Il nuovo anno è alle porte, atmosfera festosa, luci colorate... E ovviamente devi pensare ai regali di Capodanno per i tuoi cari. Hai già deciso cosa regalare? Ci ho pensato a lungo e ho deciso che il regalo migliore è un regalo fatto con le mie mani. Di conseguenza, è stato concepito questo progetto di lampada RGB. Può essere utilizzato ovunque e in qualsiasi modo, è intuitivo e semplice, il che significa che piacerà a chiunque. La funzione della lampada è molto semplice: illuminare l'interno circostante con vari colori cangianti. Quasi tutti i microcontrollori andranno bene per questo semplice compito, ma ho optato per il microcontrollore Attiny13 AVR, poiché è abbastanza comune, economico e ne ho in abbondanza. Per il LED ho utilizzato un LED RGB opaco a quattro pin con un catodo comune.

Lo schema mostra il collegamento di un LED RGB con anodo comune.

Ma durante lo sviluppo mi sono imbattuto in un problema: il microcontrollore Attiny13 ha solo due uscite PWM hardware sul timer 0 e questo è tutto. Oh, ma ti servono tre PWM, per tre colori... E l'imboscata, c'è solo un timer nel MK... Quindi ho deciso di essere creativo e ho implementato tre PWM software sul timer 0, è andata molto bene, ma questo metodo è pessimo perché la frequenza di questo PWM risulta essere bassa. E affinché lo sfarfallio del LED non fosse visibile, abbiamo dovuto far funzionare il microcontrollore ad una frequenza di 9,6 MHz. Ho scritto il firmware in ambiente BASCOM-AVR. L'importante è che tutto funzioni!

La lampada RGB è alimentata da due batterie da mignolo di tipo AA da 1,5 volt ciascuna. Il totale è di 3 volt, che è ciò di cui ha bisogno il dispositivo. Per un comodo funzionamento della lampada, le batterie vengono inserite in un apposito scomparto, che ho acquistato in un negozio di radio. Il LED deve essere utilizzato RGB con quattro pin, il pin comune può essere sia l'anodo che il catodo, questo cambierà solo la connessione del LED in base al circuito, alla scheda e al firmware. Il microcontrollore Attiny13 può essere utilizzato con qualsiasi indice di lettera, in qualsiasi pacchetto (preferibilmente in DIP in modo che si adatti alla scheda). Per installare il microcontrollore utilizzare il pannello DIP-8; questo permetterà di rimuovere velocemente e comodamente il microcontrollore dalla scheda in caso di sostituzione o firmware.

Prototipo di lampada RGB su breadboard con contatti meccanici:

Ho implementato la lampada stessa su un circuito stampato rotondo del diametro di 5 cm Il pannello è in fibra di vetro, per renderlo assolutamente rotondo l'ho prima forato e lavorato con una lima lungo il contorno del cerchio . Per la migliore qualità, consiglio innanzitutto di trasferire il disegno su un pezzo quadrato di PCB, inciderlo in una soluzione di cloruro ferrico o solfato di rame e solo successivamente, lungo il contorno della circonferenza del disegno, forare e regolare un tavola rotonda. Il disegno del circuito stampato l'ho realizzato io nel programma, di seguito potete trovare i file sorgente della scheda.

T13RGBA.LAY - File di circuito stampato per una lampada a LED con anodo comune
T13RGBK.LAY - File PCB per una lampada per LED con catodo comune

Ho deciso di utilizzare come corpo dell'intera lampada un piccolo vaso da fiori rotondo, infatti il ​​circuito stampato è stato realizzato appositamente.

Lampada RGB senza alloggiamento (scheda e vano batteria):

Per far funzionare la lampada, è necessario eseguire il flashing del microcontrollore con il firmware appropriato; per questo avrai bisogno di un programmatore di microcontrollore AVR. È possibile utilizzare quasi tutti i programmatori, l'importante è che supporti la modalità ISP e il microcontrollore Attiny13. Ho scritto due versioni del firmware, una per un LED ad anodo comune e una per un LED a catodo comune. È possibile trovare i file e le origini del firmware nell'ambiente riportato di seguito.

FWT13RGBA.HEX ​​​​- File firmware per una lampada per LED con anodo comune

FWT13RGBK.HEX - File firmware per una lampada per LED con catodo comune

Indipendentemente dal file, dopo aver eseguito il flashing del firmware è necessario eseguire il flashing dei bit del fusibile corrispondenti elencati di seguito.

Elenco dei radioelementi

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Negozio	Il mio blocco note
IC1	MK AVR 8 bit	ATtiny13	1	È richiesto il firmware		Al blocco note
HL1	LED RGB		1			Al blocco note
R1-R3	Resistore	100 ohm	3			Al blocco note
R4	Resistore	10 kOhm	1			Al blocco note
C1	Condensatore elettrolitico	10 µF	1			Al blocco note
C2	Condensatore ceramico	0,1 µF	1			Al blocco note
	Pulsante di blocco		1

Abbiamo ripetutamente esaminato una varietà di LED, struttura, utilizzo, ecc. e così via. Oggi vorrei soffermarmi su uno dei tipi di LED (se così si può dire): i LED RGB.

Cos'è il LED e il dispositivo RGB

Collegamento di diodi RGB con Altmega8 PWM

Colleghiamo gli anodi del LED RGB alle linee 1,2,3 della porta B e colleghiamo i catodi al meno. Per ottenere una varietà di tavolozze di colori, applicheremo un segnale PWM agli anodi in una determinata sequenza. In questo esempio utilizziamo specificatamente il PWM software, sebbene sull'Atmega8 sia possibile ottenere facilmente PWM hardware per 3 canali. Il software PWM può essere utilizzato in caso di carenza di timer/contatore e per altri motivi. Per generare PWM di una determinata frequenza, utilizziamo un'interruzione di overflow del timer T0 a 8 bit (TIMER0_OVF_vect). Poiché non utilizziamo un prescaler, la frequenza di overflow del timer sarà pari a 31250Hz. E se la variabile "pwm_counter" conta fino a 163, la frequenza PWM sarà pari a 190 Hz. Nel gestore degli interrupt, in base ai valori nelle variabili pwm_r, pwm_g, pwm_b, vengono commutati i pin della porta B. Gli effetti di colore vengono configurati utilizzando funzioni in cui è impostato il tempo di accensione del LED. Nel programma di test si accendono prima il rosso, il verde, il blu e il bianco, quindi inizia un ciclo con le transizioni di colore.

Codice del programma:

// Controllo del LED RGB. PWM software

#includere

#includere

carattere volatile pwm_counter,pwm_r,pwm_g,pwm_b;

// Interrompe in caso di overflow di T0

ISR (TIMER0_OVF_vect)

if (pwm_counter++ > 163)

contatore_pwm = 0;

if (pwm_counter > pwm_r) PORTB |= (1<< PB1);

if (pwm_counter > pwm_g) PORTB |= (1<< PB2);

if (pwm_counter > pwm_b) PORTB |= (1<< PB3);

// Procedura di ritardo in microsecondi

void delay_us(carattere non firmato time_us)

(registro carattere senza segno i;

per (i = 0; i< time_us; i++) // 4 цикла

( asm (" PUSH R0 "); // 2 loop

asm("POP R0"); // 2 cicli

// 8 cicli = 1 us per 8 MHz

// Procedura di ritardo in millisecondi

void ritardo_ms(unsigned int time_ms)

(registro senza segno int i;

per (i = 0; i< time_ms; i++)

( ritardaci(250);

// Colore rosso

void rosso (unsigned int time)

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_r = 164 - un; //aumento

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_r = un; //diminuire

// Colore verde

void verde (unsigned int time)

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_g = 164 - un;

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

// Colore blu

void blu (unsigned int time)

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_b = 164 - un;

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

// Colore bianco

void bianco (unsigned int time)

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_r = 164 - un;

pwm_g = 164 - un;

pwm_b = 164 - un;

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

// Transizione di colore

void rgb (unsigned int time)

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

pwm_b = 164 - un;

for (carattere a = 0; a< 165; a++)

Le strisce LED sono utilizzate da tempo per l'illuminazione locale e come illuminazione principale. Ma oltre ai diversi colori monocromatici (monocolore), esistono nastri RGB controllabili (blu, verde, rosso) che possono cambiare colore. Uno dei produttori di tali dispositivi è Apeyron.

Tecnologia RGB

Esistono numerose funzionalità nella progettazione e nel funzionamento della striscia multicolore.

Differenze rispetto al nastro normale

Come quello normale, il nastro RGB è un circuito stampato sotto forma di una striscia stretta lungo la quale vengono applicate strisce conduttive. A differenza di quello standard, sul nastro RGB non ci sono 2, ma 4 o 5 strisce di questo tipo: comuni e una per ogni colore.

Resistenze e LED vengono installati sulla scheda utilizzando il metodo SMM (Surface Mounted Mevice), che varia a seconda del tipo di nastro:

• Monocromo. Può essere di qualsiasi dimensione e colore richiesto.
• RGB. Utilizza LED SMD 5050. Questo diodo è costituito da tre LED in un unico pacchetto. In un nastro monocolore sono di un colore, in un nastro multicolore sono diversi (rosso, verde e blu). Questa combinazione ti consente di cambiare il colore del dispositivo o renderlo bianco. Il colore nero garantisce l'assenza di luce.
• RGBW. Oltre ai diodi colorati, nella striscia sono installati quelli bianchi. Ciò offre un ulteriore controllo sulla luminosità e sul colore della luce.

Oltre ai dispositivi in ​​cui tutti i LED dello stesso colore vengono controllati contemporaneamente, esistono dispositivi con diodi chip. Contengono un chip che consente di controllare ciascun LED individualmente. Ciò rende possibile implementare effetti come “luci di marcia” o “pioggia di stelle”.

Esempio di strip board RGB

Vantaggi e usi

Il vantaggio di tali dispositivi LED è la possibilità di modificare il colore dell'illuminazione, sia manualmente che secondo un programma predeterminato, nonché l'organizzazione di vari effetti luminosi: cambiamenti di colore, sfarfallio o, quando si collega il controller a un computer o centro musicale, musica leggera.

Tali dispositivi sono utilizzati in una varietà di luoghi:

• nell'illuminazione delle vetrine;
• insegne pubblicitarie;
• creare un'atmosfera romantica nella stanza;
• illuminazione del corridoio o della camera da letto: la luce blu si accende di notte e la luce bianca brillante di sera o quando segnalata da un sensore di movimento;
• illuminazione dell'acquario.

Oltre a queste opzioni, molte altre sono possibili. L’uso di tali dispositivi è limitato solo dalla fantasia del progettista.

I nastri multicolori danno spazio a possibilità di design

Selezione del nastro

Una delle domande a cui bisogna rispondere quando si organizza l’illuminazione a LED è quale striscia utilizzare.

Livello di illuminazione

Prima di tutto, devi decidere con quale capacità verrà utilizzata la retroilluminazione a LED:

• Illuminazione decorativa. La funzionalità del controller è di primaria importanza.
• Illuminazione di zona. Questa è un'illuminazione aggiuntiva nella stanza. La sua potenza è solo una frazione di quella necessaria per l'intera stanza.
• Illuminazione del posto di lavoro. È difficile determinare la potenza richiesta, poiché di solito viene utilizzata insieme all'illuminazione principale. Determinato dal metodo di selezione o utilizzando calcolatori online.
• Illuminazione principale dell'intera stanza. La potenza è determinata dall'area della stanza e dal suo scopo: nella camera da letto è 2 W/m2, in cucina o nella stanza dei bambini - 3 W/m2 e nella stanza più luminosa - 3,5-4.

Nell'elaborazione del progetto viene presa in considerazione la perdita di luce nel diffusore o nel basamento del soffitto. Raggiungono il 50%. È possibile l'opzione dell'illuminazione a due zone e multizona.

Un esempio di utilizzo della retroilluminazione a zone. Tale nastro non fornirà l'illuminazione dell'intera stanza, ma potrà evidenziare la parte desiderata

Tipo LED

La striscia multicolore con LED contiene cristalli SMD5050 di 5 * 5 mm, costituiti da tre diodi e dotati di 6 pin. In una striscia monocolore sono dello stesso colore, ma in una striscia RGB sono diversi (rosso, verde, blu). Un rotolo di tale nastro è lungo 5 metri e ha una potenza di 144 W.

Oltre ai diodi normali, ci sono diodi chip, WS2812B e WS2812S. Esternamente sono simili a quelli ordinari, ma all'interno contengono un controller PWM che consente di controllare individualmente ciascun LED. Implementano una varietà di effetti, come "luci di marcia" o "pioggia di stelle". Da tali dispositivi è possibile montare uno schermo LED. Lo svantaggio è il prezzo elevato e la necessità di utilizzare un controller speciale.

Densità dei diodi

La luminosità e il prezzo di una striscia LED non dipendono solo dalle dimensioni e dal tipo di diodi. La densità dei cristalli non è meno importante. Nel nastro RGB è di 30–60 pezzi/m. Per una maggiore luminosità vengono utilizzate due, tre o quattro file con densità rispettivamente di 120, 180, 240 pz/m.

Colore del nastro

Il colore della striscia RGB viene regolato dalla luminosità dei LED di diversi colori. Se i diodi si accendono completamente, il nastro emette luce bianca. Diminuendo la luminosità di uno o due colori, il colore complessivo del nastro cambia. Questo viene fatto utilizzando un controller.

Il controller consente di regolare la luminosità e il colore del nastro

La striscia LED RGB+WhiteRGBW è una striscia LED a due file, in cui una fila è composta da LED colorati e la seconda fila è composta da LED bianchi. Ciò consente di ottenere colori pastello e una maggiore luminosità in condizioni di illuminazione normale.

Grado di protezione IP

In base al livello di protezione dalle condizioni esterne, i dispositivi si dividono in non protetti (ip20, ip33) parzialmente protetti (ip42, ip44) e sigillati (ip67, ip68).

Alimentatore per strisce RGB

La tensione più comune di questi dispositivi è 12-24 V. Esistono dispositivi alimentati a 110 e anche a 220 V, ma non sono molto comuni.

Selezione di un alimentatore (driver) per una striscia

L'alimentatore per le strisce LED viene selezionato in base alla potenza totale dei dispositivi che verranno collegati ad esso. Ad esempio, se si collegano 5 metri con una potenza di 14,4 W/m e 3 metri con 7,2 W/m, il carico totale sarà 14,4*5+7,2*3=93,6 W. Considerando il margine del 20% (93,6+0,2x93,6= 112,32) , la potenza dell'unità deve essere almeno di 112,32 W.

Opinione di un esperto

Alessio Bartosh

Fai una domanda ad un esperto

Importante! Quando si collegano dispositivi LED con cavi lunghi, vengono utilizzati cavi di sezione maggiore per evitare cadute di tensione. Pertanto è consigliabile prendere più driver invece di uno e installarli vicino al punto di connessione.

Come le strisce, gli alimentatori sono disponibili sia in CC 12-24 V che in 110 V.

Come controllare la striscia luminosa RGB

Per controllare la luminosità di una striscia monocolore è necessario un dimmer, ma per sfruttare tutte le funzionalità dei dispositivi multicolori è necessario un controller. Altrimenti dovrai regolare ciascun colore separatamente e gli effetti di luce non saranno disponibili.

Kit controller per strisce RGB

Selezione di un controller per striscia RGB

La scelta di un dispositivo di controllo dipende da tre fattori:

• Energia. Viene calcolata allo stesso modo della potenza necessaria di un alimentatore, in base al numero totale di dispositivi collegati. A volte, come quando si sceglie un alimentatore, è consigliabile acquistare non un potente controller RGB, ma uno più piccolo e un ripetitore RGB.
• L'insieme di funzioni desiderato. Esistono molti tipi di dispositivi di controllo, ma, ad esempio, per illuminare le merci in una vetrina o in un acquario, non è necessario un dispositivo con un gran numero di effetti luminosi e per un'illuminazione aggiuntiva della stanza è desiderabile attivare un timer o musica leggera.
• Telecomando. Proprio come selezionare le funzionalità, a volte è necessario e altre volte è uno spreco di denaro.

Quando si seleziona, questi punti vengono presi in considerazione in modo da non acquistare un dispositivo troppo costoso e allo stesso tempo le sue capacità sono abbastanza sufficienti.

Tipi di controllori

Esistono diverse tipologie di controller per il controllo delle strisce LED RGB: da quelli più semplici, a pulsanti, a quelli dotati di microprocessore e Wi-Fi.

I dispositivi convenzionali possono selezionare solo un colore specifico e fornire semplici effetti di luce. Utilizzato per illuminare vetrine e altri luoghi.

Modelli più complessi possono essere programmati per cambiare colori ed effetti su un timer. Possono avere un connettore per memoria flash e rispondere all'illuminazione nella stanza e all'esterno. Esistono anche controller Bluetooth con relativo telecomando.

I dispositivi più complessi possono essere collegati al sistema smart home.

La maggior parte delle band ha un telecomando. Succede:

• sui pulsanti;
• infrarossi;
• sui segnali radio;
• Controllo Bluetooth;
• Controllo Wi-Fi.

Gli ultimi due possono sostituire un iPhone o un cellulare con Android.

Puoi controllare il feed utilizzando il tuo smartphone

Oltre ai controller convenzionali, esistono dispositivi fatti in casa che funzionano sulla scheda del microprocessore Arduino. Tali prodotti fatti in casa controllano LED semplici o chip e creano effetti di luce o musica di colore. Al controller Arduino sono collegati anche sensori di movimento o di luce.

Modalità operative del controller RGB

Le strisce LED sono installate in due tipologie:

• semplice, controllato modificando simultaneamente la tensione di alimentazione su tutta la lunghezza;
• scheggiato, con controllo digitale del colore di ciascun diodo singolarmente.

Di conseguenza, i controller funzionano in due modalità: analogica e digitale. Si tratta di diversi tipi di dispositivi e non sono intercambiabili.

Metodi di connessione

Esistono due opzioni per collegare una striscia RGB:

• saldatura;
• connettori.

Collegamento a saldare

Per saldare il cavo alla striscia LED è necessario:

• Filo con sezione trasversale fino a 0,5 mm2. Uno più spesso potrebbe strappare i cuscinetti di contatto.
• Saldatore con potenza fino a 25 W. Un potente saldatore surriscalderà l'area di saldatura e il pad si staccherà dalla base.
• Saldatura e flusso neutro.
• Tubo termorestringente lungo 30 mm.

Opinione di un esperto

Alessio Bartosh

Specialista nella riparazione e manutenzione di apparecchiature elettriche ed elettroniche industriali.

Fai una domanda ad un esperto

Attenzione! Non è possibile utilizzare il flusso attivo. Distruggerà il filo o le strisce di contatto e causerà anche un cortocircuito, dopodiché la striscia dovrà essere riparata.

Connettori per strisce LED RGB

Il metodo di connessione moderno è costituito dai connettori. Si tratta di piccoli dispositivi in ​​plastica con all'interno dei cuscinetti di contatto per il collegamento al nastro. Il loro numero dovrebbe corrispondere al numero di strisce conduttive 2, 4 o 5.

Questi dispositivi sono disponibili per diverse opzioni di connessione:

• con cavi per l'alimentazione;
• collegamento, progettato per collegare due tratti di striscia;
• angolo, per il collegamento ad angolo;
• A "T" o a croce.

E molti altri. Utilizzando i connettori, puoi riparare tu stesso il dispositivo.

Collegamento a un controller RGB più lungo della sua potenza nominale

Quando si controllano LED con una potenza superiore ai parametri del controller o quando si collegano dispositivi situati a grande distanza, viene utilizzato un ripetitore RGB.

Il segnale viene inviato dal controller tramite cavi sottili e il dispositivo controlla il bagliore delle strisce di nastro adiacenti.

Recensione video del kit con telecomando

📋 Fai il test e metti alla prova le tue conoscenze

Una striscia LED RGB o RGBW è un dispositivo di illuminazione composto da diversi LED monocromatici che si illuminano di bianco, rosso, verde o blu. Ha preso il nome grazie agli ultimi tre colori: sono state prese le prime lettere della loro traduzione inglese (rosso, verde, blu - rispettivamente rosso, verde e blu).

Quando è collegato direttamente a una sorgente CC con una tensione di 12/24 V, è impossibile realizzare gli effetti cromatici per i quali è stato creato un nastro del genere. Per fornire una varietà di colori e luminosità, tra la fonte di alimentazione e la scheda è installato uno speciale controller con un ricevitore per il controllo del telecomando (RC). Questo ricevitore imposta vari programmi in base ai quali funziona la striscia LED RGB.

Tecnologia RGB

Il nastro multicolore è stato inventato nel corso di numerosi studi scientifici in cui gli scienziati hanno cercato di creare una luce bianca dai LED. Inizialmente, per produrlo venivano utilizzati diodi al fosforo blu con uno speciale rivestimento bianco. Successivamente, per questi scopi, hanno iniziato a utilizzare una striscia con tre LED: rosso, verde e blu. Tutti e tre sono installati in una cella e la luce emessa viene percepita dagli esseri umani come bianca: questa è la tecnologia RGBW.

Modificando la luminosità di un particolare LED si possono ottenere altri colori e le loro sfumature. Il numero di questi ultimi supera diverse centinaia di migliaia. Questo è il principale vantaggio della tecnologia RGB rispetto alle strisce LED al fosforo.

Dispositivo

Strutturalmente si tratta di un circuito stampato flessibile a cui sono collegati LED e resistori, progettato per ridurre la corrente. Disponibile in diverse larghezze - da 5 a 30 mm. Le strisce LED più apprezzate sono quelle con un set di sei terminali, in cui i LED sono assemblati all'interno di un unico alloggiamento.

I LED sono classificati per dimensione. I più comuni sono SMD 5050 con dimensioni di 5x5 mm. Un metro lineare di striscia RGB può contenere circa 30 LED (un prodotto a doppia densità - 60). La potenza e il flusso luminoso dipendono dal numero di diodi e dalla loro dimensione.

I nastri variano nel grado di protezione (IP00, ecc.). Più basso è questo parametro, minori sono le opzioni per l'utilizzo del dispositivo di illuminazione. Ad esempio, i dispositivi scarsamente protetti vengono utilizzati esclusivamente in ambienti asciutti e i prodotti in un guscio di silicone non temono nemmeno l'immersione completa sott'acqua (IP68).

Per posizionare il nastro sulle superfici, il nastro biadesivo è attaccato sul lato posteriore. Puoi sempre tagliarlo a pezzi, scegliendo la lunghezza richiesta. I produttori di dispositivi contrassegnano in modo indipendente i punti di taglio con linee tratteggiate e lì è raffigurato anche il simbolo delle "forbici". Taglia la scheda flessibile in queste aree, poiché questa è l'unica area in cui vengono installati i pad per il collegamento all'alimentazione, seguito dalla saldatura o dall'utilizzo dei connettori.

Controller per striscia RGB

Per sfruttare tutte le funzionalità della striscia RGB, collega i controller al circuito che svolgono una serie di funzioni:

• controllo remoto;
• modifica della luminosità dei diodi LED;
• cambiamento nel colore del bagliore;
• selezione della modalità: commutazione della frequenza dei cambiamenti di colore e della loro iridescenza;
• combinazione di colori primari per ottenere nuove sfumature.

Quando si sceglie un controller RGB, considerare due criteri principali: compatibilità con la striscia collegata e il metodo di controllo.

Tale controller può essere controllato da:

• tramite rete Wi-Fi utilizzando un tablet o uno smartphone;
• telecomando con diodi infrarossi;
• senza telecomando (interruttore a parete).

L'ultima opzione è rilevante se non è necessario cambiare frequentemente la modalità nastro.

Il principale parametro fisico che caratterizza un controller RGB è la sua potenza nominale. Per calcolarlo, prendiamo la formula Mk = Ml*L*Km, dove:

• Mk - potenza nominale del controller;
• L - lunghezza del segmento in metri;
• Ml - potenza del nastro in W/m;
• Km è il fattore di potenza del prodotto.

La tensione necessaria per alimentare il controller deve essere la stessa della striscia RGB.

Amplificatore per striscia RGB

Un altro elemento utilizzato quando si collegano le schede RGB è un amplificatore. Se la lunghezza del nastro supera i cinque metri, non puoi farne a meno.

Il prodotto è dotato di due terminali: Ingresso (ingresso) e Uscita (uscita), e ciascuno di essi ha gli stessi cuscinetti di contatto del nastro stesso: R, G, B e "+". Sono presenti terminali per il collegamento dell'alimentazione: "più" e "meno" (rispettivamente VDD e GND).

Se la potenza è sufficiente, l'unità aggiuntiva fornisce 12 o 24 V. Collegare le estremità comuni del nastro ai terminali di ingresso dell'amplificatore, quindi collegare il terminale di uscita. Infine la centralina viene collegata tramite i terminali positivo e negativo VDD e GND. È molto importante mantenere la polarità, altrimenti i diodi non si accenderanno.

Di conseguenza, l'algoritmo di connessione è il seguente: alimentatore, controller, primo pezzo di nastro, amplificatore, secondo pezzo. Tale circuito elettrico è controllato utilizzando un telecomando.

Se è necessario utilizzare più nastri di cinque metri o più di lunghezza, al circuito vengono collegati un secondo amplificatore e un'unità di controllo. La presenza o l'assenza di quest'ultimo è determinata dalla potenza del bagliore. È severamente vietato il collegamento parallelo degli alimentatori, solo utilizzando un ponte a diodi.

Un amplificatore è un elemento elettrico ingombrante, quindi non sempre c'è abbastanza spazio per il suo comodo posizionamento. Se necessario, può essere sostituito con un micromodello di potenza ridotta (assicurarsi che sia sufficiente per il funzionamento del nastro).

Importante! Se la potenza dell'amplificatore principale è leggermente inferiore a quella richiesta per la striscia LED, acquistare un microamplificatore aggiuntivo per il kit e collegarlo in serie a quello esistente.

alimentatore

Le strisce LED RGB funzionano con fonti di alimentazione a 12 o 24 V. Quando si sceglie un'unità di controllo, prestare attenzione ad alcune importanti condizioni fisiche:

• la tensione e la potenza dell'unità devono soddisfare i requisiti indicati per RGB;
• A seconda del luogo di installazione, il dispositivo deve essere caratterizzato da uno o un altro grado di protezione dall'umidità.

Importante! Se si commettono errori nella scelta, l'unità si surriscalderà notevolmente e dopo un breve periodo di tempo si guasterà.

Esistono diversi tipi di alimentatori che si possono trovare in commercio:

• con corpo in alluminio, elevata tenuta e protezione contro la penetrazione dell'umidità, ma costo elevato;
• miniprodotto in custodia di plastica, parzialmente protetto dall'umidità, a un costo inferiore;
• un'unità aperta situata in un alloggiamento perforato, caratterizzata dalle maggiori dimensioni e dall'elevata potenza, richiede ulteriori mezzi di protezione dall'umidità;
• blocco di rete - potenza media.

Leggi le istruzioni fornite con la striscia RGB. Lì è indicata la potenza per un metro lineare. Moltiplicare questo valore per la lunghezza della scheda flessibile, quindi aumentare il valore risultante del 30% (dovrebbe esserci sempre una riserva di carica). Di conseguenza, scoprirai la potenza dell'alimentatore necessaria per la striscia LED selezionata.

Schemi di connessione popolari

L'implementazione di qualsiasi circuito richiede un po' di conoscenza, inclusa la comprensione di come dividere correttamente un prodotto elettrico in parti.

Schema di collegamento standard

Osservare la seguente procedura di installazione:

1. Collegare il controller all'alimentazione tramite i terminali di tensione di uscita (ridotta).
2. I fili positivi sono evidenziati in rosso, i fili negativi sono evidenziati in nero.
3. Collega la striscia LED al controller tramite tre contatti: R, G, B (controllo dei tre colori primari) e VDD (più).

Possibilità di collegare due strisce LED

Se devi alimentare due strisce LED contemporaneamente considera i seguenti punti:

• ti serviranno due alimentatori e due amplificatori per RGB;
• seguire l'ordine di collegamento del filo in base alla marcatura a colori;
• il circuito è idoneo a fornire corrente a spezzoni di quadri la cui lunghezza raggiunge i 10 metri.

Regola fondamentale: se al circuito sono collegate almeno due strip, è garantito il loro collegamento in parallelo (la serie ridurrà la tensione di alimentazione per i LED posti alle estremità tra alimentatore e amplificatore).

Collegamento di una striscia RGB lunga 20 metri

Quando si sceglie un alimentatore potente, è possibile utilizzare lo schema di collegamento "controller-amplificatore-unità". In tutti gli altri casi sono necessari due o più blocchi.

Istruzioni di installazione passo passo

Quando si collega da soli una striscia di colore RGB, è richiesta la stretta aderenza all'algoritmo:

1. Individuazione del sito di installazione e preparazione della superficie. Innanzitutto, decidi la posizione di installazione, quindi livella la superficie su cui verrà fissata la striscia LED. Potrebbe essere un soffitto, una porta, ecc. Assicurati di sgrassarlo con qualsiasi solvente, altrimenti il ​​nastro biadesivo si staccherà dopo un breve periodo di tempo. Quando si collega a superfici metalliche, è necessario un ulteriore isolamento elettrico.
2. La maggior parte delle strisce LED RGB sono autoadesive: rimuovi la pellicola protettiva dal retro e premi con attenzione il prodotto sulla superficie della posizione selezionata. Quando si eseguono curve, il loro raggio non deve essere superiore a 20 mm, altrimenti potrebbero verificarsi problemi. Taglia il nastro in punti rigorosamente designati. Quando si collegano parti diverse, utilizzare connettori speciali o un saldatore (maggiori informazioni su questo in un articolo separato).
3. Collegamento del circuito elettrico. Seleziona lo schema di collegamento della strip LED tra quelli suggeriti sopra. Combina il prodotto con un controller, un amplificatore e un alimentatore. Collega quest'ultimo alla rete tramite una presa elettrica. Collegare il filo nero dell'unità al terminale V- dell'amplificatore, il filo rosso a V+. Combina i fili della striscia LED con i cuscinetti di contatto del controller in base al loro colore e designazione: rosso - R, verde - G, blu - B. L'ultimo filo è collegato al terminale positivo - V+.
4. La retroilluminazione funziona da una rete da 220 V. Controllarne il funzionamento utilizzando il telecomando.

Il corretto collegamento e funzionamento della striscia LED RGB ti permetterà di creare un'atmosfera unica in casa, decorare un ufficio o un locale residenziale o un gazebo all'aperto. La presenza di alcuni prodotti elettrici nei circuiti selezionati dipende dalla lunghezza della scheda, dal numero e dalle dimensioni standard dei diodi LED utilizzati.

Si illuminano solo in rosso - R, verde - G, blu - B o bianco - CW, di norma sono collegati direttamente a una sorgente CC da 12 V o 24 V. La striscia LED R G B, come quelle monocromatiche, può anche essere collegata a una corrente di alimentazione CC collegando tra loro i terminali R, G e B.

Ma in questo caso si perderà l'opportunità di implementare gli effetti di luce colorata per i quali è stato creato il nastro. Pertanto, quando si installano strisce LED colorate, di solito viene installato un controller elettronico nel circuito aperto tra l'alimentatore e la striscia. Consente di modificare automaticamente il colore e la luminosità del nastro in modalità dinamica secondo un programma specificato dal telecomando.

La foto mostra uno schema elettrico per il collegamento di una striscia LED R G B a una rete da 220 V. L'alimentatore (adattatore) converte una tensione alternata di 220 V in una tensione di corrente continua di 12 V, che viene fornita al controller R G B attraverso due fili , mantenendo la polarità. Una striscia LED è collegata al controller tramite quattro fili secondo la marcatura. Per facilitare l'installazione e la riparazione dell'illuminazione a LED, le unità sono collegate tra loro tramite connettori.

Circuito elettrico del LED R G B LED SMD-5050

Per collegare, e ancor più riparare, una striscia LED RGB a livello professionale, è necessario capirne il funzionamento e conoscere il circuito elettrico e il pinout dei LED utilizzati nelle strisce. La foto sotto mostra un frammento di una striscia LED R G B con stampato lo schema elettrico per i cristalli LED.

Come si può vedere nello schema, i cristalli del LED non sono collegati elettricamente tra loro. Tre cristalli multicolori in un alloggiamento LED formano una triade. Grazie a questo design, controllando singolarmente la luminosità di ciascun cristallo, è possibile ottenere un numero infinito di colori del bagliore dei LED. I display di telefoni cellulari, navigatori, fotocamere, monitor di computer, televisori e molti altri prodotti si basano su questo principio di gestione del colore.

Le caratteristiche tecniche del LED SMD-5050 sono riportate alla pagina del sito “Manuale dei LED SMD”.

Circuito elettrico della striscia LED R G B su LED SMD-5050

Avendo compreso il design del LED, è facile comprendere il design della striscia LED. Nella parte superiore dell'immagine c'è una fotografia di una sezione funzionante della striscia LED R G B, e in basso c'è il suo circuito elettrico.

Come si può vedere dallo schema, gli omonimi contatti della striscia LED, posti sui lati destro e sinistro, sono collegati elettricamente direttamente tra loro. Pertanto, è possibile fornire tensione di alimentazione al nastro da entrambe le estremità e alla sezione successiva del nastro quando è esteso.

I cristalli LED VD1, VD2 e VD3 dello stesso colore luminoso sono collegati in serie. Per limitare la corrente, in ciascuno dei circuiti di colore sono installati resistori di limitazione della corrente. Due di loro hanno una potenza nominale di 150 ohm e uno di 300 ohm, in una catena di cristallo rosso. Viene installato un resistore di valore maggiore per equalizzare la luminosità di tutti i colori, tenendo conto dell'intensità della radiazione proveniente dal cristallo LED e della diversa sensibilità cromatica dell'occhio umano ai diversi colori.

Come tagliare a pezzi la striscia LED

Come probabilmente hai già capito, la striscia LED RGB di qualsiasi lunghezza (questo vale anche per le strisce monocromatiche) è costituita da brevi segmenti indipendenti che rappresentano un prodotto finito. È sufficiente applicare la tensione di alimentazione ai cuscinetti di contatto e il nastro emetterà luce. Per ottenere un pezzo di nastro della lunghezza richiesta, le sezioni elementari vengono collegate tra loro secondo la marcatura delle lettere.

Tipicamente il nastro viene prodotto in una lunghezza di cinque metri. Se necessario, può essere accorciato tagliando trasversalmente lungo la linea tracciata al centro dei cuscinetti di contatto tra i segni, a volte in questo punto viene inoltre applicata un'immagine simbolica delle forbici. A volte è necessario tagliare il nastro per installarlo ad angolo. In questo caso, i contatti tagliati con lo stesso nome sono collegati tra loro mediante saldatura con pezzi di filo.

Modi per controllare il colore del bagliore
Strisce LED RGB

Esistono due modi per controllare la modalità colore di una striscia LED R G B, utilizzando tre interruttori o un dispositivo elettronico.

Il principio di funzionamento del controller più semplice sugli interruttori

Diamo un'occhiata al principio di funzionamento del controller più semplice, basato su interruttori meccanici. Come interruttore per controllare manualmente la luminosità del nastro R G B, è possibile utilizzare un interruttore a muro a tre tasti, progettato per accendere lampadari e lampade in una rete domestica a 220 V. Lo schema di collegamento elettrico sarà quindi simile a questo.

I resistori R1-R3 servono a limitare la corrente e possono essere installati ovunque nel circuito di alimentazione per cristalli dello stesso colore. Utilizzando questo schema, è possibile collegare nastri RGB progettati per una tensione di alimentazione sia di 12 V che di 24 V.

Come si può vedere dallo schema, il terminale positivo dell'alimentatore è collegato direttamente al terminale positivo della strip LED, comune ai LED di tutti i colori, e il terminale negativo è collegato ai contatti R, G e B della striscia attraverso un interruttore. Usando un interruttore di tre interruttori, puoi ottenere sette colori di bagliore del nastro. Questo è il modo più semplice, affidabile ed economico per controllare i colori luminosi di un nastro RGB.

Principio di funzionamento del controllore elettronico

Per ottenere un numero infinito di colori luminosi del nastro R G B e in modalità automatica modificare dinamicamente il valore del flusso luminoso, al posto degli interruttori viene utilizzata un'unità elettrica, chiamata controller R G B. È compreso nel circuito aperto tra l'alimentatore e il nastro R G B. In genere, il kit controller include un telecomando che consente di controllarne a distanza la modalità operativa e, di conseguenza, la modalità di illuminazione della striscia LED.

Poiché il funzionamento di una striscia LED richiede solitamente una tensione continua di 12 V (meno spesso 24 V), per collegarla a un alimentatore CA da 220 V viene utilizzato un alimentatore o adattatore che converte la tensione CA in tensione CC, che è collegato tramite una connessione staccabile fornita all'unità di controllo.

Diamo un'occhiata al principio di funzionamento di un controller RGB utilizzando l'esempio del controller più semplice e più utilizzato, il modello LN-IR24. È composto da tre unità funzionali: un controller di controllo RGB, interruttori di alimentazione e un chip sensore a infrarossi (IR). Il chip del controller è programmato con l'algoritmo operativo richiesto per la striscia LED. Il chip del controller è controllato da un segnale proveniente dal chip del sensore IR. Il sensore IR riceve un segnale di controllo quando si premono i pulsanti sul telecomando.

La tensione di alimentazione alla striscia LED è controllata tramite tre transistor ad effetto di campo che funzionano in modalità commutazione. Quando un segnale proveniente dal circuito integrato del controller di controllo RGB raggiunge il gate del transistor, la sua giunzione drain-source si apre e la corrente inizia a fluire attraverso i LED, facendoli emettere luce. La luminosità dei LED viene controllata mediante variazioni ad alta frequenza dell'ampiezza dell'impulso della tensione di alimentazione fornita (modulazione dell'ampiezza dell'impulso).

Selezione di un alimentatore e di un controller per il nastro RGB

L'alimentatore per la striscia LED RGB deve essere selezionato in base alla tensione di alimentazione e al consumo di corrente. Le più popolari sono le strisce LED per una tensione CC di 12 V. Il consumo di corrente nei circuiti R, G e B può essere trovato sull'etichetta o determinato in modo indipendente utilizzando i dati di riferimento per i LED presentati nella tabella alla pagina del sito Tabella di riferimento dei parametri dei più diffusi LED SMD. È consuetudine indicare il consumo energetico di un nastro per metro della sua lunghezza.

Consideriamo un esempio di come determinare il consumo energetico di una striscia RGB di tipo sconosciuto per una tensione di alimentazione di 12 V. Ad esempio, è necessario selezionare un alimentatore e un controller per una striscia RGB lunga 5 m. quello che devi fare è determinare il tipo di LED RGB installati sulla strip. Per fare ciò basta misurare la dimensione dei lati del LED. Diciamo che risulta essere 5 mm × 5 mm. Dalla tabella determiniamo che questa dimensione è per un LED del tipo LED-RGB-SMD5050. Successivamente è necessario contare il numero di alloggiamenti LED per metro di lunghezza. Diciamo che sono 30 pezzi.

Un cristallo LED consuma una corrente di 0,02 A, tre cristalli sono posizionati in una custodia, quindi il consumo totale di corrente di un LED sarà 0,06 A. Ci sono 30 LED per metro di lunghezza, moltiplicare la corrente per la quantità 0,06 A × 30 = 1,8 A. Ma i diodi sono collegati tre in serie, il che significa che il consumo di corrente reale di un metro di nastro sarà tre volte inferiore, cioè 0,6 A. La lunghezza del nostro nastro è di cinque metri, quindi il totale il consumo di corrente sarà 0,6 A × 5 m = 3 A.

I calcoli hanno dimostrato che per alimentare un nastro RGB lungo cinque metri, è necessario un alimentatore o un adattatore di rete con una tensione di uscita CC di 12 V e una corrente di carico di almeno 3 A. L'alimentatore deve avere una riserva di corrente, quindi un È stato selezionato il modello di adattatore APO12-5075UV, progettato per una corrente di carico fino a 5 A. Quando si sceglie un alimentatore, è necessario tenere conto che il suo connettore di uscita deve corrispondere al connettore RGB del controller.

Quando si sceglie un controller, è necessario tenere conto del fatto che il consumo di corrente in un singolo canale R, G o B sarà tre volte inferiore. Pertanto, nel nostro caso, dobbiamo prendere un controller progettato per una tensione di 12 V e una corrente di carico massima consentita per canale di almeno 3 A/3=1 A.

Ad esempio, il controller LN-IR24B R G B soddisfa questi requisiti. È progettato per una corrente di carico fino a 2 A (è possibile collegare fino a 10 metri di nastro RGB). Permette di accendere e spegnere il nastro, selezionare 16 colori statici e 6 modalità dinamiche da remoto, da una distanza massima di otto metri, utilizzando un elegante telecomando. La tensione di alimentazione al controller viene fornita dall'alimentatore o dall'adattatore di rete utilizzando un jack CC coassiale. Il controller RGB LN-IR24B è leggero e ha dimensioni complessive ridotte.

L'aspetto del kit di illuminazione a strisce LED preparato in base ai risultati del calcolo è mostrato nella fotografia. Il kit comprende un alimentatore modello APO12-5075UV, controller R G B LN-IR24B con telecomando e strip LED R G B.

Se devi collegare più strisce RGB da cinque metri, avrai bisogno di un controller più potente, ad esempio CT305R, che ti consente di fornire corrente fino a 5 A ai LED dello stesso colore. Questo controller può essere controllato non solo utilizzando un telecomando, ma anche tramite una rete da un computer, trasformando così l'illuminazione RGB in colore e accompagnamento musicale durante l'ascolto della musica.

Non è accettabile collegare in serie strisce LED lunghe più di cinque metri, poiché i percorsi di corrente della striscia stessa hanno una sezione ridotta. Tale connessione porterà ad una diminuzione del flusso luminoso su una sezione del nastro che supera la lunghezza di cinque metri. Se è necessario collegare più strisce LED da cinque metri, i conduttori di ciascuna di esse sono collegati direttamente al controller.

Nei potenti modelli di controller, per collegare dispositivi esterni vengono utilizzate morsettiere, in cui i fili sono fissati con una vite. Accanto ai terminali devono essere presenti dei contrassegni. INPUT (IN) significa ingresso; a questi terminali è collegato un alimentatore esterno dal quale viene fornita la tensione di alimentazione per il controller stesso e per le strisce LED. La polarità è indicata dai segni aggiuntivi “+” e “-”. Il mancato rispetto della corretta polarità durante il collegamento dell'alimentazione può danneggiare il controller.

Il gruppo di terminali per il collegamento del nastro RGB è contrassegnato dalla dicitura OUTPUT (OUT) e significa uscita. I colori sono indicati dalle lettere R (rosso), G (verde), B (blu) e V+ (questo è il filo comune di qualsiasi altro colore). Di solito anche i fili colorati provengono dal nastro ed è sufficiente collegarli semplicemente da un colore all'altro.

Noto che puoi collegare con successo una striscia LED monocromatica a qualsiasi controller RGB che corrisponda alla corrente. Quindi sarà possibile utilizzare il telecomando per modificare la modalità del suo bagliore: accenderlo, spegnerlo, modificare la luminosità, impostare una modalità dinamica per modificare la luminosità.