На этом занятии мы будем использовать цифровые и аналоговые выходы с «широтно импульсной модуляцией» на плате Arduino для включения RGB светодиода с различными оттенками. Использование RGB LED ленты позволяет создать освещение интерьера с любым оттенком цвета. Расскажем про устройство и распиновку полноцветного (RGB) светодиода и рассмотрим директиву #define в языке C++.

Устройство и назначение RGB светодиода

Для отображения всей палитры оттенков вполне достаточно три цвета, используя RGB синтез (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий). RGB палитра используется не только в графических редакторах, но и в сайтостроении. Смешивая цвета в разной пропорции можно получить практически любой цвет. Преимущества RGB светодиодов в простоте конструкции, небольших габаритах и высоком КПД светоотдачи.

RGB светодиоды объединяют три кристалла разных цветов в одном корпусе. RGB LED имеет 4 вывода — один общий (анод или катод имеет самый длинный вывод) и три цветовых вывода. К каждому цветовому выходу следует подключать резистор. Кроме того, модуль RGB LED Arduino может сразу монтироваться на плате и иметь встроенные резисторы — этот вариант более удобный для занятий в кружке робототехники.

Фото. Распиновка RGB светодиода и модуль с RGB светодиодом для Ардуино

Распиновка RGB светодиода указана на фото выше. Заметим также, что для многих полноцветных (трехцветных) светодиодов необходимы светорассеиватели, иначе будут видны составляющие цвета. Далее подключим трехцветный светодиод к Ардуино и заставим его сначала мигать разными цветами, а затем плавно переливаться разными цветами с помощью «широтно импульсной модуляции».

Управление RGB светодиодом на Ардуино

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• макетная плата;
• RGB светодиод;
• 3 резистора 220 Ом;
• провода «папа-мама».

Фото. Схема подключения RGB LED к Ардуино на макетной плате

Модуль «RGB светодиод» можно подключить напрямую к плате, без проводов и макетной платы. Подключите модуль с полноцветным RGB светодиодом к следующим пинам: Минус — GND, B — Pin13, G — Pin12, R — Pin11 (смотри первое фото). Если вы используете RGB LED (Light Emitting Diode), то подключите его по схеме на фото. После подключения модуля и сборки схемы на Ардуино загрузите скетч в плату.

Скетч для мигания RGB светодиодом на Ардуино

#define RED 11 #define GRN 12 #define BLU 13 pinMode (GRN, OUTPUT ); pinMode (BLU, OUTPUT ); } void loop () { digitalWrite (RED, HIGH ); // Включаем красный свет digitalWrite (GRN, LOW ); digitalWrite (BLU, LOW ); delay (1000); digitalWrite (RED, LOW ); digitalWrite (GRN, HIGH ); // Включаем зеленый свет digitalWrite (BLE, LOW ); delay (1000); // Устанавливаем паузу для эффекта digitalWrite (RED, LOW ); digitalWrite (GRN, LOW ); digitalWrite (BLU, HIGH ); // Включаем синий свет delay (1000); // Устанавливаем паузу для эффекта }

Пояснения к коду:

1. с помощью директивы #define мы заменили номер пинов 11, 12 и 13 на соответствующие имена RED , GRN и BLU . Это сделано для удобства, чтобы не запутаться в скетче и понимать какой цвет мы включаем;
2. в процедуре void loop() мы поочередно включаем все три цвета на RGB.

Плавное управление RGB светодиодом

Управление rgb светодиодом на Arduino можно сделать плавным, используя аналоговые выходы с «ШИМ». Для этого ножки светодиода необходимо подключить к аналоговым выходам, например, к пинам 11, 10 и 9. И подавать на аналоговые выходы микроконтроллера различные значения ШИМ (PWM), для этого воспользуемся циклом for, с помощью которого можно повторять нужные команды в программе.

Скетч для плавного мигания RGB светодиода

#define RED 11 // Присваиваем имя RED для пина 11 #define GRN 12 // Присваиваем имя GRN для пина 12 #define BLU 13 // Присваиваем имя BLU для пина 13 void setup () { pinMode (RED, OUTPUT ); // Используем Pin11 для вывода pinMode (GRN, OUTPUT ); // Используем Pin12 для вывода pinMode (BLU, OUTPUT ); // Используем Pin13 для вывода } void loop () { // плавное включение/выключение красного цвета for (int i = 0; i analogWrite(RED, i); delay (2); } for (int i = 255; i >= 0; i--) { analogWrite (RED, i); delay (2); } // плавное включение/выключение зеленого цвета for (int i = 0; i analogWrite(GRN, i); delay (2); } for (int i = 255; i >= 0; i--) { analogWrite (GRN, i); delay (2); } // плавное включение/выключение синего цвета for (int i = 0; i analogWrite(BLU, i); delay (2); } for (int i = 255; i >= 0; i--) { analogWrite (BLU, i); delay (2); } }

Пояснения к коду:

1. с помощью директивы #define мы заменили номера пинов 9, 10 и 11 на соответствующие имена RED , GRN и BLU . Это сделано для удобства, чтобы не запутаться в скетче и понимать какой цвет мы включаем;
2. пины 9, 10 и 11 мы использовали, как аналоговые выходы analogWrite .

Аналоговые выходы на Ардуино используют «широтно импульсную модуляцию» для получения различной силы тока. Мы можем подавать на все три цветовых входа на светодиоде различное значение ШИМ-сигнала в диапазоне от 0 до 255, что позволит нам получить на RGB LED Arduino практически любой оттенок света. Если у вас остались вопросы — оставляйте их ниже в комментариях к этой записи.

» Схема подключения многоцветной ленты

Схема подключения светодиодной RGB- ленты. Подключение RGB- контроллера и RGB- усилителя.

Что такое многоцветная светодиодная RGB- лента, я подробно рассказывал в этой статье . Сейчас, я вам расскажу об электрической схеме подключения .

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 цветом
• G (green) - управление зеленым цветом
• B (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- лентыпотребляют 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 (н а 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 меньше
• Можно 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.

Светящиеся только красным - R , зеленым - G , синим - B или белым - CW цветом, как правило, подключаются непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 12 В или 24 В. R G B светодиодную ленту, как и монохромные, тоже можно подключить к блоку питания постоянного тока, соединив выводы R , G и B между собой.

Но в таком случае будет упущена возможность реализации цветовых эффектов освещения, ради которых лента и была создана. Поэтому при установке цветных светодиодных лент, в разрыв цепи между блоком питания и лентой обычно устанавливают электронный контроллер. Он позволяет в автоматическом режиме изменять цвет и яркость свечения ленты в динамическом режиме по заданной с пульта дистанционного управления программе.

На фотографии изображена электрическая схема подключения R G B светодиодной ленты к сети 220 В. Блок питания (адаптер) преобразует переменное напряжение 220 В в напряжение постоянного тока 12 В, которое по двум проводам с соблюдением полярности подается на R G B контроллер. К контроллеру посредством четырех проводов в соответствии с маркировкой подключается светодиодная лента. Для удобства монтажа и ремонта светодиодного освещения узлы между собой соединяются с помощью разъемов.

Электрическая схема LED R G B светодиода SMD-5050

Для подключения, а тем более ремонта R G B светодиодной ленты на профессиональном уровне, необходимо представлять, как она устроена, и знать электрическую схему и распиновку применяемых в лентах светодиодов. На фотографии ниже представлен фрагмент R G B светодиодной ленты с нанесенной схемой распайки кристаллов светодиодов.

Как видно на схеме, кристаллы в светодиоде электрически не связаны между собой. Три разноцветных кристалла в одном корпусе светодиода образуют триаду. Благодаря такой конструкции, управляя яркостью свечения каждого кристалла индивидуально можно получить бесконечное количество цветов свечения светодиода. На таком принципе управления цветом построены дисплеи сотовых телефонов, навигаторов, фотоаппаратов, компьютерных мониторов, телевизоров и многих других изделий.

Технические характеристики светодиода SMD-5050 приведены на странице сайта «Справочник по SMD светодиодам» .

Электрическая схема LED R G B ленты на светодиодах SMD-5050

Разобравшись с устройством светодиода легко разобраться и с устройством светодиодной ленты. В верхней части картинки фотография работоспособного отрезка LED R G B ленты, а в нижней его электрическая схема.

Как видно из схемы, одноименные контактные площадки светодиодной ленты, находящиеся с ее правой и левой стороны электрически соединены между собой напрямую. Таким образом, обеспечивается возможность подачи питающего напряжения на ленту с любого конца и на следующий отрезок ленты при ее наращивании.

Кристаллы светодиодов VD1, VD2 и VD3 одинакового цвета свечения соединены последовательно. Для ограничения тока в каждой из цветовых цепей установлены токоограничивающие резисторы. Два из них номиналом 150 Ом, а один 300 Ом, в цепи кристаллов красного цвета. Резистор большего номинала установлен для выравнивания яркости всех цветов с учетом интенсивности излучения кристаллом светодиода и не одинаковой цветовой чувствительности человеческого глаза к разным цветам.

Как разрезать светодиодную ленту на отрезки

Как Вы уже наверно поняли, R G B светодиодная лента любой длины (относиться и к монохромным лентам), состоит из коротких самостоятельных отрезков, представляющих собой законченное изделие. Достаточно подать на контактные площадки напряжение питания и лента будет излучать свет. Для получения отрезка ленты требуемой длины элементарные отрезки соединяют между собой в соответствии с буквенной маркировкой.

Обычно лента выпускается длиной пять метров. В случае необходимости ее можно укоротить, разрезав поперек по линии, нанесенной по центру контактных площадок между маркировкой, бывает, в этом месте дополнительно наносят символическое изображение ножниц. Иногда ленту приходится разрезать, чтобы установить под углом. В таком случае разрезанные одноименные контактные площадки соединяются между собой с помощью пайки отрезками провода .

Способы управления цветом свечения
R G B светодиодных лент

Есть два способа управления цветовым режимом работы R G B светодиодной ленты, с помощью трех выключателей или электронного устройства.

Принцип работы простейшего контроллера на выключателях

Рассмотрим принцип работы самого простого контроллера, на механических выключателях. В качестве выключателя для ручного управления свечением R G B ленты можно применить трех клавишный настенный выключатель, предназначенный для включения люстр и светильников в бытовую сеть 220 В. Электрическая схема подключения тогда будет иметь следующий вид.

Резисторы R1-R3 служат для ограничения тока и их можно устанавливать в любом месте цепи питания кристаллов одного цвета. По этой схеме можно подключать R G B ленты, рассчитанные на напряжение питания как 12 В, так и 24 В.

Как видно из схемы, плюсовой вывод блока питания подключается непосредственно к плюсовому выводу светодиодной ленты, который является общий для светодиодов всех цветов, а минусовой вывод подключается к R , G и B контактам ленты через выключатель. Коммутатором из трех выключателей можно получить семь цветов свечения ленты. Это самый простой, надежный и дешевый способ управления цветами свечения R G B ленты.

Принцип работы электронного контроллера

Для получения бесконечного количества цветов свечения R G B ленты и в автоматическом режиме динамическое изменение величины светового потока, вместо выключателей используют электрический блок, который называется R G B контроллер. Его включают в разрыв цепи между блоком питания и R G B лентой. Обычно в комплект контроллера входит пульт дистанционного управления, позволяющий на расстоянии управлять режимом его работы, и как следствие режимом свечения светодиодной ленты.

Так как для работы светодиодной ленты требуется, как правило, напряжение постоянного тока 12 В (реже 24 В), то для подключения ее к электросети переменного тока 220 В применяется блок питания или адаптер, преобразующий переменное напряжение в напряжение постоянного тока, которое через разъемное соединение подается на блок контроллера.

Рассмотрим принцип работы RGB контроллера на примере самого простого и широко применяемого контроллера модели LN-IR24. Он состоит из трех функциональных узлов – контроллера управления R G B , силовых ключей и микросхемы инфракрасного сенсора (ИК). Микросхема контроллера прошита на требуемый алгоритм работы светодиодной ленты. Управление микросхемой контроллера осуществляется сигналом, поступающим с микросхемы сенсора ИК. На ИК сенсор управляющий сигнал поступает при нажатии кнопок на пульте дистанционного управления.

Управление подачей питающего напряжения на светодиодную ленту осуществляется с помощью трех полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме. При поступлении сигнала с микросхемы контроллера управления RGB на затвор транзистора, его переход сток-исток открывается, и через светодиоды начинает протекать ток, в результате чего они начинают излучать свет. Управление яркостью свечения светодиодов осуществляется за счет высокочастотного изменения ширины импульсов подаваемого питающего напряжения (широтно-импульсной модуляции).

Выбор блока питания и контроллера для R G B ленты

Блок питания для RGB светодиодной ленты, необходимо выбирать, исходя из напряжения ее питания и потребляемого тока. Наиболее популярны светодиодные ленты на напряжение постоянного тока 12 В. Ток потребления по цепям R, G и B можно узнать из этикетки или определить самостоятельно, воспользовавшись справочными данными на светодиоды, изложенными в таблице на странице сайта Справочная таблица параметров популярных SMD светодиодов . Принято мощность потребления ленты указывать на метр ее длины.

Рассмотрим на примере как определить мощность потребления RGB ленты неизвестного типа на напряжение питания 12 В. Например, нужно подобрать блок питания и контроллер для R G B ленты длиной 5 м. Первое что необходимо сделать, определить тип RGB светодиодов установленных на ленте. Для этого достаточно измерять размер боковых сторон светодиода. Допустим, получилось 5 мм×5 мм. По таблице определяем, что такой размер имеет светодиод типа LED-RGB-SMD5050. Далее нужно подсчитать количество корпусов светодиодов на метре длины. Допустим, получилось 30 штук.

Один кристалл светодиода потребляет ток 0,02 А, в одном корпусе размещено три кристалла, следовательно суммарный ток потребления одного светодиода составит 0,06 А. На одном метре длины 30 светодиодов, умножаем ток на количество 0,06 А×30=1,8 А. Но диоды включены по три последовательно, значит, реальный ток потребления метра ленты будет в три раза меньше, то есть 0,6 А. Длина нашей ленты пять метров, следовательно, суммарный ток потребления составит 0,6 А×5 м=3 А.

Расчеты показали, что для питания R G B ленты длиной пять метров нужен блок питания или сетевой адаптер с выходным напряжением постоянного тока 12 В и током нагрузки не менее 3 А. Блок питания должен иметь запас по току, поэтому был выбран, адаптер модели АРО12-5075UV, рассчитанный на ток нагрузки до 5 А. При выборе блока питания нужно учесть, что выходной его разъем должен подходить к разъему R G B контроллера.

При выборе контроллера надо учесть, что ток потребления по отдельно взятому каналу R , G или B будет в три раза меньше. Следовательно, для нашего случая нужно брать контроллер, рассчитанный на напряжение 12 В и максимально допустимым током нагрузки на канал не менее 3 А/3=1 А.

Этим требованиям соответствует, например, R G B контроллер LN-IR24B. Он рассчитан на ток нагрузки до 2 А (можно подключить до 10 метров RGB ленты). Позволяет включать и выключать ленту, выбирать 16 статических цветов и 6 динамических режимов дистанционно, с расстояния до восьми метров, с помощью элегантного пульта ДУ. Питающее напряжение на контроллер подается с блока питания или сетевого адаптера с помощью коаксиального DC Jack. R G B -контроллер LN-IR24B имеет малый вес и габаритные размеры.

Внешний вид подготовленного по результатам расчета комплекта для освещения светодиодной лентой показан на фотографии. В комплект входит блок питания модели АРО12-5075UV, R G B контроллер LN-IR24B с пультом дистанционного управления и R G B светодиодная лента.

Если потребуется подключить несколько пятиметровых R G B лент, то потребуется более мощный контроллер, например, CT305R, позволяющий выдавать ток до 5 А на светодиоды одного цвета. Этим контроллером можно управлять не только с помощью пульта дистанционного управления, но и по сети с компьютера, превратив тем самым R G B освещение в цветомузыкальное сопровождение при прослушивании музыки.

Соединять последовательно светодиодные ленты длиной более пяти метров недопустимо, так как токоведущие дорожки самой ленты имеют малое сечение. Такое подключение приведет к снижению светового потока на участке ленты, превышающего длину пять метров. Если нужно подключить несколько пятиметровых светодиодных лент, то проводники каждой из них подключаются непосредственно к контроллеру.

В мощных моделях контроллеров для подключения внешних устройств используются клеммные колодки, в которых провода зажимаются с помощью винта. Рядом с клеммами обязательно нанесена маркировка. INPUT (IN) означает вход, к этим клеммам подключается внешний блок питания, с которого подается питающее напряжение для самого контроллера и светодиодных лент. Полярность обозначена дополнительными знаками «+» и «-». Несоблюдение полярности при подключении блока питания может вывести контроллер из строя.

Группа клемм для подключения R G B ленты обозначена надписью OUTPUT (OUT) и означает выход. Цвета обозначены буквами R (красный), G (зеленый), B (синий) и V+ (это общий провод любого другого цвета). От ленты обычно идут тоже цветные провода и достаточно просто присоединить их цвет в цвет.

Замечу, что к любому R G B контроллеру, соответствующему по току, можно с успехом подключить монохромную светодиодную ленту . Тогда появится возможность с помощью пульта дистанционного управления менять режим ее свечения – включать, выключать, менять яркость, устанавливать динамический режим изменения яркости.

Самыми современными осветительными приборами являются светодиоды: светодиодные лампы, прожектора или модули. Хотя есть конструкции, в которых элементы соединены в полосу, – это светодиодные ленты. Они производятся различной яркости и цвета, есть и многоцветные ленты RGB (R – red «красный», G – green, «зелёный», B – blue, «синий»), позволяющие менять цвет ленты при помощи RGB-контроллера.

Применение многоцветной ленты

RGB лента, благодаря возможности менять цвет и яркость, используется во многих местах и дизайнерских решениях:

• Основное или вспомогательное освещение комнаты. В сочетании с центральной люстрой делает освещённость более равномерной, а самостоятельно создает романтическое освещение или в сочетании с пультом с соответствующими возможностями обеспечивают цветомузыкальные эффекты;
• В спальне, коридоре и на кухне обеспечивает дежурное и полное освещение. Переключать режимы можно вручную, по таймеру или датчиком движения;
• Подсветка витрины магазина. Оттенок света выбирается по желанию оформителя;
• Моддинг компьютера. Цвет может зависеть от температуры или загрузки процессора;
• Фитолампа. Это удобный, но невыгодный вариант – используются только два цвета: красный и синий.

Конструкция led-ленты RGB

Светодиодная лента – это гибкая полоса, на которой расположены две, а на led-лентах RGB – четыре токопроводящие полоски. Между этими полосками расположены группами три последовательно включённых светодиода и токоограничивающее сопротивление. Элементы схемы используются формы SMD – surface mounted device (прибор, монтируемый на поверхность). Отличаются такие конструкции по размеру светодиодов, выраженному в 0,1 мм.

В многоцветных led-лентах устанавливаются элементы SMD5050 или 5*5мм. В отличие от светодиодов меньшего размера, в них три светодиода в одном корпусе. В монохромных конструкциях эти элементы включены параллельно, а в RGB-конструкциях каждый вывод подключается к своей токопроводящей полоске и имеет свой цвет свечения. Исключение составляют устройства, в которых в каждом элементе установлен ШИМ-контроллер. В таких аппаратах всего две токопроводящие полоски. Управление осуществляется при помощи цифрового сигнала.

Кроме обычных RGB-лент есть устройства RGBW. В них, кроме многоцветных, есть белые светодиоды. С их помощью достигается повышенная яркость и большее количество оттеков света.

Управление цветом

В многоцветных полосах управление яркостью каждого цвета осуществляется по отдельности. Этим достигается большое количество оттенков. При включении всех светодиодов на полную мощность лента начинает светиться белым цветом.

Для управления применяется RGB контроллер. Он может оснащаться пультом управления разного типа:

• Встроенный или выносной на проводах. Применяется там, где не требуется постоянная регулировка цвета, например, в витринах магазинов;
• С ИК-пультом. Самые простые и недорогие. Недостаток в том, что такой пульт работает только в пределах прямой видимости;
• С радиопультом. Позволяет управлять светом даже из соседней комнаты, но при утере пульта приходится менять устройство;
• С Wi-Fi и Bluetooth. Позволяет управлять при помощи мобильного телефона. Могут использоваться в системе “умный дом”.

Кроме регулировки цвета всей ленты одновременно, есть устройства, в которых каждый светодиод оснащён ШИМ-контроллером, регулирующим цвет своего светодиода. В таких конструкциях возможны различные цветосветовые эффекты: переливы цвета, бегущие огни, звёздный дождь и другие.

Управление led-лентой при помощи Ардуино

Один из способов управления многоцветными светодиодными устройствами – это платы Ардуино. В таких платах установлен программируемый микроконтроллер, к которому подключаются различные датчики и выходные устройства. По заданной программе такие устройства управляют цветом и яркостью свечения светодиодов. Они оснащаются аналоговыми выходами для управления обычной ргб-лентой, и цифровыми – для ленты с ШИМ-контоллерами.

Питание ленты RGB

Самое распространённое напряжение питания =12В, но встречаются полосы на 24, 110 и 220В. Они отличаются количеством соединённых последовательно светодиодов в группе.

Перед тем, как подключить rgb-ленту, нужно определить необходимую мощность блока питания, учитывая 20% запас. Питание таких устройств осуществляется от блоков питания разной мощности:

• До 25Вт (2А). Такие устройства похожи на блок питания планшета или мобильного телефона, включаются в розетку;
• До 100Вт (9А). Это приборы в пластиковом корпусе. Их можно спрятать в шкафу или в нише, в гипсокартонной стене;
• Свыше 100Вт. Это аппараты в металлическом корпусе со встроенными кулерами. При установке необходимо предусмотреть доступ воздуха. При работе шумят, поэтому в доме целесообразнее вместо одного мощного устройства использовать несколько маломощных.

Сечение проводов для подключения светодиодных лент

При подключении таких приборов блок питания необходимо располагать рядом с лентой. Это связано с падением напряжения в подсоединяемых проводах.

Например, для подключения 5 метров ленты RGB SMD5050, напряжением 12В, мощностью 14,4Вт/метр, общей мощностью 72Вт и током, по формуле I=P/U=72Вт/12В=6А достаточно сечения провода 0,5 мм². Но при длине провода 10 метров падение напряжения составит 4В, поэтому необходимо выбрать сечение не менее 4 мм².

Информация. Для подключения устройств, находящихся на расстоянии друг от друга, используются отдельные блоки питания и RGB-повторители.

Подключать ленты последовательно допускается не более 5 метров. При большей длине растёт падение напряжения на токоведущих полосках, снижение яркости к концу, а также их нагрев. Это приведёт к выходу устройства из строя.

Подключение проводов

Для подключения на токопроводящих полосках есть контактные площадки – расширения, к которым производится подключение проводов. Они присоединяются двумя способами: пайкой или коннекторами.

Пайка проводов

Для подключения полосы при помощи пайки необходимы гибкие многожильные провода сечением не более 0,5 мм². Провода большего сечения могут оборвать контактные площадки.

Флюс используется только нейтральный. Порядок действий следующий:

1. если лента покрыта слоем силикона, нужно снять его, не повреждая токопроводящий слой;
2. паяльником мощностью не больше 15Вт залудить контактные площадки;
3. отрезать куски проводов необходимого размера;
4. снять изоляцию с провода на 5 мм и залудить его;
5. отрезать кусок термоусадочной трубки длиной 25 мм и надеть её на ленту;
6. припаять провода;
7. надеть термоусадочную трубку на место пайки и прогреть строительным феном или зажигалкой.

Внимание! Кислоту использовать нельзя – она может разрушить токопроводящие полоски или вызвать короткое замыкание.

Соединение коннекторами

Кроме пайки, подключение производится при помощи специальных коннекторов. Это менее надёжный, но более простой и быстрый способ. Кроме того, при подключении или ремонте ленты, установленной в труднодоступном месте, это единственный способ.

Коннекторы производятся разной формы: прямые, угловые, Т-образные, с проводами, для подключения к сети и без, для соединения отрезков полосы между собой.

Ремонт ленты

При выходе из строя отдельных участков полосы нет необходимости менять всю ленту целиком – достаточно заменить повреждённый участок. Это делается при помощи коротких, 10-15 мм, кусочков проводов или соединительными коннекторами.

Степень водозащищенности

Ленты производятся с разной степенью защиты от неблагоприятных воздействий окружающей среды:

• IP20/IP33. Это открытые полосы. Применяются в сухих местах, в которых исключено попадание брызг воды. Это подсветка подвесного потолка, компьютерной клавиатуры или замена настольной лампы;
• IP65. Покрыты силиконом только с лицевой стороны. Используются для подсветки плинтусов, рабочей зоны на кухне и других местах, в которых возможны брызги, но исключено попадание струй воды;
• IP67/IP68. Покрыты силиконом полностью. Используются в любых условиях, в том числе в воде: в бассейнах и аквариумах.

Многоцветная светодиодная лента RGB – это новый современный вид освещения, позволяющий украсить интерьер разнообразными световыми эффектами.

Видео

Светодиодная лента RGB или RGBW - осветительный прибор, состоящий из нескольких монохромных светодиодов, светящихся белым, красным, зеленым или синим цветами. Свое название она получила благодаря трем последним цветам - были взяты первые буквы их английского перевода (Red, Green, Blue - красный, зеленый и синий соответственно).

При ее прямом подключении к источнику постоянного тока с напряжением 12/24 В невозможно реализовать цветовые эффекты, ради которых такая лента и создавалась. Чтобы обеспечить разнообразие цветов и яркости, между источником питания и платой устанавливают специальный контроллер с приемником для управления пультом дистанционного управления (ПДУ). Этот приемник задает различные программы, по которым функционирует светодиодная лента RGB.

RGB-технология

Многоцветная лента была изобретена в ходе многочисленных научных работ, в рамках которых ученые пытались сформировать белое свечение светодиодов. Изначально для его получения использовались люминофорные диоды синего цвета со специальным белым покрытием. Позже в этих целях начали использовать ленту с тремя светодиодами - красным, зеленым и синим. Все три устанавливаются в одной ячейке, а испускаемый свет воспринимается человеком как белый - это и есть RGBW-технология.

Изменяя яркость того или иного светодиода, вы можете получать другие цвета и их оттенки. Число последних превышает несколько сотен тысяч. Это основное преимущество RGB-технологии над люминофорными светодиодными лентами.

Устройство

Конструктивно это гибкая печатная плата, к которой прикреплены светодиоды и резисторы, предназначенные для понижения тока. Выпускается разной ширины - от 5 до 30 мм. Наиболее востребованы LED-ленты с набором из шести выводов, в которых светодиоды собираются внутри единого корпуса.

Светодиоды классифицируются по типоразмерам. Самыми распространенными считаются SMD 5050 с габаритами 5х5 мм. Один погонный метр RGB-ленты может содержать около 30 светодиодов (изделие с двойной плотностью - 60). Мощность и световой поток зависят от числа диодов и их типоразмера.

Ленты различаются по степени защищенности (IP00 и т. д.). Чем ниже этот параметр, тем меньше вариантов применения осветительного прибора. К примеру, слабо защищенные приборы эксплуатируются исключительно в сухих помещениях, а изделия в силиконовой оболочке не страшатся даже полного погружения под воду (IP68).

Для размещения ленты на поверхностях с ее тыльной стороны крепится двусторонний скотч. Всегда можно разрезать ее на части, выбрав необходимую длину. Производители приборов самостоятельно отмечают пунктирными линиями места разрезов, там же изображен символ «ножниц». Перерезайте гибкую плату на этих участках, поскольку только здесь установлены контактные площадки для подключения к источнику питания с последующей спайкой или применением коннекторов.

Контроллер для RGB-ленты

Чтобы воспользоваться всеми возможностями RGB-ленты, подключите к схеме контроллеры, выполняющие ряд функций:

• управление ПДУ;
• изменение яркости LED-диодов;
• изменение цвета свечения;
• выбор режима - переключение частоты смены цветов и их переливания;
• комбинация основных цветов с целью получения новых оттенков.

При выборе RGB-контроллера учитывайте два основных критерия - совместимость с подключаемой лентой и способ управления.

Такой контроллер может управляться:

• через сеть Wi-Fi при помощи планшета или смартфона;
• пультом ДУ с инфракрасными диодами;
• без пульта (переключателем на стене).

Последний вариант актуален, если отсутствует необходимость в частом переключении режимов ленты.

Основной физический параметр, характеризующий RGB-контроллер, - его номинальная мощность. Для ее расчета возьмите формулу Mk = Ml*L*Km, где:

• Mk - номинальная мощность контроллера;
• L - длина отрезка в метрах;
• Ml - мощность ленты в Вт/м;
• Km - коэффициент мощности изделия.

Напряжение, необходимое для питания контроллера, должно быть таким же, как и у RGB-ленты.

Усилитель для RGB-ленты

Еще один элемент, используемый при подключении RGB-плат, - усилитель. Если длина ленты превышает пять метров, обойтись без него нельзя.

Изделие оснащено двумя клеммами - Input (входа) и Output (выхода), причем каждая из них имеет те же контактные площадки, что и сама лента - R, G, B и «+». Есть клеммы для подключения питания - «плюс» и «минус» (VDD и GND соответственно).

При достаточной мощности напряжение 12 или 24 В подается от дополнительного блока. Общие концы ленты подключите к клеммам Input на усилителе, после этого подсоедините клемму Output. В конце коннектится управляющий блок через плюсовую и минусовую клеммы VDD и GND. Очень важно соблюдать полярность, иначе диоды не будут светиться.

В итоге алгоритм соединения следующий: блок питания, контроллер, первый отрезок ленты, усилитель, второй отрезок. Управление такой электрической цепью осуществляется с помощью одного ПДУ.

В случае необходимости применения нескольких лент длиной от пяти метров и более к схеме подключаются вторые усилитель и блок управления. Наличие или отсутствие последнего определяется мощностью свечения. Строго запрещено параллельное соединение источников питания - только при помощи диодного моста.

Усилитель - громоздкий электротехнический элемент, поэтому не всегда хватает места для его удобного размещения. В случае необходимости его можно заменить на микромодель уменьшенной мощности (убедитесь, что ее достаточно для функционирования ленты).

Важно! Если мощность основного усилителя немного ниже требуемой для светодиодной ленты, докупите к комплекту микроусилитель и последовательно подключите к имеющемуся.

Блок питания

Светодиодные RGB-ленты функционируют от источников питания напряжением 12 или 24 В. При выборе блока управления обратите внимание на несколько важных физических условий:

• напряжение и мощность блока должны соответствовать заявленным требованиям для RGB;
• в зависимости от места монтажа прибор должен характеризоваться той или иной степенью влагозащищенности.

Важно! Если допустить ошибки при выборе, блок будет сильно перегреваться и спустя короткий промежуток времени выйдет из строя.

Есть несколько разновидностей блоков питания, которые можно найти на рынке:

• с алюминиевым корпусом, высокой герметичностью и защитой от проникновения влаги, но высокой стоимостью;
• мини-изделие в пластиковом корпусе, частично защищенном от влаги, по более низкой стоимости;
• открытый блок, расположенный в перфорированном корпусе, характеризуется наибольшими габаритами и высокой мощностью, нуждается в дополнительных средствах защиты от влаги;
• сетевой блок - средняя мощность.

Ознакомьтесь с инструкцией, которая прилагалась к RGB-ленте. Там указана мощность для одного погонного метра. Умножьте эту величину на длину гибкой платы, затем полученное значение увеличьте на 30 % (всегда должен быть запас мощности). В итоге узнаете мощность блока питания, необходимого для выбранной LED-ленты.

Популярные схемы подключения

Реализация любой схемы требует небольших знаний, в том числе и понимания, как правильно делить электротехническое изделие на части.

Стандартная схема подключения

Соблюдайте следующий порядок монтажа:

1. Соедините контроллер с блоком питания через клеммы выходного (пониженного) напряжения.
2. Плюсовые провода выделяют красным цветом, минусовые - черным.
3. Подключите светодиодную ленту к контроллеру через три контактные площадки - R, G, B (управление тремя основными цветами) и VDD (плюс).

Вариант подключения двух светодиодных лент

Если требуется питание одновременно двух светодиодных лент, учтите следующие моменты:

• понадобятся два блока питания и два усилителя для RGB;
• соблюдайте порядок подключения провода в соответствии с цветовой маркировкой;
• схема пригодна для подачи тока на отрезки плат, длина которых достигает 10 метров.

Основное правило: если в схему подключаются не менее двух лент, обеспечивается их параллельное соединение (последовательное уменьшит мощность напряжения для светодиодов, расположенных на дальних концах от источника питания и усилителя).

Подключение RGB-ленты длиной в 20 метров

При выборе мощного блока питания можно использовать схему подключения «контроллер-усилитель-блок». Во всех остальных случаях требуются два и более блока.

Пошаговая инструкция по монтажу

При самостоятельном подключении цветной RGB-ленты требуется четкое соблюдение алгоритма:

1. Поиск места установки и подготовка поверхности. Для начала определитесь с местом установки, а затем выровняйте поверхность, к которой будет крепиться светодиодная лента. Ею может быть потолок, дверь и т. д. Обязательно обезжирьте ее с помощью любого растворителя, иначе двусторонний скотч спустя короткий промежуток времени отойдет. При креплении к металлическим поверхностям требуется дополнительная электрическая изоляция.
2. Большинство светодиодных RGB-лент самоклеющиеся - снимите с тыльной стороны защитную пленку и аккуратно прижмите изделие к поверхности выбранного места. При выполнении изгибов их радиус должен быть не более 20 мм, в противном случае могут возникнуть неполадки. Разрезайте ленту в строго обозначенных местах. При соединении разных частей пользуйтесь специальными коннекторами или паяльником (подробнее об этом рассказано в отдельной статье).
3. Подключение электрической цепи. Выберите схему соединения светодиодной ленты из предложенных выше. Объедините изделие с контроллером, усилителем и блоком питания. Последний включите в сеть при помощи электрической вилки. Черный провод блока соедините с клеммой V- на усилителе, красный - V+. Провода светодиодной ленты объедините с контактными площадками контроллера в соответствии с их цветом и обозначением: красный - R, зеленый - G, синий - B. Последний провод подключается к плюсовой клемме - V+.
4. Подсветка работает от сети 220 В. Проверьте ее работоспособность при помощи пульта ДУ.

Правильные подключение и эксплуатация светодиодной RGB-ленты позволят создать неповторимую атмосферу дома, украсить офисные или жилые помещения, уличную беседку. Наличие тех или иных электротехнических изделий в выбранных схемах зависит от длины платы, количества и типоразмера используемых LED-диодов.