Схема подключения без усилителя
Данная схема подключения rgb ленты НЕПРАВИЛЬНАЯ.
потому что участки ленты через каждые 5 метров должны подключаться только параллельно.
Это связано с тем, что, во-первых, при последовательном соединении диоды потускнеют на конце участка из-за потерь. Во-вторых, токопроводящие дорожки светодиодной линии не рассчитаны на большую длину, они будут перегреваться.
С усилителем
Когда мощность RGB слишком высокая для контроллера, добавляем в цепь усилитель. Последовательность соединения такая: БП, контроллер, 1-ый участок ленты, усилитель, 2-ой участок.
Если суммарная мощность контроллера и усилителя не выше, чем у БП, используем такую схему:
В случае превышения мощности добавляем еще один БП, и собираем по следующей схеме:
К блоку питания
Когда пользователю не нужно многорежимное управление, можно подключить rgb ленту напрямую к питанию. Два или более участка соединяем параллельно:
Мощные светодиоды подключаются по-другому. Присоединяем к БП с двух концов, как показано ниже:
Как подключить к контроллеру
Начинающие радиолюбители часто задаются этим вопросом.
При покупке контроллера в первую очередь обращайте внимание на совместимость характеристик с вашей светодиодной лентой. Написано в инструкции и на этикетке
RGB ленты
RGB светодиодные ленты устроены аналогично одноцветным лентам и RGB светодиодам: в 12 Вольтовой ленте светодиоды каждого цвета соединяются по три штуки с токоограничивающим резистором и образуют сегмент ленты, далее эти сегменты подключаются параллельно.
Также лента имеет общий вывод со всех цветов, в большинстве случаев это общий анод. Почему? Помните, в уроке про управление нагрузкой я говорил, что чаще всего используют N-канальные полевые транзисторы, потому что они дешевле, удобнее в применении и имеют более удачные характеристики? Вот именно поэтому! Драйверы для RGB лент также делают на основе N-канальников, поэтому найти в продаже ленту с общим катодом даже вряд-ли получится.
В качестве магазина на aliexpress рекомендую BTF Lighting, самые качественные ленты.
Итак, как нам подключить RGB светодиодную ленту к Arduino? Точно так же, как обычную! Но тут я добавлю ещё несколько интересных вариантов.
MOSFET
Нам понадобятся три полевых транзистора и резисторы им в обвязку (почему и зачем – читай в уроке про управление нагрузкой). Подключается всё вот по такой схеме:
Если нужно плавное управление яркостью цветов – подключаем к ШИМ пинам, если просто вкл/выкл – можно к обычным. Свой драйвер на плате можно развести примерно вот так (корпуса D-pak):
LED Amplifier
У китайцев есть готовые драйверы для “усиления” сигнала на RGB ленту, по сути те же три транзистора что выше, но всё красивое и готовое. Подключается следующим образом:
Драйвер Н-моста
Ну и экзотический вариант: использовать полномостовой драйвер для моторов. Почему нет? Количество выходов у таких драйверов всегда кратно двум (для подключения одного мотора), так что это отличный вариант для управления также RGBW лентой. Драйверы можно найти на aliexpress по названию.
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.
Контроллер для RGB ленты
Считается, что многоцветную светодиодную полосу нельзя присоединить к источнику питания без контроллера. Его мощность выбирается, исходя из мощности ленты. Назначение этого прибора – создавать световые эффекты изменением яркости и цвета излучения. Для управления используется пульт, излучающий инфракрасные или радиоволны, или Wi-Fi. Более эффективно с точки зрения создания световых эффектов управление через интернет.
У большинства этих регуляторов 3 канала управления (отдельный на каждый цвет). Режимом работы подсветки можно управлять вручную или при помощи программ, заложенных в устройство. Анодом управляет микропроцессор, отключающий/подключающий цвета. К одному регулятору можно подключить полосу определенной длины (5 м или 2 отрезка по 5 м параллельно). Если параметр больше, в схему включается усилитель.
Нужно подобрать любые батарейки, которые способны дать напряжение, необходимое для конкретного светодиодного источника света, и спаять их (или поместить в специальный контейнер). На полосе с диодами указывается вольтаж, необходимый для одного метра. Данные по отдельным цепочкам доступны в справочниках.
Между источником света и блоком питания припаивается тумблер (плюс к плюсу). Такая лента может пригодиться так же при перебоях в подаче электроэнергии в городской квартире.
Ардуино и адресная светодиодная лента
Этот проект – простой способ начать работу, но идеи, которые он охватывает, могут быть расширены для действительно эффектного освещения. С помощью всего лишь нескольких компонентов вы можете создать свой собственный восход солнца. Если у вас есть стартовый комплект с Arduino, вы можете использовать любую кнопку или датчик для запуска светодиодов при входе в комнату, например:
Теперь, когда мы рассмотрели схему с обычной светодиодной лентой, перейдем к адресным светодиодным лентам SPI RGB лента.
Светодиодная лента Ардуино – Яркие идеи.
Эти ленты требуют меньшего количества компонентов для запуска, и есть некоторая свобода в отношении именно того, какие значения компонентов вы можете использовать. Конденсатор в этой цепи гарантирует, что светодиоды 5v получают постоянный источник питания. Резистор становится гарантом того, что сигнал данных, полученный от Arduino, не загружен всяческими помехами.
Вам понадобится:
● Светодиодная лента 5v WS2811/12/12B; Все три модели имеют встроенные микросхемы и работают одинаково.
● 1 x Arduino Uno или аналогичная совместимая плата;
● 1 x резистор 220-440 Ом;
● 1 x конденсатор microFarad 100-1000 (все, что между этими двумя значениями, отлично подойдет);
● Макет и монтажные провода;
● Блок питания 5 В.
Настройте схему, как показано на рисунке:
Обратите внимание, что конденсатор должен быть правильной ориентации. Вы можете понять, какая сторона прикрепляется к рейке земля, ища знак минуса (-) на корпусе конденсатора
На этот раз мы задействуем Arduino, используя источник питания 5 В. Это позволит устройству работать автономно
Вы можете понять, какая сторона прикрепляется к рейке земля, ища знак минуса (-) на корпусе конденсатора. На этот раз мы задействуем Arduino, используя источник питания 5 В. Это позволит устройству работать автономно.
Во-первых, убедитесь, что ваша плата может работать с 5 В, прежде чем присоединить ее к источнику питания. Почти все платы работают на 5V через USB-порт, но штыри питания на некоторых могут иногда пропускать регуляторы напряжения и превращать их в поджаренные тосты.
Кроме того, рекомендуется убедиться, что несколько отдельных источников питания не подключены к Arduino – отсоединяйте USB-кабель всякий раз, когда используете внешний источник питания.
Светодиодная лента Ардуино – Бегущий огонь или световая волна
Чтобы безопасно запрограммировать нашу плату, отсоедините линию VIN от линии электропередач. Вы подключите ее позже обратно.
Присоедините свой Arduino к компьютеру и откройте Arduino IDE. Убедитесь, что у вас правильный номер платы и порта, выбранный в меню «Сервис»> «Сервис и инструменты»> «Порт».
Мы будем использовать библиотеку FastLED для тестирования нашей установки. Вы можете добавить библиотеку, нажав на Эскиз> Включить библиотеку> Управление библиотеками и поиск FastLED. Нажмите «Установить», и библиотека будет добавлена в среду IDE.
В разделе «Файл»> «Примеры»> «FastLED» выберите эскиз DemoReel100. В этом эскизе задействованы различные эффекты, которые можно сделать с помощью светодиодных полос WS2812, и невероятно легко настроить.
Все, что вам нужно изменить, — это переменная DATA_PIN, чтобы она соответствовала значку 13 и переменной NUM_LEDS для определения количества светодиодов, находящихся в полосе, которую вы используете. В этом случае я применяю только небольшую линию из 10 светодиодов, вырезанных из более длинной полосы.
Используйте большее количество для красивейшего светового шоу!
Загрузите эскиз на свою плату, отсоедините USB-кабель и включите источник питания 5 В.
Наконец, подключите VIN Arduino к линии электропередач и наслаждайтесь представлением.
Светодиодная лента Ардуино – Безграничные возможности
Демо-эскиз демонстрирует некоторые из многих возможных комбинаций эффектов, которые могут быть достигнуты с помощью светодиодных лент. Наряду с тем, что они являются украшением интерьера, их также можно использовать для практических целей. Хорошим проектом будет создание вашей собственной атмосферы для медиацентра или рабочего места.
Хотя эти полосы определенно функциональнее, чем SMD5050, пока не списывайте со счетов стандартные 12-вольтовые светодиодные полосы. Они являются непревзойденными с точки зрения цены. Плюсом будет то, что существует огромное количество приложений для светодиодных лент.
Учиться работать со светодиодными лентами — хороший способ познакомиться с базовым программированием на Arduino, но лучший способ учиться — изменять коды. Побалуйтесь с приведенным выше кодом и посмотрите, что вы можете сделать! Если все это слишком сложно для вас, подумайте о проектах Arduino для начинающих.
Подключение
Самым простым способом присоединения RGB светодиодов к источнику питания считается подключение к микроконтроллеру Arduino. Общий вывод (обычно он самый длинный) припаивается к контакту «Gnd», а остальные присоединяют к соответствующим точкам, отмеченным как D12, D10 и D9. Напрямую паять контакты нельзя, каждый из них (кроме общего) должен иметь токоограничивающий резистор.
При подключении светодиода с общим анодом используется отрицательный контакт «Gnd», расположенный в том же ряду, что и катоды. Если используется подключение с общим катодом, используется плюсовой контакт «Gnd» с противоположного ряда.
Принцип работы RGB-светильника
Чтобы подойти к вопросу подключения со знанием дела, надо понимать, как устроен этот осветительный прибор и как им управлять. Лента состоит из отдельных отрезков, на которые ее можно разрезать в указанных местах.
Схема одного элемента RGB-полотна.
Каждый отрезок содержит три группы светодиодов – красные, синие и зеленые. Они собраны последовательно по цветам и объединены параллельно по схеме с общим анодом. В цепочке каждого цвета установлен свой токоограничивающий резистор. Положительное напряжение присутствует всегда. Зажигаются светодиоды соединением катода с общим проводом. Раздельно регулируя яркость свечения каждого LED, можно добиться практически любого цвета, за исключением естественного белого.
Основные ошибки при подключении
Советуем ознакомиться с этими небольшими подсказками при монтировании светодиодной ленты, чтобы избежать самых распространенных ошибок. Это существенно упростит вам все этапы работы с декоративным осветительным прибором.
Нарушение последовательности в подключении RGB ленты. Если не соблюдать требуемую очередность, то светодиодная лента не будет светить, а может и вовсе перегореть. Представленные выше схемы наглядно объясняют, как правильно соединить все элементы.
Неверное последовательное соединение отрезков ленты, длиной более 5 м
Важно при подключении таких длинных лент дополнять цепь усилителем или дополнительным блоком питания, чтобы мощности хватало на всю протяженность диодной ленты, и нагрузка была распределена равномерно.
Мощность трансформатора обязательно должна быть больше суммарной мощности всех светодиодных отрезков. В противном случае конструкция может прослужить недолго.
Соединение между собой нескольких отрезков светодиодных лент может выполняться только двумя возможными способами: при помощи специальных коннекторов или методом спайки
Ни в коем случае не пытайтесь соединить их посредством скручивания.
Светодиодные ленты повышенной мощности должны монтироваться в алюминиевый профиль для теплоотвода, чтобы избежать перегрева и возгорания. Профиль может также защитить от воздействия внешних факторов.
Разрезать диодную ленту следует в специально предназначенных для этого местах, где нарисована пунктирная линия с ножницами, иначе она потеряет свою работоспособность.
Иногда возникает путаница с проводами контроллера, как правильно его подключить к RGB светодиодной ленте смотрите по рисункам и рекомендациям выше.
Лучше учиться на ошибках других людей и изначально установить светодиодное освещение правильно, применяя все правила и советы.
Надеюсь, что из всех перечисленных методов установки RGB ленты, вы нашли самый подходящий для себя. Соблюдайте все вышеупомянутые правила, для создания качественного освещения и для безопасного использования в дальнейшем.
Подключение светодиодной ленты к сети 220В схема
Чтобы запитать светодиодную ленту от сети обычной бытовой сети переменного тока 220В 50Гц нужно выполнить три условия:
- преобразовать переменное напряжение сети в постоянное;
- выровнять уровни напряжений: снизить сетевое напряжение до 12В или изменить схему подключения светодиодов, чтобы на них можно было подавать высокое напряжение;
- стабилизировать параметры электрического питания.
Проще всего использовать готовый блок питания для светодиодной ленты 12В, он рассчитан на безопасное напряжение. Но в применении этого блока питания есть и минусы: он стоит денег и собрать его не так просто, кроме того из-за низкого напряжения светодиодные ленты не стоит располагать далеко от блока питания, для компенсации потерь напряжения придется использовать толстые провода.
Второй вариант: переделать светодиодную ленту и вместо последовательно-параллельного включения светодиодов использовать последовательное. При такой схеме включения светодиодная сборка питается малым током, но при большом напряжении. Кроме того, если пожертвовать гальванической развязкой, то схема драйвера питания сильно упрощается.
Внимание!!! Схемы без гальванической развязки от сети можно применять там, где нет опасности поражения электрическим током, например в сухом помещении на потолке
- Самое интересное, что схему подобного драйвера можно сделать из деталей отслуживший свой срок энергосберегающей лампочки!
- Рассмотрим подключение светодиодной ленты к сети 220В схема приведена на рисунке.
Таблица номиналов элементов схемы:
- C1 – 2,2 мкФ 400 В
- R1 – 1,3 кОм
- R2 – 4,3 кОм
- R3 – 47 Ом
- VD1 .. VD4 – 1N4007
- VT1, VT2 — 13002
На схеме можно выделить три узла:
- выпрямитель переменного напряжения и фильтр на элементах C1, R1, VD1 – VD4;
- стабилизатор тока на R2, R3, VT1, VT2;
- сборка из светодиодов HL1 – HLN.
Про работу выпрямителя можно почитать здесь. В данной схеме кроме диодного моста из 4-х диодов добавлены токоограничивающий резистор R1 защищающий от бросков тока, фильтрующий конденсатор C1.
При подаче на вход данного выпрямителя сетевого напряжения 220В / 50Гц, на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) появиться постоянное напряжение равное примерно 300В с пульсацией частотой 100Гц.
Чем больше будет емкость конденсатора, тем меньше будет пульсация.
Светодиоды требуют питания стабилизированным током, часто их питают стабилизированным напряжением через резистор ограничивающий ток, например как в светодиодных лентах. Но зачем нам идти на компромиссы, если сделать стабилизатор тока, работающий при больших напряжениях проще, чем стабилизатор напряжения. Работа схемы стабилизатора тока рассматривалась тут.
Такой участок подключается параллельно куче других таких же участков и все это подключается к 12 В.
На каждом диоде падает напряжение от 3,3 В до 3,6 В, таким образом на токоограничивающий резистор остается около полутора Вольт.
Чтобы повысить напряжение участки из трех диодов включаем последовательно с друг другом, а резистора можно выпаять, закорачивать или заменять перемычками, т.е
как будет удобнее с точки зрения топологии.Внимание!!! Соблюдайте полярность, при ошибка в полярности подключения светодиода при таком напряжении будет для светодиода фатальной
Ток которые протекает через тройку светодиодов можно примерно посчитать, разделив полтора Вольта на сопротивление токоограничивающего резистора. То есть при сопротивлении 150 Ом, ток через светодиоды составит 10 мА.
Именно такая лента со светодиодами на 10 мА попалась мне, для неё и были рассчитывать параметры драйвера. Если нужно уменьшить ток, то придется пропорционально увеличивать значение сопротивления резистора R3.
При сетевом напряжении в 220 В, описанная схема способна обеспечить последовательное подключение до 25 групп из трех диодов или 75 единичных. Если напряжение в сети часто бывает пониженным, то лучше снизить количество групп светодиодов до 20 или даже 15.
А вот и плата от энергосберегающей лапочки, откуда можно получить нужные радиоэлементы.
Лампочка разбилась, а плата осталась в рабочем состоянии.
Кстати полярность подключения диодов, выводы транзисторов можно срисовать прямо с этой платы, все что нужно там помечено. Добываем элементы из этой платы и собираем новую схему.
На фото видно, что транзисторы в маломощном корпусе TO-92 такой корпус не рассеет мощность больше 600 мВт. И суммарная мощность схема с таким транзистором не позволит отдавать в нагрузку более пары Ватт.
Если потребуется собрать схему для более мощной нагрузки, то транзистор VT2 должен быть в более мощном корпусе и желательно с радиатором.
Включение органов управления
Любую электрическую нагрузку надо подключать к источнику питания через коммутирующий элемент (выключатель). Это касается и светодиодных лент. Даже если предполагается, что она должна светить всегда, может потребоваться ремонт или другие действия, которые невозможны на оборудовании под напряжением.
Как подключить выключатель (до или после блока питания)
Схема управления осветительным прибором
Со стороны 220 вольт выключатель должен быть всегда – чтобы можно было обесточить блок питания. Во многих случаях роль коммутационного аппарата может выполнять вилка, которую при необходимости можно вынуть из розетки. Если соединение с сетью неразъемное, то все равно надо предусмотреть возможность отключения БП от сети. Роль коммутационного элемента можно возложить на автоматический выключатель, рассчитанный на соответствующий ток. Он заодно будет выполнять защитные функции в нештатной ситуации. Автоматический выключатель должен быть однополюсным и включаться в фазный провод (разрывать нулевой провод нельзя!).
Схема включения для диммера или контроллера
Диммер в комплекте с ПДУ для низковольтных LED-светильников
Все светодиодные ленты можно диммировать – управлять яркостью свечения. Для этого их надо подключать через специальное устройство – диммер. Надо иметь в виду, что для управления яркостью не подойдет обычный диммер для ламп 220 вольт – его надо включать до блока питания, который чаще всего выполнен по импульсному принципу. Такой БП будет «сопротивляться» изменениям напряжения на входе и не даст регулировать интенсивность свечения LED-светильника.
Схема подключения к диммеру
Потребуется специальный блок управления яркостью, рассчитанный на входное напряжение 12 вольт и такую же низковольтную нагрузку. Подобный диммер включается после блока питания перед светодиодным осветительным прибором.
Подключение низковольтного диммера после БП
Схема проекта
Схема подключения адресной светодиодной ленты Neopixel к плате Arduino представлена на следующем рисунке.
Необходимо подключить контакты VCC и GND светодиодной ленты к контактам 5V и GND платы Arduino соответственно. Контакт DI светодиодной ленты мы подключили к контакту D2 платы Arduino. При этом схема подключения адресной светодиодной ленты Neopixel к плате Arduino не будет меняться в зависимости от того, как много светодиодов содержит лента. Аналогичным образом можно подключить к плате Arduino и светодиодное кольцо Neopixel.
Внешний вид собранной конструкции проекта представлен на следующем рисунке.
Принцип работы RGB-светильника
Чтобы подойти к вопросу подключения со знанием дела, надо понимать, как устроен этот осветительный прибор и как им управлять. Лента состоит из отдельных отрезков, на которые ее можно разрезать в указанных местах.
Схема одного элемента RGB-полотна.
Каждый отрезок содержит три группы светодиодов – красные, синие и зеленые. Они собраны последовательно по цветам и объединены параллельно по схеме с общим анодом. В цепочке каждого цвета установлен свой токоограничивающий резистор. Положительное напряжение присутствует всегда. Зажигаются светодиоды соединением катода с общим проводом. Раздельно регулируя яркость свечения каждого LED, можно добиться практически любого цвета, за исключением естественного белого.
Электрическая схема LED RGB светодиода SMD-5050
Для подключения, а тем более ремонта RGB 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 RGB 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».
Основные выводы
Выгодно светодиодные RGB ленты использовать там, где требуется экономия электроэнергии и расходов на обслуживание. В жилом доме эти источники позволяют сделать атмосферу более уютной и реже менять лампочки.
При подключении обязательно необходимо соблюдать некоторые меры безопасности:
- соблюдать полярность;
- подбирать электропитание в зависимости от условий эксплуатации (запыленности, уровня влажности);
- купить устройство для электропитания с запасом мощности и выходным напряжением, соответствующим вольтажу ленты;
- несколько отрезков подключать параллельно;
- соблюдать требования по параметрам сечения проводов;
- включать в схему усилитель, если мощность управляющего устройства слишком низкая;
- резать RGB только в местах, обозначенных производителем;
- при использовании для подключения пайки температура паяльника не должна превышать 260оС;
- несколько источников питания соединять по катоду.
Если кто-то уже подсоединил пультом отрезок RGB, при использовании второго контроллера для других отрезков требуется второй пульт.
При правильно составленной схеме и грамотном подборе оборудование подключение не создает проблем. Если путаются провода, ничего не горит, просто подсветка не работает так, как задумано. Нужно проверить свет проводки и исправить ошибки. Хуже, если путается полярность. Такая ошибка может вывести светодиодную систему из строя.
Предыдущая
СветодиодыУстройство и принцип работы диода при прямом и обратном включении
Следующая
СветодиодыОсновные технические параметры и маркировка SMD светодиодов
