Блог
896 0

RGB-контроллер: особенности, характеристики, схема подключения

Что это такое

Для нормальной работы светодиодных светильников требуется специальный контроллер. Он представляет собой блок, который отвечает за режимы работы светодиодов. Сама аббревиатура расшифровывается, как Red Green Blue (красный, зелёный, синий), что означает названия трёх основных типов цвета.Контроллер управляет режимом мигания, цветом свечения ленты, яркостью, смешиванием основных цветов, которые в результате дают самые разные оттенки.

Нулевая интенсивность каждого из трёх компонентов дает самый темный цвет (чёрный), а полная интенсивность каждого дает белый. Качество этого белого цвета зависит от природы первичных источников света, но при условии, если они правильно сбалансированы. В результате получается нейтральный белый цвет. Когда степенb интенсивности всех компонентов одинаковы, в результате получается оттенок серого. Он может быть темнее или светлее в зависимости от интенсивности. В случае? если степени интенсивности различны, в конечном итоге получается оттенок, более или менее насыщенный в зависимости от разницы самых сильных и самых слабых степеней интенсивностей основных цветов.

Сама цветовая модель RGB не имеет чётко выраженного красного, зеленого и синего цветов. Результаты их смешения создают новые цветовые гаммы. Когда точные цветности красного, зеленого и синего основных цветов определены, цветовая модель становится абсолютным цветовым пространством. В современных осветительных приборах качество цвета максимально приближено к восприятию человеческого глаза для наименьшего урона здоровью. Благодаря контроллерам можно самостоятельно подобрать для себя оптимальный цветовой режим.

Само устройство является переключателем цепей источника питания к потребителю. Все три цвета могут быть в виде разных кристаллов либо изготовлены в виде отельного в одном корпусе светодиода, как, например, в SMD 5050.

Устройство

Конструктивно это гибкая печатная плата, к которой прикреплены светодиоды и резисторы, предназначенные для понижения тока. Выпускается разной ширины — от 5 до 30 мм. Наиболее востребованы LED-ленты с набором из шести выводов, в которых светодиоды собираются внутри единого корпуса.

Светодиоды классифицируются по типоразмерам. Самыми распространенными считаются SMD 5050 с габаритами 5х5 мм. Один погонный метр RGB-ленты может содержать около 30 светодиодов (изделие с двойной плотностью — 60). Мощность и световой поток зависят от числа диодов и их типоразмера.

Ленты различаются по степени защищенности (IP00 и т. д.). Чем ниже этот параметр, тем меньше вариантов применения осветительного прибора. К примеру, слабо защищенные приборы эксплуатируются исключительно в сухих помещениях, а изделия в силиконовой оболочке не страшатся даже полного погружения под воду (IP68).

Для размещения ленты на поверхностях с ее тыльной стороны крепится двусторонний скотч. Всегда можно разрезать ее на части, выбрав необходимую длину. Производители приборов самостоятельно отмечают пунктирными линиями места разрезов, там же изображен символ «ножниц». Перерезайте гибкую плату на этих участках, поскольку только здесь установлены контактные площадки для подключения к источнику питания с последующей спайкой или применением коннекторов.

Где и как используется

Устройство непосредственно используется вместе с различными светодиодными светильниками. Сами же светодиодные источники света применяются в самых разных сферах, начиная от производства и строительства, заканчивая украшением и подсветкой архитектурных элементов.

Благодаря своей стойкости к влаге они также используются для освещения водных объектов. RGB-контроллер позволяет создавать самые разные вариации света, что лишь придаст объекту особую эстетичность. Практически всегда к SMD 3528, а также к улученной модели SMD 5730 прилагаются контроллеры с разными типами управления.

Пошаговая инструкция по монтажу

При самостоятельном подключении цветной RGB-ленты требуется четкое соблюдение алгоритма:

  1. Поиск места установки и подготовка поверхности. Для начала определитесь с местом установки, а затем выровняйте поверхность, к которой будет крепиться светодиодная лента. Ею может быть потолок, дверь и т. д. Обязательно обезжирьте ее с помощью любого растворителя, иначе двусторонний скотч спустя короткий промежуток времени отойдет. При креплении к металлическим поверхностям требуется дополнительная электрическая изоляция.
  2. Большинство светодиодных RGB-лент самоклеющиеся — снимите с тыльной стороны защитную пленку и аккуратно прижмите изделие к поверхности выбранного места. При выполнении изгибов их радиус должен быть не более 20 мм, в противном случае могут возникнуть неполадки. Разрезайте ленту в строго обозначенных местах. При соединении разных частей пользуйтесь специальными коннекторами или паяльником (подробнее об этом рассказано в отдельной статье).
  3. Подключение электрической цепи. Выберите схему соединения светодиодной ленты из предложенных выше. Объедините изделие с контроллером, усилителем и блоком питания. Последний включите в сеть при помощи электрической вилки. Черный провод блока соедините с клеммой V- на усилителе, красный — V+. Провода светодиодной ленты объедините с контактными площадками контроллера в соответствии с их цветом и обозначением: красный — R, зеленый — G, синий — B. Последний провод подключается к плюсовой клемме — V+.
  4. Подсветка работает от сети 220 В. Проверьте ее работоспособность при помощи пульта ДУ.

Правильные подключение и эксплуатация светодиодной RGB-ленты позволят создать неповторимую атмосферу дома, украсить офисные или жилые помещения, уличную беседку. Наличие тех или иных электротехнических изделий в выбранных схемах зависит от длины платы, количества и типоразмера используемых LED-диодов.

Особенности конструкции

Схема RGB-контроллера для светодиодной ленты

  • Основой устройства является мини-контроллер U1. Он работает от резонатора с напряжением 8 В. Имеются фильтрующие конденсаторы C1 и C2. Резистор R7 отвечает за разрядку конденсатора С1. За стабильную работу отвечают конденсаторы C3 и C4. Для подключения программатора предусмотрен специальный разъём Prog. Во время нормальной работы он отвечает за подключение разъёма питания, также являясь выходом RGB. Управление устройством происходит с помощью кнопки энкодера I1. Светодиод RGB D1 дублирует цвет самой ленты. Резисторы R1-R3 отвечают за ограничение тока.
  • На основе микросхемы 7805 изготовлен блок питания. На диодном мосту BR1 и конденсаторе С1 размещается выпрямитель. Конденсаторы C2 и C3 нужны для обеспечения стабильной работы микросхемы непосредственно. Трансформатор с переменным током (чаще всего 11-12 В) подключается через специальный разъём TRAFO. Диоды D1-D3 при необходимости снижают напряжение на 2 В.
  • На транзисторах Т1-Т3 построена исполнительная система. Управляющий вывод транзистора к земле подтягивают резисторы R1-R2. Резисторы R4-R6 служат ограничителями тока. Разъём S служит для подключения драйвера к устройству. Разъёмы R, G, B предназначены для подключения светодиодного светильника.

Зачем нужен блок питания?

Чаще всего светодиоды используются в низковольтном оборудовании. Если такие приборы подключить в сети 220 вольт, произойдет скачек напряжение и устройство «перегорит» — выйдет и строя. Различное светодиодное оборудование может работать от разного напряжения: 5, 12, 24 или же 48 В. Для них обязательно дополнительное оборудование, которое будет выполнять функцию трансформатора тока, а также защиты сети от перезагрузок. В некоторых случаях в такои приборе может сразу присутствовать и контроллер. Но необходимо знать, как правильно подобрать такое устройство.

Технические характеристики RGB-контроллера светодиодной ленты

  • 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.

Микроконтроллер и микроусилитель

При малых мощностях светодиодной ленты, можно обойтись без всех этих громоздких коробочек и блоков.

Воспользуйтесь микроконтроллерами и микроусилителями RGB.

При уменьшении габаритов в десятки раз, они сохраняют все свои функциональные возможности. Единственное, что у вас исчезает — это клеммы для подключения проводов.

Все проводники из этих микроустройств уже изначально выведены наружу и подключаются посредством пайки или на специальных коннекторах и разъемах.

Это очень удобно при монтаже подсветки за подвесным потолком, когда нет свободного места куда спрятать крупногабаритные квадратные коробки.

Какие есть виды

Они бывают различных типов, включая герметичный с разными типами защиты. Стандарт защиты IP 20 указывает на то, что данный вид устройства наименее защищён и его нельзя использовать на улице, а также в помещения с высокой влажностью. В свою очередь устройство с уровнем защиты IP68 идеально подходит для наружного использования.

По типу управления выделяют такие виды:

  • Контроллер для светодиодной ленты с пультом. Он управляется при помощи инфракрасного излучения. Радиус действия самого пульта приблизительно до десяти метров. Датчик должен находиться в зоне прямой видимости для нормальной передачи сигнала.
  • Кнопочные пульты являются самыми распространёнными. Они дешёвые и не отличаются сложностью в эксплуатации. Каждая кнопка отвечает своей функции.
  • Сенсорные пульты управления имеют сенсорное кольцо. Оно позволяет выбрать режим и цвет свечения светодиодов.
  • Без пульта. Такая разновидность актуальна, если нет необходимости менять режим работы устройства. Управление происходит с помощью кнопок, расположенных на самом корпусе. Режимы и количество функций зависят непосредственно от модели.
  • У мини-контроллера RGB есть три кнопки управления: mode (режим), speed bright (скорость мерцания) и color (цвет). Его небольшие размеры позволяют быстро и удобно подключать к открытому блоку питания, а также хранить практически в любом месте.
  • Устройство с радиопультом происходит при помощи радиосигнала, радиус которого составляет 100 метров. Функционирует даже через стены.
  • Существуют устройства, управляемые по Wi-Fi. Ими можно управлять через планшет, смартфон, компьютер. Программное обеспечение для управления прилагается на диске или доступно в интернете на iStore или на Play Market. Есть модели с уже устроенным Wi-Fi модулем и те, которые управляются через роутер. Он в свою очередь может регулировать несколько RGB-лент.
  • Звуковые устройства оснащены функцией сканирования звуков (хлопок или щелчок), обрабатывают их и меняют режим работы светодиодов.
  • Помимо этого, существуют светодиодные лампы Gauss, оснащённые RGB-контроллером с пультом управления. Светодиодная лампа GX53 не уступает по функциям, мощности и цветовой гамме лентам. В сочетании с лентой, вместе светильники дают прекрасное и качественное освещение.

Для чего нужен усилитель

Увеличивая количество усилителей в одной схеме, можно подключить любую мощность светодиодной ленты, без оглядки на мощность самого контроллера. Правда при наличии соответствующего блока питания.

Все кто впервые сталкивался с вопросом, как правильно подключить светодиодную ленту, обязательно натыкался на главное ограничение: нельзя подключать последовательно более 5 метров ленты.

Так вот, благодаря одной маленькой коробочке, это правило можно некоторым образом обойти. Вот схема того, как вы сможете последовательно наращивать метраж своей подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.

Монтировать такое количество блоков питания вовсе не обязательно, при условии что у вас есть один более мощный и все усилители будут запитаны от него.

Конечно никто не мешает вам установить дополнительный контроллер для каждого отрезка. Но в этом случае вам понадобятся несколько независимых пультов управления. И здесь встает вопрос — как вы будете их синхронизировать по цветам?

Есть вариант с установкой многозонных контроллеров, однако это выйдет в разы дороже.

С простыми девайсами получится такая картина, когда одна половина освещения будет гореть одним цветом, а вторая другим. При этом смена цветов будет происходить с запаздыванием и визуально различимой задержкой.

Толку от таких контроллеров будет мало. Всю полную информацию по этим устройствам можете найти в статье ниже. Узнаете для себя много нового.

Включив же в схему усилитель, вы без лишних затрат сможете синхронно управлять подключенной подсветкой на всей протяженности. При этом без каких-либо потерь яркости.

Достоинства

  • Возможность регулировки цвета свечения.
  • Возможность регулировки яркости света.
  • Возможность регулировать режим частоты мигания света.
  • Удалённое управление.
  • Звуковое управление.
  • Управление через Wi-Fi.
  • Управление через радиосигнал.
  • Широкий спектр дополнительных функций.

Электрическая схема LED RGB ленты на светодиодах SMD-5050

Разобравшись с устройством светодиода легко разобраться и с устройством светодиодной ленты. В верхней части картинки фотография работоспособного отрезка LED RGB ленты, а в нижней его электрическая схема.

Как видно из схемы, одноименные контактные площадки светодиодной ленты, находящиеся с ее правой и левой стороны электрически соединены между собой напрямую. Таким образом, обеспечивается возможность подачи питающего напряжения на ленту с любого конца и на следующий отрезок ленты при ее наращивании.

Кристаллы светодиодов VD1, VD2 и VD3 одинакового цвета свечения соединены последовательно. Для ограничения тока в каждой из цветовых цепей установлены токоограничивающие резисторы. Два из них номиналом 150 Ом, а один 300 Ом, в цепи кристаллов красного цвета. Резистор большего номинала установлен для выравнивания яркости всех цветов с учетом интенсивности излучения кристаллом светодиода и не одинаковой цветовой чувствительности человеческого глаза к разным цветам.

Как сделать RGB-контроллер своими руками

Основой будет небольшая коробочка, которая управляет китайской гирляндой. Сеть с напряжением 220 В питает микросхему устройства, а из выходов сигналы идут на тиристорные ключи. Это и будут направления R, G, B. К ним необходимо подключить светодиодную полосу. Тиристорам охлаждение не требуется. Блоком питания может служить неисправный системный блок персонального компьютера. Его трансформатор идеально подходит для этой цели.

Расчет мощности — формула

Один из главных вопросов — как определить нужную мощность усилителя? Тут все достаточно просто и напоминает расчет при выборе блока питания.

Итак, чтобы узнать, какой RGB усилитель вам нужен, мощность одного метра ленты умножаете на всю ее длину и на коэффициент запаса (K=1,2).

Этот коэффициент необходим, чтобы устройство не перегружалось и исправно проработало весь заявленный срок службы.

Рассмотрим все на конкретном примере. Допустим вам нужно подключить 20 метров Led ленты RGBW SMD 5050/60 диодов на метр.

Мощность одного метра такого изделия составляет 14,4Вт/м.

В данном случае усилитель нужно выбирать по формуле:

P=14,4*20*1,2=345,6Вт

Если вы обратите внимание, то на коробочках этих девайсов обычно указывается ампераж и входное напряжение, но никак не мощность в ваттах. Что же делать?

Тут все еще проще. Чтобы получить заветную расчетную цифру, воспользуемся формулой, известной из школьного курса физики: I=P/U

В выше рассмотренном примере имеем:

Получается, что в данном случае вам нужен RGB усилитель на 30А.

Если вам требуется подключить не RGB, а монохромную одноцветную ленту, оптимальным вариантом будет использование только одной «минусовой» клеммы — R или G или B. Выбирайте любую на свой вкус, разницы здесь нет никакой.

Единственное что вам нужно учесть, общий ампераж усилителя нужно разделить на три.

И именно с такой мощностью и подбирать монохромную светодиодную ленту.

Подключение светодиодной ленты к контроллеру

Он всегда подключается по одной и той же схеме. Разъёмы питания обозначаются V+ и V-. Красный блок отвечает за плюсовой контакт, чёрный – за минусовой. Схема подключение несложная.

Для того чтобы подключить вторую ленту с напряжением 12 В, нужно к выходу блока питания присоединить удлиняющий провод. Второй конец самого провода присоединить ко второй ленте. Так ток протекает по проводу, а не по дорожкам первой.

RGB-устройство позволяет решить самые разные и сложные задачи, связанные со световой подсветкой. Комбинация и смешивание цветов светодиодных источников света не происходит без RGB-контроллеров. Светодиодные светильники часто монтируют в автотранспорт, создавая дополнительное свечение, чем-то напоминающее неон. С их помощью регуляция света получила самый широкий спектр функций.

Подключение проводов

Усилители могут подключаться последовательно и параллельно. Параллельное подключение предпочтительнее, так как оно уменьшает вероятность падения уровня сигнала на светодиодной ленте и позволяет получить точную цветопередачу и яркость.

В этих коробочках есть три разъема для подключения проводов:

  • разъем питания 12/24В
  • входной
  • и выходной разъем на Led ленту

При подключении блоков питания и RGB лент, необходимо строго соблюдать полярность. Помните, что запас мощности самих блоков питания, относительно всей длины подсветки, должен составлять не менее 20%

Иначе будут проблемы как с уровнем яркости, так и со сроком службы всего освещения.

Сечение провода от контроллера к усилителю и от усилителя к ленте, должно рассчитываться исходя из мощности нагрузки и длины проводов. В этом вам поможет следующая таблица:

Вот стандартные провода, которые применяют в большинстве случаев:

  • если от блока питания до контроллера 5м — ПВС 2*1,5мм2
  • более 5м — ПВС 2*2,5мм2
  • от контроллера до ленты 5м — ПВС 4*0,5мм2
  • более 5м — ПВС 4*1,5мм2

Напряжение 12/24В разрешается подавать как от дополнительного блока питания, так и от общего, если позволяет его мощность.

При этом следует помнить, что устройства мощнее 250Вт обычно идут с кулером и шумят во время работы, что не совсем комфортно в жилых помещениях. В особенности в спальне.

Поэтому при недостатке мощности, профессионалы советуют ставить именно два блока.

Добавить комментарий