Как отремонтировать контроллер LED RGB ленты своими руками

Как правильном подключать RGB ленту длиной 10, 15 и 20 метров. Правльные схемы подключени с RGB контроллером и усилителем.

Необходимые детали, инструменты

Для изготовления нужно по 3 радиоэлектронных элемента:

  • Полевой n-канальный МОП-транзистор типа IRFZ44. Применяется в регулируемых источниках тока, стабилизированных преобразователях, системах управления, контроля электронных узлов и блоков.
  • Алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 микрофарады с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Номинальные параметры указаны на корпусе.
  • Постоянный резистор с мощностью рассеивания тепла не меньше 0,125 ватт и активным сопротивлением 1 мегомов.

Узел подключается к светодиодной трехцветной ленте типа SMD5050 или аналогичной с 12-вольтным питанием. На полосе размещены модули, каждый из которых содержит 3 трехцветных диода. Соответствующие клеммы цвета и питания, соединяясь параллельно, выведены на точки подключения на полотне. Управляющие сигналы каждого свечения поданы на светодиоды через персональный токоограничивающий резистор. Параллельно соединенные модули размещены на ленте длиной до 5 метров.

Для надежного соединения радиодеталей подойдет любой паяльник. Придать выводам удобную для работы форму, выгнуть их и отрезать до нужной длины помогут плоскогубцы, кусачки или нож. Узел работает от постоянного источника тока 12 вольт.

ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ

  • В данном видео показан полный и максимально подробный процесс разработки и изготовления устройства, а также обзор его возможностей и функций.

  • Понятные схемы, OpenSource прошивки с комментариями и подробные инструкции это очень большая работа. Буду рад, если вы поддержите такой подход к созданию Ардуино проектов! Основная страница пожертвовать – здесь.

Что такое RGB светодиодная лента

RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) – это светодиодная лента, способная при работе менять свой цвет. В каждом LED модуле находятся три светодиода – красный, синий и зеленый. Изменяя отдельно яркость свечения каждого кристалла, вы получаете любой цвет видимого спектра.

Что такое rgb светодиодЧто такое rgb светодиод

Внешне RGB led отличается от моноцветной только количеством выводов. Здесь их 4 – три из них для питания каждого отдельного кристалла и один общий плюс.

Существуют особые led ленты с пятью выводами. Маркируются они как LED RGB W (W – white). Пятый вывод отвечает за белый свет. Дело в том, что в трехцветном диоде белый цвет получается смешивая все три цвета в равных пропорциях. Такой «белый» отличается от чистого моно- света. Поэтому появился тип led с четвертым кристаллом белого цвета.

Эти ленты (как и моноцветные) имеют несколько классов пыле- влагозащиты:

  • IP20 – без защиты, боится влаги и пыли;
  • IP67-69 – не боится пыли, может быть использована во влажной среде (ванна, аквариум).

Необходимые элементы

Аббревиатура RGB, означает три основных цвета свечения диодов, использующихся для получения гаммы:

  • R –означает красный (в английском варианте red);
  • G – обозначает зеленый (в английском варианте green);
  • B – обозначает синий (в английском варианте blue).

За каждый цвет отвечает кристалл, для электроснабжения которого подводится своя дорожка, из-за этого в запитке многоцветных  RGB лент используются 4 или 5 проводов.

Пример питания кристаллов RGB лентыРис. 1: пример питания кристаллов RGB ленты

Поэтому полноценное питание источника освещения требует установки дополнительного оборудования, преобразующего параметры электрического тока и напряжения из сети.

Контроллер RGB

Данный блок предназначен для разделения электрического сигнала на три или четыре цвета. Количество выводов контроллера подбираются в зависимости от параметров ленты. RGB контроллер позволяет управлять цветом или оттенком свечения. По методу управления они разделяются на проводные и беспроводные. Последний вариант является наиболее удобным и востребованным, управление ним может осуществляться посредством:

  • Wi-Fi – управляются как от стандартного пульта, так и при помощимобильного приложения, которое привязывается к контроллеру через гаджет;
  • Инфракрасный вход – контроллер в таких устройствах должен располагаться в поле зрения, чтобы луч от пульта можно было направлять в его сторону;
  • Радиоканала – управляется по радиосигналу, в таком случае можно переключать LED устройства с любой точки дома.

При подключении к блоку управления важно соблюдать цветовую маркировку по выводам:

Маркировка клемм контроллераРис. 2: Маркировка клемм контроллера

Блок питания

В связи с тем, что многоцветные диодные ленты используют не стандартное питание из электрической сети, а более низкий уровень напряжения, вам потребуется установить блок питания. Для электроснабжения RGB лент используется напряжение на 12 В, а в некоторых ситуациях может использоваться номинал в 24 В. В зависимости от типа выбранной ленты, подбирается и выходное напряжение блока.

Второй определяющий параметр для БП – номинальная мощность, который также определяется в соответствии с мощностью светодиодной RGB-ленты. Как правило, мощность указывается из расчета на погонный метр. К примеру, у вас лента мощностью 15Вт/м, соответственно, для питания  полосы длиной 5 м потребуется 15×5=75 Вт. Помимо этого необходимо делать запас мощности на 20 – 30%, то есть (75×30)/100 = 22,5 Вт, поэтому результирующая мощность должна быть не менее 75 + 22,5 = 97,5 Вт, можно взять модель на 100 Вт, а при отсутствии такового на 120 Вт.

Помимо этого БП для RGB ленты различаются по степени защищенности от воздействия внешних факторов. Для спален, зал, прихожих будет достаточно степени устойчивости к влаге и пыли IP20. Для комнат с повышенной влажностью, к примеру, ванны, кухни, прачечные необходимо использовать модели со степенью IP67 или IP69. При подключении необходимо обязательно соблюдать порядок подключения клемм

Расположение клемм блока питанияРис. 3: расположение клемм блока питания

Лента RGB

Это гибкая конструкция с расположенными на ней светодиодными модулями. Каждый из модулей RGB ленты в стандартном исполнении содержит три кристалла (по одному на синий, красный и зеленый цвет свечения). Для питания такой полосы используются четыре вывода, из которых три используются для подачи цветового сигнала, а четвертый является общим плюсом. Недостатком таких лент является отсутствие чисто белого свечения светодиодов, так как получаемый от совмещения трех основных цветов значительно отличается от классических монохромных моделей.

Но, всем желающим получить чисто белое свечение на помощь приходят светодиодные RGB-ленты с четырьмя кристаллами в каждом блоке. Они получили маркировку  RGB W, так как четвертый кристалл выдает чисто белый цвет. Из-за наличия дополнительного кристалла питание осуществляется по пятипроводной системе. Соответственно для электроснабжения таких RGB лент используются контроллеры на пять выводов.

Следует отметить, что при выборе RGB полосы предпочтительнее использовать модели, собранные из более новых светодиодов SMD 5050, так как они способны изменять цветовое свечение кристалла, в отличии от более старых вариантов SMD 2835 и SMD 3528, в которых каждый кристалл светился одним цветом.

Усилитель

RGB усилитель используется для питания полос длиной более 5м, где из-за потери мощности и падения напряжения яркость свечения значительно снизится. Стандартной длины одной катушки может не хватить для подсветки нужного вам периметра, поэтому придется использовать несколько катушек или добавлять кусок ленты. Усилитель сигнала призван увеличить питающее напряжение и выдать дополнительный лимит мощности.

Подбирается усилитель по мощности участка, превышающего 5 м общей длины. Если общая длина содержит несколько участков по 5м, то после первого,  каждому из них требуется свой усилитель. При достаточной мощности БП, усилитель можно запитать от того же блока, что и первый участок ленты. Если не хватает, то каждому усилителю необходимо подключить отдельный блок.

Если пространство для размещения усилителя ограничено (ниша в коробе, распределительная коробка и т.д.) можно использовать микроусилитель. Он значительно меньше стандартных устройств, но позволяет выполнять те же функции.

Принцип действия

По своей сути такой тип контроллера – это является мозгом домашней подсветки. Все команды, которые подаются с пульта ДУ, обрабатываются им, а далее требуемый сигнал будет подан на светодиодную ленту, зажигая один из возможных цветов. Контроллеры могут отличаться и по степени мощности, и по количеству выходов, а именно подключаемых кинему полос света. Есть также устройство с пультом, а есть и без пульта дистанционного регулирования.

Вариации подключенияЕще есть отличия и по сигналу, который будет поступать на ленту, потому что полоса может быть или аналоговой, или цифровой. Отличие между ними довольно ощутимое, а вот сходство единое. Все они могут работать лишь с блоком питания (то есть трансформатором), так как светодиодная полоса обладает номинальным напряжением в 12 В, а не 220, как считают неграмотные люди.

Все дело заключается в том, что аналоговая светодиодная лента при полученном сигнале с устройства для управления загорается тем или другим, но единым цветом по общей длине. У цифровой есть возможность подключения каждого светового диода отдельным цветов. Именно по этой причине контроллер для световой цифровой полосы более высокотехнологичный и его стоимость намного больше.

Возможности:

  • изменение цвета и яркости ленты с помощью сенсорной кнопки;
  • плавное увеличение (снижение) яркости при срабатывании датчика движения;
  • плавное снижение (увеличение) яркости при отсутствии движений в зоне видимости датчика движения;
  • плавное увеличение (снижение) яркости при открытии двери (для автомобиля);
  • отдельный режим, изменяющий цвет в зависимости от температуры;
  • сохранение настроек в долговременную память.  

Сборка схемы контроллера

Деталей мало, поэтому удобно сделать монтаж навесным способом, когда элементы припаивают непосредственно друг к другу без промежуточных контактов, опор или сборочных плат.

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Кристалл транзистора размещен внутри пластмассового корпуса. Расположенный по центру «Сток» соединен также с большим металлическим теплоотводом. Обычно он используется для крепления к стенке электронного блока. Металл радиатора легко лудить, поэтому удобно использовать его как контактную площадку для припаивания сопротивления.

Второй его конец соединяется с выводом «Затвор» следующего элемента.

Аналогично подключается третий транзистор, но его «Сток» соединятся через резистор с электродом «Затвор» первого каскада, образуя кольцо.

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Конденсатор включается между электродами «Затвор» и «Исток» каждого транзистора. Предварительно необходимо правильно определить полярность компонента по маркировке на корпусе. Обычно отмечен отрицательный электрод, который паяем на «Исток».

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Отрезком провода соединяются между собой «Исток» всех транзисторов, создавая шину подключения клеммы «минус» блока питания. Жесткие электроды транзисторов легко раздвинуть и придать устойчивую форму, чтобы избежать случайных коротких замыканий.

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

На светодиодном полотне обозначены точки включения «R», «G» и «B». Отрезками изолированного провода каждая из них подключается к «Сток» одного из транзисторов.

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

«Плюс» источника тока соединяется с клеммой «+» ленты, «минус» припаивается к шине «Исток» транзисторов.

Собранный из исправных деталей при полном соответствии монтажа принципиальной схеме контроллер начинает работать после включения без необходимости предварительной настройки или подбора параметров элементов. Частота переключения уменьшится при увеличении номинала емкости и наоборот.

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Самый простой контроллер для переключения RGB LEDленты на трех транзисторах

Как выбрать

При покупке контроллера нужно учитывать собственные пожелания к его работе и финансовые возможности. Но, чтобы не ошибиться в выборе, лучше обратиться к производителю https://swpower.ua, который подберет наиболее подходящий продукт, проконсультирует по всем вопросам и даст гарантию на работу оборудования.

Изготовление контроллера собственноручно

Схема такого устройства не сложная, и единственный недостаток заключается в том, что у сделанного собственноручно контроллера будет весьма малое количество каналов, хотя для применения в домашних условиях этого вполне хватает. Наверняка в квартире у каждого есть неисправная китайская гирлянда с небольшой по размеру коробочкой 0 блоком для управления устройства. Так вот, главные детали как раз берут именно из нее. Именно внутри такого блока для управления гирляндой можно увидеть 3 выхода тиристорного типа. Это и будут направления В, G и R.

Как раз к ним и требуется подключать светодиодную полосу. Никакого охлаждения посредством тиристоров не требуется, а отсутствие блока питания легко решаемо. Не будет большой проблемы найти нерабочий системный блок от ПК. Так вот, трансформатор от него прекрасно подойдет для этой цели.

И в конечном  итоге получится сэкономить не просто на приобретении контроллера, а еще и на покупке блока питания, при этом блок может стоить куда больше, нежели само устройство управления лентой светодиодного типа. Естественно, что никакого пульта дистанционного управления не будет, но все-таки можно подключать светодиодную ленту к выключателю трехклавишного типа, не потратив на приобретение дополнительных устройств ни копейки.

Технические характеристики RGB-контроллера светодиодной ленты

контроллер rgb светодиодной ленты можно купить отдельно

  • Рабочее напряжение обычно составляет 12 В и 24 В.
  • Мощность 72 Вт, 108 Вт, 144 Вт и 288 Вт.
  • При стандартном напряжении устройства (24 В) мощность светодиодной нагрузки увеличивается в два раза.
  • При напряжении в 24 В можно подключить гораздо больше световых лент, чем при напряжении в 12 В.

Совет

Паять будет легче и быстрее, если выводы радиодеталей предварительно залудить. Работая с паяльником, нужно позаботиться о нормальном проветривании помещения, соблюдать осторожность, чтобы не получить тепловой ожог или поражение электричеством.

Будет ли стоить игра свеч?

Если же рассмотреть все с точки зрения логики простого человека, который не увлечен радиотехникой, то, естественно, приобрести дешевый контроллер будет не дороже. Кроме того, не будет потеряно время на создание своими руками. Но для истинного радиолюбителя, а иногда и просто человека увлеченного, собрать такое устройство самостоятельно куда приятнее, чем покупать где-то в магазине. А вот попробовать сделать контроллер собственноручно все же стоит, потому что удовольствие от проделанной работы (и к тому же удачной) ничто не сможет заменить.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Сборка устройства

Вот так выглядят все необходимые ингредиенты:

Спаиваем всё по схеме и устанавливаем в коробку:

На всякий случай соединение ключей:

Ключ на IRF3205

Готовые RGB лампочки под цоколь с пультом управления

RGB лампочки

Отдельно стоит упомянуть про готовые RGB изделия под цоколь E14 или E27.

Такие лапочки бывают в совершенно корпусах и исполнениях. Внутри лампа содержит компактный драйвер для питания от сети 220В, контроллер и трехцветные светодиоды.

Для полноценного освещения комнаты она не подойдет, т.к. несколько ламп синхронизировать в одну систему не получится. Используется как ночник или декор. Потребление 1-3 Вт/ч. Стоимость стартует от 3$ за Китай.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
loading.gif Загрузка…

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Материалы по теме:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...