Принципиальная схема
Схема контроллера показана на рис. 1. Она выполнена на одной микросхеме типа CD4060B. Эта микросхема содержит 14-ти разрядный двоичный счетчик без выводов от нескольких разрядов, и инверторы для построения мультивибратора, генерирующего импульсы, поступающие по внутренним цепям на вход счетчика.
К трем старшим выходам счетчика через промежуточные резисторы R3-R5, ограничивающие ток зарядки – разрядки емкостей полевых транзисторов, подключены затворы ключевых полевых транзисторов VT1-VT3, нагружаемых по стокам цветовыми цепями RGB-светодиодной лентой.
Частота генерации встроенного мультивибратора D1 задана RC-цепью C1R1-R2, и составляет около 3000 Гц. При счете этих импульсов состояния трехразрядного двоичного кода, снимаемого с выходов Q12, Q13, Q14 счетчика обновляется с частотой около 1,4 Гц.
Рис.1. Принципиальная схема простого контроллера для RGB-ленты (CD4060B).
Для управления лентой служат две кнопки S1 и S2. Это тумблерные кнопки типа КМД1-1, переключательные. Они же могут служить и средством крепления печатной платы в корпусе устройства.
Кнопка S1 служит для выключения всей RGB-светодиодной ленты. Пока она не нажата, она подает на вход обнуления счетчика (вывод 12) логический ноль от минуса питания. При нажатии кнопки, она переключает свои контакты и соединяет вывод 12 D1 с плюсом питания, фактически подавая на него логическую единицу.
Это приводит к обнулению счетчика. И на его всех выходах устанавливаются логические нули. Поэтому все транзисторы VT1-VT3 закрыты, и ток на всю RGB-ленту не поступает.
Кнопка S2 служит для включения и выбора цвета свечения RGB-ленты. Пока она не нажата, её нормально замкнутые контакты соединяют вход первого инвертора встроенного мультивибратора микросхемы с минусом питания, таким образом блокируя мультивибратор. В этом состоянии мультивибратор импульсы не генерирует, и состояние выходов счетчика не меняется.
Если кнопку S2 нажать, она отключает вход первого инвертора встроенного мультивибратора микросхемы D1 от минуса питания, и мультивибратор начинает работать, – вырабатывать импульсы, которые поступают по внутренним цепям микросхемы на вход счетчика. При этом счетчик считает эти импульсы и состояния его выходов соответствующим образом изменяются.
Если счетчик изначально был в нулевом состоянии, то сначала появится единица на выводе 1. и откроется транзистор VT1, включив синий цвет ленты. Затем, на выводе 1 установится ноль, но появится единица на выводе 2, VT1 закроется, но откроется VT2 и включится красный цвет ленты.
Затем, единица появится на выводе 1, и останется на выводе 2. Транзисторы VT1 и VT2 будут открыты, и будут одновременно работать красная и синия цепь ленты, образую фиолетовый цвет. Следующим шагом будет установка нулей на выводах 1 и 2 и единицы на выводе 3. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются. но открывается VT3, а лента горит зеленым цветом Далее, дополнительно к зеленому включится синий цвет, и свечение ленты станет бирюзовым.
Потом будут включены зеленый и красный цвет, и свечение ленты станет желтым. И на последнем шаге единицы установятся на всех трех выходах счетчика, и откроются все три транзистора, а лента будет светиться белым цветом.
Таким образом, чтобы выбрать нужный цвет, нужно нажать кнопку S2 и удерживать её нажатой, пока не появится нужный цвет Затем кнопку S2 отпустить, и лента будет продолжать светиться выбранным цветом. Для полного выключения ленты нужно либо «пролистать» её состояния до конца кнопкой S2, либо нажать кнопку S1, чтобы обнулился счетчик.
Питание на микросхему поступает через диод VD1. Это не защита от ошибочного подключения в не той полярности, дело в другом. Как показали испытания, некоторые дешевые блоки питания для светодиодных лент выдают пульсирующий ток. Если схему подключить к такому источнику питания непосредственно, она не будет работать.
Потому что для микросхемы необходим постоянный не пульсирующий ток.
Диод VD1 совместно с конденсатором С2 в этом случае помогает, потому что довыпрямляет пульсирующий ток, а конденсатор С2 играет роль накопительного, подавляющего пульсации. Диод же не дает конденсатору разряжаться через светодиодную ленту. В результате на микросхему поступает постоянный, не пульсирующий ток.
Что и нужно для питания микросхемы. Конденсатор С2 должен быть на напряжение не ниже 16V. Резисторы R3-R5 могут быть другого сопротивления, но не ниже 1 кОм.
Мощный RGB контроллер светодиодной ленты
Итак, кратко о мотивах создания этого проекта. Как я ранее говорил в статье “Многоцветная светодиодная подсветка или RGB-контроллер своими руками”, в заводском китайском RGBконтроллере (т.е. оригинальном) очень сильно греются выходные силовые ключи (полевые транзисторы), реально можно обжечь пальцы. Речь идёт о работе на максимальной яркости, когда все три канала работают на полную; в данном случае это будет белый цвет свечения.
Замеры тока показали, что в таком режиме китайский RGB контроллер потребляет 1,2 ампера. Казалось бы ерунда, всего 1,2А*12В=14Ватт, но сука греется. Ок. Собираем свой вариант контроллера (ATtiny2313 + IRFZ44Nна выходе) и испытываем чувство, что нас, мягко говоря, обманывают. Блок питания уходит в защиту. Снимаем защиту, измеряем ток = 2,2 ампера. Прикольно 2,2А*12В=26,4Ватт. Видимо китайский контроллер выдаёт ШИМ на силовые ключи не на всю ширину. Визуально с ATtiny2313 + IRFZ44N лента светится ярче.
Продолжаем изыскания. Подключаем 5 метров ленты к ATtiny2313 + IRFZ44N и гоняем. Всё прекрасно, ключи без радиатора немного теплые. Подключаем последовательно еще одну ленту и наблюдаем, что подключенный кусок изменил оттенок и равномерно снижается яркость по всей длине (на участке от 5 до 10 метров). Измеряем напряжение на конце ленты; напряжение упало с 12 вольт до 9,1 вольт. Очевидно, что ленты надо подключать в параллель, хотя я предполагал, что светодиоды в самой ленте и так подключены в параллель. Неудобняк, но других вариантов нет.
Включаем в параллель три рулона по 5 метров. Включилось, работает. Но сука греется. Можно радиатор поставить, но всё равно, нагрев убедительный. Чешем репу и делаем следующее.
В этом контроллере умощненные выхода. Также облегчили режим работы стабилизатора на 5 Вольт.
В общем всё довольно просто. Транзисторы BD139-BD140 можно заменить на КТ815-КТ814 и аналогичные.
При прошивании микроконтроллера ATtiny2313 устанавливаются следующие фьюзы.
Печатная плата изготавливается методом ЛУТ.
Ну и к слову говоря, на основе этой схемы можно сделать простой RGBусилитель, для объединения лент в последовательные или параллельные цепочки. Некоторые схемы последовательного и параллельного включения RGBусилителей смотри в файле RGB-amplifier.pdf
Файлы:
Проект “Многоцветная светодиодная подсветка или RGB-контроллер своими руками”
Проект “Контроллер RGB ленты с дистанционным управлением 433 МГц”
Полезные ссылки:Попробуй сделать печатную плату на кухнеСобери себе подходящий программаторУзнай как прошить микроконтроллер прошивкойНаучись программировать и делать прошивкиЗадай вопрос или найди ответ в форуме
Виды контроллеров
Мы уже упомянули, что контроллеры бывают различными, но они выполняют подобные задачи – переключение цветов и регулировку интенсивности их свечения. Они отличаются:
- По типу исполнения (защищенные от условий окружающей среды и незащищенные);
- По типу монтажа (с отверстиями под монтаж на саморезы, или на Din-рейку и прочие).
- По способу управления (пульт дистанционного управления, кнопки на корпусе контроллера или другие wireless-радио технологии, например, управление со смартфона по WiFi).
Контроллеры для монтажа на DIN-рейку удобно встраивать в электрощиты. Пульты управления также различаются, на устройства которые используют ИК-порт для передачи сигнала и радиопередачу. При этом на пульте присутствует возможность выбора автоматического режима или ручной установки цвета и яркости. При подборе устройства будьте внимательны, ведь в различных экземплярах имеются свои особенности управления и подключения. А необходимой функции может просто не оказаться.
Вообще, видов пультов очень много. Самый дешевый вариант – это кнопочное устройство, у которого в качестве передатчика инфракрасный светодиод. Оно обладает недостатками присущими всем подобным изделиям. Например, система будет реагировать, только если направлять в сторону приемника контроллера пульт при выборе и регулировке режима работы. Более современные модели в комплекте содержат уже сенсорные устройства управления.
Интересная модель:
Ecola RF mini controller 6 А, работает от 12 – 24V, при питании 12 V позволяет зажечь 72 W, а при 24 V – уже 144 W светодиодного света. Использует кнопочный радио (RF) пульт для настройки. Имеет очень маленький разъем для подсоединения к вашей схеме. Изменяет цвет подсветки и работает как диммер.
Шаг 2: Подключение и настройка микроконтроллера
После выбора необходимого программного обеспечения для управления RGB контроллером, необходимо подключить микроконтроллер к компьютеру с помощью USB кабеля.
1. Подключите один конец USB кабеля к USB порту компьютера, а другой конец — к микроконтроллеру.
2. Проверьте, что микроконтроллер успешно подключен к компьютеру. В системной панели устройств должно появиться уведомление о подключении нового устройства. В случае если уведомление не появляется, убедитесь, что USB кабель и порты на компьютере работают корректно.
3. Установите необходимое программное обеспечение для работы с микроконтроллером. Обычно, на официальном сайте разработчика вы можете найти программу-клиент для управления микроконтроллером. Загрузите и установите программное обеспечение в соответствии с инструкцией разработчика.
4. После успешной установки программы-клиента, запустите ее. Возможно, вам потребуется выполнить настройку подключения к микроконтроллеру. Введите соответствующие параметры подключения, например, порт или скорость передачи данных.
5. Сохраните настройки и проверьте, что соединение с микроконтроллером установлено успешно. Вы должны быть готовы приступить к управлению RGB контроллером с помощью программы-клиента.
Данные шаги помогут вам правильно подключить и настроить микроконтроллер для дальнейшего использования в RGB контроллере. После успешного завершения этих шагов, вы будете готовы перейти к настройке и управлению освещением с помощью выбранной программы-клиента.
Контроллер своими руками
Схема подобного прибора не сложна, единственный минус в том, что у изготовленного своими руками контроллера будет мало каналов, хотя для домашнего использования этого вполне достаточно.
Наверняка у каждого в квартире найдется неисправная китайская гирлянда с маленькой коробочкой – блоком управления устройством. Так вот, основные детали как раз будут браться из нее.
Схема контроллера, сделанного своими руками
Как раз внутри этого блока управления гирляндой можно увидеть три тиристорных выхода. Это и будут направления R, G и B.
Как раз к ним и следует подключить светодиодную полосу. Никакого охлаждения тиристорам не требуется, ну а отсутствие блока питания легко решается. Не будет большой проблемой найти неисправный системный блок компьютера. Так вот трансформатор от него идеально подойдет для этой цели. И в итоге сэкономить получится не только на покупке контроллера, но и на приобретении блока питания, причем блок питания может стоить в разы дороже, чем само устройство управления светодиодной RGB-лентой.
Конечно, никакого пульта дистанционного управления не будет, но все же можно подключить светодиодную RGB-ленту к трехклавишному выключателю, не потратив ни копейки на приобретение дополнительных устройств.
Контроллеры для светодиодных лент. Виды и работа. Подключение
Контроллеры для светодиодных лент позволяют управлять режимом свечения светодиодной ленты. Благодаря им она то равномерно светит, то начинает мигать, то переливаться разными цветами. Какие бывают контроллеры, и как их подключать?
Принцип работы и подключение
Работа контроллера основана на возможности менять интенсивность свечения светодиодов одного цвета. Иными словами в RGB ленте можно погасить все синие диоды или зеленые, или красные. Также можно заставить светиться диоды только одного цвета.
Если одновременно менять скорость загорания, то получится создать красивые световые эффекты. Их применяют, чтобы привлечь внимания к торговым витринам, архитектурным сооружениям, праздничным инсталляциям.
Управляющее устройство состоит из основного блока и пульта дистанционного управления. Бывают мини-контроллеры без пульта, управление в которых происходит только с помощью кнопок на корпусе.
Блок контроллера устанавливают между блоком питания и светодиодной лентой.
От контроллера выходит провод с разъемами для подключения, поэтому процесс не составляет труда. Если возникают какие-то вопросы, то можно изучить схему, которая прилагается к инструкции.
При использовании нескольких светодиодных лент в одном шлейфе рекомендуется ставить RGB усилитель между лентами.
Иногда применяют кусок светодиодной ленты, на котором нет клемм для подключения. В этом случае разъем провода, идущего от блока, отрезают, а провода зачищают и спаивают паяльником.
Программы световых эффектов могут быть установлены производителем заранее. Такое устройство называется RGB-синхронизированным. Второй вариант предоставляется возможность задавать сценарий свечения индивидуально. В этом случае контроллеры называют DMX512 – от наименования метода передачи данных.
Контроллеры для светодиодных лент: виды
Контроллеры для светодиодных лент применяют к многоцветным и монохромным светодиодным лентам. Основные его характеристики, как и любого электроприбора, – мощность и рабочее напряжение. Они должны соответствовать электрическим параметрам ленты. Мощность желательно брать с запасом, чтобы блок управления не перегорел.
Контроллеры меняют яркость свечения кристаллов, скорость затухания одного цвета и загорания другого. С их помощью можно фиксировать один или несколько цветов, менять оттенки и проводить другие манипуляции с освещением.
Способ управления освещением бывает:
Механический.
Инфракрасный.
Радиоволновой.
Механическое управление означает, что пульт отсутствует, регулировка происходит путем нажатия кнопки. Это самое простое устройство с минимальным количеством программ.
Сенсорный метод тоже предполагает, что можно обойтись без пульта ДУ. Управление осуществляется путем касания к чувствительной панели, которую встраивают в стену. Возможностей регулировки здесь больше, поскольку можно менять все параметры освещения, начиная от цвета, и заканчивая яркостью.
При инфракрасном управлении датчик контроллера должен быть в поле видимости пульта. Это напоминает пульт управления телевизором или другой бытовой техникой, действие которого распространяется на 10 метров.
Радиоволновое управление позволяет подавать сигналы на контролирующий блок даже из соседней комнаты с закрытыми дверями. Радиус действия составляет более 30 метров. Каждый радиопульт работает на своей частоте, поэтому терять его нельзя. В случае утраты пульта, придется заново переустанавливать контроллер.
Разновидностью радиоуправляемого устройства считается контроллер, работающий по Wi-Fi каналу. К нему можно подсоединяться с помощью мобильного телефона.
Многие контроллеры для светодиодных лент не защищены от попадания воды и пыли. Если вы собираетесь установить светодиодную ленту в помещении с высокой влажностью, помните об этом. Выбирайте устройство с высокой степенью защиты.
Схема подключения светодиодной RGB-ленты. Подключение RGB-контроллера и RGB-усилителя. — DRIVE2
В принципе, схема подключения RGB-ленты, та же, что и схема подключения обычной одноцветной (монохромной) ленты. Разница в том, что между блоком питания и лентой, устанавливается RGB-контроллер (устройство управления цветом ленты).
Контроллеры бывают разные по внешнему виду, мощности, программам управления цветом и пультом дистанционного управления. Но суть у них у всех, одна и та же. Пришло на контроллер 2 провода от блока питания, ушло четыре провода на RGB-ленту.
Схема подключения RGB-контроллера для светодиодной ленты
Какой бы контроллер вы не выбрали, он всегда подключается по одной и той же схеме. Разъемы, питания обозначаются «V+» и «V-». Соответственно красный провод блока питания идет на плюсовой контакт, а черный провод идет на минусовой.
- Разъемы для подключения RGB-ленты обозначаются:R (red)-управление красным цветомG (green)-управление зеленым цветомB (blue)-управление синим цветом
- V+ общий провод (на разных контроллера он может обозначаться по разному, но вы все равно его не спутаете с другими)
Не перепутайте провода ленты! Ничего страшного, конечно, не произойдет (ничего не сгорит), но у вас перепутаются цвета. Нажмете на пульте красный, а загорит синий.
Пульт управления RGB-лентой: на какую кнопку нажмете, таким цветом она будет светиться
Как подключить более 5 метров ленты? Токоведущие дорожки светодиодной ленты рассчитаны на длину 5 метров (именно поэтому лента всегда продается такой длины). Нельзя просто взять и соединить последовательно две ленты. Даже если и будет работать, то это продлится не долго (проверено на практике).
Принцип удлинения тот же, что и с обычной лентой. Существует два способа. Вот первый
Схема подключения RGB-лент с одним блоком питания
Для этой схемы требуется четырехжильный удлиняющий провод сечением 1,5 мм и длиной 5 метров. Эту схему я применяю, для соединения RGB-лент c 30 диодами на метр. Но т.к.
эта лента светит тускло (из-за малого количества светодиодов) и желающих ее использовать мало, то это схему я применяю редко.
С RGB-лентами 60 диодов на метр, тоже можно применить эту схему, но при этом, потребуются блок питания и контроллер мощностью в 2 раза большей.
Посчитаем. Две RGB-ленты потребляют 140 ватт. Блок питания такой мощности, это увесистая железяка, весьма немалых размеров. В потолочную нишу его спрятать, конечно же, можно. Но для этого, необходимо заранее спланировать под него место (на этапе проектирования потолков).
Контроллер на 140 ватт. Как показывают мои опыты, контроллеры выходят из строя, через некоторое время. Хотя в технических параметрах указано, что они рассчитаны на такую мощность и тянут 10-15 метров. На самом деле, горят. У меня уже было несколько случаев, хотя по расчетам, все вроде бы должно работать.
Поэтому, контроллер я рекомендую выбирать с запасом мощности в 2 раза, т.е. для данного случая, это 280 ватт. Но тут, резко увеличивается его стоимость, да и найти какой контроллер не просто. Поэтому, мне больше нравится вот такая схема
Схема соединения светодиодных RGB-лент с помощью RGB-усилителя
В данной схеме подключения, используется дополнительный блок питания и RGB-усилитель. Ко входу усилителя (на нем написано «Input») подключается конец первой ленты, к выходу (написано «Output») — начало второй.
Не перепутайте цвета проводов: каждый провод подключается в соответствующий разъем. На питающие контакты, подключите провода от блока питания.
Подключение RGB-усилителя
Эта схема немного сложнее и по стоимости она получается чуть подороже первой, но при этом:Размеры блоков питания существенно меньшеМожно использовать почти все имеющиеся в продаже контроллеры
Можно подключать неограниченное количество лент
Если вам трудно разбираться в электрических схемах, то вот вам фотография, на которой все видно. Еще раз. Если нужна одна лента, то используете блок питания и контроллер. Если нужно две и более ленты, то добавляете усилитель и еще один блок питания.
Подключение двух RGB-лент
Установка светодиодной RGB-ленты пугает многих не столько ценой, сколько кажущейся сложностью установки. Надеюсь эта статья помогла вам разобраться с этим вопросом.
The software
To make things nice and easy, we’re going to use Tasmota to control our strip. Tasmota is open-source firmware written to provide more features along with better control of smart devices built with ESP8266s. A lot of cheap smart home products are built using the ESP, so a common technique is to flash this firmware onto the device to use it with Home Assistant or other controllers. We’re going to take advantage of this to have an easy way of setting it up, but you can always write your own code! There are plenty of libraries available for controlling WS2812B LEDs, and you can program several different effects.
Flashing Tasmota onto the device
The first step is to download Tasmota. There will be another way to do this later, but it’s good to know where the firmware you are installing comes from. Head over to the Tasmota Github repo’s releases page and download the latest release. The file is called tasmota.bin, it will be at the bottom of each release (after all of the notes). Next, download Tasmotizer, a program designed to flash the firmware image onto ESPs easily. Again use the release page on the Github to download the latest release. Be sure to download the right one for your platform, .exe for windows, source for everyone else.
Once downloaded, run the program. You should see a screen like below:
The Tasmotizer window
Now you can select your firmware image from wherever you saved it using the browse button, or you can click on “Release” and select the “tasmota.bin” file from there. Next, make sure your ESP is plugged into the computer and refresh the ports list.
Select the port it’s connected to. For me, it was COM4. Once you are sure the settings are correct, click “Tasmotize!” and watch as the software does the rest. By clicking on “Send config”, you can configure your WiFi network and your MQTT server.
Important: if you use TLS on your MQTT server, you will need to compile Tasmota from source for it to work. As my MQTT server uses TLS, I had to compile it from source. It isn’t that difficult to do, but it’s out of the scope of this guide. The page on the Tasmota website about compiling is a good resource, along with the page about enabling the TLS features.
Once you flash the config, the device should be connected to your WiFi and to your MQTT server. Click on “Get IP” to find the IP of the device:
A window will appear with the IP of your device
Put that IP into a browser, and you will see the Tasmota web panel. Click on “Configuration”, then “Configure Module”. Now select “Generic Module”, and put in the following settings: D4 GPIO2: 07 WS2812.
The Tasmota module configuration
Save the config, and the ESP will restart. Once everything comes back, the main Tasmota page should have a color picker allowing you to change the color of the strip along with a button to toggle it on and off.
Important: Click on the “Console” button in the main menu. From there you should see a screen like below. In the input box, type “pixels <number of LEDs>”, replacing the number with the actual number of LEDs in your strip. In my case, I had 60 LEDs, so I typed “pixels 60”. If you do not do this, it will not work properly!The Tasmota web console
At this point, playing with the color picker on the main menu should work well. If it does, congratulations! If it doesn’t, double-check everything we’ve done so far and make sure you followed all the steps correctly, Ensure that the circuit is built correctly as well!
В чем фишка RGB-ленты?
За счет чего она становится многоцветной? Поясняю. Внутри
RGB-светодиода установлено три кристалла: красный (Red),
зеленый (Green) и синий (Blue).
Когда свет от этих кристаллов смешивается в разных пропорциях, на
выходе получаются разные цвета.
Готовые наборы для | |
| Соберем подсветку персонально под ваш Доставим до двери в любой город |
Оттенков может быть бесконечно много.
По сути разработчики объединили три ленты разных цветов в одну.
Поэтому, у многоцветной светодиодной ленты не два питающих провода
(плюс и минус), а четыре. Три на каждый цвет и один провод общий.
Как управлять светом RGB ленты
Учимся управлять светодиодной лентой
Управляют светом РГБ контроллером. Прибор, выполняя комaнды пульта, подаёт ток определённой величины на кристаллы светодиодов. Связь пульта с комaндным блоком осуществляется посредством инфpaкрасного излучения.
Пульты дистанционного управления RGB подсветкой представляют собой компактные приборы с сенсорными кнопками. Фиксируя клавишу определённого цвета, добиваются увеличения или уменьшения силы выбранного цвета. Оперируя несколькими кнопками, достигают смешивание цветов, нужного колорита.
Питание пульта обеспечивается 2-мя или 4-мя батарейками формата АА и ААА. Режим «Танец» создаёт переливание цветов из одного в другой. Пульт имеет широкие возможности. Можно настраивать скорость смены цветов, мерцание и многое другое.
