Светодиодная лента адресная: как проверить на работоспособность без Ардуино

Красочные адресные светодиоды на новый год без программирования и пайки

Скоро Новый год, но вот настроение по разным причинам порой бывает не самым новогодним и тут на помощь приходит в том числе и новогодняя иллюминация. Хочу рассказать о своем опыте с адресными светодиодными гирляндами и лентами. Америку вряд ли открою, но вышло красиво и недорого.


Рассмотрю два варианта — отдельно без существующей домашней автоматизации и работу в связке с “умным домом”.

По адресным светодиодным лентам появилось довольно много структурированной информации и поэтому можно легко сделать осознанный выбор. Например, перед покупкой я внимательно просмотрел соответствующие видео с каналов DrZzs (на англ.) и The Hook Up (на англ.) и сделал выводы о стоимости необходимых лент — ведь результат работы работы лент в моем случае один — красочная подсветка.

Остановил свой выбор на двух недорогих вариантах из Китая:


Адресные пиксели в офисном интерьере

В обоих случаях для питания моих лент требуется 5 вольт. По мощности я не считал, а установил имеющийся и доступный по цене существующий блок питания Mean Well RS-150-5.


Блок питания Mean Well RS-150-5

И самая важная часть для управления новогодней программой — контроллер. Я выбрал микроконтроллер ESP8266 китайского производителя Espressif Systems, то есть в моем случае использовал недорогую плату LOLIN (WEMOS) D1 mini.


LOLIN (WEMOS) D1 mini в термоусадке, подключенный к ленте на ёлке

Hardware

По лентам и гирляндам очень широкий выбор — есть большое число разных чипсетов и надо смотреть чтобы контроллер поддерживал ленты, которые собираетесь покупать.
Моей задачей было использовать адресные пиксельные ленты в составе автоматизации на базе open-source платформы Home Assistant. Самый доступный для этого вариант — использовать ESP8266. Существует большая база совместимых контроллеров заводского изготовления (раздел LED Controller), составленная авторами прошивки Tasmota.
На мой взгляд Tasmota хорошая прошивка, но для управляемых пикселей и шаговых двигателей не очень подходит.


LOLIN (WEMOS) D1 mini, подключенный к гирлянде

Software

Вариант без домашней автоматизации

Если хотите быстрый старт “без регистрации и смс”, то самое разумное решение это прошивка ESP8266 проектом WLED (WiFi Lighting Effects Driver). У прошивки есть собственное приложение которое позволяет легко управлять светодиодами, а также огромный список предустановленных эффектов для адресных лент и гирлянд. Также WLED поддерживает множество протоколов управления, в том числе и MQTT , если в этом есть необходимость.
Пайка для подключения ленты к WEMOS не требуется.


Интерфейс WLED (WiFi Lighting Effects Driver)

Адресная иллюминация в составе умного дома на базе Home Assistant

Надо заметить, что у WLED совсем недавно (в декабре 2019 года) появилась полноценная интеграция для Home Assistant.
Но, поскольку я занимался гирляндами еще в ноябре, до появления этой интеграции, связь Home Assistant WLED по MQTT мне показалась глючной.


Панель управления ESPHome

Для Home Assistant существует нативная прошивка ESPHome, которая работает с Home Assistant без MQTT и она также поддерживает адресные светодиоды.

Clockless:
NEOPIXEL
WS2811
WS2811_400 (WS2811 with a clock rate of 400kHz)
WS2812B
WS2812
WS2813
WS2852
APA104
APA106
GW6205
GW6205_400 (GW6205 with a clock rate of 400kHz)
LPD1886
LPD1886_8BIT (LPD1886 with 8-bit color channel values)
PL9823
SK6812
SK6822
TM1803
TM1804
TM1809
TM1829
UCS1903B
UCS1903
UCS1904
UCS2903

SPI:
APA102
DOTSTAR
LPD8806
P9813
SK9822
SM16716
WS2801
WS2803

Поскольку я использую образ Hass.io, то для компиляции прошивок использовал самый простой для этого вариант — дополнение ESPHome Hass.io Add-On.


Окно редактора прошивки ESPHome

Получившиеся прошивки гирлянды и ленты:

После добавления получившихся устройств в Home Assistant в интерфейсе можно видеть и задавать варианты эффектов.


Интерфейс Home Assistant

Также эффекты можно использовать и в автоматизациях. Например при открытии двери 30 секунд один эффект, 10 секунд другой эффект, а потом выключение, чтобы не отвлекал. Но есть условие: включение только когда на улице уже полумрак.


Ёлка с адресной светодиодной лентой

Как можно увидеть при некоторой сноровке можно недорого организовать новогоднее освещение и вписать его в существующую систему “умного дома” или использовать отдельно без домашней автоматизации, используя отдельное приложение на смартфоне.

Читайте также:  Как паять светодиодную ленту: правила соединения между собой и к проводам

Дополнительные подробности можно найти на GitHub.

Автор: Михаил Шардин,
23 декабря 2019 г.

Адресные ленты 2811, 2812, 2813. Описание, подключение, отличия.

В отличие от обычной светодиодной RGB-ленты, в которой все светодиоды одинаково реагируют на сигнал с RGB-контроллера, в адресной LED-ленте каждый светодиод получает индивидуальную команду управления. В результате пользователь может максимально точно подбирать оттенок для каждого светодиода, создавать световые эффекты и собирать матрицы с 16 млн цветов. В чём уникальность адресной светодиодной ленты и как научиться ею управлять? Об этом и пойдет речь в данной статье.

RGB светодиодная лента.

На этой ленте стоят RGB светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный, они же в свою очередь дадут много различных цветов и оттенков: жёлтый, розовый, фиолетовый, голубой и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет.

Адресная светодиодная лента WS2811, WS2812b

Это вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами. Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (т.е. яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.

Адресная лента управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя. Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды.

Сейчас популярны два вида ленты: на чипах WS2812b и WS2811. Чип WS2812 размещён внутри светодиода, таким образом один чип управляет цветом одного диода, а питание ленты – 5 Вольт. Чип WS2811 размещён отдельно, и от него питаются сразу 3 светодиода, таком образом можно управлять цветом сегментов по 3 диода в каждом. А вот питание у ленты на WS2811 составляет 12 вольт.

Адресная светодиодная лента WS2813

Адресная лента WS2812B поделена на сегменты, в каждом из которых расположен светодиод и конденсатор (для повышения помехоустойчивости). Относительно напряжения питания все они между собой подключены параллельно, т.е. +5V будет присутствовать на каждом сегменте. А вот передача данных осуществляется последовательно: от предыдущего сегмента к последующему. Поэтому при выходе из строя одного из светодиодов цепи – все последующие сегменты перестанут работать.


Но относительно недавно появилась лента WS2813. В этой ленте добавлена дублирующая линия передачи данных, благодаря этому остальные диоды продолжают работать, даже если один выходит из строя.

Сфера применения адресной ленты

Относительно высокая стоимость светодиодов и лент, собранных на чипах WS2811 и WS2812B, ограничивает их область применения в сравнении с обычными LED-лентами. Главным образом их используют для решения таких задач, с которыми обычной светодиодной ленте не справиться:

  • для сборки полноцветных модулей;
  • в конструировании светильников, управляемых по принципу «soft lights»;
  • в качестве декоративной подсветки чего-либо;
  • в построении LED-видео экранов, используемых в уличной рекламе и шоу-бизнесе.
Читайте также:  Как прикрепить настольную лампу к столу (инструкция)

Интерес к адресной светодиодной ленте среди радиолюбителей вызван тем, что на её основе можно собрать подсветку, которая будет изменять цвет и яркость по заданному алгоритму.

Управление адресной лентой

Управление адресными лентами и модулями производится с помощью специализированного контроллера, внутри которого записана программа. На радиолюбительском уровне управлять работой адресной светодиодной ленты удобней и интереснее через Arduino, используя для этого небольшую программу – скетч.

Схема подключения к Arduino на примере ленты WS2812b

У каждой адресной ленты есть начало и конец, которые нельзя менять местами во время сборки схемы. Чтобы не запутаться, производители используют условные обозначения, например, стрелки, указывающие направление сигнала. Подключение адресной светодиодной ленты WS2812B к Arduino производится по трём проводам, как показано на рисунках ниже.

Цифровой вход ленты идёт напрямую на «сырой» вход микроконтроллера внутри диода, поэтому между ним и управляющим пином ардуино нужен токоограничиваюший резистор с номиналом 100-500 ом, он ограничит ток, и управляющий пин ардуино не будет перегружаться.

Контакты питания +5V и GND соединяют с соответствующими выводами на плате Arduino. Если подсоединяемый отрезок насчитывает более 13-ти светодиодов, то необходимо использовать выносной блок питания. При этом общий провод (GND) Arduino и «минус» блока питания должны быть соединены между собой. Контакт DIN (digital input) предназначен для приёма данных от контроллера и электрически соединяется с любым из его цифровых портов. С другой стороны адресной ленты (и каждого сегмента тоже) размещено 3 контакта: +5V, DO (digital output) и GND, к которым можно подключить ещё несколько отрезков разной длины.

Цифровой вход ленты идёт напрямую на «сырой» вход микроконтроллера внутри диода, поэтому между ним и управляющим пином ардуино нужен токоограничиваюший резистор с номиналом 100-500 ом, он ограничит ток, и управляющий пин ардуино не будет перегружаться.


Так как каждый элемент WS2812B фактически состоит из 3 светодиодов (синего, красного, зелёного), то для управления его свечением потребуется 3 байта (по одному на каждый цвет). В свою очередь, каждый байт может принимать значение от 0 до 255, в результате чего можно задать более 16,5 млн оттенков. Размер скетча будет равен количеству светодиодных сегментов, умноженному на 3. Передача данных происходит следующим образом: ШИМ-драйвер WS2812B первого сегмента забирает из посылки первые 3 байта, пропуская остальные данные на выход DO. Далее следует пауза длиною до 50 мкс, означающая, что второй по счёту драйвер должен принять следующие 3 байта. И так далее. Длительность паузы больше 50 мкс означает конец передачи и повторение цикла.

Управление адресной лентой

Управление адресными лентами и модулями производится с помощью специализированного контроллера, внутри которого записана программа. На радиолюбительском уровне управлять работой адресной светодиодной ленты удобней и интереснее через Arduino, используя для этого небольшую программу – скетч.

Проще всего использовать библиотеки FastLED и Adafruit NeoPixel. Внутри каждой библиотеки есть готовые скетчи, на основе которых несложно научиться самостоятельно создавать новые световые эффекты. Чтобы скетч заработал с первого раза, необходимо в заголовке правильно указать количество светодиодов в ленте (NUM_LEDS) и номер порта для передачи данных (PIN).

Схема подключения светодиодной RGB-ленты. Подключение RGB-контроллера и RGB-усилителя.

В принципе, схема подключения RGB-ленты, та же, что и схема подключения обычной одноцветной (монохромной) ленты. Разница в том, что между блоком питания и лентой, устанавливается RGB-контроллер (устройство управления цветом ленты).

Контроллеры бывают разные по внешнему виду, мощности, программам управления цветом и пультом дистанционного управления. Но суть у них у всех, одна и та же. Пришло на контроллер 2 провода от блока питания, ушло четыре провода на RGB-ленту.

Какой бы контроллер вы не выбрали, он всегда подключается по одной и той же схеме. Разъемы, питания обозначаются «V+» и «V-». Соответственно красный провод блока питания идет на плюсовой контакт, а черный провод идет на минусовой.

Разъемы для подключения RGB-ленты обозначаются:
R (red)-управление красным цветом
G (green)-управление зеленым цветом
B (blue)-управление синим цветом
V+ общий провод (на разных контроллера он может обозначаться по разному, но вы все равно его не спутаете с другими)

Читайте также:  Как подключить светодиод к сети 220в : схема включения

Не перепутайте провода ленты! Ничего страшного, конечно, не произойдет (ничего не сгорит), но у вас перепутаются цвета. Нажмете на пульте красный, а загорит синий.

Как подключить более 5 метров ленты? Токоведущие дорожки светодиодной ленты рассчитаны на длину 5 метров (именно поэтому лента всегда продается такой длины). Нельзя просто взять и соединить последовательно две ленты. Даже если и будет работать, то это продлится не долго (проверено на практике).

Принцип удлинения тот же, что и с обычной лентой. Существует два способа. Вот первый

Для этой схемы требуется четырехжильный удлиняющий провод сечением 1,5 мм и длиной 5 метров. Эту схему я применяю, для соединения RGB-лент c 30 диодами на метр. Но т.к. эта лента светит тускло (из-за малого количества светодиодов) и желающих ее использовать мало, то это схему я применяю редко.

С RGB-лентами 60 диодов на метр, тоже можно применить эту схему, но при этом, потребуются блок питания и контроллер мощностью в 2 раза большей.

Посчитаем. Две RGB-ленты потребляют 140 ватт. Блок питания такой мощности, это увесистая железяка, весьма немалых размеров. В потолочную нишу его спрятать, конечно же, можно. Но для этого, необходимо заранее спланировать под него место (на этапе проектирования потолков).

Контроллер на 140 ватт. Как показывают мои опыты, контроллеры выходят из строя, через некоторое время. Хотя в технических параметрах указано, что они рассчитаны на такую мощность и тянут 10-15 метров. На самом деле, горят. У меня уже было несколько случаев, хотя по расчетам, все вроде бы должно работать.

Поэтому, контроллер я рекомендую выбирать с запасом мощности в 2 раза, т.е. для данного случая, это 280 ватт. Но тут, резко увеличивается его стоимость, да и найти какой контроллер не просто. Поэтому, мне больше нравится вот такая схема

В данной схеме подключения, используется дополнительный блок питания и RGB-усилитель. Ко входу усилителя (на нем написано «Input») подключается конец первой ленты, к выходу (написано «Output») — начало второй.

Не перепутайте цвета проводов: каждый провод подключается в соответствующий разъем. На питающие контакты, подключите провода от блока питания.

Эта схема немного сложнее и по стоимости она получается чуть подороже первой, но при этом:
Размеры блоков питания существенно меньше
Можно использовать почти все имеющиеся в продаже контроллеры
Можно подключать неограниченное количество лент

Если вам трудно разбираться в электрических схемах, то вот вам фотография, на которой все видно. Еще раз. Если нужна одна лента, то используете блок питания и контроллер. Если нужно две и более ленты, то добавляете усилитель и еще один блок питания.

Установка светодиодной RGB-ленты пугает многих не столько ценой, сколько кажущейся сложностью установки. Надеюсь эта статья помогла вам разобраться с этим вопросом.

Как подключить светодиодную RGB ленту своими руками?

Современные технические инновации открывают новые возможности для оформления интересных дизайнерских решений в собственном жилище, в магазинах, на предприятиях и т.д. Новой вехой в усилении контурных линий стали светодиодные ленты, которые устанавливают для подсветки потолка, вывесок, мебели и других элементов. В сравнении с классической белой светодиодной полосой установка разноцветной, для многих обывателей, кажется относительно сложным процессом. Поэтому сейчас мы разберем особенности подключения RGB ленты и выбора комплектующих для ее полноценной работы.

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.

Рис. 1: пример питания кристаллов RGB ленты

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

Читайте также:  Настольная лампа для школьника: какая лучше для зрения (рейтинг)

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:

Рис. 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

Рис. 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.

Читайте также:  Люстра своими руками: 10 уникальных идеи с фото (из подручных материалов)

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 подключения

Чтобы смонтировать работоспособную систему с RGB лентой необходимо произвести следующие действия:

  • Составьте схему расположения устройств – это поможет предварительно рассчитать необходимую длину проводов, места установки блоков и т.д;
  • Приклейте RGB ленту – для этого используется чистая обезжиренная поверхность, а при необходимости устанавливается дополнительная алюминиевая полоса для лучшего теплоотвода;
  • Подключите выводы RGB ленты, соблюдая цветовую маркировку (R – красный, G – зеленый, B — синий) к контроллеру; Рис. 4: подключить ленту к контроллеру
  • Подключите к блоку питания контроллер, к клемме +12В и – 12В; Рис. 5: подключите блок питания к контроллеру
  • При необходимости подключите к БП усилитель, заметьте, что светодиодная RGB лента подключается последовательным соединением в разрыв цепи усилителя; Рис. 6: подключение усилителя
  • Подключите готовую схему подсветки в сеть 220В.

Схемы подключения

В зависимости от длины RGB ленты, используется различное оборудование и меняется порядок его включения. Для лучшего понимания принципа построения электрической схемы вы можете ознакомиться с уже готовыми вариантами для их реализации в собственных проектах.

С усилителем

Следует отметить, что усилитель не влияет на яркость свечения, поэтому применять его для RGB ленты длиной до 5 м смысла не имеет. Установка усилителя обоснована лишь в тех ситуациях, когда общая длина превышает 5 м. В зависимости от мощности участков усилитель может питаться от того же блока питания, что и контроллер или от отдельного.

Рис. 7: схема с одним блоком питания Рис. 8: схема с двумя блоками питания

На этой схеме осуществляется параллельное подключение блоков питания к объединенным через усилитель RGB лентам.

Без усилителя

В случае, если есть необходимость подключения полосы длиной более 5 м их можно запитать и без использования усилителя. Но при этом необходимо для каждого участка длиной до 5 м установить и отдельный блок питания, и контроллер.

Рис. 9: питание ленты без усилителя

Посмотрите на рисунок 9, данная схема имеет раздельное электроснабжение на каждую RGB ленту, за счет чего обеспечивается автономия для каждой из них. Но к недостаткам данной схемы относится управление цветовой гаммой и работой подсветки отдельным пультом для каждого участка.

С контроллером

Наиболее простая схема питания RGB ленты – с одним блоком питания и одним контроллером.

Рис. 10: схема питания с контроллером

Посмотрите на рисунок 10 – это наиболее простой вариант, позволяющий подключить RGB ленту с полным рабочим функционалом. Единственный ее недостаток – так можно запитать только полосу до 5 м.

Без контроллера

Следует оговориться, что RGB лента без контроллера не может полноценно функционировать, так как без этого устройства невозможно переключать цвета. Но, как временный вариант, на период замены вышедшего со строя контроллера, эту схему подключения можно использовать.

Рис. 11. Схема питания без контроллера

Посмотрите на рисунок 11, вам необходимо подключить общий провод от ленты к плюсовой клемме блока питания, а цветные провода спаять вместе параллельным соединением и подключить к минусовой клемме блока. Но вся RGB полоса будет гореть только одним цветом.

Частые ошибки при подключении

Несмотря на простоту вышеприведенных работ, в ходе подключения часто допускают ошибки, способные свести на нет все ваши усилия. Поэтому стоит заострить на них внимание:

  • Подключение выполняется в строгой последовательности – блок питания – коннектор – RGB лента – (усилитель) – RGB лента.
  • При отклеивании пленки на бюджетных моделях часто оголяются контакты заводской пайки, которые при монтаже на проводящую поверхность могут сгореть от токов нагрузки;
  • При совмещении между собой нескольких участков ленты их соединение должно производиться с помощью специальных коннекторов или пайки, но, ни в коем разе не скрутками;
  • Сечение проводов для соединения следует выбирать в соответствии с величиной нагрузки, иначе они могут перегореть;
  • Мощность БП нельзя выбирать впритык, обязательно нужно обеспечивать запас;
  • Светодиодные ленты большой мощности должны обязательно устанавливаться с устройством теплоотвода;
  • Последовательное подключение более 5м RGB ленты должно производиться только через усилитель или от отдельного БП и контроллера.
Читайте также:  Подсветка штор светодиодной лентой: в чём преимущества, как сделать своими руками, фото

Видео в помощь


Подключения RGB светодиодной ленты: популярные схемы

RGB светодиоды (многоцветные) позволяют создавать подсветку, в которой возможно изменение интенсивности и цвета светового излучения.

Существуют ленты для жилых комнат (IP20) и помещений с повышенным уровнем влажности или запыленности (IP67-69).

Для подключения светодиодной RGB ленты обязательно привлекаются специалисты, если самостоятельно не удается рассчитать параметры оборудования и создать схему.

RGB технология

Технические характеристики светодиодов не дают возможности получить белое свечение. Ограничение было устранено, когда ученые изобрели изделия с люминофором. Следующий шаг – светодиод RGB, в котором установлено 3 кристалла: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Их смешение (RGB технология) позволяет получить практически любой цвет и оттенок свечения. Ленты, созданные из этих источников света, дают больше возможностей, чем изделия из люминофорных диодов.

Устройство

SMD светодиод RGB – это плата, на которой кристаллы трех цветов могут не соединяться между собой или соединяться через общий анод или катод. При первом варианте у светодиода 6 выводов, при втором 4. На монтажной площадке указывается их назначение. Для изменения цвета свечения меняется яркость одного из цветов.

Светодиодная RGB лента – это гибкая плата шириной 8-20 мм, на которую установлены диоды (в корпусе или без корпуса) и резисторы. Чаще всего используются SMD 5050, на погонном метре их может быть 30 или 60. От количества зависит вольтаж и параметры светового потока. Крепление осуществляется двойным скотчем, расположенным на тыльной стороне полосы. Для повышения уровня защиты используется силиконовое покрытие.

Стандарт RGB ленты по длине – 5 метров, при необходимости ее можно разрезать по пунктирным линиям. Места разреза оснащены контактами, которые используются для присоединения к источнику электропитания. Назначение обозначается знаком «+» и буквами R, G, B.

Контроллер для RGB ленты

Считается, что многоцветную светодиодную полосу нельзя присоединить к источнику питания без контроллера. Его мощность выбирается, исходя из мощности ленты. Назначение этого прибора – создавать световые эффекты изменением яркости и цвета излучения. Для управления используется пульт, излучающий инфракрасные или радиоволны, или Wi-Fi. Более эффективно с точки зрения создания световых эффектов управление через интернет.

У большинства этих регуляторов 3 канала управления (отдельный на каждый цвет). Режимом работы подсветки можно управлять вручную или при помощи программ, заложенных в устройство. Анодом управляет микропроцессор, отключающий/подключающий цвета. К одному регулятору можно подключить полосу определенной длины (5 м или 2 отрезка по 5 м параллельно). Если параметр больше, в схему включается усилитель.

Внимание! Контроллер не нужен, если светодиодная RGB лента подключается к батарейке (батарейкам). Такую подсветку можно устроить на балконе, в ванной, сарае, гараже, погребе, дачном домике без света.

Нужно подобрать любые батарейки, которые способны дать напряжение, необходимое для конкретного светодиодного источника света, и спаять их (или поместить в специальный контейнер). На полосе с диодами указывается вольтаж, необходимый для одного метра. Данные по отдельным цепочкам доступны в справочниках.

Между источником света и блоком питания припаивается тумблер (плюс к плюсу). Такая лента может пригодиться так же при перебоях в подаче электроэнергии в городской квартире.

Усилитель для RGB ленты

Предназначение усилителя, подключенного к блоку питания – повторять сигналы контроллера. Он оснащен входными (input) и выходными (output) клеммами и входными контактами: знаком «+» и буквами R, G, B. Питание (12 или 24 В) подключается через «+» (VDD) и «-» (GND). Существуют микро-модели, рассчитанные на 20-30 Вт. При их помощи подключаются метровые участки светодиодной ленты. Соединение с основным оборудованием (при недостаточной мощности) проводится последовательно.

Читайте также:  Ремонт настольного светильника: как разобрать лампу, виды поломок

Блок питания

При выборе блока питания учитывается условия на месте монтажа и предполагаемая нагрузка. Желательно предусмотреть запас мощности до 30%.

Блоки питания классифицируются по различным признакам. Они бывают полностью и полугерметичные, негерметичные. Исполнение определяет место установки – герметичную модель нужно купить для монтажа на свежем воздухе. Мощность 12-800 Вт при токе 1-66 А. Охлаждение может быть активное или пассивное, корпус из пластика или металла.

Так как не существует приборов, работающих вечно, оптимальным вариантом можно считать присоединения отдельных участков освещения или подсветки к отдельным источникам энергии. Это исключает возможность остаться полностью без света при выходе из строя одного из приборов.

Мощность источника электроэнергии рассчитывается по формуле: Мщ = N*P*S*1,3, где:

  • N – количество диодов на метре;
  • P – мощность одного СМД;
  • S – длина отрезка;
  • 1,3 – запас мощности.

Популярные схемы подключения

Простота подключения цветной светодиодной ленты дает возможность провести эту работу самостоятельно при наличии небольшого уровня знаний и навыков в электротехнике. Если их нет, лучше пригласить специалиста.

Стандартная схема подключения

Для подключения к блоку электропитания контроллера при помощи коннекторов или пайки используется двухжильный провод, для подключения светодиодной полосы – четырехжильный. Сечение провода от 0,25 мм, более надежны соединения коннекторами. Система присоединяется к бытовой сети при помощи стандартной розетки.

Внимание! Очень важно не нарушить полярность соединений!

Чаще всего неопытные электрики неверно соединяют оборудование. Следует соблюдать определенную последовательность: блок питания, управляющее устройство, светодиодная полоса. Если требуется усилитель, он подключается между контроллером и лентой.

У изделий эконом класса обязательно необходимо проверить места пайки с обратной стороны после отрыва скотча. Случаются, что они оголяются, после установки на металлический профиль происходит короткое замыкание, выводящее светодиодную ленту из строя.

Еще одна частая ошибка – подключение к одному блоку питания отрезка длиннее, чем 10 метров, в расчете на то, что недостаток мощности компенсируется усилителем. Даже при наличии запаса источник энергии и диоды долго работать не смогут.

Вариант подключения двух светодиодных лент

Если подключить 2 светодиодные полосы (10 м) последовательно, яркость свечения второго отрезка снизится.

Он подключается параллельно к усилителю, если у регулятора достаточно мощности. В противном случае необходимо купить дополнительный блок электропитания. К одному источнику подключается управляющее устройство, ко второму – усилитель. Дополнительный отрезок запитывается от усилителя, расположенного по близости (не нужно тянуть провода от регулятора до усилителя).

В итоге получаются 2 цепочки:

  • блок электропитания, контроллер, светодиодная полоса;
  • блок электропитания, усилитель, светодиодная полоса.

Подключение RGB ленты длиной в 20 метров

Для подключения длинной RGB ленты одного управляющего устройства может оказаться недостаточно. Если купить дополнительный, потребуется второй пульт. Синхронизировать работу такой подсветки сложно.

Гораздо удобнее приобрести 4 маломощных блока электропитания, соединить параллельно через диодный мост и подключить регулятор.

Важно! Усилитель подключается к каждому блоку питания.

Если у контроллера достаточно мощности для 20-и метров, усилители из схемы исключаются. Отрезки подключаются к нему параллельно, монтируется общий источник электропитания.

Еще один вариант – присоединить к контроллеру отрезок 5 м, остальные включить в схему последовательно через отдельные блоки электропитания и усилители.

Пошаговая инструкция по монтажу

Первое, что необходимо сделать – обезжирить поверхность для установки RGB полосы. Основание из металла обязательно покрывается материалом, обеспечивающим электроизоляцию.

  • проверка целостности полосы и соответствия ее мощности вольтажу источника питания;
  • приклеивание на основание (чтобы не навредить системе, радиус изгибов не должен превышать 2 см);
  • выбор места размещения управляющего устройства и источника электропитания, доступного для обслуживания (если управление на основе инфракрасных лучей, контроллер должен быть видимым во время эксплуатации);
  • нарезание отрезков (при необходимости) по указанным производителем линиям, соединение и изоляция;
  • удаление с клеевого слоя защиты, наклеивание отрезков на основание;
  • подключение ленты к контроллеру, регулятора – к электропитанию (обязательно соблюдение полярности);
  • подача напряжения.

Отрезки соединяются между собой при помощи проводов с сечением от 0,75 м2.

К «R» на контроллере присоединяется красный провод, к «G» – зеленый, к «B» – синий. Четвертый провод (может быть любого цвета) подключается к «V+». Для подключения питания к контроллеру красный провод присоединяют к «V+», черный – к «V-». К бытовой электросети система подключается при помощи обычной вилки с проводом, подключенным к разъемам «L+» И «N-».

Важно! Если присоединяется дополнительный отрезок, сечение проводов должно быть от 1,5 мм2.

Основные выводы

Выгодно светодиодные RGB ленты использовать там, где требуется экономия электроэнергии и расходов на обслуживание. В жилом доме эти источники позволяют сделать атмосферу более уютной и реже менять лампочки.

Читайте также:  Почему моргает светодиодная лента в выключенном и включенном состоянии: что делать

При подключении обязательно необходимо соблюдать некоторые меры безопасности:

  • соблюдать полярность;
  • подбирать электропитание в зависимости от условий эксплуатации (запыленности, уровня влажности);
  • купить устройство для электропитания с запасом мощности и выходным напряжением, соответствующим вольтажу ленты;
  • несколько отрезков подключать параллельно;
  • соблюдать требования по параметрам сечения проводов;
  • включать в схему усилитель, если мощность управляющего устройства слишком низкая;
  • резать RGB только в местах, обозначенных производителем;
  • при использовании для подключения пайки температура паяльника не должна превышать 260оС;
  • несколько источников питания соединять по катоду.

Если кто-то уже подсоединил пультом отрезок RGB, при использовании второго контроллера для других отрезков требуется второй пульт.

При правильно составленной схеме и грамотном подборе оборудование подключение не создает проблем. Если путаются провода, ничего не горит, просто подсветка не работает так, как задумано. Нужно проверить свет проводки и исправить ошибки. Хуже, если путается полярность. Такая ошибка может вывести светодиодную систему из строя.

Как правильно подключить RGB ленту: пошаговая инструкция

Светодиодные ленты используются в дизайне помещений, жилых домов и других зданий. Например, подсветка потолка, пола, периметров помещений, мебели, фасада зданий, бассейнов. Особенно широко в рекламном бизнесе. Например, для внешней иллюминации торговых центров. В данной статье мы рассмотрим подключение RGB ленты для пользования в домашних условиях.

Что такое RGB светодиодная лента

Лента со светодиодами RGB – это гнущаяся плата с несколькими светодиодами в ряд, каждый из которых может выдавать один из трех цветов – красный, зеленый или синий. Длина таких светодиодных линий стандартно пять метров.

Что нужно для подключения

  • Лента со светодиодами.
  • Блок питания.
  • RGB-контроллер в комплекте с пультом управления (необязательно).
  • RGB-усилитель (в некоторых случаях).

В первую очередь выбираем блок питания. Включение линии светодиодов напрямую в сеть 220в недопустимо, она сразу перегорит. Они рассчитаны на напряжение 12 и 24 вольта и постоянный ток. БП преобразует ток в сети (он, как правило, переменный) в постоянный и понижает напряжение. Характеристики ленты написаны на этикетке.

БП рекомендуем выбирать с запасом хотя бы 30%. Если характеристики с лентой будут совпадать, то блок станет работать на износ, и срок его службы сократится.

RGB-контроллер подключается в цепи между БП и светодиодами. Он регулирует яркость и цвет светодиодов.

Если контроллер не нужен, то можно подключить к питанию напрямую. Тогда нужно к «+» контакту блока (некоторые виды БП называют драйверами) присоединить «+» проводок ленты. А к «-» драйвера сразу три цветовых провода.

В некоторых случаях для того, чтобы правильно подключить rgb ленту, необходимо добавить в цепь усилитель. Об этом ниже.

Популярные схемы подключения

Стандартная схема (драйвер, контроллер, лента) иногда усложняется RGB-усилителем. Такой прибор увеличивает сигнал. Он используется в случаях, когда мощности контроллера недостаточна для всей светодиодной линии.

Мощность усилителя рассчитываем по такой формуле:

Где P-мощность усилителя, K – коэффициент запаса (равен 1,2).

Многие начинающие радиолюбители думают, что усилитель регулирует светодиодную яркость. Это не верно.

Схема подключения без усилителя

Данная схема подключения rgb ленты НЕПРАВИЛЬНАЯ.

потому что участки ленты через каждые 5 метров должны подключаться только параллельно.

Это связано с тем, что, во-первых, при последовательном соединении диоды потускнеют на конце участка из-за потерь. Во-вторых, токопроводящие дорожки светодиодной линии не рассчитаны на большую длину, они будут перегреваться.

Читайте также:  Крепление люстры к потолку из гипсокартона: как правильно повесить, особенности крепления

С усилителем

Когда мощность RGB слишком высокая для контроллера, добавляем в цепь усилитель. Последовательность соединения такая: БП, контроллер, 1-ый участок ленты, усилитель, 2-ой участок.

Если суммарная мощность контроллера и усилителя не выше, чем у БП, используем такую схему:

В случае превышения мощности добавляем еще один БП, и собираем по следующей схеме:

К блоку питания

Когда пользователю не нужно многорежимное управление, можно подключить rgb ленту напрямую к питанию. Два или более участка соединяем параллельно:

Мощные светодиоды подключаются по-другому. Присоединяем к БП с двух концов, как показано ниже:

Как подключить к контроллеру

Начинающие радиолюбители часто задаются этим вопросом.

При покупке контроллера в первую очередь обращайте внимание на совместимость характеристик с вашей светодиодной лентой. Написано в инструкции и на этикетке.

Контроллеры могут управляться одним из способов:

  • Сеть Wi-fi. На смартфоне или планшете;
  • Пульт управления
  • Переключатель на стене. Такой вариант удобен, если пользователю нет необходимости в частых сменах режима работы светодиодов.

Порядок монтажа контроллера следующий:

  1. Присоединяем контакты конт-ла к выходам пониженного напряжения блока питания. Плюсовой контакт – красный, минусовой – черный.
  2. Светодиодную линию подключаем к контроллеру через VDD (плюсовой контакт) и R, G, B (они отвечают за управление цветами диодов).

Ориентируйтесь по таким схемам.

И более 5 метров:

Как укоротить ленту

Если линия RGB имеет большую длину, то можно укоротить. Для этого размечены специальные места, которые можно обрезать без повреждения цепи.

Типичные ошибки при подключении

Мы собрали ТОП-ошибок при сборке RGB светодиодной ленты:

  1. Выбор слабого блока питания, с мощностью «впритык». Дело в том, что потребляемая светодиодами мощность колеблется при работе, то в плюс, то в минус. Запас БП рекомендуем 30% или больше.
  2. Монтаж без теплоотвода. При мощности более 25 ватт/метр светодиоды сильно греются, потому для них нужен теплоотводящий материал. Подойдет в таком случае алюминиевый профиль. Иначе диоды постепенно потеряют мощность, а потом и выйдут из строя.
  3. Неверная последовательность подключения. Напоминаем: блок питания – контроллер – лента – усилитель – лента. Все остальные схемы (без контроллера и/или усилителя) смотрите выше.

Интересное видео по теме:

В заключение

Заинтересовала данная тема? Пишите комментарии и делитесь статьей в социальных сетях!

Если остались вопросы, рекомендуем посмотреть видео.

Схема подключения светодиодной ленты RGB 5-10м, 15м, 20м и более.

При подключении обычной монохромной ленты следует придерживаться трех основных правил:

    подключение выполняется параллельно отрезками не более 5 метров
    лента монтируется на алюминиевый профиль
    блок питания выбирается всегда с запасом по мощности

Эти же правила полностью применимы и для многоцветной RGB ленты. Однако здесь есть некоторые особенности. Связаны они с использованием в схеме подключения RGB контроллера.

Кроме этого, обязательно запомните, что полноценную rgb подсветку можно изготовить на основании светодиодов SMD 5050. Именно в них реализована возможность менять цвета в одном источнике света.

Достигается это за счет того, что светодиод собран из трех кристаллов. Во всех остальных видах SMD 2835, SMD 3528 один светодиод может светить только одним цветом.

Из-за этого в подсветке могут возникать небольшие провалы освещенности, когда соседние светодиоды попросту не будут гореть и полоса света не будет выглядеть цельной и сплошной. Примеры и недостатки таких моделей можно посмотреть в статьях ”Характеристики светодиодных лент SMD 3528” и ”Отличия светодиодной ленты SMD 2835 от SMD 3528”.

RGB контроллер подключается после блока питания. С его помощью можно менять не только цвета, но и яркость освещения, разные режимы работы, интенсивность смены расцветки и т.д.

Для режима светомузыки, когда цвета бегают по разным сторонам и сменяют друг друга, потребуются специальные контроллеры. Называются они DMX.

Напрямую через контроллер можно подключать определенную длину светодиодной ленты. Максимум это 5 метров или 10 метров при параллельном подключении двух отрезков по пять.

А что делать, если разноцветная подсветка у вас более 10 метров? Для монохромного варианта все решается параллельным подключением отдельных кусков. Например, подключаете 3 участка по 5м каждый и имеете полноценную подсветку длиной 15м.

Читайте также:  Почему моргает светодиодная лента в выключенном и включенном состоянии: что делать

Для RGB ленты параллельно спаять и соединить 5-ти метровые участки можно, однако с непосредственным подключением к одному контроллеру имеются нюансы.

Для начала рассмотрим вариант, когда у вас общая длина светодиодной подсветки всего 5м или 10м, то есть две цельные ленты соединенные параллельно по 5м каждая. Что необходимо в этом случае?

    блок питания, преобразующий 220В из сети в 12 или 24В необходимые для работы подсветки

Все нюансы по его выбору, регулировке напряжения и особенностям подключения можно узнать из статьи ”Как правильно выбрать блок питания для светодиодной ленты”.

    RGB контроллер

Его в отличие от блока питания можно подбирать без запаса по мощности, что называется впритык. Главное правильно рассчитать мощность самой ленты.

Например, если 1м потребляет 14,4Вт (данные можно найти на упаковке или из таблиц, согласно разновидности светодиодов), то 10м будут соответственно “кушать” 144Вт. Именно на такую мощность и покупаете контроллер.

Как все это правильно подключить? Во-первых, 220В нужно подать на сам блок питания. Обычно слева на нем имеются две клеммы с маркировкой L(фаза), N(ноль) и заземление. Здесь полярность L и N соблюдать не обязательно.

Далее по схеме идет контроллер. У него имеется ряд клемм:

    Light с контактами BGR V+

Расшифровываются они как:
B (blue) – синий

G (green) – зеленый

+V – общий плюс на светодиодной ленте. Непосредственно на ленте он может быть подписан как ”+12” или просто ”+”. Все остальные три контакта rgb являются минусовыми.

    Power с контактами “+” и ”-”

Поэтому заранее уточняйте, сколько контактов для пайки проводов имеет лента и покупайте соответствующий контроллер. Особенно это актуально при покупках через интернет магазины.

К контактам Power подается напряжение 12 или 24В от блока питания.

Ищите на блоке клеммы с надписью ”V+” и “V-“. Вместо “V-“ иногда пишут “COM”.

Далее заводите в клеммы контроллера три припаянных к ленте RGB проводка, каждый из которых отвечает за свой цвет. R подключаете к R, G к G и так далее.

Если перепутаете порядок, подключите красный к зеленому или наоборот, ничего страшного не случится, просто будут путаться цвета на пульту управления.

Для этого нужно скрутить все три провода rgb в один и подать на него минус, а на второй проводок плюс.

Правда в этом случае, ни о какой разноцветной подсветке и речи быть не может. Однако как один из вариантов освещения, при выходе из строя контроллера, рассматривать можно.

Если нужно подключить 15, 20 метров или более, такой вариант только с одним контроллером уже не подойдет. Есть два выхода:

    использовать два контроллера
    использовать RGB усилитель

Первый вариант неудобен более высокими затратами. А во-вторых, у вас будет два пульта управления, каждый из которых отвечает за различные участки ленты. И как вы их синхронизируете, тот еще вопрос.

Поэтому лучший вариант, когда все управляется от одного контроллера и с одного пульта. Это можно легко реализовать при помощи rgb усилителя.

Из названия понятно, что его предназначение усиливать сигнал от контроллера. Правда некоторые заблуждаются, полагая, что он нужен для более яркого свечения ленты. И его именно с этой целью можно использовать даже для 5-ти метровых участков. Это не так.

Выбирается он по мощности не всей длины светодиодной ленты, а только того участка, который к нему и подключается, помимо первых 5 или 10 метров.

У усилителя есть входные-input и выходные-output клеммы. На входе и выходе те же контакты, что и у контроллера – общий плюс и цвета.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: