Что такое и где применяется RGB-подсветка

С балластным элементом

Подключение светодиодной ленты к сети 220 В без блока питания возможно, но нежелательно из соображений безопасности. Каждая точка цепи будет находиться под полным сетевым напряжением, поэтому все манипуляции надо производить при полном отключении ленты. Но если более безопасные варианты недоступны, можно подключить к сети через резистор, который погасит излишек напряжения. Его номинал выбирают так, чтобы при рабочем токе (определяемым мощностью светильника) на нем падала разница между напряжением сети и номинальным напряжением ленты:

Rб=(Uсети-Uном)/( Iном), где:

• Rб – значение балластного сопротивления;
• Uсети – сетевое напряжение;
• Uном – номинальное напряжение ленты;
• Iном – номинальный ток ленты, вычисляемый по формуле Руд*L /Uном.

Важно! В данном расчете надо пользоваться амплитудным значением сетевого напряжения 310 В. Rб=(310-5)/((10*5)/5)=305/10=30,5 Ом

Можно взять ближайший стандартный номинал 33 Ом. На первый взгляд, такое подключение намного дешевле и проще, чем с блоком питания

Rб=(310-5)/((10*5)/5)=305/10=30,5 Ом. Можно взять ближайший стандартный номинал 33 Ом. На первый взгляд, такое подключение намного дешевле и проще, чем с блоком питания.

Подключение ленты через гасящий резистор.

На самом деле, все не так радужно. Для начала надо посчитать мощность, рассеиваемую на балласте, как ток, умноженный на напряжение (здесь берется действующее значение напряжения 220 В):

Рб=Iном*220В = 10А*220В=2200 Вт. Найти резистор такой мощности сложно, да и габариты у него будут соответствующие. И с ростом мощности полотна расчетное сопротивление будет падать, а рассеиваемая (впустую!) мощность – расти, поэтому такой способ применим только для маломощных светильников. Эту проблему можно обойти применением в качестве балласта конденсатора вместо резистора. Его емкость рассчитывается по приведенной формуле:

С=4,45 (Uсети-Uном)/( Iном), где С – емкость в мкФ.

Применение конденсатора в качестве балласта.

Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В, а в схему надо добавить два резистора:

• R1 – сопротивлением в несколько сот килоом для разрядки конденсатора после выключения;
• R2 – для ограничения тока заряда в момент включения, его номинал может составлять несколько десятков Ом.

Но эта проблема не единственная:

1. Упоминалось о вопросах с электробезопасностью при эксплуатации лент с таким подключением. Поэтому запитать таким образом можно лишь ленту в силиконовой оболочке, а места соединений должны быть тщательно изолированы. И совсем плохой идеей будет применить такое подключение во влажных помещениях (бассейнах, банях, аквариумах).

2. Расчет верен только для определенной ленты заданной длины. При любой замене или изменении длины полотна балласт надо пересчитать заново.
3. Напряжение в сети в нормальном режиме может отклоняться в пределах 5%, максимально допустимым считается 10%. Также точность самых распространенных резисторов составляет 10%. С учетом разброса параметров лент относительно заявленных, напряжение на ленте (и ток через светодиоды) может значительно отличаться от расчетных, даже если уточнить расчеты фактическими замерами – просто по причине колебаний напряжения сети. Итогом может стать с одной стороны снижение яркости свечения, с другой – выход светильника из строя из-за сверхтока. Эта проблема проявляется тем отчетливей, чем ниже напряжение питания ленты. При применении конденсатора проблема лишь усугубляется, потому что ряд номиналов емкостей реже, чем ряд сопротивлений, а фактическая точность ниже.
4. При применении диммера для регулирования яркости или контроллера для управления цветом свечения RGB-лент ток через светодиоды будет изменяться, одновременно будет меняться падение напряжения на балласте, что также усугубит нестабильность падения напряжения на ленте синхронно с изменением тока. Поэтому применение устройств для регулирования интенсивности излучения исключено.

По совокупности проблем такое подключение надо применять лишь при полной невозможности использования блока питания на соответствующее напряжение.

Параллельное включение полотен с индивидуальным балластом.

Если применяется несколько отрезков полотна общей длиной более 1 метра, их надо соединять параллельно. В противном случае проводники ленты не смогут выдержать общего тока системы освещения. Еще лучше рассчитать балласт для каждого отрезка раздельно. При необходимости замены пересчету будет подлежать только заменяемое полотно. Диодный мост должен с запасом выдерживать суммарный ток всех отрезков ленты.

RGB светодиоды

RGB светодиод представляет собой по сути три светодиода в одном корпусе. Чтобы не плодить лишние выводы, все аноды или катоды светодиодов объединяются и получается 4 контакта: R, G, B и общий. Общим может быть как минус-катод (Common Cathode), так и плюс-анод (Common Anode):

Также на этой картинке показана распиновка типичного RGB светодиода: самая длинная нога – общий вывод, крайняя рядом с ней – красный, с другой стороны зелёный дальняя крайняя – синий.

К Arduino такой светодиод подключается точно так же, как если бы мы подключали три отдельных светодиода (читай предыдущий урок про светодиоды): на каждый цвет нужен токоограничивающий резистор, а общую ногу нужно подключать в зависимости от того, анод она или катод.

Можно управлять каждым цветом точно так же, как если бы это были отдельные светодиоды. Также не забываем про подключение: если у светодиода общий катод, то высокий сигнал (digitalWrite(pin, HIGH);) с управляющих пинов будет включать выбранный цвет, а если общий анод – то выключать. Соответственно плавное управление яркостью при помощи ШИМ работает по той же логике: у общего катода analogWrite(pin, 200); включит цвет почти на полную яркость, а у общего анода – почти полностью погасит.

RGB светодиоды можно дёшево найти на Aliexpress, а именно:

• Матовые общий катод
• Матовые общий анод
• Прозрачные общий катод
• Прозрачные общий анод

В качестве магазина рекомендую CHANZON, самые хорошие светодиоды и чипы/матрицы.

Что такое шестнадцатеричный код цвета?

Hex – это другой способ записи значений RGB. Нечто подобное # 6a79f7 (васильковый) отображается непосредственно в RGB (106, 121, 247). Шестой красный79 это зеленыйи f7 синий,

Во-первых, вы должны знать, что в шестнадцатеричной системе цветов буквы «a-f» представляют числа от десяти до пятнадцати. Во-вторых, это шестнадцатеричное, что означает, что все в основе. 16. 21 – это 2 * 10+ 1 в базе 10, но шестнадцатеричный код преобразует 2 * * 16 + 1. Просто умножьте первое число на 16 и добавьте второе число, это так просто! 6a = 6 * * 16 + 10 или 106. 79 = 7 * * 16 + 9 или 121.

Хотя математика – это весело, она, безусловно, делает шестнадцатеричный код еще более болезненным для людей, чем RGB, хотя их легко копировать и вставлять удивительные комбинации букв и цифр.

Вы также можете добавить прозрачность в шестнадцатеричный код, поместив значение, эквивалентное проценту 255 в начале, например: # 806a79f7. 80 в шестнадцатеричном = 126, что составляет около 50% от максимального значения 255.

Принцип работы

В простой RGB-ленте обычно устанавливаются RGB-светодиоды типа 5050, которые состоят фактически из трёх кристаллов (красного, зелёного и синего) расположенных в одном корпусе.

В адресной ленте также используются светодиоды в корпусе 5050, но отличающимся тем, что у них 4, а не 6 выводов. В самом же корпусе расположены светоизлучающие кристаллы и микрочип, управляющий их свечением, на иллюстрации на него указывает красная стрелка.

По питанию все светодиоды в ленте соединены параллельно, а линии управления соединяются последовательно. Распиновка адресной ленты следующая: контакты +5V и GND отвечают за питание, контакт DO – выход управляющего сигнала, а DI – вход.

Система управления, или просто контроллер, подаёт цифровые сигналы, каждый из которых содержит команду с данными о яркости каждого из цветов (красного, синего и зеленого), таким образом формируется нужны тон и яркость свечения. Подобно поезду, данные передаются через каждый из сегментов ленты от предыдущего к следующему, то есть последовательно.

Наиболее распространены две модели с разными контроллерами, это ws2812b и ws2811. Главное их отличие в том, что изделия с чипами ws2811 питаются от 12 Вольт, а сам чип находится не внутри светодиода, а отдельно и управляет сегментом из трёх светодиодов. Так в моделях с ws2811 возможно управление не каждым светодиодом, а каждым сегментом из 3 светодиодов сразу, что несколько ограничивает применение.

Принцип управления не слишком сложный:

• Сигнал управления посылается на ленту небольшими «пачками» цифровых импульсов длиной в 24 бита. Контроллер принимает этот сигнал и выдаёт на светодиоды определенное напряжение для получения нужного цвета.
• Напомню, что в случае с WS2812b контроллер встроен в светодиод и управляющий сигнал управляет каждым светодиодом отдельно, а в случае с WS2811 контроллер общий для сегмента из трёх светодиодов. То есть возможно задать параметры свечения для каждого отдельного сегмента.
• При этом первый контроллер принимает первую пачку из 24-бит, вторая 24-битная команда принимается вторым чипом и так далее. Каждая последующая 24-битная команда посылается на каждый следующий контроллер, нумерация пачек при этом совпадает с нумерацией контроллеров.
• Таким образом, управляют индивидуально каждым контроллером. Если один из блоков неисправен, например, второй, то горит только первый светодиод. Остальные светиться не будут, так как не будет проходить управляющий сигнал.

При создании уникальных эффектов используют не готовые контроллеры, а различные микроконтроллеры. К тому же в сети много проектов под управлением Arduino (микроконтроллеры семейства AVR). Схема подключения к ней элементарна, на примере с контроллерами WS2812b изображена ниже.

Но желательно подавать сигал управления через резистор номиналом в 200-400 Ом, для защиты пина Ардуино.

Устройство представляет программируемый микроконтроллер семейства AVR, с уже разведенной платой, питанием и схемой для программирования через USB. С помощью записи в него различных программ можно получить не ограниченное количество цветовых сочетаний и чередований. Что позволяет создать неограниченное количество вариантов для подсветки. Широкое распространение ограничивается относительно высокой стоимостью в отличие от обычных диодов.

Схема подключения RGB-ленты 20 метров

• Провода со знаком плюс всегда подключаются к плюсовой клемме выхода диммера (оut).
• Провода R, G и B нужно подключить к аналогичным разъёмам диммера.
• К выходу блока питания также подключается вход RGB-контроллера. Все процессы соединения должны выполняться с соблюдением полярности.
• К сети переменного напряжения (220 В) подключается вход блока питания.
• Зачастую у блоков питания имеется следующее обозначение проводов: коричневый отвечает за фазу, синий означает ноль, жёлтый или зелёный – защитное заземление. В блоках питания из пластика наличие защитного заземления не предусмотрено.

Как соединить RGB-ленту между собой

Это можно сделать при помощи коннекторов.

При необходимости следует отрезать нужный кусок LED-полосы

Разрезать надо лишь в специальных местах.
Если контакты в силиконе, тогда надо его аккуратно убрать.
Важно сделать перпендикулярный надрез в нужном месте и с торца отслоить силикон, чтобы не повредить сами контакты.
При соблюдении полярности два отрезка надо положить в коннектор и соединить ленты между собой.

Какие есть виды

• Существуют классические RGB-ленты, имеющие три независимых монохромных канала R, G, B.
• У светодиодной RGBW-ленты к трём основным каналам добавлен дополнительный канала белого света W (White). Его, как и основные цвета, можно регулировать. Часто канал W имеет холодный оттенок белого (6000 К).
• RGBWW является дополненной версией RGBW, у которой имеется пятый управляемый канал White Warm (тёплый белый цвет). Цветовая температура варьируется от 2700 до 2900 К.
• Наиболее полноценное свечение и разнообразная подсветка делается из светодиодов SMD 5050. У них есть возможность регулировать и менять все цвета в одном источнике света.

Способы управления

RGB контроллер для регулировки цвета, яркости, использования эффектов и управления лентой беспроводным ИК-пультом

Для управления параметрами многоцветной полосы потребуется специальный контроллер. Выбор конкретного типа устройства определяется следующими факторами:

• мощность, рассчитываемая с учетом общего количества подключаемых к контроллеру светодиодных элементов;
• набор предполагаемых функций, зависящий от конкретного назначения подсветки;
• возможность дистанционного управления.

Поскольку областей применения данных изделий очень много (включая подсветку витрин в магазинах или освещение аквариумов) – потребность в дополнительном функционале возникает не всегда. В приведенных выше случаях не нужен контроллер с большим числом световых эффектов или с включением по таймеру, например.

Светодиодная подсветка интерьеров с пультом управления смотрится очень эффектно. Еще более оригинальный вариант – возможность радиоуправления системой.

Технические характеристики

• Тип светодиода: SMD 3028, SMD 3528, SMD 5050, SMD 5730, SMD 5730-1.
• На основе SMD 3528 на 1 метр может располагаться 30, 60, 72, 120 штук диодов. Количество зависит от модели и производителя.
• Яркость SMD 3528 – 70 лм/Вт. Яркость SMD 5050 – 80 лм/Вт. Яркость SMD 5730 – 100 лм/Вт. При сравнении SMD 3528 с улучшенными версиями SMD 5730 и SMD 5730-1, то при практически одинаковой площади элемента, излучающего свет, мощность светового увеличилась в 22 раза, но и энергопотребление – в 15 раз.
• Рабочее напряжение: 12 В, 24 В.
• Цвета свечения: монохромный и многоцветный. Три основных вида – красный, зелёный, синий. Цвет свечения задаётся с помощью RGB-контроллера. Существуют светодиодные ленты с пультом управления. Они бывают как сенсорные, так и кнопочные.
• Длина бывает самой разной – от 5 до 40 метров.
• Оттенки: тёплые (2700 К), холодные (6000 К).
• Шаг резки. У каждой торговой марки своя ширина модуля МДС (три диода и резистор). Разрезать нужно только по специальным линиям.
• Рабочая температура от -40 до +40 градусов.

Степени защиты:

1. IP 68. Полностью покрывается силиконом и помещается в П-образную подложку. Абсолютная стойкость к влаге и воде
2. IP 67. Силикон покрывает её, тем самым изолируя диоды и дорожки, по которым протекает ток. Очень высокая стойкость к влаге и воде.
3. IP 65. Сама лента размещена в пустотелой силиконовой прямоугольной оболочке.

Существуют разные характеристики блоков питания:

1. Блок питания 12 В, 5A, 60 Вт.
2. Блок питания 12 В, 10A, 120 Вт.
3. Блок питания 12 В, 20A, 240 Вт.

RGB технология

Физические принципы работы светодиодов не позволяют непосредственно получить «белый» свет. Однако ученым удалось обойти это ограничение. Для получения белого света были изобретены люминофорные светодиоды, в которых «белый свет» испускается особым покрытием, нанесенным на синий сверхъяркий светодиод.

Другим способом получения белого света является применение трех светодиодов: красного, зеленого и синего свечения. Ячейка из трех LED испускает свет трех цветов, которые воспринимается человеком как белый цвет. Такой способ получения «белого» света называется RGB технология. Эта аббревиатура составлена из первых букв английских названий цветов (Red, Green, Blue).

Регулируя яркость светодиодов можно получать не только белый свет, но и множество цветов и оттенков. Количество оттенков может достигать сотен тысяч. Поэтому светодиодные ленты RGB обладают значительно большими возможностями, чем люминофорные светодиодные ленты.

Где применяется

Использование LED-светильников линейного типа получило широкое распространение и встречается во многих областях человеческой деятельности. Основным направлением является дизайн:

• оформление интерьеров;
• украшение фасадов зданий;
• подсветка участков, элементов ландшафтного дизайна;
• оформление игровых клавиатур;
• подсветка салонов и наружных элементов автомобилей;
• украшение витрин, стендов, различных панелей и коробов
• влагозащищенные виды RGB подсветки устанавливают в бассейнах, саунах и прочих влажных помещениях.

Популярность у гeймеров приобрели специальные игровые компьютерные клавиатуры с RGB подсветкой. Они оснащены различными типами механических переключателей наподобие Cherry Blue Switch или их аналогов. Основным назначением такой подсветки является украшение клавиатуры, но пользователи отмечают удобство использования в темных помещениях, возможность изменения режима свечения в разных ситуациях или условиях.

Где применяется

Использование LED-светильников линейного типа получило широкое распространение и встречается во многих областях человеческой деятельности. Основным направлением является дизайн:

• оформление интерьеров;
• украшение фасадов зданий;
• подсветка участков, элементов ландшафтного дизайна;
• оформление игровых клавиатур;
• подсветка салонов и наружных элементов автомобилей;
• украшение витрин, стендов, различных панелей и коробов
• влагозащищенные виды RGB подсветки устанавливают в бассейнах, саунах и прочих влажных помещениях.

Популярность у гeймеров приобрели специальные игровые компьютерные клавиатуры с RGB подсветкой. Они оснащены различными типами механических переключателей наподобие Cherry Blue Switch или их аналогов. Основным назначением такой подсветки является украшение клавиатуры, но пользователи отмечают удобство использования в темных помещениях, возможность изменения режима свечения в разных ситуациях или условиях.

Подключение RGB светодиодной ленты

Подключение цветной RGB светодиодной ленты немного отличается от подключения обычной монохромной led ленты, и связано это с наличием трех кристаллов в одном светодиоде, отвечающих за разные каналы цвета. Разница в подключении заключается в том, что между блоком питания и RGB светодиодной лентой устанавливается контроллер, который отвечает за управление цветом свечения ленты.

На цветные светодиодные ленты также распространяется правило по ограничению длины подключаемой ленты, которая не должна превышать пяти метром при подключении к источнику питания 12В. При необходимости подключения длины более 5м, лучше всего осуществлять параллельное подключение. Если ленты все же будут подключаться последовательно, нужно использовать RGB усилитель со своим дополнительным блоком питания.

Если подключить RGB ленту последовательно без усилителя, то последние в цепи светодиоды будут светить не так ярко, как первая подключенная к контроллеру лента, что не позволит добиться необходимого светового эффекта на всей протяженности укладки светодиодной ленты.

Практически все RGB контроллеры имеют в комплекте дистанционный пульт, который позволяет управлять светодиодной лентой на расстоянии. С помощью пульта можно включать и отключать ленту, а также задавать необходимый цвет, яркость и режим работы.

Блок питания для RGB светодиодной ленты

Светодиодные ленты с RGB светодиодами работают от источника постоянного тока и их нельзя подключать напрямую к сети 220В. Для подключения светодиодных лент применяют специальные блоки питания, которые еще называют драйверами LED лент.

Драйвер светодиодной ленты чаще всего представляет собой импульсный блок питания, который преобразует входное переменное напряжение из сети 220 В, в постоянное напряжение 12 В или 24 В. Такие блоки питания могут иметь самое разное исполнение, и в зависимости от корпуса имеют разную степень защиты от внешнего воздействия.

Степень защиты блока питания подбирается в зависимости от места его установки. При установке в помещении применяются драйверы со степенью защиты IP20. Они не имеют защиты от влаги и вполне могут быть вообще без корпуса в виде платы с радиодеталями.

Драйверы с защитой от водяных брызг имеют степень защиты IP67. У них, как правило, пластиковый герметичный корпус, который можно устанавливать в ванной, на кухне и даже на улице.

При подборе блока питания кроме выходного напряжения нужно подбирать еще его мощность, причем выбирать нужно с запасом. На светодиодных лентах должна указываться потребляемая максимальная мощность, а мощность светодиодного драйвера нужно подбирать на 20%, а лучше на все 30% больше. Это обеспечит его долгую работу без перегрева.

Схема подключения RGB-ленты 20 метров

• Провода со знаком плюс всегда подключаются к плюсовой клемме выхода диммера (оut).
• Провода R, G и B нужно подключить к аналогичным разъёмам диммера.
• К выходу блока питания также подключается вход RGB-контроллера. Все процессы соединения должны выполняться с соблюдением полярности.
• К сети переменного напряжения (220 В) подключается вход блока питания.
• Зачастую у блоков питания имеется следующее обозначение проводов: коричневый отвечает за фазу, синий означает ноль, жёлтый или зелёный – защитное заземление. В блоках питания из пластика наличие защитного заземления не предусмотрено.

Как соединить RGB-ленту между собой

Это можно сделать при помощи коннекторов.

При необходимости следует отрезать нужный кусок LED-полосы

Разрезать надо лишь в специальных местах.
Если контакты в силиконе, тогда надо его аккуратно убрать.
Важно сделать перпендикулярный надрез в нужном месте и с торца отслоить силикон, чтобы не повредить сами контакты.
При соблюдении полярности два отрезка надо положить в коннектор и соединить ленты между собой.

Как выбрать качественную светодиодную ленту для RGB подсветки

Выбор RGB подсветки обусловлен несколькими критериями:

• условия работы;
• размеры и конфигурация оформляемой поверхности;
• ожидаемый уровень освещенности;
• мощность, напряжение питания.

Сопоставление этих параметров позволяет подобрать наиболее подходящую светодиодную подсветку

Помимо приведенных показателей важно выбирать среди известных и надежных производителей, поскольку дешевые изделия из развивающихся стран не способны продемонстрировать качественную и долговечную работу

Если в происхождении ленты возникают сомнения, лучше поискать в другом магазине. Это займет некоторое время, но поможет подобрать оптимальный и качественный вариант RGB подсветки для существующих условий.

Типы и виды

Перед подключением светодиодной ленты стоит разобраться в их видах и маркировке. Так вы не ошибетесь с выбором блока питания и точно рассчитаете требуемую интенсивность свечения, длину ленты и другие параметры.

Наиболее востребованы в подсветке интерьеров ленты из однотонных — монохромных — кристаллов. Постоянная смена цветов слишком напрягает, не дает расслабиться. Это — иллюминация, а не освещение

Потому используются универсальные ленты для создания рекламы, подсветки автомобилей — там, где необходимо привлечь внимание. При оформлении интерьеров применяют в основном SMD ленты

Степень защиты

Так как область применения обширна, то и степень защиты бывает разной. Для сухих помещений выпускаются обычные открытые — без защитного покрытия. Есть влагозащищенные — их можно использовать во влажных помещениях — в ванных например. Они залиты слоем лака. Есть еще один вариант — влагостойкие. Они запаяны в герметичный корпус и могут быть смонтированы прямо в воде — в аквариуме, в пруду или бассейне. Их же можно использовать для подсветки на улице.

Герметичные ленты для подсветки аквариумов, бассейнов или декоративных прудов

Для наружного стайлинга автомобилей чаще всего используют светодиодные ленты, помещенные в прозрачную полимерную трубку. Она защищает не только от попадания влаги, но и от механических повреждений, но и стоимость их выше.

Размеры светодиодов, их яркость и плотность

Разберемся с размерами. Если взять несколько лент, можно увидеть, что сделаны они из светодиодов разного размера. Кроме того располагаются они иногда плотно один возле другого, в некоторых — на довольно приличном расстоянии, а еще есть ленты со светодиодами в две линии.

Самые популярные размеры светодиодов

Размеры элементов внешне отличить несложно, но как понять это по маркировке. Размеры отображены в цифрах, которые стоят после букв, обозначающих тип светодиода. Например, LED-R-SMD3528 (красный) и LED-RGB3528 (универсальный) собраны из элементов размерами 3,5*2,8 мм, LED-G-SMD5050 (зеленый) и LED-RGB5050 (универсальный) — 5,0*5.0 мм.

Это — два самых распространенных типа, хотя есть и более крупные — 56*30 мм, а также встречаются более мелкие — 20*20 мм.

Чем больше размер кристалла, тем большую интенсивность света они выдают. Для монохромных кристаллов показатели такие:

• размером 3,2*2,8 мм выдает световой поток от 0,6 до 2,2 лм;
• размером 5,0*5,0 мм — от 2 до 8 лм.

Универсальные светодиоды при одинаковых размерах имеют меньшую интенсивность: в одном корпусе запаяны три мелких кристалла разных цветов, потому и интенсивность свечения RGB ниже:

• 3,2*2,8 мм выдает 0,3 до 1,6 лм;
• размером 5,0*5,0 мм — от 0,6 до 2,5 лм.

Все значения даны для кристаллов без защитного покрытия. Любое из них снижает интенсивность свечения и это необходимо учитывать при расчете яркости свечения.

Расчет длины

Выше речь шла о каждом отдельном светодиоде на ленте, а на ленте их много и они располагаются с разной плотностью, соответственно выдавать могут поток света разной интенсивности. Минимальное количество кристаллов на одном метре — 30 шт, самая высокая плотность в один ряд — 120 шт/м, в два ряда — 240 шт/м.

В зависимости от количества кристаллов меняется и суммарная интенсивность свечения и электрическая потребляемая мощность. Для удобства расчета требуемой интенсивности освещения и электрических параметров, технические данные сведены в таблицу.

Таблица мощности светодиодных лент с разной плотностью установки светодиодов

По этой таблице можно определить, какой длины необходима лента для подсветки. Например, хотите сделать подсветку в комнате, свечение средней интенсивности. Заменить необходимо две лампы накаливания по 80 Вт. Необходимо организовать световой поток порядка 140 Вт (две лампы по 80 Вт никогда не дадут 160 Вт).

Если для этих целей взять SMD3528 с количеством светодиодов 120 шт/м необходимо будет около 5 метров ленты (берем с с запасом 20%), SMD5050 с плотностью установки 60 шт/м потребуется 4-4,5 метров.

Вообще светодиодную ленту продают на метры. С завода она приходит бобинами по 5 м и далеко не всегда необходим кусок такой длины. Потому имеется возможность отрезать необходимое количество: по нанесенным пунктирным линиям с изображением ножниц. Строго по этим линиям и можно резать.

Разрезают светодиодную ленту ножницами строго по разметке

Если ножницы не нарисованы, то обязательно есть пунктир. Также линию реза можно определить по наличию контактных площадок с обеих сторон от линии.

Управление, подключение RGB светодиодов

Для управления RGB светодиодами необходимо установить нужное значение параметров. На выходы подаются прямоугольные импульсы определенной величины, влияющие на величину среднего тока и средней яркости.

Если импульсы будут маленькие, то светодиоды начнут мигать. Для постоянного свечения требуется частота 60-70 Гц ( старые модели ), в новых типах не менее 100 Гц.

Простейшая реализация управления RGB светодиодов требует ШИМ. Главное — правильная реализация программной части. На первый взгляд это сложно. Но только на первый взгляд… В действительности — это не тяжелее, чем подключать обычные диоды.

Мощность RGB светодиодной ленты

RGB светодиодные ленты могут быть достаточно яркими для достижения необходимого светового эффекта, но конкурировать с монохромными LED лентами они все же не могут. Указываемая мощность RGB ленты может быть получена только при включении сразу всех цветов на полную мощность, т.е. при включении сразу всех трех каналов цветов: красного, зеленого и синего. При включении одного канала мощность будет примерно в три раза меньше.

Если сравнивать SMD RGB 5050 светодиод с таким же монохромным светодиодом, то с применением последнего получится более яркая лента конкретного цвета за счет большей мощности кристалла.

Технические характеристики

• Тип светодиода: SMD 3028, SMD 3528, SMD 5050, SMD 5730, SMD 5730-1.
• На основе SMD 3528 на 1 метр может располагаться 30, 60, 72, 120 штук диодов. Количество зависит от модели и производителя.
• Яркость SMD 3528 – 70 лм/Вт. Яркость SMD 5050 – 80 лм/Вт. Яркость SMD 5730 – 100 лм/Вт. При сравнении SMD 3528 с улучшенными версиями SMD 5730 и SMD 5730-1, то при практически одинаковой площади элемента, излучающего свет, мощность светового увеличилась в 22 раза, но и энергопотребление – в 15 раз.
• Рабочее напряжение: 12 В, 24 В.
• Цвета свечения: монохромный и многоцветный. Три основных вида – красный, зелёный, синий. Цвет свечения задаётся с помощью RGB-контроллера. Существуют светодиодные ленты с пультом управления. Они бывают как сенсорные, так и кнопочные.
• Длина бывает самой разной – от 5 до 40 метров.
• Оттенки: тёплые (2700 К), холодные (6000 К).
• Шаг резки. У каждой торговой марки своя ширина модуля МДС (три диода и резистор). Разрезать нужно только по специальным линиям.
• Рабочая температура от -40 до +40 градусов.

Степени защиты:

1. IP 68. Полностью покрывается силиконом и помещается в П-образную подложку. Абсолютная стойкость к влаге и воде
2. IP 67. Силикон покрывает её, тем самым изолируя диоды и дорожки, по которым протекает ток. Очень высокая стойкость к влаге и воде.
3. IP 65. Сама лента размещена в пустотелой силиконовой прямоугольной оболочке.

Существуют разные характеристики блоков питания:

1. Блок питания 12 В, 5A, 60 Вт.
2. Блок питания 12 В, 10A, 120 Вт.
3. Блок питания 12 В, 20A, 240 Вт.

LAB и LCh

Одна из проблем пространств RGB и CMYK состоит в том, что это просто набор значений, которыми должно оперировать устройство вывода ― принтер или экран. Реальное отображение цвета, заданного в RGB и CMYK, зависит от множества факторов. При печати ― от качества краски и печатного оборудования, плотности бумаги, влажности воздуха. На экранах — от качества монитора и его калибровки. Не говоря уже о том, что освещение также влияет на фактическое восприятие цвета глазом.

LAB

Создатели CIELAB, также известно как LAB, преследовали цель спроектировать такое цветовое пространство, которое не будет привязано к конкретному устройству и покроет весь видимый спектр

Также было важно, чтобы изменение значений координат было нелинейным и приводило к изменению цвета по логике, близкой к осознанию цвета человеком.. Трёхмерная визуализация пространства LAB: фронтальный вид и вид сверху

Изображение: Wikimedia Commons

Трёхмерная визуализация пространства LAB: фронтальный вид и вид сверху. Изображение: Wikimedia Commons

Значения цвета в LAB задаются через светлоту (Lightness) и две координаты, отвечающие за хроматическую составляющую: тон и насыщенность. A — положение цвета в диапазоне от зелёного до красного, B — от синего до жёлтого.

Параметр L варьируется от 0 до 100, а параметры A и B в большинстве сервисов для работы с LAB имеют значения от −128 до 128, поскольку координаты A и B обозначают не просто интенсивность какого-то цвета, а спектр между двумя цветами.

Система достаточно сложная, но можно попытаться представить её как смешение четырёх цветов — зелёного, красного, синего и жёлтого. На самом насыщенном срезе цветового пространства со светлотой 100 по углам находятся: зелёный — LAB (100, −128, 128), красный — LAB (100, 128, 128), фиолетовый — LAB (100, 128, −128), бирюзовый — LAB (100, −128, −128), а в самом центре белый — LAB (100, 0, 0). Как и в случае с RGB, настраивать цветовой тон удобнее в цилиндрической версии LAB — LCh.

LCh

Цилиндрическая версия LAB называется LCh, вместо прямоугольных в ней используются полярные координаты. Параметр C (Chroma — хроматическая составляющая, насыщенность) отвечает за длину радиуса и удалённость от центра цветового круга, а h (Hue) за угол поворота в градусах — то есть цветовой тон.

Применение LAB

LAB используют как промежуточное цветовое пространство для конвертирования RGB в CMYK и наоборот, поскольку оно не привязано к конкретному носителю.

В цветокоррекции его применяют, чтобы быстро убрать желтизну или усилить естественные цвета фотографии. Некоторые цветокорректоры предпочитают LAB, если с его помощью внести изменения будет проще, нежели через корректирующие слои.

Также ранее LAB использовали для удаления шума на цифровых фотографиях. Для этого достаточно было размыть цветовые каналы A или B, а поскольку цифровой шум состоит из бледных разноцветных точек, такой подход делал их менее насыщенными.

Отдельное преимущество LAB — возможности для создания чистых градиентов между насыщенными цветами. Красивые градиенты важны не только в проектировании интерфейсов и дизайн-макетов, но и в информационном дизайне.

Использование градиентов в оформлении переходов на схеме Московского метрополитена. Изображение: Студия Артемия Лебедева

Кейс

Задача: создать чистый градиент между насыщенными цветами.

Проблема: из-за технических нюансов RGB между некоторыми насыщенными цветами при построении градиента возникает странный сероватый оттенок.

Пояснение: в кубической визуализации RGB самые насыщенные цвета расположены на углах куба, а центр занят ненасыщенными сероватыми тонами. Если создавать градиент из цветов, которые находятся на противоположных углах или гранях куба, прямая пройдет через ненасыщенную середину. Так произойдёт, например, с градиентами от фиолетового к зелёному или от жёлтого к синему.

Расположение оттенков в кубическом пространстве RGB и примеры созданных в RGB градиентов. Изображение: Wikimedia Commons, Александр Кароза

Решение: использовать LAB-градиент.

Открываем Lch and Lab colour and gradient picker, выбираем два цвета, между которыми надо сделать переход, и вводим желаемое количество ступеней.

Интерфейс Lch and Lab colour and gradient picker. Иллюстрация: David Johnstone

Копируем цвета из колонки Lab и переносим в редактор, делая линейный градиент из выбранного количества шагов.

Интерфейс Figma с настройкой градиента. Иллюстрация: Александр Кароза

Если в качестве редактора вы используете Figma, то нужно установить плагин Chromatic Figma, который автоматически исправляет градиенты через LAB. Результат будет немного отличаться от инструмента Дэвида Джонстона.