зеленого к зеленовато-голубому  for (b = 0; b < 256; b++) {    analogWrite(BLUEPIN, b);    delay(FADESPEED);  }  // fade от зеленовато-голубого к голубому  for (g = 255; g > 0; g—) {    analogWrite(GREENPIN, g);    delay(FADESPEED);  }}

Источник: http://www.radio-magic.ru

Источник: http://arduino-e.ru/shema-podklyucheniya-svetodiodnoy-lenty-k-arduino

Код программы к уроку 3. arduino и rgb led

/* * Набор для экспериментов ArduinoKit * Код программы для опыта №3: sketch 03 * * * RGB Светодиод * * * *

*/

// Программа демонстрации возможностей RGB LED

// Перевод

// Сначала мы присвоим нужным портам имена, чтобы легче
// читать и понимать нашу программу.

// Вот новый трюк: поставленное слово «const» перед переменной // указывает, на то что эта переменная имеет «постоянное» значение, // которое никогда не будет меняются. ( Вы должны это помнить, иначе // Arduino выдаст вам дружеское предупреждение, если вы случайно

// попытаетесь изменить это значение.

Читайте также:  Уроки ардуино: создаем игру крестики-нолики своими руками

const int RED_PIN = 9; const int GREEN_PIN = 10;

const int BLUE_PIN = 11;

// Следующая переменная контролирует, на сколько быстро выполняется цикл
// по смене цветов (в качестве эксперимента попробуйте поменять ее значение)

int DISPLAY_TIME = 100; // в миллисекундах

void setup() {

// Далее мы конфигурируем порты Arduino которые будут управлять светодиодом:

pinMode(RED_PIN, OUTPUT); pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT); pinMode(BLUE_PIN, OUTPUT);

}

void loop()
{

// В этом примере, мы начнем писать свои собственные функции. // Функции разбивают программу на маленькие кусочки, это упрощает // понимание программы и поэтому отпадает необходимость каждый

// раз вносить изменения в setup() или loop().

// Мы покажем вам два способа для запуска RGB LED. // Первый способ состоит из включения и выключения красного, // зеленого и синего в различных сочетаниях (например красный – синий, // или зеленый синий, зеленый — синий и т.п). Такие сочетания, в общей

// сложности, дают вам восемь цветов (если считать «черный» в качестве цвета).

// Мы создали функцию с именем mainColors (), которая проходит через // все восемь цветов. Здесь мы только вызываем нашу функцию,

// как бы говорим – запустить. Сам же код функции находится ниже.

mainColors();

// Эта функция включает и выключает отдельно каждый светодиод либо Вкл., либо // Выкл. Если вы хотите получить больше чем восемь цветов, вам придется // изменять еще и яркость каждого светодиода. Для этого можно воспользоваться // функцию analogWrite(), — градация яркости от 0 до 255. Далее идет функция // с именем showSpectrum (), которая плавно проследует через каждый из 8 цветов.

// Опять же здесь мы только называем ее, сам же код находится ниже.

showSpectrum();
}

// Если вам захочется использовать функцию mainColors() в своих собственных
// программах, просто скопируйте ее код и добавьте в свой скетч.

void mainColors() {

// Выкл. – все светодиоды выключены

digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);

delay(1000);

// Включаем КРАСНЫЙ – RED_PIN, HIGH.

digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);

delay(1000);

// Включаем ЗЕЛЕНЫЙ – GREEN_PIN, HIGH.

digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);

digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);

delay(1000);

// Включаем СИНИЙ – BLUE_PIN, HIGH.

digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH);

delay(1000);

// Включаем ЖЕЛТЫЙ – RED и BLUE HIGH.

digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);

digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);

delay(1000);

// БИРЮЗОВЫЙ – GREEN и BLUE

digitalWrite(RED_PIN, LOW); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);

digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH);

delay(1000);

//РОЗОВЫЙ – RED и BLUE

digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH);

delay(1000);

//БЕЛЫЙ – все цвета HIGH (Вкл.)

digitalWrite(RED_PIN, HIGH); digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);

digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH);

delay(1000);
}

// Ниже приведен код еще двух функций:
// ShowSpectrum () и showRGB().

// ShowRGB () выводит один цвет на светодиод. Когда вам необходим
// определённый цвет, вызываете showRGB() с нужным вам цветом.

// ShowSpectrum () выводит все цвета по очереди – радуга. // На самом деле showSpectrum() вызывает снова и снова

// функцию showRGB (), для того чтобы получилась радуга.

// Мы будем часто разбивать задачи на отдельные функции, как // в этом примере. Это Упрощает написание программ, и можно

// легко перенести функцию в свою новую программу.

// showSpectrum() // Эта функция перебирает все возможные цвета, путем увеличения // переменной от 0 до 768 (общее количество цветов), и неоднократно

// вставляет полученное значение в showRGB (), чтобы отобразить отдельные цвета.

// В этой функции, мы используем петлю “loop()” в которой выполняется цикл // из трех последовательных шагов: // Инициализация переменной «int x», в следующем шаге увеличиваем эту // переменную на единицу, и в следующем шаге вызываем функцию showRGB(), // вставляя в нее новое значение переменной, ждем некоторое время, примерно 10мс., // и выполняем петлю заново. Таким образом наша функция showRGB() получает

// новое значение при каждом новом проходе петли.

// Если еще подробнее — Каждый «for() loop» цикл имеет
// три инструкции через точку с запятой:

// 1. Что-то делать, прежде чем начать // 2. Тест — выполняется ли условие. Петля «loop()» будет выполняться, пока условие истинно.

// 3. Что-то сделать после каждого цикла — в нашем случае увеличить переменную.

// Услови для for(), чуть ниже:

// 1. х = 0; Перед началом, убедиться, что х = 0. // 2. х<\p>

Источник: http://arduinokit.ru/arduino/lessons-arduino/lesson-3-arduino-rgb-led-code.html

Схемы подключения RGB лент аналоговых и цифровых

Многоцветная светодиодная лента – это не только красиво, но и практично. В любой момент времени, вы можете обновить дизайн помещения, всего лишь изменив цвет свечения светодиодной ленты, и таким образом создать в нем подходящую случаю атмосферу.

Подключение многоцветных светодиодных лент RGB, в целом аналогично подключению одноцветных. Разница заключается в количестве компонентов: для управления цветом свечения RGB ленты потребуется установка специального контроллера RGB, для длинных лент потребуется установка дополнительных блоков питания и различных усилителей.

Почему на обычной RGB ленте не меняется цвет от начала к концу?

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 связи с тем, что светодиодные ленты RGB бывают как аналоговые (один цвет свечения для всей ленты) так и цифровые (можно задать цвет для каждого светодиода ленты в отдельности), то и контроллеры будут соответственно разные. Это надо учитывать при выборе контроллера.

Также контроллеры различаются по количеству и мощности выходов для подключения светодиодных лент, и возможным функциям. Все это также учитывается при выборе контроллера RGB.

Можно выделить несколько основных схем подключения светодиодных лент RGB

1. Подключение аналоговой светодиодной ленты к RGB контроллеру, длина ленты до 5 метров

На контакты контроллера V+ и V-  подводится питание от внешнего блока питания подходящей мощности и напряжения. На светодиодную ленту выходит четыре провода со следующей маркировкой (на входе светодиодной ленты контакты имеют аналогичное обозначение):

  • R — красный цвет;
  • G — зеленый цвет;
  • B — синий цвет;
  • V+ или иное обозначение — общий провод.

Соблюдая правила подключения RGB контроллера, вы сможете без труда подключить светодиодную ленту к контроллеру, и работать она будет долгие годы. Очень важно не перепутать расположение проводов, иначе, управляя одним цветом свечения, загораться на ленте будет совершенно другой.

Также, на каждом контроллере, указана максимальная допустимая нагрузка на каждый выход светодиодной ленты, которую нельзя превышать (нагрузку можно подсчитать путем умножения количества светодиодов в ленте на потребляемую мощность (или ток) одного светодиод, либо посмотреть суммарную мощность на упаковке светодиодной ленты).Рассмотрим наглядный пример подключения светодиодной ленты 5050 RGB. Светодиодная лента, при помощи коннектора с четырьмя проводами, подключается к контроллеру RGB, к которому в свою очередь подключается внешний блок питания. Управление цветом производится при помощи радиопульта. 

2. Подключение аналоговой светодиодной ленты RGB к контроллеру, длина ленты более 5 метров

В этом случае, из-за большого энергопотребления, светодиодные ленты нельзя подключать прямо к выходу контроллера RGB, так как мощности выхода контроллера просто не хватит для питания длинной светодиодной ленты.

Для таких случаев, в схему добавляются специальные усилители сигнала RGB и дополнительные источники питания.

Возможны несколько вариантов подключения длинных лент – последовательное, параллельное и смешанное (параллельно – последовательное или наоборот).

Схема подключения RGB ленты 15 метров:

На схеме выше представлено последовательное соединение светодиодных лент длиной по 5 метров каждая.

Читайте также:  Ардуино радар: делаем акустический радиолокационный дисплей

Исходя из схемы, видно, что первая лента подключается прямо на выход контроллера, так как его выход рассчитан на подключение одной 5-ти метровой полосы, а все остальные подключаются через усилитель сигнала RGB последовательно, причем к каждому усилителю подводится питание от отдельного источника постоянного напряжения. Количество лент в данном случае не имеет значение. Такой вид соединения удобен для выполнения светодиодной подсветки по периметру.

Схема подключения RGB ленты 20 метров:

Аналогично выполняется и параллельное соединение, только все усилители сигнала RGB подключаются прямо к выходу контроллера параллельно. Каждый усилитель сигнала, также имеет свой отдельный источник питания.

Внимание! Если мощность контроллера позволяет, т.е. контроллер при подключении всей светодиодной ленты имеет запас мощности не менее 20%, то использование RGB усилителей и блоков питания к ним можно исключить.

Схема подключения светодиодной ленты к контроллеру остается без изменений, но используется уже один мощный блок питания, который подключается к контроллеру.

НО! В мощных блоках питания (от 200-300W) для охлаждения уже используется вентилятор, который соответственно шумит, если подсветка будет работать в полной тишине, к примеру подсветка потолка в спальне, данный шум будет вызывать дискомфорт.

Комбинируя два типа подключения светодиодных лент, можно реализовать самые разнообразные задачи. К примеру, вам надо сделать подсветку в трех комнатах. Сначала делаете параллельное соединение на каждую комнату, а затем в каждой комнате делаете еще и последовательное соединение.

Существуют также RGB контроллеры, позволяющие с одного пульта (планшета, телефона) управлять подсветкой в разных комнатах. Количество отдельно управляемых зон может быть до 10шт, зависит от модели контроллера. Подключение светодиодной ленты осуществляется по схемам, указанным выше, добавляется только необходимость «привязки» каждого контроллера к пульту.

Комбинируя типы подключения светодиодных лент можно реализовать самые разнообразные задачи.

3. Подключение аналоговой светодиодной ленты RGBW к контроллеру

Подключение светодиодных лент RGBW, исполнение может быть:

  • встроен отдельный белый светодиод на ленте в дополнении к RGB светодиодам
  • применяется две светодиодные ленты, к примеру RGB и Белая c оттенком WarmWhite
  • в светодиодной ленте каждый светодиод имеет 4 кристалла, формирующих красный, зеленый, синий, белый цвета свечения.

Схема подключения производится аналогично приведенным выше схемам. Единственным отличием, является использование четырехканального контроллера RGBW, усилителей RGBW.

При подключении 5 метров соединять ленту рекомендуется с двух сторон, для сведения к минимуму фактора «потери тока» (при подключении длинных отрезков последовательно подключенных, светодиоды в начале ленты будут светить ярче светодиодов, расположенных в конце ленты)

Схема подключения светодиодной ленты RGBW, когда мощности контроллера недостаточно:

В данной схеме применяются RGBW усилители и дополнительные блоки питания к ним

4. Подключение адресных цифровых светодиодных лент RGB SPI (бегущий огонь)

Аналогично простым светодиодным лентам, подключение адресных цифровых лент RGB имеет свои нюансы. Для них требуются программируемые контроллеры управления, которые поддерживают линии синхронизации данных.

Одной единой схемы подключения адресных цифровых светодиодных лент RGB не существует, так как они моделируются в зависимости от контроллеров управления, применяемых микросхем в ленте и требуемых конструкций.

Единственное, можно отметить, что эти светодиодные ленты имеют направленность линии данных, т.е. у них есть вход и выход. В случае длинных участков лент, также отдельно подается питание на различные отрезки.

Как правило, такие светодиодные ленты имеют следующие контакты для подключения:

  • GND – общий провод питания
  • DI – линия передачи данных
  • CI – линия тактового генератора (clock)
  • SI – линия синхронизации
  • +5V – питание

Ниже приведены две схемы, реализованные на программируемом контроллере Arduino.

Стоит добавить, что программный код для таких контроллеров пишется отдельно в специализированных программных средствах, после чего загружается в сам контроллер через различные интерфейсы.

Светодиодная лента оснащенная микросхемами управления WS 2811 используется для создания многоцветных световых эффектов различной сложности — от простейшего эффекта «бегущий огонь» до воспроизведения динамических изображений на мультимедийных кранах. Для управления данной светодиодной ленты может быть использован любой контроллер с интерфейсом SPI (Serial Peripheral interface), поддерживающий работу с микросхемами WS 2811.

Данная светодиодная лента имеет следующие контакты для подключения:

  • 12v — питание ленты (+12V источника питания)
  • DIN — вход сигнала DATA
  • DO — выход сигнала DATA
  • GND — общий провод питания и управления (-12V источника питания и GND контроллера)

Схема подключения светодиодной ленты SPI c микросхемами WS2811

Если необходимо синхронное управлением несколькими лентами применяется разветвитель SPI, сигнал с одного входа распределяется на 8 выходов.

При монтаже данной светодиодной ленты иногда нет возможности установить контроллер рядом с лентой.  В данном случае устанавливается усилитель-конвертор, он позволяет увеличить расстояние передачи цифрового сигнала до 200 метров.

Увеличение дальности выполняется за счет преобразования сигнала и передачи его по симметричному кабелю типа «витая пара».

Усилитель-конвертор преобразует несимметричный сигнал TTL уровня в симметричный сигнал интерфейса RS485 (режим ТХ — передачи) и наоборот, RS485 в TTL (режим RX — прием). Режим устанавливается перемычкой на плате.

(Вид со стороны деталей) Расположение, назначение клемм; перемычка выбора режима (Вид со стороны клемм)

Подключение 1-ого усилителя при наличии у контроллера симметричного выхода D+ и D-

Подключение 2-х усилителей при наличии у контроллера несимметричного выхода DATA

5. Подключение цифровых светодиодных лент RGB с интерфейсом DMX-512

Светодиодная лента DMX используются для получения световых эффектов различной сложности – от простейшего эффекта «бегущей волны» до создания экранов с динамическими изображениями.

На цифровой RGB ленте расположены адресные микросхемы (драйверы светодиодов), позволяющие контроллеру напрямую обращаться к конкретному светодиоду (пикселю), что позволяет задать цвет каждого светодиода в отдельности (или группы светодиодов, в зависимости от типа исполнения ленты).

Светодиодная лента с интерфейсом DMX управляется любым контроллером, формирующим стандартный DMX сигнал.  По умолчанию адреса на ленте распределены последовательно, начиная с первого адреса, по три адреса на светодиод (группу светодиодов, один пиксель).

 Для назначения адресов используется редактор DMX. Цифровые светодиодные ленты подключаются к одному выходу контроллера только последовательно и имеют направленность передачи данных, таким образом, к выходу первой ленты подключается вход второй и т.д.

 При соединении отрезков учитывайте направление передачи сигнала записи адресов.

Вход сигнала записи адресов имеет обозначение на ленте “ADi”, выход — “ADо” К каждой цифровой светодиодной ленте длиной 5 метров подводится отдельное питание на контакты V+ и GND (за исключением первой). Усилители RGB сигнала для них не применяются.

Цифровая светодиодная лента DMX имеет следующие контакты для подключения:

  • V+ – питание +5V
  • Di – вход линии данных
  • Do – выход линии данных
  • GND – питание –5V

Направление линии передачи данных указывается на самой ленте в виде направленных стрелок.

схема подключения светодиодной ленты к DMX контроллеру

схема подключения светодиодной ленты при записи DMX адресов

6. Подключение светодиодных лент RGB с помощь контроллеров DMX

Управление DMX используется для создания сложных световых эффектов и позволяет управлять до 170 RGB источников света и 128 RGB+W источников света.

Управление каждым источником света осуществляется с DMX контроллера. Контроллер передает цифровой сигнал DMX декодеру, который уже в свою очередь преобразовывает его в PWM (ШИМ).

Каждый DMX декодер занимает 3 (RGB) или 4 адреса адреса (RGB+W), в зависимости от типа RGB декодера.

Схема подключения светодиодной ленты к DMX декодеру

Если мощности декодера не хватает, возможно подключение RGB усилителя для увеличения количества подключаемой светодиодной ленты. Мощность белого цвета многих RGB+W лент в три раза больше, чем мощность каждого из цветов R,G, или B. При необходимости используйте дополнительный усилитель для белого канала.

Для передачи сигнала DMX к светодиодной RGB-ленте на длинные (200-300 метров) расстояния и при невозможности использовать кабель, применяется DMX Wireless усилитель и декодер.

Источник: https://lednews.ru/shemyi-podklyucheniya-rgb-lent-analogovyih-i-tsifrovyih/

Ссылка на основную публикацию