Что такое контроллер для светодиодной ленты и как его выбрать

Как собрать своими руками?

Собрать светодиодный фонарь несложно при наличии минимальных навыков работы с паяльником. Например, можно воспользоваться старой материнской платой персонального компьютера и выпаять из нее «карман» для фиксации батареи питания. Это следует делать аккуратно, чтобы не повредить поверхность и контакты.

Корпус небольшого фонарика можно сделать из шприца. Для этого нужно малярным ножом срезать конус, на который устанавливается игла, и вынуть поршень.

Медной проволокой пропаять контакты диода. В качестве изоляции можно воспользоваться термокембриком и зажигалкой.

Часть с линзой и светодиодом следует закрепить с помощью клея к корпусу из шприца.

Контакты светодиода соединяем с контактами аккумулятора и вставляем во внутрь конструкции.

Если плата модуля зарядки не помещается в оставшуюся часть шприца, ее можно разделить на две части и соединить между собой скотчем. Разорванные контакты следует пропаять медной проволокой.

Микровыключатель через резистор требуется подсоединить к плате модуля зарядки. Остальные контакты модуля расключаются в соответствии со схемой.

На поверхности после сборки фонарика должны остаться разъем micro-usb и кнопка выключателя. При правильном выполнении работ от одной зарядки такой фонарик будет работать 10-12 часов.

Преобразователь напряжения 5В → 12В

При использовании специализированного ШИМ-контроллера, к примеру LM2577, потребуется минимальное количество элементов. Стоимость его невысока, а собранное устройство начинает работать сразу, без дополнительной настройки.

Схема преобразователя:

Простейший преобразователь напряжения 5 – 12В

Что необходимо иметь:

• Микросхема ШИМ-контроллера LM2577;
• несколько радиоэлементов согласно принципиальной схемы;
• разборный USB разъем;
• соединительные провода.

Данная схема является универсальной и позволяет получить на выходе напряжение в широком диапазоне. За уровень напряжения отвечают резисторы R1 и R2:

Uвых = 1.23 * (1 + R1 / R2)

Несколько подробнее об элементной базе и работе схемы. Схема представляет собой широтно-импульсный преобразователь в стандартном включении микросхемы так, как показано в технической документации. Электролитические конденсаторы на входе и выходе питания предназначены для сглаживания пульсаций постоянного напряжения. Их емкость не критична. Главное, чтобы она была не меньше указанной на схеме. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше максимально используемого, то есть, в нашем случае не менее 20В.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу 1 микросхемы являются частотозадающей цепью. Здесь номиналы должны быть соблюдены строго.

То же самое относится к индуктивности между выводами 4 и 5. Значение индуктивности катушки должно составлять 100 мкГн. Не больше и не меньше.

Специфические требования предъявляются к диоду. В данной схеме используется высокочастотный диод Шоттки. Диоды такого типа обладают высоким быстродействием, а самое главное, низким падением напряжения на переходе. Применяя обычный высокочастотный выпрямительный диод, получим сильные просадки выходного напряжения при изменении тока потребления нагрузки. Марка диода может быть любой, поскольку в данной схеме используется низкие значения напряжения и тока. Главное условие – использование диода Шоттки.

Разборный USB штекер

Для начала распайка USB разъема. В гнезде имеется четыре контакта. Два крайних это те, которые нам нужны. Чтобы не путаться с расположением лицевой и тыльной стороны, проще определить полярность любым вольтметром, воткнув штекер в любое свободное гнездо. Пометьте чем-нибудь плюсовой вывод.

Схема собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Собранный преобразователь выглядит следующим образом:

Преобразователь в сборе

Как видно, светодиодную ленту подключить через USB самому не так уж трудно. Самое главное при подключении светодиодной ленты USB, это правильно выполнить монтаж радиоэлементов.

Виды контроллеров

Для светодиодов
в РГБ-ленте применяют несколько модификаций контроллеров. При этом они могут
различаться между собой по нескольким признакам:

1. Внешнему исполнению. Блок управления оснащается защитой от внешних факторов, либо нет.
2. Типу монтажа. Корпус устройства содержит либо специальные отверстия под шурупы, либо включает рейку (для установки в электрощиток), либо другие системы крепежа.
3. Методу управления. Оснащаются как простейшей системой – кнопками, так и более усовершенствованными – радиочастотными пультами или через WiFi-сеть со смартфона.

По виду системы
управления контроллеры для светодиодных лент могут иметь следующие модификации:

1. Без пульта.
2. С ПДУ на кнопках.
3. Пульт с
   сенсорным экраном.
4. Со встраиваемыми
   сенсорными дисплеями.
5. «Умные» контроллеры.

Максимальной
функциональностью отличаются модели с пультом на сенсорном экране или с кнопками. При этом для
передачи сигнала они оснащаются ИК-портом или радиочастотным модулем. Первые
требуют определенной направленности в пространстве для выполнения команд,
вторые – могут располагаться в любом месте, даже за стеной.

По внешнему оформлению пульты
разделяются на три модификации:

1. Кнопочные.
2. Сенсорные. На
   панели имеется кольцо и несколько клавиш для выполнения различных функций.
3. Стационарные. В
   отличие от вышеописанных типов устройств данная модификация устанавливается на
   стену в подрозетник либо на подставку на рабочий стол.

Современные модели
пультов для контроллеров светодиодных лент позволяют выполнять следующие
операции:

1. Включать и отключать RGB-ленту.
2. Настраивать яркость (функция диммера включена).
3. Задавать оттенки цвета.
4. Создавать программы интенсивности, времени изменений свечения в том или ином спектре.

Если многоцветная подсветка состоит из комплекта светодиодных лент для различных зон с разными задачами, лучше воспользоваться более функциональными аудио- и Смарт-контроллерами. С их помощью можно задавать самой различной сложности программы управления и обеспечить эффект цветомузыки.

Правильная покупка светодиодной ленты на AliExpress.

Что еще можно сказать по сечению проводов? Например,
лента 2812 на один диод потребляет порядка 60мА. При длине подсветки в 5 метров
ток составит 18 Ампер!

По всем расчетным таблицам для такого тока требуются
провода сечением 2,0-2,5мм2. Даже на самой ленте медные дорожки такого сечения
не обеспечивают.

Поэтому, если хотите нормального свечения и яркости, даже
на стандартные отрезки по 5 метров всегда подключайте питание с обоих концов.

Помимо сечения проводов важное значение играет и качество
самих дорожек. Конечно, китайцы вам будут говорить, что у них самая лучшая
продукция и никто не жаловался

Но как это проверить, не покупая изделие? Элементарно –
запросите информацию по весу ленты. После этого сравните одинаковые модели от
разных производителей.

Так например, у ленты длиной 5м (60 светодиодов на метр)
при весе менее 100гр просадки напряжения начинаются уже через 1,5 метра!

Объясняется это очень тонкими медными дорожками или
некачественной медью в них.

Какое управление лучше – инфракрасное или на радиоканале?

Самые первые
модели изначально шли с инфракрасным управлением. В чем их специфика?

Вспомните пульт ДУ от телевизора. Для того, чтобы переключать каналы, пульт необходимо направить непосредственно на экран TV.

То же самое и с инфракрасным контроллером. Он имеет специальный датчик ИК излучения.

При внешнем
датчике, вы сможете запрятать само устройство за стену, потолок и т.п. Но сам
датчик при этом, должен быть в прямой видимости пульта.

Запрячете
его и никакого управления не будет. Поэтому то в последствии и разработали
контроллеры на радиоканале.

На
сегодняшний день, более 90% такой светодиодной продукции, как раз таки и
работает на радиоканалах. Такой подсветкой вы сможете управлять, даже находясь
в соседней комнате.

Контроллеры
на радиоканале имеют в своем названии буквы RF. Проверяйте это на упаковке.

По дизайну и
исполнению есть три разновидности пультов:

кнопочные

сенсорные

На них нет
кучи разноцветных кнопочек, зато присутствует сенсорное кольцо и несколько
клавиш с различным функционалом.

для установки в подрозетники или на рабочий стол

Их монтируют
в стену вместо выключателей света, либо стационарно закрепляют на рабочем
столе.

Сказать
однозначно какие из них лучше или хуже нельзя. Выбирайте по своему вкусу и
возможностям.

Самое
главное, чтобы на этом пульте дистанционного управления была кнопка включения “псевдо”
белого цвета

Почему это важно?

RGB ленты при включении всех трех каналов, дают псевдо белое свечение. Его никак нельзя назвать однозначно белым, но в любом случае, вся эта радуга однажды вам надоест, и захочется простого привычного освещения.

Что нужно для подключения

Нам понадобятся:

• 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.

RGB-технология

Многоцветная лента была изобретена в ходе многочисленных научных работ, в рамках которых ученые пытались сформировать белое свечение светодиодов. Изначально для его получения использовались люминофорные диоды синего цвета со специальным белым покрытием. Позже в этих целях начали использовать ленту с тремя светодиодами — красным, зеленым и синим. Все три устанавливаются в одной ячейке, а испускаемый свет воспринимается человеком как белый — это и есть RGBW-технология.

Изменяя яркость того или иного светодиода, вы можете получать другие цвета и их оттенки. Число последних превышает несколько сотен тысяч. Это основное преимущество RGB-технологии над люминофорными светодиодными лентами.

Как выбрать контроллер для светодиодной ленты

При выборе РГБ-контроллера обратите внимание на его вольтаж, он должен быть такой же, как у блока питания, например, 12 В. Это величина коммутируемого напряжения

Говорит, о том, что не нужно его подключать к цепи 24 В. Работать он возможно и будет, но не факт, что проработает долго, или вообще не сгорит моментально. Подробная информация указана на корпусе в графе «Voltage» (напряжение, В) и Current (ток, А).

Следующим шагом является подбора контроллера по току. Для этого вы должны определиться с тем, какой метраж будете включать, и посчитать потребляемый ток. Например для ленты типа 5050 ток потребления примерно 1,2 – 1,3 А на 1 метр.

О маркировке блоков питания:

БП имеют маркировку типа:

• DC12V-12A – напряжение на выходе – 12 вольт, выдает ток до 12 А.
• DC12V-18A – напряжение на выходе – 12 вольт, ток до 18 А.

Она может несколько отличаться, на ее общий вид всегда подобен

Примите это во внимание при выборе БП и его внешнем осмотре

Если в наличии нет контроллеров на необходимый ток – примените усилитель для RGB-ленты. Он использует сигналы управления (величины напряжений) от предыдущей ленты или от основного контроллера, и с помощью дополнительного блока питания продолжает зажигать подсветку по аналогичной программе вашего контроллера.

То есть, он усиливает сигнал с контроллера для подключения большего количества светильников, с помощью дополнительного блока питания. Это удобно если нужно смонтировать протяженную по расстоянию инсталляцию, вы можете сэкономить, как кабель (подключив вход усилителя от конца ленты, а начало следующей на выход), так и время на разводку силовых линий – дополнительный БП питается от ближайшего источника 220 В.

Далее, обратите внимание на исполнение его корпуса. На этапе подбора комплектующих, вы уже должны определиться с тем, где будете их устанавливать

Если работа осуществляется в помещении, например, на внутренней отделке кафе – скорее всего, вам не нужны герметичные модели БП и контроллеров.

Краткие итоги:

Набор для работы (kit) RGB-LED-ленты состоит из: самой ленты, блока питания, контроллера. В случае необходимости подключение больших объемов ленты для синхронной работы в системе используйте дополнительно: усилитель для ргб-ленты и еще один блок питания 12 В. Задача последнего – преобразование и стабилизация напряжения с 220 V в 12.

Выбор контроллера для RGB ленты

Подбор устройства управления зависит от трех факторов:

• Мощность. Рассчитывается так же, как необходимая мощность БП – по общему количеству подключаемых устройств. Иногда, как при выборе БП, целесообразно приобрести не один мощный RGB-контроллер, а меньшей мощности и RGB-повторитель.
• Желаемого набора функций. Видов управляющих устройств очень много, но, например, для подсветки товара в витрине или аквариума не нужен прибор с большим количеством световых эффектов, а для дополнительного освещения комнаты желательны включение по таймеру или светомузыка.
• Дистанционное управление. Так же, как и при выборе функций, иногда это необходимо, а в других ситуациях это зря потраченные деньги.

При подборе эти моменты учитываются, чтобы не приобретать слишком дорогой прибор, и при этом его возможности были вполне достаточны.

Виды контроллеров

Контроллеры для управления светодиодными лентами RGB существуют разных типов: от самых простых, кнопочных, до оснащенных микропроцессорами и Wi-Fi.

Обычные устройства могут только выбрать определенный цвет и обеспечить несложные световые эффекты. Используются для подсветки витрин магазинов и других мест.

Более сложные модели можно программировать на изменение цвета и эффектов по таймеру. Они могут иметь разъем под flash-память и реагировать на освещенность в комнате и на улице. Существуют также bluetooth-контроллеры, с соответствующим пультом.

Самые сложные устройства могут подключаться к системе «умный дом».

Большинство полос имеют пульт дистанционного управления. Он бывает:

• на кнопках;
• инфракрасным;
• на радиосигналах;
• управление по Bluetooth;
• управление по Wi-Fi.

Два последних могут заменить iPhone или мобильный телефон с Андроидом.

Кроме обычных контроллеров, есть самодельные устройства, работающие на основе микропроцессорной платы Ардуино. Такие самоделки управляют простыми или чиповаными светодиодами, создают световые или цветомузыкальные эффекты. К Arduino-controller также подключаются датчики движения или освещенности.

Режимы работы контроллера RGB

Светодиоды в лентах устанавливаются двух типов:

• простые, управление которыми осуществляется изменением питающего напряжения одновременно по всей длине;
• чипованные, с цифровым управлением цвета каждого диода в отдельности.

Соответственно, контроллеры работают в двух режимах – аналоговом и цифровом. Это разные типы устройств и они не взаимозаменяемые.