Как устроены многоцветные светодиоды

Одноцветная

Подключение одноцветной светодиодной ленты не представляет ничего сложного. Все, что нужно – приобрести составляющие элементы подсветки, отрезать нужную длину LED ленты, припаять ее к блоку питания и заизолировать оголенные контакты. Сейчас мы подробно рассмотрим каждый из этапов подключения.

Выбираем схему подключения

Чтобы самостоятельно подключить светодиодную ленту к сети 220 вольт, нужно в первую очередь выбрать схему подсоединения всех элементов. Если Вы решили сделать подсветку, используя при этом не более 5 метров изделия, тогда достаточно соединить ленту с блоком питания 220 на 12 в, а БП подключить к домашней сети через шнур с вилкой.

Однако часто бывает, что нужно подключить более 5 метров светодиодной ленты – 10, 15 либо даже 20 метров. В этом случае соединять все отрезки последовательно запрещается, т.к. произойдет перегрев первого 5-метрового отрезка и в то же время напряжение на последующих участках значительно упадет. Такое подсоединение сократит срок службы LED подсветки. Все самые популярные схемы подключения светодиодной ленты мы подробно рассмотрели в соответствующей статье. Для примера предоставим их еще раз.

Последовательно (допускается, если нужно добавить небольшой отрезок):

Параллельно:

С двумя блоками питания (если лента большой длины):

Обращаем Ваше внимание на то, что можно подключить светодиодную ленту через выключатель либо диммер, что очень удобно при создании дополнительной подсветки в кухне либо другой комнате. В этом случае выключатель света подключается перед блоком питания в разрыв фазы, как показано на схеме ниже:. Диммер нужно подключать после блока питания, так, как показано на этом примере:

Диммер нужно подключать после блока питания, так, как показано на этом примере:

Со схемами подключения светодиодов к сети 220v разобрались, теперь переходим к самому процессу соединения элементов цепи.

Соединяем комплектующие

В самом простом примере мы имеем блок питания 220/12v и 5 метров одноцветной LED ленты. Чтобы подключить все элементы к 220 вольтам, нужно выполнить следующие действия:

Отрезать подходящую длину изделия. О том, как правильно резать светодиодную ленту, мы уже рассказывали. Разрезать проводник нужно в строго отведенных местах, обозначенных пунктирной линией либо значком ножниц, как показано на фото ниже:

Подготовить провода для подключения. Если длина не более 5 метров, можно смело выбирать провод, сечением 1,5 мм2. При большой длине ленты рекомендуем рассчитать сечение провода по мощности и току, чтобы выбрать подходящее значение.
Подготовить паяльник, канифоль и припой.
Обезжирить контактные площадки светодиодного проводника, используя ватку и спирт.
Зачистить провода для подключения изделия на 2-3 мм для пайки.
Выполнить лужение проводов и контактных площадок для пайки.
Припаять проводки к светодиодной ленте. Лучше всего для пайки использовать оловяно-свинцовый припой

Важно не перепутать жилы по цветам, иначе светодиоды не загорятся. Черный либо синий провод нужно подсоединить к клемме «-», а красный к «+»

Заизолировать место пайки, используя термоусадочную трубку

Кстати, вместо термоусадки также можно использовать клеевой пистолет, который надежно защитит оголенные контакты.

Подключить провода от ленты к блоку питания, также руководствуясь цветовой маркировкой.
К клеммам L, N и PE подсоединить кабель от сети 220 вольт. Не забудьте перед этим отключить электричество в доме либо квартире.

Недостаток таких переходников в том, что со временем контакт будет ухудшаться, чего нельзя сказать о более надежной пайке проводов. Увидеть, как подключить светодиодную ленту с помощью коннекторов и пайки Вы можете на видео ниже:

Наглядная инструкция по подсоединению контактов

Устройство и сферы применения

Конструктивно RGB–светодиоды представляют собой три светодиодных кристалла с одной оптической линзой, расположенные в одном корпусе. Управление цветом происходит с помощью подачи электрических сигналов на выводы каждого светодиодного кристалла, а сочетание излучений всех трех светодиодов позволяет регулировать итоговый цвет. Для примера, ниже представлен самый популярный RGB–светодиод SMD 5050.

Светодиод RGB – это полноцветный светодиод, смешивая три цвета в разной пропорции можно отобразить любой цвет. К примеру, если зажечь все три цвета на полную мощность, получится свечение белого цвета.

Сферы применения RGB светодиодов напрямую связаны с развитием рынка рекламы и развлекательных мероприятий. Также готовые RGB–светильники и ленты применяются в области светового оформления архитектурных и дизайнерских решений — ночная подсветка зданий или фонтанов, интерьерный свет, индикаторный системы автомобилей и т.д.

Таблица длины волн светодиодов smd 5050, различного свечения

Разнообразие сфер применения многоцветных светодиодных источников света определяет основные виды внешнего оформления RGB–светодиодов: изделия небольшой мощности выпускаются в стандартных круглых корпусах со сферической линзой и выводами под обычную пайку; маломощные RGB–светодиоды в SMD-корпусах поверхностного монтажа широко применяются в светодиодных лентах или полноцветных светодиодных экранах большой площади; в корпусах типа Emitter выпускают мощные RGB–источники света с независимым управление каждым светодиодным кристаллом; сверх яркие светодиоды в корпусах.

Для упрощения систем управления светом в корпуса некоторых серий многоцветных LED–источников света вмонтированы управляющие микросхемы. Схемы расположения выводов (распиновка) Несколько стандартных схем управления определяют структуру внешних выводов RGB–светодиодов и их соединение внутри корпуса. Существует три основных схемы распиновки, которые соблюдаются на большинстве выпускаемых изделий:

• В схеме с общим катодом для управления используется три независимых вывода анода, а катодные выводы LED-кристаллов соединены между собой;
• Распиновка с общим анодом управляется отрицательными импульсами на катодные выводы, а вместе соединены уже анодные электроды светодиодных кристаллов;
• Независимая схема соединения имеет шесть выводов по числу LED кристаллов, соединений внутри корпуса не производится.

Будет интересно Маркировка SMD транзисторов

Единого стандарта на распиновку не существует, конкретный тип расположения внешних выводов применяют в зависимости от поставленных задач. При отсутствии документов на светодиодное изделие тип внешних выводов легко определить с помощью мультиметра. В режиме прозвонки светодиод будет светиться (мощные светодиоды очень слабо), а мультиметр издавать звук соединения, если красный щуп мультиметра подсоединен к аноду светодиодного кристалла, а черный к его катоду. В случае обратного подключения никаких видимых и слышимых эффектов просто не будет.

Три светодиода и их размеры

Простейший способ подключения и управления режимами работы RGB–светодиодов реализуется с помощью стандартных микроконтроллеров Arduino

Общий вывод подключается к единой шине микроконтроллера, а управляющие сигналы подаются на выводы LED–кристаллов через ограничительные резисторы.Управление режимами свечения светодиодных кристаллов происходит с помощью широтной-импульсной модуляции, где скважность импульсов определяет силу света. Программирование ШИМ–модулятора определяет итоговый цвет всего прибора или циклические режимы работы каждого цвета

Видео обзор работы комплекта с пультом

0%

Почему разрезать ленту можно только в специально предназначенных местах?

Чтобы не испортить всю ленту.

Чтобы не нарушить схему питания группы светодиодов.

Чтобы не вызвать короткое замыкание.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту использовать для освещения

Нельзя – она очень слабо светит.

Нельзя – можно испортить глаза.

Можно, если создаваемого ею светового потока для этого достаточно.

Верно! Не верно!

Продолжить »

На 36 В.

Зависит от конструкции.

На 12 В.

На 24 В.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему у очень длинной ленты удаленные от питающих проводов светодиоды светят тускло?

Они не могут светить тускло – все светодиоды включены параллельно на одну питающую шину ленты.

Предыдущие светодиоды забирают все напряжение.

Из-за большой длины ленты на ее токопроводящих дорожках падает напряжение.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту погружать в воду?

Можно – она питается низким напряжением.

Можно, если она имеет герметичное исполнение (IP67 и выше).

Категорически нельзя.

Верно! Не верно!

Продолжить »

RGB лента состоит из разноцветных или трехцветных светодиодов?

Трехцветных.

Зависит от конструкции – может быть и так, и так.

Разноцветных, установленных поочередно.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о светодиодной ленте

Ты абсолютно ничего не знаешь о светодиодной ленте. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты очень слабо знаешь принцип работы светодиодной ленты. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты неплохо разбираешься в принципе работы светодиодной ленты, но есть некоторые пробелы.

Ты очень хорошо знаком со светодиодными лентами.

  Перепройти тест!

Предыдущая
Светодиодная лентаКак подключить светодиодную ленту и не допустить ошибок
Следующая
Светодиодная лентаЧто нужно знать при выборе светодиодной ленты и как её подключить

Спасибо, помогло!Не помогло

Применение светодиодов

Сферы применения светодиодов постоянно расширяются. Первоначально они использовались как световые индикаторы в схемах включения или работы электронной аппаратуры. Например, включение передатчика, переход на повышенную или пониженную мощность и т.д. Могли фиксировать автоматическое включение, например, при появлении сигнала вызова или для привлечения внимания. Использовались мигающие или одноцветные светодиоды – красные, желтые, зеленые, синие.

Малогабаритные сверхъяркие DIP-светодиоды соединяли в последовательно-параллельные цепочки и питали их прямо от сети 220 В. Поместив такие последовательные группы диодов в прозрачную гибкую ПВХ-трубку и залив их прозрачным герметиком, получили «гибкий неон» – светящийся «жгут». Его можно проложить по бортику бассейна, бордюру дорожки, украсить крышу дома или дерево в саду.

Использование гибкого неона.

Появление гибких многослойных плат и SMD-корпусов для поверхностного монтажа привело к созданию гибких светодиодных лент.

Вначале это были средства декоративной отделки интерьера помещений. Увеличение мощности SMD-диодов и плотности их размещения на плате позволило начать использование светодиодных лент вначале для вспомогательного, а потом и основного освещения. Увеличение степени пылевлагозащиты лент привело к их использованию для декоративной подсветки, а потом и основного освещения в условиях улицы.

Одновременно шла разработка светодиодных ламп для замены ламп накаливания в светильниках – бра, люстрах, настольных лампах. Появились лампы-ретрофиты – полные аналоги ламп накаливания и люминесцентных трубок по форме, размерам колб, напряжению питания. Началась постепенная замена ламп накаливания на светодиодные ретрофиты. При этом прекращалось производство ЛН – вначале 100 Вт и более, потом 75, 60 и т.д.

Разработка мощных единичных светодиодов, особенно в корпусе Emitter или PCB Star, способствовала появлению фонариков со встроенным аккумулятором. Яркость и длительность свечения после одного цикла заряда в разы превосходила прежние модели.

Отличная управляемость светодиодов электронными средствами — контроллерами и диммерами – регуляторами яркости, позволила использовать мощные прожекторы в светодинамической иллюминации улиц и площадей городов и поселков в любом регионе страны.

Применение в декоративной подсветке зданий.

Светодиодные ленты типа RGB, RGBW и RGBWW дали возможность не только получить мощные потоки белого света, но и в широких пределах изменять его белый оттенок от желтоватого теплого до синеватого и голубого холодного.

Управляемость новых источников света позволяет широко использовать их в световой рекламе – «бегущих строках», световых табло, информационных экранах и т.п. Используют эти яркие цветные и белые источники света в фасадной рекламе и на крышах – плоские и объемные буквы и рисунки, фирменные названия, изображения товарных знаков и многое другое.

И все эти конструкции работают много дольше аналогов на обычных лампах, почти не требуя обслуживания и потребляя при этом в разы меньше электроэнергии. Технические характеристики светодиодов и светотехнической аппаратуры постоянно растут. Стоимость светодиодов уменьшается, а применение расширяется.

Как выбрать качественную светодиодную ленту для RGB подсветки

Выбор RGB подсветки обусловлен несколькими критериями:

• условия работы;
• размеры и конфигурация оформляемой поверхности;
• ожидаемый уровень освещенности;
• мощность, напряжение питания.

Сопоставление этих параметров позволяет подобрать наиболее подходящую светодиодную подсветку

Помимо приведенных показателей важно выбирать среди известных и надежных производителей, поскольку дешевые изделия из развивающихся стран не способны продемонстрировать качественную и долговечную работу

Если в происхождении ленты возникают сомнения, лучше поискать в другом магазине. Это займет некоторое время, но поможет подобрать оптимальный и качественный вариант RGB подсветки для существующих условий.

Класс защиты

Каждая лента в маркировке имеет сведения о классе своей защиты. В соответствии с этим показателем нужно делать выбор того или иного прибора для определенных условий эксплуатации. В маркировке класс защиты обозначен буквами IP. Далее следуют цифры. Именно они говорят о степени защиты диодов.

Для RGB подсветки потолка в чистом сухом помещении можно применять изделия с классом IP20. Если же помещение не отапливается, лучше отдать предпочтение диодам типа IP22.

Монтаж светодиодной ленты

Для наружной подсветки можно применять ленты с классом защиты IP44. Однако подобные конструкции должны находиться под крышей. Они выдерживают попадание брызг воды, перепады температуры. Однако длительного пребывания в воде такие ленты не выдерживают. Их также можно применять для создания подсветки на кухне или в ванной комнате.

В пыльной среде можно применять приборы типа IP65. Они также не боятся очистки струей воды под напором. Этот класс светильников также отличается стойкостью к ударам. Поэтому представленную ленту можно применять для тюнинга автомобилей.

Водонепроницаемыми являются ленты класса IP67. Их можно применять для подсветки внутри бассейнов. Представленные изделия не боятся длительного пребывания под водой. Также эту ленту можно использовать для подсветки фонтанов.

Способы подключения

Есть два варианта подключения ленты RGB:

• пайка;
• коннекторы.

Соединение пайкой

Для того чтобы припаять кабель к светодиодной полосе, необходимо:

• Провод сечением до 0,5 мм2. Более толстый может оторвать контактные площадки.
• Паяльник мощностью до 25 Вт. Мощный паяльник перегреет место пайки, и площадка отклеится от основания.
• Припой и нейтральный флюс.
• Термоусадочная трубка длиной 30 мм.

Коннекторы для светодиодной полосы RGB

Современный способ подключения – коннекторы. Это небольшие пластмассовые устройства, внутри которых контактные площадки для присоединения к ленте. Их количество должно соответствовать количеству токопроводящих полосок 2, 4 или 5.

Эти приборы выпускаются для различных вариантов подключения:

• с выводами, для подачи питания;
• соединительные, предназначенные для подключения двух отрезков полосы;
• угловые, для соединения под углом;
• в форме «Т» или крестообразные.

И многие другие. С помощью коннекторов можно произвести ремонт устройства своими руками.

Подключение к контроллеру RGB большей длины, чем его номинальная мощность

При управлении светодиодами мощностью, превышающей параметры контроллера, или при подключении устройств, расположенных на большом расстоянии, используется RGB-повторитель.

Сигнал на него поступает от контроллера по тонким кабелям, и устройство управляет свечением рядом расположенных отрезков ленты.

Виды лент

Нет смысла рассматривать отдельные модели светодиодных лент от разных производителей. Они могут отличаться по множеству параметров и невозможно выделить группу лучших из них. Все зависит от предпочтений покупателя и необходимых технических характеристик. Поэтому мы рассмотрим 2 основные категории, на которые делятся все модели.

Многоцветные RGB

Первым делом стоит ознакомиться с лентами, которые могут излучать множество разнообразных оттенков. Создание цвета происходит по принципу RGB. В каждый светодиод монтируется 3 кристалла, соответствующих одному из основных оттенков. То есть красный, зеленый и синий. После этого пользователь самостоятельно получает нужный оттенок, регулируя яркость каждого кристалла.

Смена цвета происходит с помощью специального пульта. При этом регулируется не только яркость кристаллов RGB, но и насыщенность с интенсивностью. Таким образом, можно использовать ленту не только в качестве постоянного источника света с одним оттенком. Можно включать циклическую смену цветов, “беговую дорожку” или создавать мерцание.

Плюсы:

• Гораздо экономнее, нежели классические “лампочки Ильича”;
• Разнообразность оттенков;
• Свет получается довольно ярким и насыщенным;
• Можно настраивать дистанционным пультом управления;
• При желании можно регулировать не только оттенки, но и включать дополнительные режимы освещения.

Минусы:

• Невозможно использовать в качестве основного источника света в доме, поскольку сильно воздействуют на глаза;
• Гораздо дороже, нежели вид, который будет рассмотрен следующим.

Таким образом, RGB-ленты подходят только в качестве дополнительного декора. Например, ими можно украсить машину, рекламную вывеску, двор в новогоднюю пору и так далее. Однако для постоянного использования такой вид не рекомендуется.

Монохромные SMD

Следующий вид имеет сразу несколько преимуществ перед предыдущим. Во-первых, монохромные светодиоды гораздо дешевле, нежели многоцветные. Во-вторых, их можно комфортно использовать в качестве главного источника освещения в помещении. В-третьих, это самый распространенный вид, который проверен временем.

У монохромных светодиодов нет определенного оттенка, с которым выпускаются все модели. На выбор пользователя представляется несколько вариантов с различными цветовыми решениями. Изначально это было красное, синее, зеленое или классическое желтое свечение. В связи с активным ростом рынка светодиодных лент появились и другие решения. Теперь покупатель может приобрести ленты с промежуточными оттенками. Например, это может быть фиолетовый или голубой.

Доступен и вариант с белым свечением. Белый оттенок делится на несколько подвидов: нейтральный, теплый и холодный. Стоит отметить, что белых кристаллов для светодиодов не существуют. Для достижения этого оттенка производитель наносит люминофор на синий цвет. Со временем это вещество теряет свои свойства и появляется настоящее свечение.

Плюсы:

• Низкая стоимость в сравнении с многоцветными светодиодами;
• Небольшой размер;
• Легко установить дома своими руками;
• Широкий выбор разных оттенков;
• В магазинах можно встретить широкий ассортимент моделей с различной мощностью;
• Можно комфортно использовать в качестве основного источника освещения квартиры.

Минусы:

• Наиболее качественные модели от хороших брендов обойдутся гораздо дороже;
• Встречается огромное количество подделок, имеющих низкое качество и надежность. Поэтому нужно уметь отличать оригинал;
• Если неправильно подобрать цвет, то может испортиться общая атмосфера интерьера в помещении.

RGBW светодиоды

Для того чтобы получить чисто белый цвет, используя разноцветный rgb светодиод, необходима точная балансировка яркости свечения по кристаллу каждого цвета. На практике это бывает затруднительно. Поэтому, для воспроизведения белого цвета и увеличения разнообразия цветовых эффектов, rgb диод стали дополнять четвертым кристаллом белого свечения. Чаще всего, RGBW светодиоды используются в светодиодных лентах RGBW SMD. Для питания таких светодиодных лент созданы специальные RGBW контроллеры, как правило, управляемые пультами дистанционного управления на инфракрасных лучах.

На фотографии представлен мощный четырехцветный светодиодный модуль SBM-160-RGBW-H41-RF100 производства Luminus Devices Ink.

Рис. 6

Основные технические характеристики

Чтобы понять, подойдёт ли данный тип LED-ленты для решения поставленных задач, необходимо узнать её параметры. Для этого предлагаем рассмотреть основные технические характеристики светодиодной ленты SMD 5050.

Напряжение питания

Значительная часть светодиодных лент рассчитана на работу от сети постоянного тока напряжением 12 В, что обусловлено несколькими факторами:

• +12 В – это стандарт, применяемый для многих видов аккумуляторов, включая автомобильные;
• +12 В позволяет запитать группу из 3-х последовательно включенных светодиодов любого цвета с минимальными потерями на ограничивающем резисторе;
• +12 В является наиболее безопасным напряжением для человека.

Светодиодная лента SMD 5050 на 12 В – это оптимальный вариант для конструирования подсветки в домашних условиях, т.к. для её подключения можно воспользоваться не только готовым блоком питания, но и блоком питания от компьютера или аккумулятором от ИБП.

Также в продаже можно найти светодиодные ленты SMD 5050 на 24 В и 36 В, подключаемые к соответствующему БП постоянного тока, и с питанием от сети переменного тока 220 В, подключаемые через диодный выпрямитель. Модели с таким напряжением не пользуются большой популярностью по разным причинам, в т.ч. из-за большой кратности резки. Для адресной ленты SMD 5050 напряжение питания составляет 5 В.

Степень защиты от влаги и пыли

Важным параметром при выборе светодиодной ленты является степень защиты от внешнего воздействия твёрдых предметов и воды (IPXX). Пренебрегать этим параметром нельзя, т.к. он влияет на стоимость и на способность изделия противостоять негативному влиянию внешних факторов в процессе эксплуатации. Как правило, внешняя оболочка светодиодных лент SMD 5050 имеет следующий класс защиты:

1. IP20 – от твёрдых предметов диаметром более 12,5 мм и никак не препятствует попаданию воды. Такое изделие не имеет никакого покрытия и может применяться только внутри сухих помещений (гостиные, спальни, офисы).
2. IP33 – от твёрдых предметов диаметром более 2,5 мм и от капель воды. В данном случае покрытие выполнено из тонкого слоя лака. Кроме сухих помещений, лента может применяться для подсветки кухни, где существует вероятность попадания на неё водяных капель.
3. IP54 – с частичной защитой от пыли и брызг воды в виде силиконового слоя только со стороны элементов. Как и в предыдущем варианте, такая лента предназначена для оформления интерьера кухонь и прочих помещений с временно повышенной влажностью.
4. IP65 – с полной защитой от пыли и струй воды. В данном случае защитный слой – это силиконовое покрытие со всех сторон. Светодиодная лента с IP выше 65 вполне подходит для уличной подсветки и ванных комнат.
5. IP67 – выдерживает кратковременное нахождение под водой. Визуально от изделий с IP65 отличается типом оболочки (ПВХ профиль и силикон сверху). Она прекрасно подходит для авто- и вело- тюнинга.
6. IP68 – наивысшая степень пыле и влагозащиты. Такая LED-лента размещена внутри ПВХ-трубки и способна длительно без повреждений выдерживать воздействие воды под давлением. Сфера её применения – украшение бассейнов и фонтанов.

Плотность светодиодов

Этот параметр указывает на количество светодиодов в одном погонном метре ленты и может принимать значения: 30, 60, 120 и 240 шт./м. Чем выше плотность монтажа, тем больше световой поток и мощность потребления светодиодной ленты SMD 5050. Чтобы не допустить деградации светодиодов, ленту с плотностью 120 и 240 светодиодов на метр необходимо клеить на алюминиевый профиль.

Иногда вместо плотности (шт./м.) на бобине можно увидеть надпись «количество – 300 шт.» Это значит, что производитель указал общее количество светодиодов в ленте длиной 5 метров. Соответственно плотность такой ленты стандартная – 60 шт./м.

Световой поток

Для монохромных и RGB светодиодных лент SMD 5050 результирующая величина светового потока зависит от цвета свечения. Известно, что глаз человека лучше всего воспринимает зелёный свет. Поэтому RGB лента, включённая в режиме зелёного света, кажется наиболее яркой. Также не стоит забывать о том, что световой поток LED-ленты «Эконом» класса примерно на 30% ниже, чем у «Премиум» класса. Причём существенная разница в качестве может наблюдаться даже у одного производителя. Например:

• Foton SMD5050-30led/m-RGB-IP20-Econom – 180 lm;
• Foton SMD5050-30led/m-RGB-IP20-Premium – 270 lm.

На световой поток белой светодиодной ленты SMD5050 влияет цветовая температура (оттенок). Для чипа SMD 5050 нейтрального света (4500-5500°K) нормой считается световой поток 18 лм; тёплого света (3000-4000°K) – 16 лм; холодного света (6000-7500°K) – 20 лм. Умножая данные значения на плотность, получим суммарное количество люмен, испускаемых одним метром светодиодной ленты.

Виды

Существует несколько разновидностей RGB светодиодов:

• элементы с общим катодом, которые управляются положительными сигналами, подаваемыми на аноды чипов. Такие элементы маркируются буквами CA;
• с общим анодом. Комaнды на изменение режима работы идут на катоды элементов. Маркировка CC;
• собственной парой контактов для каждого кристалла (6 выводов).

Такое разнообразие вариантов создавалось для облегчения процессов управления группами устройств. Наибольшую самостоятельность демонстрирует третья группа — с 6 выводами. Единый стандарт на распиновку так и не принят, поэтому в каждом случае необходимо определять тип полярности RGB светодиодов.

RGBW светодиоды

Получить чистый белый свет на стандартных RGB устройствах достаточно сложно. Проблема заключается в регулировке яркости. Если нужен белый, но довольно тусклый оттенок, приходится очень точно настраивать питание трех кристаллов. Учитывая, что каждый из них имеет собственный номинал напряжения, изменяющийся нелинейно, получать неяркие тона — сложная задача.

Для упрощения процесса и увеличения возможностей светодиодов выпускают четырехцветные, или RGBW устройства (от английского Red, Green. Blue и White). Дополнительный белый чип снимает нагрузку с контроллера, облегчает расчеты и увеличивает качество цветопередачи. Питание таких устройств обеспечивается специальными контроллерами с инфpaкрасными ПДУ.

Варианты использования

Варианты применения светодиодной ленты могут быть самыми разными. Например, самый очевидный способ – для украшения рабочего стола перед новогодними праздниками, елки или всей комнаты. Можно использовать ленту без контроллера для получения не очень яркого, но бесперебойного источника света в утилитарных целях – для дополнительной подсветки в гараже например.

Фактически, возможности ограничиваются только фантазией владельца. Так, Usb лента с белым светом без ноутбука может пригодиться даже в походе. Как её подключить? Что даст питание? Сейчас можно найти небольшие зарядные устройства на солнечных батареях (крепятся к руке или сумке) или с гироскопом (прицепив его к ноге, вы заряжаете аккумулятор – хорошое решение для тех, кто много ходит). Получив таким образом энергию из «ниоткуда», вы можете подключить небольшую простую ленту (вряд ли вам там понадобиться цветомузыка от RGB модели для ночевки в палатке).

Схема подключения ленты к розетке через блок питания

На всю ночь её не хватит, но как запасной источник света для жизни вдали от цивилизации, или как стильный «маячок» на дороге для велосипедиста – более чем полезная вещица (особенно учитывая её гибкость, малые габариты и незначительный вес). Да и как безопасный вариант украшения автомобиля перед праздниками лента в последнее время используется довольно часто (особенно дальнобойщиками). Если вы все же решили использовать её вместе с ноутбуком, то можно использовать короткий отрезок такой ленты для подсветки клавиатуры (главное проверить, чтобы электрическая цепь перед включением не была разомкнутой).

Белая светодиодная лента может работать и без подключения к компьютеру, а при непосредственном включении в розетку. Сейчас в магазинах электроники (как традиционных, так и в интернете) нетрудно найти специальные usb переходники и usb адаптеры, которые позволяют запитать её непосредственно от розетки. Да, если адаптер сделан не совсем добросовестно, то прямое напряжение в 220 вольт просто сожжет такие слабые лампы. Впрочем, можно найти и модели с уже встроенным блоком, через который производится питание и подключение в сеть. В этом случае питание через порт usb вообще не нужно.

Светодиодная лента на велосипеде

При наличии необходимых навыков, можно подключить usb ленту к блоку питания старого компьютера. Деталь сначала нужно отсоединить от системного блока, а затем подключить к нему зачистив подходящие провода. Поскольку светодиодная лента может иметь как разную мощность, так и разное строение, то описание схемы, где показано какие провода стоить соединять между собой, может заметно различаться. Более того, мощные системы могут монтироваться сразу к двум или трем подсистемам блока питания (они могут давать напряжение в 12 вольт мощностью в 5, 12 или более ватт).

Светодиодная лента является основным атрибутом в период новогодних праздников в доме современного человека. Наличие монохромной и многоцветной систем, питание которых производится через usb, позволяют создать неповторимую и действительно праздничную атмосферу.

Что такое RGB светодиод и устройство

В отличии от устройства обычных светодиодов, где имеется анод и катод, в RGB чипах для каждого из цветов имеется свой пин — катод, четвертая нога — анод. Анод самый длинный, определить где какой пин для цвета — необходимо смотреть datasheet Вашего диода.

—> —>

Аббревиатура RGB — основана на первых трех буквах от английских слов (Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий). Благодаря смешению этих цветов можно получать различные цветовые решения. Данный принцип основан на восприятии цвета человеческим глазом.

Цвета, на которые способен RGB светодиод

При смешении основных цветов RGB — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) — жёлтый (Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) — циановый (С cyan). Если мы соединим все три цвета сразу, то получим белый.

Получение белого цвета

Если у обычного светодиода, как правило, установлены кристаллы белого цвета, то RGB светодиод имеет три кристалла с красным, синим и зеленым цветом. Под микроскопом это выглядит следующим образом:

Фото RGB под микроскопом

Для получения разнообразных цветов, а не только основных: зеленого, синего, красного, необходимо управление диодами, отличное от белых. В следующих главах мы рассмотрим некоторые основы управления RGB светодиодами.

Необходимые аксессуары и комплектующие

Кроме многоцветной диодной ленты, мастеру потребуются такие аксессуары и комплектующие.

Инструменты – нож для зачистки проводов и контактов, паяльник с припоем, канифолью и паяльным флюсом, отвёртка. Пайка нужна в нестандартных случаях, когда коннекторов с нужной топологией нет, а подвесить светоэлементы нужно.

Контроллер

Конроллерный функциональный узел – мини-плата в корпусе с выводами подключается к блоку питания по соответствующему входу на ней. Как правило, это выводы» +5В» (или на 12 В) и «земля» («масса»). Выходы контроллера также являются нагрузочными: подачей питания микросхема управляет через силовые транзисторные каскады, работающие как ключи. Как правило, это «минусы» на «R», «G», «B» и «W», а «плюс» у них общий, но бывает и обратная полярность – с общей «массой». Образуется 5-проводная силовая линия.

Усложнённая схема следующая: «плюс» и «минус» здесь единственные. К светодиоду (группам светокристаллов) подходит общее питание. Чип в светодиодном корпусе самостоятельно – местно переключает цвета свечения. Тогда «минус» «сажается» на общий провод, «плюс» идёт отдельно, а в шине управления есть высокоскоростная линия по цифровому протоколу – провода на «приём» и «передачу».

Контроллер, обнаружив, что светочипы подключены и готовы к работе, посылает им адресные команды по шине («Rx» / «Tx» / «масса»). Внезапно подключить «плюс» на «приём» или «передачу» – распространённая ошибка начинающих мастеров: чипы и головной контроллер («мозг»), не имеющие защиты, моментально сгорят (тепловой и электрический пробой микропроцессорной части).

Усилитель

Усилитель цифровых сигналов от сложной («интеллектуальной») системы управления RGBW-светолентой требуется, когда протяжённость программной линии составляет сотни и более метров. Для компенсации потерь ВЧ-напряжения, которое и так мизерное, а ампераж его – единицы микроампер, в длинном кабеле предусмотрен т. н. бустер. Найти и выбрать его проблематично – изделие это выпускают лишь немногие фирмы, т. к. подобные ситуации весьма редки. Энтузиасты собирают такие схемы самостоятельно, приобретая радиоэлементы в Китае онлайн.

Что касается усилителя по питанию – когда светолента на последних участках «проседает» по яркости, иногда дешевле приобрести дополнительный адаптер на 5, 12 или 24 вольта, чем вкладывать в несколько раз большую сумму на многожильные кабели с толстым сечением. Недостаток такого решения – блок питания, в угоду целостности изначального дизайна помещения, прячут под подвесной конструкцией люстры, за неё – со стороны, противоположной от входа в комнату. Питание поступает по дополнительным проводам через переделанные коннекторы, к которым подключены небольшие выводы для проводов.

Блок питания

В качестве адаптера подойдёт любой понижающий с 220 до 12/24 вольт модуль, обеспечивающий отвязку от высокого напряжения сети. Переменное напряжение он превращает в постоянное – благодаря ему светоленты не мерцают, утомляя глаза пользователя при многочасовой работе, а дают ровные, без пульсаций основной свет и фоновую подсветку.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине