In dit artikel zullen we het hebben over kleuren-LED's, het verschil tussen een eenvoudige RGB-LED en een adresseerbare LED, en informatie toevoegen over de toepassingsgebieden, hoe ze werken, hoe de besturing wordt uitgevoerd met schematische afbeeldingen van aangesloten LED's.

LED's – elektronische component, die licht kan uitstralen. Tegenwoordig worden ze veel gebruikt in verschillende elektronische technologie: in zaklampen, computers, huishoudelijke apparaten, auto's, telefoons, enz. Veel microcontrollerprojecten maken op de een of andere manier gebruik van LED's.

Ze hebben twee hoofddoelen:

Demonstratie van de werking van de apparatuur of melding van een gebeurtenis;
gebruik voor decoratieve doeleinden (verlichting en visualisatie).

Binnenin bestaat de LED uit rode (rode), groene (groene) en blauwe (blauwe) kristallen, samengevoegd in één behuizing. Vandaar de naam – RGB (Fig. 1).

2. Gebruik van microcontrollers

Hiermee kun je veel verschillende tinten licht krijgen. De RGB-LED wordt aangestuurd met behulp van een microcontroller (MK), bijvoorbeeld Arduino (afb. 2).

Natuurlijk kun je langskomen een simpel blokje 5 volt voeding, 100-200 ohm weerstanden om de stroom te beperken en drie schakelaars, maar dan zul je de gloed en kleur handmatig moeten regelen. In dit geval zal het niet mogelijk zijn om de gewenste lichttint te bereiken (Fig. 3-4).

Het probleem doet zich voor wanneer u honderden gekleurde LED's op de microcontroller moet aansluiten. Het aantal pinnen op de controller is beperkt en elke LED heeft stroom nodig van vier pinnen, waarvan er drie verantwoordelijk zijn voor de kleur, en de vierde pin is gebruikelijk: afhankelijk van het type LED kan dit een anode of kathode zijn.

3. Controller voor RGB-besturing

Voor het ontlasten van de MK-terminals worden speciale controllers WS2801 (5 volt) of WS2812B (12 volt) gebruikt (Fig. 5).

Door het gebruik van een aparte controller is het niet nodig om meerdere MK-uitgangen te bezetten; u kunt zich beperken tot slechts één signaaluitgang. De MK stuurt een signaal naar de “Data”-ingang van de WS2801 LED-besturingscontroller.

Dit signaal bevat 24-bits informatie over de kleurhelderheid (3 kanalen van 8 bits voor elke kleur), evenals informatie voor het interne schuifregister. Het is het schuifregister waarmee u kunt bepalen aan welke LED de informatie is gericht. Op deze manier kunt u meerdere LED's in serie aansluiten, terwijl u toch één pin van de microcontroller gebruikt (Fig. 6).

4. Adresseerbare LED

Dit is een RGB-LED, alleen met een geïntegreerde WS2801-controller direct op de chip. De LED-behuizing is gemaakt in de vorm van een SMD-component voor opbouwmontage. Met deze aanpak kunt u de LED's zo dicht mogelijk bij elkaar plaatsen, waardoor de gloed gedetailleerder wordt (Fig. 7).

In online winkels vind je adresseerbare LED-strips, waar tot 144 stuks in één meter passen (Fig. 8).

Het is de moeite waard om te overwegen dat één LED slechts 60-70 mA verbruikt bij volledige helderheid; het aansluiten van een strip met bijvoorbeeld 90 LED's heeft u nodig krachtig blok voeding met een stroomsterkte van minimaal 5 ampère. Voed de LED-strip in geen geval via de controller, anders zal deze oververhit raken en door de belasting doorbranden. Gebruik externe bronnen voeding (Fig. 9).

5. Gebrek aan adresseerbare LED's

Adresseerbare LED-strip kan ook niet werken lage temperaturen: bij -15 begint de controller defect te raken bij strenge vorst is er een groot risico op uitval.

Het tweede nadeel is dat als één LED uitvalt, alle andere in de keten ook zullen weigeren te werken: het interne schuifregister kan geen informatie verder verzenden.

6. Toepassing van adresseerbare LED-strips

Adresseerbare LED-strips kunnen worden gebruikt voor decoratieve verlichting van auto's, aquaria, fotolijsten en schilderijen, in kamerinrichting, als nieuwjaarsdecoratie, enz.

Het blijkt interessante oplossing, als de LED-strip wordt gebruikt als Ambilight-achtergrondverlichting voor een computermonitor (Afb. 10-11).

Als u microcontrollers gaat gebruiken Arduino-gebaseerd, hebt u de FastLed-bibliotheek nodig om het werken gemakkelijker te maken LED-strip ().

Als u uw computer zelfstandig wilt verbeteren met een aantal mooie trucs, is de eenvoudigste manier om dit te doen het gebruik ervan LED's– ze zijn gemakkelijk te gebruiken, goedkoop en vereisen geen speciale vaardigheden of trucs. LED kan uw interieur versieren werkplek, geef het extra verlichting en vrolijk je gewoon op. Volg ons om de LED aan te sluiten stap voor stap instructies.

Je zult nodig hebben

• 1. LED's
• 2. soldeerbout en alles wat je nodig hebt om ermee te werken
• 3. weerstanden die de spanning en stroom van de stroombron verlagen
• 4. connectoren die nodig zijn om LED's op een computer aan te sluiten
• 5. Spanningstester
• 6. draadknipper om draden te strippen
• 7. Krimpkous

Instructies

Zorg ervoor dat je alles hebt voordat je begint noodzakelijke hulpmiddelen en arbeidsmiddelen.

Aansluiten op een 4-pins molex-connector Laten we eerst eens kijken naar de LED naar een 4-pins molex-connector. Dit is een vrij veel voorkomende connector, dus het is heel goed mogelijk dat uw computer deze heeft. Deze connector bevat vier:1. +12 V (gele draad)
2. +5 V (rode draad)
3. Twee aardcontacten (zwart) Kies waar u de diodes wilt hebben: 12 of 5 volt. Koop of verwijder de connector van onnodig apparaat. Controleer met behulp van een tester of de geselecteerde contacten overeenkomen, bepaal waar de positieve en negatieve contacten zitten.

Strip de draden met een draadtang en soldeer de weerstand aan het positieve contact van de connector. Sluit de verbinding met krimpkous. Soldeer het positieve contact van de LED aan het tweede contact van de weerstand. Bedek het gebied met krimpkous. Neem de negatieve pin van de LED en soldeer deze aan de aardingspin van de connector.

Aansluiten op USBJe kunt de LED ook met een kabel aansluiten USB-aansluiting. Er zijn twee soorten van dergelijke kabels, maar er is geen fundamenteel verschil in de manier waarop ze werken, dus zoek alle onnodige kabels en ga aan de slag. USB heeft vier contacten, waarvan er twee gegevens verzenden, één contact geaard is en een ander spanning verzendt . Hier moet u de LED aansluiten. Gebruik een tester om de spanning te controleren en de positieve en negatieve polen van de diode te bepalen. Gebruik een draadknipper om de draden die spanning uitzenden te strippen. Soldeer de weerstand aan het positieve contact, bedek het soldeergebied met krimpkous. Verbind het positieve contact van de LED met het tweede contact van de weerstand en sluit de soldeerverbinding. Soldeer het negatieve contact van de diode aan het aardcontact, bedek het soldeergebied met krimpkous. Verbinden USB-kabel naar uw computer en controleer of deze werkt.

Of achtergrondverlichting met de mogelijkheid om verschillende kleuren te schakelen, dus het onderwerp LED-drivers is zeer relevant. Het voorgestelde circuit van een dergelijk apparaat bestuurt RGB-LED's via H-kanaal MOSFET's, die het mogelijk maken LED-matrices of lampen tot 5 ampère per kanaal aan te sturen zonder het gebruik van koellichamen.

Elektrisch schema en beschrijving

Tijdens het testen werd de controller aangesloten op 50 W bij 12 V halogeen lampen, één voor elk kanaal. De temperatuur van de MOSFET-transistoren bedroeg na een looptijd van 5 minuten iets meer dan 50C. In theorie mag de totale belasting voor alle drie de RGB-kanalen niet hoger zijn dan 15 ampère.

De gespecificeerde transistor STP36NF06L werkt op een lage poortspanning. U kunt een dergelijk ander standaard N-kanaal gebruiken veldeffecttransistors, die normaal werken bij belastingsstromen tot 5 ampère en niet teveel vereisen groot signaal bij de ingang voor volledige ontgrendeling.

Verbinding met printplaat kabels moeten ook geschikt zijn voor de stroom die ze zullen voeren. LED's, LED-strips en de modules die op de driver zijn aangesloten, moeten een gemeenschappelijke anode hebben, zoals weergegeven in het bovenstaande diagram.

Hier is een implementatie die 20 Piranha RGB-LED's gebruikt. De lamp is gemonteerd in een doos 25 x 50 x 1000 mm gemaakt van aluminium. Later werd het aangepast tot een wandplank om de tafel te verlichten. Het licht is zeer helder en geeft een goede, gelijkmatige verlichting zonder extra diffuser.

Speciale kleurzones in de slaapkamer of woonkamer zijn altijd esthetisch en mooi. Om al het werk aan het installeren van het plafond, het installeren van de LED-strip en alle bijbehorende apparatuur vakkundig uit te voeren, moet je natuurlijk hard werken. Maar als het correct wordt gedaan, zal het resultaat u heel lang plezieren.

Het assortiment gekleurde LED-strips is behoorlijk uitgebreid en juiste keuze- de zaak is behoorlijk ingewikkeld. En toch, hoe ideaal ze ook zijn, voor hen goede werking je hebt een voeding van 12 V nodig (minder vaak 24 V) en uiteraard een besturingseenheid met parameters die specifiek geschikt zijn voor de geselecteerde lichtstrip.

Maar wat is deze RGB-controller, welke functies vervult hij? En als het zo nodig is, is het dan mogelijk om het thuis zelf te maken?

Werkingsprincipe

In essentie is een RGB-controller het brein van de verlichting in huis. Alle opdrachten afkomstig van de afstandsbediening afstandsbediening, ze worden verwerkt, en pas daarna het juiste signaal naar de LED-strip gevoerd, waarbij de ene of de andere kleur wordt verlicht. Simpel gezegd: het is met zo'n elektronisch apparaat dat de volledige controle RGB-band.

Controllers verschillen zowel in vermogen als in het aantal uitgangen, d.w.z. lichtstrips die erop zijn aangesloten. Er zijn apparaten met een afstandsbediening, en sommige zonder afstandsbediening. Er is ook een verschil in het signaal dat de band binnenkomt, aangezien de strip analoog of digitaal kan zijn. Het verschil tussen hen is aanzienlijk, maar er is één overeenkomst. Ze werken allemaal alleen met een voeding (transformator), omdat de LED-strip een nominale spanning heeft van 12 V, en niet 220, zoals sommige mensen denken.

Feit is dat een analoge LED-strip bij ontvangst van een signaal van het besturingsapparaat in de ene of de andere kleur oplicht, maar in één kleur over de gehele lengte. Digital heeft de mogelijkheid om elke LED in te schakelen in een aparte kleur. En daarom is de RGB-controller voor een digitale lichtstrip meer hightech en zijn de kosten hoger.

Verbindingsmogelijkheden

Natuurlijk het meest op een eenvoudige manier Het aansluiten van een RGB-bedieningsapparaat zal een optie zijn waarbij slechts één LED-strip of een deel daarvan wordt aangesloten. Maar deze methode is niet helemaal praktisch, hoewel er geen extra apparaten in het circuit voor nodig zijn. Het punt is dat er niet meer dan 5-6 meter lichtstrip op één lijn van een dergelijk apparaat kan worden aangesloten, wat duidelijk onvoldoende zal zijn om de kamer te verlichten. Als de lengte van het segment langer is, zal de belasting van de LED's die zich het dichtst bij de controller bevinden toenemen, waardoor ze eenvoudigweg doorbranden.

Een ander probleem bij het aansluiten van lange LED-strips is zware belasting qua vermogen voor de dunste draden van een RGB ledstrip. Wanneer ze opwarmen, begint de plastic basis te smelten, met als resultaat dat de kernen zonder isolatie achterblijven of eenvoudigweg doorbranden.

Daarom worden ze gebruikt als het nodig is om langere afstanden te verlichten volgende methoden en aansluitschema's.

Twee LED-strips

Met deze aansluiting op de controller heeft de RGB-lichtstrip twee voedingen en een versterker nodig. De bijzonderheid van een dergelijke verbinding is dat de bandsegmenten parallel moeten worden aangesloten. Alhoewel ze één ding gemeen hebben elektronisch apparaat controle, moet aan elk afzonderlijk stroom worden geleverd. De versterker wordt gebruikt voor helderder en scherper licht van de diodes.

Met andere woorden, er wordt spanning geleverd aan beide voedingen, waarna één ervan naar de versterker gaat en vervolgens naar de lichtstrip. Vanaf de tweede unit wordt stroom geleverd elektronische eenheid beheer. Het bedieningsapparaat en de versterker zijn verbonden door een tweede LED-strip. Schematisch ziet een dergelijke verbinding eruit als het bovenstaande diagram.

Bij deze aansluiting is het ook aan te raden om twee voedingen te gebruiken, maar als deze een groot vermogen hebben, dan kun je er ook één gebruiken.

Vier secties van elk vijf meter zijn weer parallel geschakeld. Een paar strips is rechtstreeks op de controller aangesloten, het tweede paar is erop aangesloten, maar via een signaalversterker. Wanneer een tweede voeding wordt aangesloten, gaat de spanning daarvan rechtstreeks naar de versterker. Deze verbinding lijkt ongeveer op de afbeelding hierboven.

Nadat u de methoden voor het aansluiten van controllers en hun typen hebt begrepen, kunt u proberen zo'n apparaat thuis met uw eigen handen te maken. U hoeft alleen maar te onthouden dat u de kracht van het apparaat en zijn vermogen in evenwicht moet brengen uitgangsspanning met de lengte en het energieverbruik van de ledstrip.

DIY-controller

Het circuit van zo'n apparaat is niet ingewikkeld, het enige nadeel is dat een zelf gemaakte controller weinig kanalen zal hebben, hoewel voor thuisgebruik dit is voldoende.

Iedereen heeft toch wel een defect exemplaar in zijn appartement. Chinese slinger met een kleine doos - de apparaatbesturingseenheid. De belangrijkste details zullen er dus uit worden gehaald.

DIY-controllerdiagram

Net binnen deze slingerbesturingseenheid ziet u drie thyristoruitgangen. Dit zijn de richtingen R, G en B.

Hierop moet de LED-strip worden aangesloten. De thyristors hebben geen koeling nodig en het ontbreken van een voeding is eenvoudig op te lossen. Het zal geen groot probleem zijn om een ​​defect exemplaar te vinden systeem eenheid computer. Dus de transformator ervan is ideaal voor dit doel. En uiteindelijk kunt u niet alleen besparen op de aanschaf van een controller, maar ook op de aanschaf van een voeding, en de voeding kan meerdere keren meer kosten dan het RGB LED-stripbesturingsapparaat zelf.

Natuurlijk is er geen afstandsbediening, maar je kunt nog steeds verbinding maken LED RGB-strip naar een schakelaar met drie sleutels zonder een cent uit te geven aan de aanschaf van extra apparaten.

Is het spel de kaars waard?

Als je er logisch over nadenkt gewoon mens Als je niet geïnteresseerd bent in radiotechniek, dan is het kopen van een goedkope RGB-controller natuurlijk niet veel duurder. Bovendien zal er geen tijd verloren gaan als u zo'n apparaat met uw eigen handen maakt. Maar voor een echte radioamateur, en soms ook gewoon een gepassioneerd mens, is het zelf in elkaar zetten van zo'n apparaat honderd keer leuker dan het ergens kopen. Daarom is het de moeite waard om zelf een RGB-controller te maken. Tenslotte het plezier van wat er is gedaan, en ook goed werk niets kan het vervangen.

Dit schema dient om een ​​object, bijvoorbeeld een aquarium, effectief te verlichten, en kan ook een aanvulling zijn op computermodding. Dit apparaat stuurt driekleurige (RGB) LED's aan en geeft kleuren in een volledig willekeurige volgorde weer.

Het algemene werkingsprincipe van de driver wordt weergegeven in figuur 1. Twee generatoren genereren vierkante pulsen met 50% vulling, maar iets afwijkend in frequentie (tot tientallen Hz).

Aan de uitgang van het EX-OR (exclusieve OR) logica-element zal alleen een hoog niveau verschijnen als op beide uitgangen van de generatoren tegelijkertijd 1 of 0 verschijnt.

Het diagram van de signalen aan de uitgangen van de generatoren wordt getoond in figuur 2. Zoals te zien is, verschijnt aan de uitgang van het EX-OR logica-element een blokgolf met een variabele vulling van 0...100%. Deze vulling zal langzamer veranderen, hoe kleiner het verschil in frequenties van beide generatoren.

De CD4060-chip is een 14-bits binaire teller met een oscillator. Miniatuurinductor L1, condensatoren C1 en C2, en logische poorten CD4060 vormt een generator hoge frequentie, werkend op een frequentie van ongeveer 700 kHz. Deze frequentie wordt in deze teller gedeeld door 212.

Het signaal van de generator wordt ook naar de CLK-ingangen van de 12-bits binaire tellers op de CD4040 gevoerd, die de pulsen van de generator tellen.

Wanneer de telling het punt bereikt waarop een logische één verschijnt aan de uitgang van Q11 (pin 15), zal de uitgang van het NOT-element zijn lage staat, wat leidt tot het blokkeren van het tellen van de pulsen gedurende een fractie van een seconde (de tijd hangt af van de capaciteit C3 en totale weerstand R2 en PR1).

En dit gebeurt elke keer hoog niveau aan de uitgang van Q11 CD4040, dat wil zeggen, zoals u kunt zien, bij elke statusverandering aan de uitgang van Q12 CD4040. Dit leidt ertoe dat de frequentie aan de uitgang Q12 CD4060 iets hoger is dan de frequentie aan de uitgang Q12 CD4040 (het verschil is afhankelijk van C3, R en hoe hoger de waarde, hoe groter het verschil).

Dankzij dit minimale verschil ontstaat er een meander van variabele vultijd op de EX-OR-elementen. Dit leidt er op zijn beurt toe dat de LED die op de uitgang van dit circuit is aangesloten, soepel oplicht en uitgaat.

Variabele weerstanden kunnen worden gebruikt om de snelheid waarmee de vulling verandert te regelen (de snelheid waarmee de LED's worden in- en uitgeschakeld). Ook is in de schakeling een fotosensor toegevoegd op de elementen T4, T5 en R14, zodat de schakeling alleen in het donker automatisch wordt ingeschakeld. De weerstand van weerstand R14 bepaalt bij welke helderheid de schakeling nog zal werken.

(233,6 Kb, downloads: 422)