Как настроить контроллер для светодиодной ленты

Контроллер управления светодиодными RGB-лентами LED-C-01

Для того, чтобы управлять такой лентой необходим специальный контроллер. Мы разработали электронное устройство, предназначенное для управления многоцветной светодиодной лентой — контроллер LED-C-01.

Используя наш контроллер LED-C-01 можно управлять светодиодными лентами с любого устройства, на котором можно запустить интернет обозреватель, будь то стационарный компьютер, ноутбук, планшет или смартфон. Контроллер позволяет быстро и просто менять цвет ленты, включать и выключать устройство, а также просмотреть текущий статус ленты (вкл/выкл). Все это дает возможность управлять лентой на удаленном расстоянии.

Ключевые характеристики устройства

Вся элементная база построена на проверенных временем компонентах и не содержит дорогостоящих деталей, что позволило снизить стоимость контроллера и повысить его надежность.

Железо

• процессор ATmega 328;
• управление светодиодами: методом ШИМ;
• силовые ключи на основе полевых транзисторов IRL3716
• 2 RGB-канала для подключения светодиодных лент;
• интерфейс Ethernet для подключения к сети;
• Ethernet-контроллер: ENC28J60;
• напряжение питания – 12 В / 24 В, постоянное.

Прошивка

• встроенный web-сервер для управления и настройки;
• управление http-запросами (методом GET);
• первоначальная настройка контроллера LED-C-01 осуществляется с помощью web-интерфейса.

Физические характеристики

• пластиковый корпус;
• габаритные размеры: 153х58х37 (мм);
• масса: 0.25 кг;
• рабочий диапазон температур: -25°C до 65°C.

Контроллер имеет один вход для питания. Поддерживается напряжение 12 В и 24 В (в зависимости от напряжения питания самой светодиодной ленты). Это позволяет осуществлять поддержку огромного числа светодиодных лент от разных производителей.
Помимо этого, на передней панели есть два разъема для подключения самих RGB-лент. Каждый разъем для подключения имеет три канала (для управления красным, зеленым и синими цветами ленты). Каждый канал способен выдержать нагрузку до 30 А (по даташиту транзисторы выдержат ток до 130 А, но для этого нужно изменить дорожки на плате и установить мощные радиаторы и охлаждение).
Также на передней панели устройства имеется разъем RJ-45 для подключения контроллера к локальной сети «умного дома».

Изначально мы планировали использовать в каждом нашем устройстве разработанный нами Ethernet-модуль для управления девайсами посредством HTTP-запросов. Поэтому в данном контроллере мы также решили использовать этот модуль.

После того как мы выработали основные требований к нашему разрабатываемому контроллеру, мы сделали первый прототип устройства методом ЛУТ. Проверили его работу на нескольких обрезках светодиодных лент (длинных лент под рукой не было) и, убедившись, что все работает как мы и хотели, заказали первую партию плат на заводе:

К тому времени как платы приехали с завода, наконец-то, была приобретена цельная лента длиной 5 метров и мы приступили к сборке девайсов.
Основная плата, без установленного Ethernet-модуля:

С установленным Ethernet-модулем:

Вид на плату со стороны разъемов:

После сборки мы подключили к устройству 5 метров светодиодной RGB-ленты и занялись тестированием.
Нас ждало разочарование. Нет, лента, конечно, загоралась и управлялась. Но передача команды на включение ленты белым цветом приводила к следующему (кликабельно):

Мы выбрали слишком большую частоту для ШИМа (25 кГц) и лента светилась неравномерно.
После серии экспериментов с разными лентами мы остановились на частоте 750 Гц и всё стало на свои места цвета 🙂

Первый собранный экземпляр LED-C-01 перед установкой в квартиру моего друга мы поместили в готовый пластиковый корпус, купленный в соседнем магазинчике (на КДПВ как раз этот первый экземпляр, а ниже фото кликабельны):

В связи с тем, что корпус подбирался в очень сжатые сроки, пришлось воспользоваться термоклеем:

Обратная сторона (со стороны крепления на DIN-рейку):

Девайс в сборе:

После того, как я намучился с этим корпусом во время его сборки, да и во время монтажа девайса в квартире друга (для подключения устройства необходимо полностью разобрать корпус, потом собрать), было принято решение изготовить корпус на 3D-принтере.

Для этого мы разработали модель корпуса:

И напечатали корпус на 3D-принтере (кликабельно):

В итоге второй экземпляр получился таким (кликабельно):

Как происходит управление контроллером?

Устройство управляется с помощью протокола HTTP (метод Get). Контроллер подключается к локальной сети «умного дома» (посредством разъема RJ-45) и им можно управлять с любого компьютерного устройства, также подключенного к этой сети.
В данный момент времени протокол SSL не поддерживается, и поэтому предусмотрено специальное секретное слово, с помощью которого можно ограничить управление контроллером.

Управление осуществляется следующим образом. При обращении к контроллеру из браузера с любого компьютерного устройства — открывается web-страница. На ней можно задать первоначальные параметры: установить IP-адрес устройства и секретное слово, а также установить цвет светодиодных лент, и включить и выключить ленты.

Все необходимые аргументы запроса передаются в его параметрах.
Например, включение белого цвета ленты, подключенной ко второму каналу контроллера, выполняется следующим запросом:

Здесь параметры red2, green2 и blue2, как можно догадаться, отвечают за цвет.
Параметр smo2 установленный в значение «0» говорит о том, что переключение цвета будет резкое, а не плавное.
Если указать smo2=8, то переключение состояния ленты будет происходить в течение восьми «условных интервалов времени» 🙂
Каждый «условный интервал времени» равен 5 секундам.

Для манипуляции первым каналом необходимо передавать такие же запросы, только вместо «2» во всех именах параметров будет «1». Например,
В результате данного запроса лента на первом канале переключится в красный цвет в течение пяти «условных интервалов времени» (то есть 25 секунд) 🙂

Спасибо за внимание!

Другие статьи о наших устройствах для:

• Подключения по сети Ethernet.
• Управления освещением.
• Multiroom-контроллере.
• Сбора информации от датчиков движения.
• Управления электрическим тёплым полом.
• Управления освещением лестницы.

UPD: Поправил информацию по току в статье.

Источник

Как подключить цветную светодиодную ленту с пультом

Существует не только светодиодная лента стандартного свечения белым цветом, но и многоцветная RGB лента. Если вам хочется добавить ярких красок в оформлении своего интерьера, периодически сменяя цвета и оттенки, то читайте далее, как подключить цветную светодиодную ленту с пультом.

Для начала раскроем преимущества и недостатки подключения RGB ленты, чтобы вам было проще сделать выбор в его пользу и продумать все детали монтажа.

Преимущества и недостатки RGB ленты

Если вы уже убедились, что для вашего интерьера не хватает многоцветного освещения, то самое время поговорить о плюсах и минусах подключения RGB светодиодной ленты.

Из преимуществ можно выделить:

• Простота монтажа.
• Срок службы в сравнении с привычными лампами накаливания намного дольше. Он может достигать около 30–50 тыс. часов бесперебойной работы.
• Удобство использования, компактность.
• Возможность осуществления любых, даже самых необычных дизайнерских решений за счет гибкости и применения световых эффектов: мерцание, смена цветов и оттенков, регулировка яркости и т. д.
• Безопасность, которая достигается за счет низкого потребляемого напряжения.

К недостаткам подключения РГБ ленты относятся:

• Невысокая влагостойкость, но ее можно существенно повысить, если приобрести светодиодную ленту с силиконовой оболочкой.
• Отсутствие защиты от механических повреждений.
• Сниженное качество цветопередачи по сравнению с белым светодиодом, так как применяемые светодиоды имеют относительно невысокий индекс цветопередачи.

Характеристики впечатляют, недостатки можно регулировать, адаптируя под свои условия и требования. Например, если вам важно, чтобы светодиоды были хорошо защищены от воздействия внешних факторов, то применяйте для монтажа алюминиевый профиль. Если комната, в которой предполагается установка светодиодной ленты имеет повышенную влажность, то подбирайте ее, учитывая влагостойкость осветительного прибора. В общем, перед покупкой продумайте все детали.

Что нам потребуется для подключения RGB ленты

На фото изображены все составляющие цепочки для правильной работы диодной ленты. Разберемся для чего нужен каждый из них и какую они несут функцию.

1. RGB лента, которую важно тщательно выбирать. Это первый элемент, с чьими характеристиками вам нужно определиться заранее. Все зависит от того, где и в каких условиях она будет размещена. При покупке учитывайте влагостойкость и защищенность от внешних воздействий.
2. Контроллер – дополнительное звено, которое необходимо для осуществления работы цветных диодов. Подключение контроллера к RGB светодиодной ленте позволяет выполнять функцию выбора и регулирования цвета. При его помощи вы можете составить собственный оттенок подсветки. Заглавные буквы RGB расшифровываются как:
   R – red, в переводе с английского красный цвет, G – green (зеленый цвет), B – blue (синий).

При помощи пульта для управления контроллером дистанционно, вы также можете регулировать яркость свечения, устанавливать фиксированный оттенок, включать и выключать светодиодную ленту.

Чтобы выбрать контроллер, необходимо рассчитать требуемую мощность. Это легко сделать, применив следующую формулу:

Потребляемая мощность одного метра умножить на длину светодиодной ленты. Итоговый цифровой показатель и будет являться мощностью контроллера (Вт).

1. Трансформатор (блок питания) – это еще одна важная деталь для работы всей цепи. Выбирать его следует индивидуально, определив условия помещения и правильно рассчитав требуемую мощность для бесперебойной работы светодиодной подсветки.

Подготовьте место для монтажа трансформатора заранее, где воздух циркулирует свободно, чтобы избежать перегрева прибора. При этом не располагайте его вблизи с легковоспламеняющимися предметами. Рассчитайте требуемую мощность.

Важно! Она должна быть на 20–30% выше суммарной мощности всех светодиодных лент. Этот запас мощности блока питания необходим для того, чтобы снабдить стабильным током всю конструкцию без перебоев и скачков напряжения.

Если избежать этого правила, вы рискуете тем, что светодиоды быстро выйдут из строя или будут недостаточно хорошо работать. Как выполнить расчеты мощности, а также еще больше дельных советов по выбору трансформатора, вы можете найти здесь.

Усилитель применяется по желанию и когда этого требует отдельный случай. Его стоит использовать для диодной ленты, длина которой более 5 м, если вся конструкция получает питание от одного трансформатора.

Особенно рекомендуется использовать RGB-усилитель при последовательном подключении нескольких светодиодных отрезков. Таким образом он реализует подачу тока непосредственно от трансформатора к каждой отдельной составной части.

Усилитель благоприятно влияет на работу блока питания и контроллера. Он снижает нагрузку, снабжая стабильным питанием без перепадов напряжения.

Также, если вы решили создать сложную осветительную конструкцию из RGB-ленты, вам в этом очень поможет усилитель.

1. Пульт дистанционного управления. Единственное примечание относительно него – проверьте присутствие батареек внутри.
2. Алюминиевый профиль можно использовать по желанию. Большинство светодиодных лент уже защищены от внешних факторов при помощи силиконового покрытия, поэтому в профиле нет особой необходимости. Но если ваша светодиодная лента относится к моделям с высоким электропотреблением, то такой профиль необходим. Он будет играть роль радиатора охлаждения.

Как выполнить подключение RGB ленты через контроллер

Как подключить RGB ленту к контроллеру стоит разобрать отдельно, так как есть некоторые особенности.

На фото ниже изображена схема подключения РГБ ленты к контроллеру, соединяющаяся при помощи четырех проводов: 3 из них цветные и 1 соединительный для подачи тока от блока питания. Контроллер должен строго устанавливаться между трансформатором и диодным отрезком.

1. Первое, что нужно сделать – с одной стороны где только два провода «+» и «-», соединить контроллер с трансформатором, соблюдая полярность проводов.

1. Далее, с другой стороны, нужно подключить отрезок светодиодной ленты с контроллером, как это сделать смотрите подробно на картинке выше. Соедините четыре провода, 3 из них с соблюдением цветной маркировки, а четвертый провод прикрепите на оставшееся место (он обычно белого или черного цвета).

На деле, если выполнить подключение правильно, процесс оказывается совсем не сложным. Если с первого раза не получилось выполнить соединение верно, то не волнуйтесь – током не ударит. Просто поменяйте провода местами.

Основные схемы подключения RGB-ленты

Когда разобрались с подключением контроллера к RGB-ленте, ваш следующий шаг – соединить все оставшиеся детали в общую цепь. Рассмотрим несколько схем подключения, когда требуется соединить один и более отрезок, а также в каком случае необходим усилитель.

1. Простой вариант установки всех элементов между собой. Эта схема будет полезна для тех, кто собирается подключить только одну диодную ленту, длиной не более, чем 5 метров. При этом способе достаточно применить один блок питания и RGB контроллер. Если требуемая мощность блока рассчитана правильно, то усилитель не понадобится. Ниже представлена наглядная схема подключения.

1. Способ для подключения двух светодиодных отрезков, каждый длиной не более 5 м. Этот метод подключения RGB ленты также прост, но требует некоторых условий для его реализации:

• мощности блока питания и контроллера должно быть достаточно для обслуживания током нескольких диодных отрезков, у которых суммарная длина не более 10 м.
• потребуются дополнительные провода. Как показано на схеме ниже, это можно выполнить путем присоединения к соответствующим выходам контроллера по два провода, которые идут на две разные ленты, соединяя их параллельно друг другу. То есть к одному контакту контроллера присоединяются сразу два провода.

Насколько эффективен этот способ остается только гадать. Ведь мощности одного блока питания может не хватить на долгое время обслуживания двух отрезков лент, а если вы допустили ошибки в расчетах, то конструкция может вовсе не работать.

Для подключения двух отрезков диодных лент существуют более надежные способы. Подразумевается два основных метода соединения всей цепи, длиной свыше 5 м: при помощи дополнительного блока питания и при помощи усилителя.

1. Рассмотрим схему подключения РГБ ленты к двум источникам питания, которая представлена ниже. Эта цепь гораздо лучше подходит для обслуживания более длинных участков лент, так как мощность распределяется равномерно на оба отрезка в необходимом объеме. Недостаток этого способа кроется в том, что трансформатор стоит дороже, чем усилитель.

1. Следующий метод соединения заключается в добавлении нового элемента – усилителя. При его выборе не требуется рассчитывать мощность всей ленты, а только отдельного отрезка, к которому он присоединяется. Его удобнее использовать, так как трансформатор выглядит более громоздким и тяжелым. К тому же не каждый контроллер выдерживает такое напряжение тока. Здесь на помощь приходит использование RGB усилителей сигнала. В итоге оба отрезка будут синхронно работать. Чтобы было понятнее, взгляните на схему.

1. Способ подключения, который позволяет создать более сложную конструкцию из светодиодов любой длины и сложности. Для этого потребуется несколько блоков питания и усилителей, в соответствии с количеством светодиодных лент. Нужно ли добавлять дополнительный трансформатор зависит от мощности освещения. Ниже следует схема того, как вы сможете постепенно наращивать длину подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.

Вот еще одна возможная схема подключения сложных конструкций, схожая с предыдущими. Как ее выполнить смотрите ниже.

Вот такое существует разнообразие вариаций подключения, и это не предел, дальше все зависит от вашей фантазии. Главное, найти место для размещения всего этого оборудования.

Основные ошибки при подключении

Советуем ознакомиться с этими небольшими подсказками при монтировании светодиодной ленты, чтобы избежать самых распространенных ошибок. Это существенно упростит вам все этапы работы с декоративным осветительным прибором.

• Нарушение последовательности в подключении RGB ленты. Если не соблюдать требуемую очередность, то светодиодная лента не будет светить, а может и вовсе перегореть. Представленные выше схемы наглядно объясняют, как правильно соединить все элементы.
• Неверное последовательное соединение отрезков ленты, длиной более 5 м. Важно при подключении таких длинных лент дополнять цепь усилителем или дополнительным блоком питания, чтобы мощности хватало на всю протяженность диодной ленты, и нагрузка была распределена равномерно.
• Мощность трансформатора обязательно должна быть больше суммарной мощности всех светодиодных отрезков. В противном случае конструкция может прослужить недолго.
• Соединение между собой нескольких отрезков светодиодных лент может выполняться только двумя возможными способами: при помощи специальных коннекторов или методом спайки. Ни в коем случае не пытайтесь соединить их посредством скручивания.
• Светодиодные ленты повышенной мощности должны монтироваться в алюминиевый профиль для теплоотвода, чтобы избежать перегрева и возгорания. Профиль может также защитить от воздействия внешних факторов.
• Разрезать диодную ленту следует в специально предназначенных для этого местах, где нарисована пунктирная линия с ножницами, иначе она потеряет свою работоспособность.
• Иногда возникает путаница с проводами контроллера, как правильно его подключить к RGB светодиодной ленте смотрите по рисункам и рекомендациям выше.

Лучше учиться на ошибках других людей и изначально установить светодиодное освещение правильно, применяя все правила и советы.

Надеюсь, что из всех перечисленных методов установки RGB ленты, вы нашли самый подходящий для себя. Соблюдайте все вышеупомянутые правила, для создания качественного освещения и для безопасного использования в дальнейшем.

Источник