Tagad apskatīsim daudzkrāsu LED, ko bieži sauc saīsinājumā: RGB LED. RGB ir saīsinājums, kas apzīmē: sarkans — sarkans, zaļš — zaļš, zils — zils. Tas ir, šīs ierīces iekšpusē ir ievietotas trīs atsevišķas gaismas diodes. Atkarībā no veida RGB gaismas diodei var būt kopīgs katods vai kopīgs anods.
Šajā rakstā mēs runāsim par krāsu gaismas diodēm, atšķirību starp vienkāršu RGB LED un adresējamo, kā arī pievienosim informāciju par pielietojuma jomām, to darbību, kā tiek veikta vadība ar savienojuma gaismas diožu shematiskiem attēliem.
Gaismas diodes ir elektroniska sastāvdaļa, kas spēj izstarot gaismu. Mūsdienās tos plaši izmanto dažādās elektroniskajās iekārtās: lukturīšos, datoros, sadzīves tehnikā, automašīnās, tālruņos utt. Daudzos mikrokontrolleru projektos vienā vai otrā veidā tiek izmantotas gaismas diodes.
Viņiem ir divi galvenie mērķi:
Iekārtas darbības demonstrēšana vai paziņošana par jebkuru notikumu;
izmantošana dekoratīviem nolūkiem (apgaismojums un vizualizācija).
Iekšpusē LED sastāv no sarkaniem (sarkaniem), zaļiem (zaļiem) un ziliem (ziliem) kristāliem, kas samontēti vienā korpusā. No šejienes arī nosaukums – RGB (1. att.).
Ar to jūs varat iegūt daudz dažādu gaismas toņu. RGB gaismas diode tiek vadīta, izmantojot mikrokontrolleri (MK), piemēram, Arduino (2. att.).
Protams, var iztikt ar vienkāršu 5 voltu barošanas bloku, 100-200 omu rezistoriem strāvas ierobežošanai un trim slēdžiem, bet tad būs manuāli jāvada spīdums un krāsa. Šajā gadījumā nebūs iespējams sasniegt vēlamo gaismas nokrāsu (3-4. att.).
Problēma rodas, ja mikrokontrolleram ir jāpievieno simtiem krāsainu gaismas diožu. Vadības pults tapu skaits ir ierobežots, un katrai gaismas diodei ir nepieciešama jauda no četrām tapām, no kurām trīs ir atbildīgas par krāsu, un ceturtā tapa ir izplatīta: atkarībā no gaismas diodes veida tas var būt anods vai katods.
Lai izkrautu MK spailes, tiek izmantoti speciāli kontrolleri WS2801 (5 volti) vai WS2812B (12 volti) (5. att.).
Izmantojot atsevišķu kontrolieri, nav nepieciešams aizņemt vairākas MK izejas, jūs varat ierobežot sevi tikai ar vienu signāla izeju. MK nosūta signālu uz WS2801 LED vadības kontrollera “Data” ieeju.
Šis signāls satur 24 bitu informāciju par krāsu spilgtumu (3 kanāli pa 8 bitiem katrai krāsai), kā arī informāciju par iekšējo maiņu reģistru. Tas ir maiņu reģistrs, kas ļauj noteikt, kuram LED ir adresēta informācija. Tādā veidā jūs varat savienot vairākas gaismas diodes virknē, vienlaikus izmantojot vienu mikrokontrollera tapu (6. att.).
Šī ir RGB LED, tikai ar integrētu WS2801 kontrolleri tieši mikroshēmā. LED korpuss ir izgatavots kā SMD komponents virsmas montāžai. Šī pieeja ļauj novietot gaismas diodes pēc iespējas tuvāk vienu otrai, padarot spīdumu detalizētāku (7. att.).
Interneta veikalos var atrast adresējamas LED sloksnes, kur vienā metrā ietilpst līdz 144 gabaliem (8. att.).
Ir vērts ņemt vērā, ka viena gaismas diode patērē tikai 60-70 mA pie pilna spilgtuma, piemēram, pievienojot sloksni ar 90 gaismas diodēm, jums būs nepieciešams jaudīgs barošanas avots ar vismaz 5 ampēru strāvu. Nekādā gadījumā nedarbiniet LED lenti caur kontrolieri, pretējā gadījumā tā pārkarst un izdegs no slodzes. Izmantojiet ārējos barošanas avotus (9. att.).
Adresējamā LED sloksne nevar darboties pārāk zemā temperatūrā: pie -15 kontrolieris sāk darboties nepareizi, ja ir liels sals, pastāv liels tā atteices risks.
Otrs trūkums ir tāds, ka, ja viena gaismas diode neizdodas, arī visas pārējās ķēdē atteiksies strādāt: iekšējais maiņu reģistrs nevarēs tālāk pārraidīt informāciju.
Adrešu LED sloksnes var izmantot automašīnu, akvāriju, foto rāmju un gleznu dekoratīvajam apgaismojumam, telpu noformējumā, kā Jaungada dekorācijas u.c.
Interesants risinājums tiek iegūts, ja kā Ambilight fona apgaismojumu datora monitoram izmanto LED lenti (10.-11. att.).
Ja izmantojat uz Arduino balstītus mikrokontrollerus, jums būs nepieciešama FastLed bibliotēka, lai vienkāršotu darbu ar LED lenti ().
LED sloksnes jau sen ir izmantotas vietējam apgaismojumam un kā galvenais apgaismojums. Bet papildus vienkrāsainām (vienkrāsainām) dažādām krāsām ir arī vadāmas RGB lentes (zila, zaļa, sarkana), kas var mainīt to krāsu. Viens no šādu ierīču ražotājiem ir Apeyron.
Daudzkrāsu sloksnes dizainā un darbībā ir vairākas funkcijas.
Tāpat kā parastā, arī RGB lente ir iespiedshēmas plate šauras sloksnes veidā, pa kuru tiek uzliktas vadošas sloksnes. Atšķirībā no standarta, uz RGB lentes ir nevis 2, bet 4 vai 5 šādas svītras - kopīgas un viena katrai krāsai.
Rezistori un gaismas diodes tiek uzstādīti uz plates, izmantojot SMM (Surface Mounted Mevice) metodi, kas atšķiras atkarībā no lentes veida:
Papildus ierīcēm, kurās vienlaikus tiek vadītas visas vienas krāsas gaismas diodes, ir arī ierīces ar mikroshēmu diodēm. Tie satur mikroshēmu, kas ļauj kontrolēt katru LED atsevišķi. Tas ļauj īstenot tādus efektus kā “gaismas gaismas” vai “zvaigžņu lietus”.
RGB lentes paneļa piemērsŠādu LED ierīču priekšrocība ir iespēja mainīt apgaismojuma krāsu gan manuāli, gan pēc iepriekš noteiktas programmas, kā arī dažādu apgaismojuma efektu organizēšana – krāsu nobīdes, mirgošana vai, pieslēdzot kontrolieri datoram vai. mūzikas centrs, vieglā mūzika.
Šādas ierīces tiek izmantotas dažādās vietās:
Papildus šīm iespējām ir iespējamas daudzas citas. Šādu ierīču izmantošanu ierobežo tikai dizainera iztēle.
Viens no jautājumiem, uz kuru jāatbild, organizējot LED apgaismojumu, ir, kādu sloksni izmantot.
Pirmkārt, jums jāizlemj, kādā ietilpībā tiks izmantots LED apgaismojums:
Sastādot projektu, tiek ņemts vērā gaismas zudums difuzorā vai griestu cokolā. Tie sasniedz 50%. Iespējama divu zonu un vairāku zonu apgaismojuma iespēja.
Daudzkrāsu sloksne ar gaismas diodēm satur SMD5050 kristālus ar izmēru 5 * 5 mm, kas sastāv no trim diodēm un ar 6 tapām. Vienkrāsainā joslā tie ir vienā krāsā, bet RGB lentē tie ir atšķirīgi (sarkana, zaļa, zila). Šādas lentes ruļļa garums ir 5 metri, un tā jauda ir 144 W.
Papildus parastajām diodēm ir arī mikroshēmu diodes, WS2812B un WS2812S. Ārēji tie ir līdzīgi parastajiem, bet iekšpusē tie satur PWM kontrolieri, kas ļauj kontrolēt katru LED atsevišķi. Tie ievieš dažādus efektus, piemēram, "gaismas gaismas" vai "zvaigžņu lietus". No šādām ierīcēm varat uzstādīt LED ekrānu. Trūkums ir augstā cena un nepieciešamība izmantot īpašu kontrolieri.
LED lentes spilgtums un cena ir atkarīga ne tikai no diožu izmēra un veida. Tikpat svarīgs ir kristālu blīvums. RGB lentē tas ir 30–60 gab/m. Lielākam spilgtumam tiek izmantotas divas, trīs vai četras rindas ar blīvumu attiecīgi 120, 180, 240 gab/m.
RGB lentes krāsu regulē dažādu krāsu gaismas diožu spilgtums. Ja diodes pilnībā ieslēdzas, lente izstaro baltu gaismu. Samazinot vienas vai divu krāsu spilgtumu, mainās lentes kopējā krāsa. Tas tiek darīts, izmantojot kontrolieri.
LED sloksne RGB+WhiteRGBW ir divu rindu LED sloksne, kurā viena rinda ir veidota no krāsainām gaismas diodēm, bet otrā – no baltām gaismas diodēm. Tas ļauj iegūt pasteļtoņus, kā arī palielinātu spilgtumu normālā apgaismojumā.
Atbilstoši aizsardzības līmenim pret ārējiem apstākļiem ierīces tiek iedalītas no neaizsargātām (ip20, ip33) uz daļēji aizsargātām (ip42, ip44) un noslēgtām (ip67, ip68).
Visbiežāk šo ierīču spriegums ir 12-24 V. Ir ierīces, kuras darbina 110 un pat 220 V, taču tās nav īpaši izplatītas.
LED sloksņu barošanas avots tiek izvēlēts, pamatojoties uz to ierīču kopējo jaudu, kuras tai tiks pievienotas. Piemēram, ja ir pieslēgti 5 metri ar jaudu 14,4 W/m un 3 metri ar 7,2 W/m, tad kopējā slodze ir 14,4*5+7,2*3=93,6 W. Ņemot vērā 20% rezervi (93,6+0,2x93,6= 112,32) , iekārtas jaudai jābūt vismaz 112,32 W.
Ekspertu viedoklis
Aleksejs Bartošs
Uzdodiet jautājumu ekspertamSvarīgs! Savienojot LED ierīces ar gariem kabeļiem, tiek izmantoti lielāka šķērsgriezuma vadi, lai izvairītos no sprieguma krituma. Tāpēc ir ieteicams ņemt vairākus draiverus, nevis vienu, un instalēt tos netālu no savienojuma vietas.
Tāpat kā sloksnes, barošanas avoti ir dc12-24v, kā arī 110v.
Lai kontrolētu vienas krāsas sloksnes spilgtumu, ir nepieciešams dimmer, bet, lai izmantotu visas daudzkrāsu ierīču iespējas, ir nepieciešams kontrolieris. Pretējā gadījumā katra krāsa būs jāpielāgo atsevišķi, un gaismas efekti nebūs pieejami.
Vadības ierīces izvēle ir atkarīga no trim faktoriem:
Izvēloties, šie punkti tiek ņemti vērā, lai neiegādātos pārāk dārgu ierīci, un tajā pašā laikā tās iespējas ir diezgan pietiekamas.
RGB LED sloksņu vadīšanai ir dažādi kontrolleru veidi: no vienkāršākajiem, spiedpogu, līdz tādiem, kas aprīkoti ar mikroprocesoriem un Wi-Fi.
Parastās ierīces var izvēlēties tikai noteiktu krāsu un nodrošināt vienkāršus apgaismojuma efektus. Izmanto skatlogu un citu vietu apgaismošanai.
Sarežģītākus modeļus var ieprogrammēt, lai mainītu krāsas un efektus uz taimera. Viņiem var būt zibatmiņas savienotājs un tie var reaģēt uz apgaismojumu telpā un ārpusē. Ir arī bluetooth kontrolieri ar atbilstošu tālvadības pulti.
Viedās mājas sistēmai var pieslēgt vissarežģītākās ierīces.
Lielākajai daļai joslu ir tālvadības pults. Tas notiek:
Pēdējie divi var aizstāt iPhone vai mobilo tālruni ar Android.
Papildus parastajiem kontrolieriem ir arī paštaisītas ierīces, kas darbojas uz Arduino mikroprocesora plates. Šādi mājās gatavoti izstrādājumi kontrolē vienkāršas vai mikroshēmas gaismas diodes un rada gaismas vai krāsu mūzikas efektus. Kustības vai gaismas sensori ir savienoti arī ar Arduino kontrolieri.
LED sloksnes ir uzstādītas divu veidu:
Attiecīgi kontrolieri darbojas divos režīmos - analogajā un digitālajā. Tās ir dažāda veida ierīces un nav savstarpēji aizvietojamas.
Ir divas RGB lentes pievienošanas iespējas:
Lai pielodētu kabeli pie LED lentes, jums ir:
Ekspertu viedoklis
Aleksejs Bartošs
Speciālists elektroiekārtu un industriālās elektronikas remontā un apkopē.
Uzdodiet jautājumu ekspertamUzmanību! Aktīvo plūsmu nevar izmantot. Tas iznīcinās vadu vai kontaktsloksnes, kā arī novedīs pie īssavienojuma, pēc kura sloksne būs jālabo.
Mūsdienu savienojuma metode ir savienotāji. Tās ir mazas plastmasas ierīces, kuru iekšpusē ir kontaktu paliktņi savienošanai ar lenti. To skaitam jāatbilst vadošo sloksņu skaitam 2, 4 vai 5.
Šīs ierīces ir pieejamas dažādām savienojuma iespējām:
Un daudzi citi. Izmantojot savienotājus, ierīci var salabot pats.
Vadot gaismas diodes, kuru jauda pārsniedz kontrollera parametrus, vai pievienojot ierīces, kas atrodas lielā attālumā, tiek izmantots RGB atkārtotājs.
Signāls uz to tiek nosūtīts no kontrollera, izmantojot plānus kabeļus, un ierīce kontrolē blakus esošo lentes sloksņu spīdumu.
Mūsdienu apgaismojuma tehnoloģijas ļauj realizēt jebkuras dizainera idejas telpu, telpu, virtuves, vannas istabu un guļamistabu apgaismojuma dizainā. Apskatīsim RGB LED lentes 12V, 24V un 220V tehnisko raksturojumu un pielietojuma iezīmes. Daudzi cilvēki vienkārši nezina par augstsprieguma iespēju. To sauc arī par daudzkrāsu vai daudzkrāsainu.
Atšķirība starp RGB diodi (pa kreisi) un parasto balto. Fotogrāfijas augstā kvalitātē, it kā zem mikroskopa
Galvenokārt 2015. gada vasarai tiek ražota trīskrāsu lente uz SMD 5050. Tāpat kā standarta tiek ražota 3 barošanas spriegumiem 12V, 24V, 220V. Zemsprieguma tie neatšķiras viens no otra, izņemot uzstādīto rezistoru, un tiem ir tāda pati savienojuma shēma ķēdē.
Augstspriegums atšķiras pēc gaismas elementu darbības principa un savienojuma. Galvenās atšķirības:
Sakarā ar mirgošanu ar frekvenci 100 Hz, to nevar izmantot dzīvojamos rajonos pastāvīgam apgaismojumam. Tas izraisa galvassāpes un citas kaites. Lai pievienotu voltu, ir nepieciešams taisngriezis, parasti ar jaudu 500-900 W un zemu cenu.
RSL šķirnes, stūra versija
Standarta gaismas diožu skaits ir 30 LED vai 60 gaismas diodes uz 1 m, reti sastopams 72 LED/m. Tabulā ir parādīts visu krāsu kopējais spilgtums un jauda vienlaicīgi uz SMD 5050 uz 1 m 12 V lentes.
Gaismas diodes uz metru | Spilgtums, Lm | Jauda, W |
15 | 200 | 3 |
30 | 400 | 6 |
60 | 800 | 12 |
72 | 940 | 14,4 |
120 | 1600 | 24 |
Īpaši vēlos izcelt RGB +W LED lenti, ko sauc arī par daudzkrāsu, daudzkrāsu. Interesantākais pielietojums ir spriegojuma, pakarināšanas vai daudzlīmeņu izmantošana. Bet savienojumam var būt nepieciešami īpaši vadības bloki un savienotāji. Vēl viens veids ir izmantot atsevišķus blokus baltajam un trīskrāsainajam.
Pirmā paaudze pārmaiņus izmanto parastās baltās un RGB gaismas diodes. Baltajai gaismas diodei var būt jebkura jauda no 3528 līdz 5630.
Pateicoties straujajam tehnoloģiskajam progresam, pirmā paaudze ātri pārvērtās par otro, kompaktāku. Vienā korpusā tika ievietoti 4 dažādu krāsu kristāli, tostarp viens ar fosforu. Rezultāts ir četru krāsu LED 5050.
Trīs krāsu RGB LED SMD 5050 sastāv no 3 SMD 3528 diodēm, kas ievietotas vienā korpusā. Izmanto 3 dažādas krāsas R-sarkans, G-zaļš, B-zils. Sajaucot šīs 3 krāsas, mēs iegūstam jebkuras krāsas un toņus.
Vizuālā atšķirība starp parasto lenti un RSL lenti būs 3 rezistoru klātbūtne vienā griešanas daļā un atbilstošais marķējums. Parastajam ir tikai viens rezistors.
Paralēlais savienojums ar RGB kontrolieri
Vadības bloks ir marķēts, un vadiem ir atbilstoša krāsa.
Aizliegts virknē pieslēgt diodes sloksni, kas garāka par 5 m, jo krītas spriegums un uzsilst vara vadītājs. Beigās tas samazinās par 1,5 voltiem, kā rezultātā beigās samazinās spilgtums par 10-15%. Lai nākošais segments pēc 5m. Pilnībā pieslēgties bija iespējams, izmantojot RGB pastiprinātāju. Ilgā garumā tas pastiprina vadības spriegumu no RGB kontrollera. Tas viss ļauj izvairīties no ļoti garu vadu izmantošanas tieši no kontrollera.
Savienojuma shēma 220 voltu modelim
Video apskatā ir viens no populārākajiem un lētākajiem komplektiem. Kolēģis demonstrēs dažādus darbības režīmus. Viņš jums pastāstīs un parādīs soli pa solim LED komplekta savienojumu:
Vadības bloku sauc par RGB kontrolieri, kas veic katra krāsu kanāla ieslēgšanas funkciju. Uzlabotāki modeļi var sajaukt krāsas, lai iegūtu 256 krāsas. Aprīkots ar tālvadības pultīm. Jaunākie modeļi tiek vadīti caur WiFi no Android viedtālruņa, ir nepieciešama īpaša aplikācija.
Augstsprieguma dizains atšķiras no 12V. Ķēdē nav 12 V barošanas avota, strāva tiek pievienota tieši RSL kontrollerim.
Pareizo vidējo cenu piemērs, tabulā parādīta RSL LED lentes klase: Ekonomiskā, Standarta
Cenas var ievērojami palielināties atkarībā no diodes sloksnes kvalitātes un izmantotajām sastāvdaļām. Tā kā gaismas diodes tiek ražotas budžeta līmenī, kuras ķīnieši pārdod un kuras es neiesaku pirkt, tās, pateicoties dolāra kursa kāpumam 2015. gadā, ir dārgākas un sliktākas nekā Krievijā. Vispopulārākais ir vidējais cenu segments, kuram ir optimāla cenas un kvalitātes attiecība.
Izmantojot cenu atšķirības, lai gan tās šķiet vienādas, negodīgi veikali un pārdevēji var pārdot budžeta preces kā premium. Tie, kas pērk pirmo reizi, neredzēs maldināšanu un atšķirības. Kvalitāte, spilgtums un kalpošanas laiks būs 2-3 reizes sliktāki.
Savienotāji sastāv no 4 vadiem ar atbilstošiem gaismas marķējumiem. Papildus vadu savienotājiem tiek izmantoti savienotāji, ieskaitot leņķus. Lai izvairītos no pārtraukumiem uzstādīšanas laikā, tas tiek ražots stūra versijā.
Video par Ķīnas LED komplekta darbības režīmiem. Tālvadības pults darbības demonstrēšana.