Виды и подключение rgb-контроллера для светодиодной ленты

Управление через смартфон

Управление современными адресными лентами легко
осуществляется через смартфон и Wi-fi.
Последовательность здесь следующая.

устанавливаете на телефон специальное приложение

Зачастую на корпусе контроллера указывают QR код,
отсканировав который, вы найдете нужную программу в интернете.

регистрируетесь и добавляете свое устройство

в настройках wi-fi на телефоне находите его

При первом подключении настраиваете девайс. Выбираете
последовательность свечения RGB (GBR, BRG), а
также тип ленты (ws2811, ws2812 и
т.п.)

Обязательно указываете количество пикселей. После этого
можно переходить к выбору эффектам свечения:

таймер (время вкл. и откл. ленты)

динамический режим (с регулировкой скорости и изменения эффектов)

Таких прописанных по умолчанию режимов может быть
несколько сотен!

яркость подсветки

Не понравились заводские настройки? Можете создать свою
собственную программу расцветки через ручную настройку динамического режима.

Более подробно с пошаговой установкой и настройкой множества других режимов работы можете ознакомиться из ролика ниже.

Помимо прочего такие умные контроллеры могут иметь
музыкальный процессор.

Они визуализируют звуки через встроенный микрофон телефона. Получается очень неплохой аналог цветомузыки в домашних условиях.

Песню можно записать в память смартфона и при ее
проигрывании эффекты будут аналогичными.

При выборе такого контроллера обратите особое внимание, что есть дешевые модели, которые при работе через wi-fi могут блокировать вам интернет. Поэтому заранее интересуйтесь у продавца о такой функции и покупайте только модели с одновременной работой интернета и управлением подсветкой

Поэтому заранее интересуйтесь у продавца о такой функции и покупайте только модели с одновременной работой интернета и управлением подсветкой.

RGB технологии

В основе технологии заложен оптический эффект смешивания базовых цветов: красного (R), зелёного (G) и синего (B). Светодиод устроен таким образом, что, в зависимости от изменения поступающего тока на 3 кристалла, начинает излучать свет базовых цветов разной мощности.

РГБ контроллер, выполняя команды пульта управления, «заставляет» светиться квадраты кристаллов с разной силой. Это позволяет окрасить общий световой пучок в разные цвета и оттенки. Цветовой эффект достигается благодаря особым свойствам кристаллов. Меняющаяся плотность светового потока позволяет получить пропорциональное смешение цветов.

RGB подсветка

Отличия от обычной ленты

Монохромная лента содержит отдельные светодиоды определённого цвета. К каждому диоду подведены 2 токопроводящие полоски. На ленте RGB LED к диодам могут быть подведены четыре или пять проводников.

Важно! Аббревиатура LED – это первые буквы английского выражения «light electric diod», что в переводе означает световой электрический диод

Преимущества и способы применения

РГБ лента обладает рядом достоинств:

• широкая сфера применения;
• простой монтаж;
• экономичное энергопотребление;
• использование полос любой длины;
• возможность получения большого числа оттенков всех цветов радуги;
• RGB ленты с контролером и пультом позволяют дистанционно устанавливать различные цветовые композиции подсветки из любого места помещения;
• безопасность эксплуатации RGB освещения обеспечивается низковольтовым питанием.

Существует несколько способов применения. Вот некоторые из них:

1. Ленты крепят к нижней поверхности мебели (кресла, журнальные столики, диваны и пр.). В комнате при выключенном верхнем освещении подсветка создаёт уютную красочную атмосферу;
2. В помещении устраивают потолочный коробчатый карниз с пазом. В него вкладывают диодную ленту с пультом управления. Во время проведения праздничных ужинов, просмотров фильмов по домашнему кинотеатру потолочная светодиодная лед полоса создаст в комнате неповторимую световую гармонию.
3. В Рождественские праздники подсветка RGB может украсить оконные и дверные проёмы.
4. RGB ленту с контроллером и пультом подключают к датчику движения. Такую систему устанавливают в проходных помещениях. Контроллером можно настроить светодиоды на белое освещение.
5. LED полосами можно обозначить акцентную стену, выделить пилястры, плинтусы и другие рельефные детали, подчеркнув эстетичность интерьера помещения.

Как выбрать контроллер для светодиодной ленты

При выборе контроллера
для цветной светодиодной ленты необходимо учесть ряд его технических
характеристик:

1. Вольтаж.
2. Мощность.
3. Сила тока.
4. Исполнение корпуса.

Вольтаж контролирующего
устройства должен точно соответствовать аналогичному параметру лед-ленты. Как
правило, это 12 или 24 вольта. Их значения можно найти в описании. Немного
сложнее дело обстоит с мощностью – ее нужно рассчитать. Она должна равняться
суммарному значению для всех лэд-элементов. Например, если один метр
светодиодной ленты потребляет 4 Вт, а общая длина = 5 метрам, то общее значение
будет 20 Вт. Именно такое значение должна иметь мощность самого блока.

Аналогичным образом
ведется расчет для силы тока светодиодной ленты. Так, если метр ее длины
потребляется 1,2 А, значит, при протяженности в 5 м, ее общий показатель будет
равен 6 А

Не менее важно выбирать блок контроля по типу корпуса. Если его
монтаж планируется на улице или в сыром помещении, то он должен иметь
соответствующую степень защиты

При подключении дополнительного витка светодиодной ленты для синхронной работы от уже установленной с контроллером потребуется монтировать усилитель (между двумя лэд-полосками) и блок питания (от ближайшей розетки). Это позволит установить набор разноцветных led-светильников, сэкономив на прокладке кабеля. При этом все элементы цепи должны иметь соответствующий номинал по току, напряжению и мощности.

Какие ошибки могут быть допущены при
выборе

Среди наиболее распространенных
ошибок, которые нужно избегать при выборе контроллера для светодиодной ленты,
можно выделить:

1. Не учитывается суммарная мощность лед-элементов.
2. Неправильный монтаж блока контроллера за навесным потолком при использовании пультов с ИК-портом.
3. Установка управляющих устройств для разных комнат с одной частотой (характерно для какого-то конкретного производителя). При включении с пульта будут запускаться сразу несколько областей. Избежать проблемы можно, используя разные каналы или модели разных линеек для разных зон.

Основные технические характеристики светодиодных лент

Различие светодиодных лент выражается не только в их герметичности и цвете светодиодов, но и в зависимости от других технических параметров

Чтобы выбрать ленту, которая будет максимально соответствовать поставленным задачам, важно знать на какие характеристики стоит обратить внимание. К параметрам относят напряжение питания, вид и размер применяемых светодиодов, плотность размещения светодиодов на ленте, длину, класс герметичности и другие свойства. Рассмотрим каждый из них подробнее

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Напряжение питания

Светодиодные ленты чаще всего имеют напряжение 12, 24 или 36 В. 12 вольт используют стандартные ленты, которые не имеют большой мощности и плотности светодиодов. Более мощные устройства работают с напряжением 24 В, реже 36 В.

Вне зависимости от того, какое напряжение (12 – 36 В) использует прибор, для работы в стандартных электрических сетях 220 В, они комплектуются специальными понижающими трансформаторами. Если подать на светодиодную ленту напряжение сети напрямую, такая лента, естественно, сгорит

Поэтому, при подключении светодиодных устройств, важно понимать с каким напряжением работает подключаемая лента

Вид и размер применяемых светодиодов

Вид и размер светодиодов, которые устанавливают на лентах, обозначаются четырехзначными числами. Две первые цифры обозначают длину светодиода в миллиметрах, а вторые – его ширину. По виду, светодиоды бывают:

• 3528 – имеют небольшой световой поток (около 5 лм на светодиод) и применяются в декоративных целях, так как не светят достаточно ярко. • 5050 (5060) – распространенный тип светодиодных лент, который отличается крупным размером светодиодов и выдает свечение в 12-14 лм на один светодиод. • 2835 – ленту с такими диодами применяют для организации основного освещения, так как они имеют высокую яркость (около 25 лм), а вот в декоре такие варианты практически не применяют. • 5630 – самые яркие светодиоды, которые используют для освещения всех типов помещений. Диоды могут выдавать до 75 лм и при работе сильно нагреваются. Для защиты от перегрева их монтируют на специальных теплоотводящих пластинах из алюминия или другого теплопроводного материала.

Плотность размещения светодиодов на ленте

Качество и яркость освещения при использовании светодиодных лент связано с плотностью монтажа светодиодов

Другими словами, при покупке светодиодной ленты, нужно обратить внимание на количество светодиодов в погонном метре ленты. Стандартные изделия имеют плотность в 30, 60, 90, 120 или 240 светодиодов на один метр длины

Некоторые производители выпускают варианты лент со светодиодами, расположенными в несколько рядов. Это характерно для светодиодных лент типа «бегущий огонь» и других разноцветных лент.

Главное правило здесь очевидно: чем больше плотность светодиодов на ленте, тем выше яркость ленты и больше возможности в управлении цветом.

Степень защиты

Герметичность светодиодной ленты – важное условие для монтажа в помещениях с повышенной влажностью, бассейнах, а также на улице. Существует показатель, который обозначает степень защищенности прибора от проникновения влаги или пыли внутрь корпуса устройства или прямое воздействие на электронные компоненты

В маркировке светодиодной ленты он указывается английскими буквами «IP» и двумя цифрами.

Первая цифра обозначает степень защиты от воздействия пыли и других частиц, вторая о защите от воды. Чем больше каждая цифра – тем существеннее защита светодиодной ленты. Максимальная защита от пыли и влаги обозначается маркировкой IP68. Исходя из условий эксплуатации ленты выбирают её степень защиты. Например, в жилых помещениях с нормальной влажностью применяют ленты IP20 (то есть, не имеющие защиты), для улицы подойдет класс IP55, а вот в бассейнах используют IP67 или IP68.

Лента на базе ws2812b

Лента на базе ws2812b

Лента на чипе ws2812b является более совершенствованной, чем ее предшественник. ШИМ драйвер в адресной ленте компактен, и размещается прямо в корпусе светоизлучающего диода. 

Основные преимущества ленты на основе ws2812b:

• компактные размеры;
• легкость управления;
• управление осуществляется всего по одной линии + провода питания;

• количество включенных последовательно светодиодов не ограничено;
• невысокая стоимость – покупка отдельно трех светодиодов и драйвера к ним выйдет значительно дороже.

Лента оснащена четырьмя выходами:

• питание;
• выход передачи данных;

• общий контакт;
• вход передачи данных.

Максимальный ток одного адресного светодиода равняется 60 миллиамперам. Рабочие температуры лежат в пределах от -25 до +80 градусов. Напряжение питания составляет 5 В +-0,5.

ШИМ драйверы ленты 8-мибитные – для каждого цвета возможно 256 градация яркости. Для установки яркости нужно 3 байта информации – по 8 бит с каждого светодиода. Информация передается по однолинейному протоколу с фиксированной скоростью. Нули и единицы кодируются высоким и низким уровнем сигнала по линии. 

1 бит передается за 1,25 мкс. Весь пакет из 24 бит для одного светодиода передается за 30 мкс. 

Зачем нужен усилитель сигнала?

Что такое
усилитель сигнала RGB ленты и чем он отличается от контроллера? В плане отличия, не
сильно обращайте внимание на их внешний вид. В некоторых случаях, попадаются практически идентичные коробочки

В некоторых случаях, попадаются практически идентичные коробочки.

Вся разница в функционале.

Контроллер —
это устройство, которое УПРАВЛЯЕТ светодиодной лентой – включает, выключает,
меняет расцветку, диммирует и т.д.

А усилитель, как следует из его названия, всего лишь увеличивает = усиливает сигнал до определенной мощности. Он также имеет свои технические параметры.

На входе усилителя снимается сигнал с контроллера, а на выходе происходит его усиление на заявленную мощность. Что это дает?

Это
позволяет подключать дополнительный метраж светодиодной ленты. Решили увеличить
длину подсветки в коридоре или спальне?

Покупаете усилитель, подключаете его в самом конце ленты и обходитесь без дополнительных затрат.

Схемы
подключения будут выглядеть примерно следующим образом.

Управление RGB лентой с помощью контроллера

RGB-контроллер — это один из вариантов устройств, с помощью которых можно осуществить управление лентой. Без него можно смело обойтись, если владельцу не нужен динамичный эффект с бегающими огоньками. Для статичного явления подойдет светодиодная полоска без контроллера.

Что делает регулятор:

• смешивая 3 основные цвета — красный, зеленый, синий — получает новые оттенки;
• увеличивает или уменьшает яркость;
• включает и выключает устройство;
• некоторые модели позволяют хозяину самому создать программу свечения: светодиоды будут загораться и потухать с определенной периодичностью, заданные цвета станут переливаться с той скоростью, которую установит владелец.

Какие бывают контроллеры?

Задумав купить регулятор, вы должны сначала определиться с точными параметрами, которые будут у будущего аппарата. Если приобрести неподходящий прибор, в лучшем случае он просто не заработает, а в худшем — выведет из строя целую ленту.

Есть несколько классификаций, соединив воедино которые, человек получит идеальный портрет необходимого контроллера.

Регуляторы различаются по:

• способу управления;
• прошивке программы;
• выходной мощности — самое главное.

Также можно разделить аппараты на кнопочные и сенсорные. Выбрать встроенную программу можно при первом включении контроллера, некоторые модели предлагают хозяину самому создать режим переливания.

Управление RGB лентой — способы.

Без пульта ДУ;

Такие устройства отличаются крайне простым управлением и компактностью. Настраивается прибор только при первом включении. Дальше устройство работает на отрегулированных параметрах: уровне свечения, интенсивности светового потока, спектре цветов и программе переливания. Если владельцу не нужно часто перенастраивать полоску, ему можно обойтись контроллером без пульта управления.

Радио пульт;

Сигнал подается на расстоянии в 100 метров. Лента откликнется даже на команду, которая исходит из другой комнаты за закрытой дверью, так как сигнал проходит через стены, в отличие от инфракрасного луча.

ИК-пульт;

Управление на расстоянии до 10 метров проводится благодаря инфракрасному датчику при условии, что датчик не перегорожен посторонними объектами. У этих моделей есть множество функций, возможности которых доходят до управления каждым светодиодом. Пульты с инфракрасным датчиком в среднем дешевле других вариантов и, стоит заметить, очень распространены. Поэтому, потеряв или сломав свой аппарат, вы можете приобрести точно такой же в любом магазине или на радио рынке.

Wi-Fi;

Выполняет те же функции, что и прошлые аналоги. Отличие состоит в способе управления. Управление RGB лентой  можно осуществлять с телефона, планшета, стационарного компьютера либо ноутбука. Производители предлагают установить специальные приложения на iOS или Android, с помощью которых можно отрегулировать оттенок каждого светодиода и периодичность переливания.

Звуковой;

Устройство реагирует на воспроизводимые звуки в полуавтоматическом режиме. При первой настройке прибора можно установить определенные шумы, на которые будет реагировать контроллер. Это может быть хлопок, стук, щелчок и так далее. Такими сигналами можно включать и выключать ленту. Также полоска может реагировать на ритм и темп, создавая эффект цветомузыки.

Подробнее о всех видах контролеров для управления RGB лентой здесь

Кнопочные и сенсорные

Пульты с кнопками — самый распространенный вид управления, появившийся на рынке еще десятки лет назад. Основное различие между кнопочными и сенсорными пультами заключается в привычности и более простой эксплуатации кнопочных приборов. Программа освещения устанавливается одной клавишей.

С помощью сенсорного кольца определяется нужный режим и цвет свечения. Хоть кнопочные регуляторы и привычнее для большинства старшего поколения, сейчас везде используются сенсорные технологии. Поэтому преимуществом будет комфортность использования, а недостаток — высокая цена по сравнению с аналогами.

Принцип управления нагрузкой через Ардуино

Плата Ардуино имеет два типа портов вывода: цифровой и аналоговый (ШИМ-контроллер). У цифрового порта возможно два состояния – логический ноль и логическая единица. Если подключить к нему светодиод он либо будет светиться, либо не будет.

Аналоговый выход представляет собой ШИМ-контроллер, на который подаётся сигнал частотой около 500Гц с регулируемой скважностью. Что такое ШИМ-контроллер и принцип его работы можно найти в интернете

Через аналоговый порт  возможно не только включать и выключать нагрузку, а и изменять напряжение (ток) на ней.

Синтаксис команд

Цифровой вывод:

pinMode(12, OUTPUT); — задаём порт 12 портом вывода данных;digitalWrite(12, HIGH); — подаём на дискретный выход  12 логическую единицу, зажигая светодиод.

Аналоговый вывод:

analogOutPin = 3; – задаём порт 3 для вывода аналогового значения;analogWrite(3, значение); – формируем на выходе сигнал с напряжением от 0 до 5В

Значение – скважность сигнала от 0 до 255. При значении 255 максимальное напряжение

Способы управления светодиодами через Ардуино

Напрямую через порт можно подключить лишь слабый светодиод, да и то лучше через ограничительный резистор. Попытка подключить более мощную нагрузку выведет его из строя.

Для более мощных нагрузок, в том числе светодиодных лент, используют электронный ключ – транзистор.