Контроллер для rgb светодиодов своими руками

Контроллер для rgb светодиодов своими руками

Через пару дней новый год, и возможно кто то захочет сделать собственный RGB контроллер на 2 RGB канала, на которые можно вешать аж по 110 метров светодиодной RGB ленты, со своими индивидуальными алгоритмами.

Для этого понадобятся:

Плата Arduino NANO.

Две двенадцати вольтовые RGB ленты.

Кнопка и сопротивление 1-10 килоом.

6 мосфет транзисторов T40N03G или любые другие N-канальные подходящие по мощности.

Для сборки устройства я еще использую макетную плату и соединительные провода, вы при желании можете сразу все спаять.

//Начало скетча

//Конец скетча

В скетче имеется функции:

“button2” — для опроса кнопки, и если кнопка нажата то перейти к следующей функции.

“offRGB” — служит для отключения каналов RGB и обнуления переменных “r, g, b”.

“program1, program2, program3, program4, program5, program6, program7 и program8” — содержат алгоритмы для RGB

Переменные “Speed1, Speed2, Speed3 Speed4=5, Speed5=5, Speed6=5 и Speed7=5” имеют значение “5”. Оно является задержкой, и влияет на скорость выполнения алгоритмов, чем больше это значение тем медленнее скорость выполнения, и наоборот.

Переменная SpeedR = random (2, 10); которая находится в 302 строке, является рандомной задержкой для функции “program8” где значение “2” является минимальным а значение “10” максимальным.

Переменная “x” служит для хранения количества режимов для RGB. Значение “8” означает 9 программы (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) = (offRGB, program1, program2, program3, program4, program5, program6, program7, program8). Если вы измените количество программ, то для корректной работы также необходимо изменить значение переменной “x”.

Можете настроит этот скетч, как вам нравится. Или просто как есть, загрузите на плату, и соберите все, как показано на этой схеме.

После сборки можно подать питание 12 вольт. При запуске будет выполняться нулевая программа с функцией “offRGB” и лента светиться не будет! Нажмите кратковременно на кнопку и цикл перейдет к программе с функцией “program1”, после второго нажатия “program2”, и так далее. После восьмого нажатия “program8” цикл опять перейдет к “offRGB”.

В этой схеме я применил мосфет транзисторы T40N03G. Они выдерживают напряжение до 24 вольт и ток 45 ампер. Этого хватит для подключения 220 метров такой RGB ленты как у меня. Вы можете применить любые другие N-канальные мосфеты которые подойдут вам по мощности, главное соблюдайте распиновку при их подключении, ОНА МОЖЕТ ОТЛИЧАТЬСЯ от распиновки T40N03G!

Источник

Как сделать RGB контроллер для ленты своими руками

Как сделать RGB контроллер самостоятельно в домашних условиях

Выделенные цветовые зоны в гостиной или спальне – это всегда красиво и даже эстетично. Естественно, что для того, чтобы правильно произвести все работы по установке потолка, монтаже светодиодной ленты и всего иного сопутствующего оборудования, требуется немало трудиться.

Но зато конечный результат будет приводить в восторг очень долго при правильном исполнении. Ассортимент светодиодных цветовых лент достаточно обширный и их правильный подбор – дело достаточно сложное.

И все-таки, какими бы они ни были хорошими, для их правильного функционирования требуется блок питания на 12 В (куда реже 24 В), и, естественно, блок управления с параметрами, которые подходят именно под подобранную полосу света. Но что это такое, какие он выполняет функции? И если так он нужен, есть ли возможность сделать RGВ контроллер в домашних условиях?

Принцип действия

По своей сути такой тип контроллера – это является мозгом домашней подсветки. Все команды, которые подаются с пульта ДУ, обрабатываются им, а далее требуемый сигнал будет подан на светодиодную ленту, зажигая один из возможных цветов. Контроллеры могут отличаться и по степени мощности, и по количеству выходов, а именно подключаемых кинему полос света. Есть также устройство с пультом, а есть и без пульта дистанционного регулирования.

Еще есть отличия и по сигналу, который будет поступать на ленту, потому что полоса может быть или аналоговой, или цифровой. Отличие между ними довольно ощутимое, а вот сходство единое. Все они могут работать лишь с блоком питания (то есть трансформатором), так как светодиодная полоса обладает номинальным напряжением в 12 В, а не 220, как считают неграмотные люди.

Все дело заключается в том, что аналоговая светодиодная лента при полученном сигнале с устройства для управления загорается тем или другим, но единым цветом по общей длине. У цифровой есть возможность подключения каждого светового диода отдельным цветов. Именно по этой причине контроллер для световой цифровой полосы более высокотехнологичный и его стоимость намного больше.

Вариации подключения

Естественно, что наиболее простым методом подключения прибора для регулирования RGВ будет вариант, при котором подключена лишь одна полоса светодиодного типа или даже ее отрезок. Но этот метод не самый практичный, хотя он и не будет требовать включения в электрическую цепь каких-то других приборов.

Все дело заключается в том, что на одну линию подобного устройства возможно подключение не больше 6 метров полосы светового типа, что для комнатной подсветки будет точно недостаточным. Если же длина отрезка получится больше, то на светодиоды, которые ближе всего находятся к контроллеру, нагрузка возрастает, и в результате этого она просто перегорят.

Есть и другая проблема при подключении светодиодных длинных полос – большая по мощности нагрузка на самые тонкие провода светодиодной ленты. При их нагревании основание из пластика начнет плавиться, и в конечном итоге жилы останутся без изоляции или просто перегорят. А по этой причине, при необходимости освещать более длинные отрезки, используют следующие методы и схемы подключения.

Две ленты светодиодного типа

При подобном подключении к контроллеру для RGВ полосы света потребуется пару устройств питания и усилитель. Особенность такого типа подключения заключается в том, что ленточные отрезки должны подключаться параллельным методом. Хоть у них и одно, а именно общее устройство электронного типа для управления, питание должно быть подано на каждую по отдельности. Усилитель применяется для более четкого и ясного света диодов. Другими словами, напряжение будет поступать на 2 блока питания, а далее с одного из них будет идти на усилитель и дальше на полосу света.

Со второго блока питание начнет поступать на электронный управляемый блок. Между собой прибор для управления и усилитель связаны дополнительной лентой светодиодного типа. Схематически это подключение представлено на фото, представленной выше.

Лента в 20 метров, которая разделена на 4 отрезка

Стоит поговорить и о подключении RGВ контроллеров. При этом подключении желательно использовать тоже по два блока питания, но если они будут иметь огромный выход мощности, то можно использовать и один. Четыре отрезка с длиной в 5 метров подключается, опять-таки, параллельно. Пара полосок подключена к контроллеру напрямую, а вторая тоже подключена к нему, но уже через сигнальный усилитель.

При подсоединении дополнительного блока питания напряжение от него будет идти напрямую на усилитель. Выглядит такой тип подключения приблизительно как на фото выше. Разобравшись со способами подключения контроллеров и их разновидностями, можно попробовать сделать этот прибор собственноручно в домашних условиях. Требуется лишь помнить о том, что требуется соизмерять мощность прибора и его напряжение выходного типа с длиной и потреблением электрической энергии светодиодной ленты.

Изготовление контроллера собственноручно

Схема такого устройства не сложная, и единственный недостаток заключается в том, что у сделанного собственноручно контроллера будет весьма малое количество каналов, хотя для применения в домашних условиях этого вполне хватает. Наверняка в квартире у каждого есть неисправная китайская гирлянда с небольшой по размеру коробочкой 0 блоком для управления устройства. Так вот, главные детали как раз берут именно из нее. Именно внутри такого блока для управления гирляндой можно увидеть 3 выхода тиристорного типа. Это и будут направления В, G и R.

Как раз к ним и требуется подключать светодиодную полосу. Никакого охлаждения посредством тиристоров не требуется, а отсутствие блока питания легко решаемо. Не будет большой проблемы найти нерабочий системный блок от ПК. Так вот, трансформатор от него прекрасно подойдет для этой цели.

И в конечном итоге получится сэкономить не просто на приобретении контроллера, а еще и на покупке блока питания, при этом блок может стоить куда больше, нежели само устройство управления лентой светодиодного типа. Естественно, что никакого пульта дистанционного управления не будет, но все-таки можно подключать светодиодную ленту к выключателю трехклавишного типа, не потратив на приобретение дополнительных устройств ни копейки.

Будет ли стоить игра свеч?

Если же рассмотреть все с точки зрения логики простого человека, который не увлечен радиотехникой, то, естественно, приобрести дешевый контроллер будет не дороже. Кроме того, не будет потеряно время на создание своими руками. Но для истинного радиолюбителя, а иногда и просто человека увлеченного, собрать такое устройство самостоятельно куда приятнее, чем покупать где-то в магазине. А вот попробовать сделать контроллер собственноручно все же стоит, потому что удовольствие от проделанной работы (и к тому же удачной) ничто не сможет заменить.

Источник

Проекты : Автоматика: управление, контроль, световые эффекты, реклама

Многоцветная светодиодная подсветка или RGB-контроллер своими руками

Для чего мне нужна многоцветная светодиодная подсветка? У меня растёт дочка и она совсем малышка. И в один прекрасный момент меня в очередной раз торкнуло сделать поделку для неё, а если быть точнее – украсить подвесной потолок детской комнаты подсветкой. Для этих целей в детскую комнату было приобретено четыре катушки светодиодной RGB ленты.

Железо и запчасти для светодиодной подсветки.

Продается светодиодная RGB лента в рулонах на катушках. В продаже встречаются экземпляры по 60 и по 30 светодиодов на метр, т.е. светодиоды плотнее или реже расположены на ленте. Берем 60 светодиодов на метр, т.к. оптом ещё дешевле и суммарно ярче.

В моем случае лента герметичная, т.е. находится в силиконовой оболочке. С силиконом лента конструктивно намного надежнее. Не знаю как вам, а мне нужна надежность и яркость.

Лента имеет маркеры мест разреза и контактных площадок (+12V, G, R, B). Может разрезаться на кусочки по три светодиода. Квадратные светодиоды под силиконом имеет по 6 выводов, три вывода с одной стороны, и три с противоположной. Визуально под общей линзой находится три кристалла.

Данная лента комплектуется блоком управления и пультом дистанционного управления. Начинаем методично ломать эту железку. Блок управления собран на микроконтроллере SONIX типа SN8P2501B http://www.sonix.com.tw и микросхеме памяти 24С02С . Ниже фотографии общего вида и внутренностей.

Очень радует симпатичный пульт в комплекте. И всё это прекрасно работает, но чего-то не хватает. В этом контроллере отсутствует ручная настройка. Хочется настройки цвета энкодером. И этот подход к управлению запал в душу. Согласитесь, что радиолюбительский вариант должен быть доступным для повторения. А по сему было принято решение сделать светодиодную подсветку с управлением с помощью энкодера со встроенной кнопкой, который будет культурно монтироваться в корпус типового диммера.

Теория управления RGB светодиодами с помощью ШИМ.

Теперь кратко разберемся в теории как управляется RGB светодиод и что такое в принципе RGB. RGB-светодиод, как мы выяснили, это три близко расположенных светодиода под одной линзой: красный – Red, зелёный – Green и синий – Blue, отсюда и название. Как известно, сочетанием этих трёх цветов можно получить любой другой цвет. Обычно эти три светодиода имеют один общий вывод. В нашем случае плюсовой, т.е. общий анод. Яркость свечения светодиода зависит от протекающего через светодиод тока.

Для регулировки протекающего тока используется ШИМ. Что такое ШИМ? Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения длительности импульса к периоду его следования. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять яркость светодиода.

Говоря по простому – ШИМ это соотношение времени включенного и выключенного состояния светодиода. Переключение происходит на высокой частоте и незаметно для зрительного восприятия.

Теперь поговорим о смене цвета. Микроконтроллер каждому из основных цветов – красный, зеленый и синий может установить 256 уровней яркости (от полностью выключенного до полностью включенного), а это в свою очередь позволяет сделать 256*256*256=16777216 комбинаций оттенков. Антиреально много. Мне изначально хотелось попроще, типа радуги с её мнемоникой «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан», т.е. красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый и с плавными переходами между ними. Я никого не удивлю, но реализация алгоритма есть у каждого в компьютере.

Программная реализация непрерывного спектра.

Запускаем тестовый редактор Word (у меня в составе Office XP). Меню Формат – Границы и заливка… . Выбираем вкладку Заливка. Нажимаем кнопку Другие цвета. . Выбираем вкладку Спектр. Устанавливаем стартовые значения цветов вручную 255-0-0.

Затем указатель цвета (крестик) в цветном поле ведем вдоль верхнего края и одновременно следим как меняются цифры значений цвета. В общем всё довольно просто.

По-умолчанию формулу R-G-B начнем с красного цвета 255-0-0.
1) Наращивается зеленый цвет 255-1-0, 255-2-0 . 255-255-0.
2) Уменьшается красный цвет 254-255-0, 253-255-0 . 0-255-0.
3) Наращивается синий цвет 0-255-1, 0-255-2 . 0-255-255.
4) Уменьшается зеленый цвет 0-254-255, 0-253-255 . 0-0-255.
5) Наращивается красный цвет 1-0-255, 2-0-255 . 255-0-255.
6) Уменьшается синий цвет 255-0-254, 255-0-253 . 255-0-0.

Как видим, мы начали красным цветом и закончили красным цветом. Этим мы обеспечиваем непрерывность смены цвета по кругу.

Теперь определимся (точнее я уже определился экспериментально) с шагом смены значения ШИМ. Чуть выше мы перечислили шесть сцен с наращиванием и уменьшением значений цвета. Каждая сцена имеет 255 шагов. Чтобы пройти все сцены нам потребуется 255*6=1530 шагов. Или 1530 оттенков. Уже интересно. Смотрим как работает на практике. Энкодер имеет 20 кликов. 1530/20=76 полных оборотов. Мне наверняка не понравится столько крутить энкодер чтобы сделать полную смену цветов. Сделаем еще немного расчетов.

Вычисляем новый шаг приращения/уменьшения значения ШИМ. Желательно, чтобы это число было кратным 255. Приведем несколько чисел: 5, 15, 17.
Шаг = 5; одна сцена 255/5=51 клик; шесть сцен 51*6=306; оборотов энкодера 306/20=15.
Шаг = 15; одна сцена 255/15=17 клик; шесть сцен 17*6=102; оборотов энкодера 102/20=5.
Шаг = 17; одна сцена 255/17=15 клик; шесть сцен 15*6=90; оборотов энкодера 90/20=4,5.

В итоге остановимся на шаге 15. Смена цветов плавная из 102 оттенков. Реально два соседних оттенка еле различимы для глаза. Поздравляем друг друга – мы определились с алгоритмом.

Следует сказать, что в Интернете этот алгоритм также встречается под названием алгоритм непрерывного спектра. Теперь посмотрим один из вариантов реализации примитивного алгоритма на Си. Здесь алгоритм приведен для примера, на самом деле способы реализации могут быть более замороченными.

Как видим у нас две функции: min и max. В зависимости от направления вращения энкодера вызывается та или иная функция. На этом хватит теории, переходим к практике.

Реализация контроллера светодиодной подсветки на AVR.

Плата контроллера изготовлена методом ЛУТ. Значительное место на плате занимают винтовые зажимы для подключений (отдельное спасибо Александру Калмыкову за зажимы).

Плата имеет размер 4×5 см. Электрические соединения настолько просты, что конструктив можно легко реализовать на куске монтажной платы. Далее собственно схема блока управления и электрических соединений.

Основой устройства является популярный, доступный и дешевый микроконтроллер ATtiny2313. Как видим, в схеме присутствует датчик ИК приемника (TSOP1736) для управления с пульта дистанционного управления. TSOP1736 можно не устанавливать на плату и отсутствие этого датчика никак не сказывается на работе устройства.

Для пульта от заводского контроллера в программе я продублировал функции:
– включение и выключение,
– 256 уровней яркости,
– 15 фиксированных цветов,
– выбор любого (!) цвета из палитры непрерывного спектра,
+ режимы анимации и спецэффектов:
– динамичное переливание цветов,
– стробоскоп любого текущего цвета,
– случайное смешение цветов,
– плавная смена цветов палитры непрерывного спектра.
Напрограммировал от души. Выглядит потрясающе красиво и эффектно.

Как работает блок управления? Подаем питание – ничего не светится. Это сделано для того, чтобы в моё отсутствие случайный скачок напряжения в доме не включил подсветку. Далее любой кнопкой на пульте (кроме кнопки выключения) включаем необходимый режим.

Предположим, что у вас нет пульта. Вы можете нажать на кнопку энкодера и включить белый цвет свечения. Либо можете просто вращать в любую сторону и выбирать необходимый оттенок свечения из всей палитры непрерывного спектра. Очередным нажатием на кнопку энкодера светодиодная лента переводится из включенного состояния в выключенное. Повторяю, при подаче питания ничего не светится.

При прошивании микроконтроллера ATtiny2313 устанавливать следующие фьюзы.

Оформление экнодера в корпусе диммера.

Сначала разбираем диммер. Внутренности можно использовать для регулятора нагрева паяльника.

Далее делаем плату (также можно сделать на обрезке монтажки).

Энкодер монтируем со стороны фольги (пайки). Разъемы и конденсаторы монтируем с другой стороны.

В корпусе диммера сверлим отверстия (4 шт) под ввод проводов. Обтачиваем напильником плату до кондиции. На корпусе энкодера стачиваем выступ. Примеряем плату в корпус и оцениваем примыкание. До финальной фиксации желательно оценить работоспособность путем подключения к блоку управления.

Затем клеем из обычного термопистолета (GLUE GUN) делаем крепление платы в корпусе диммера. Ожидаем пять минут для отвердевания клея.

Затем собираем корпус диммера-энкодера.

Поздравляем друг друга с успешной сборкой.

Реализация контроллера светодиодной подсветки на PIC.

Плата контроллера изготовлена методом ЛУТ. Значительное место на плате занимают винтовые зажимы для подключений (отдельное спасибо Александру Калмыкову за зажимы).

Плата имеет размер 3,5×5 см. Электрические соединения настолько просты, что конструктив можно легко реализовать на куске монтажной платы. Далее собственно схема блока управления и электрических соединений.

Основой устройства является популярный, доступный и дешевый микроконтроллер PIC12F629 (можно использовать PIC12F675). Работа схемы аналогична предыдущей схеме. После подачи питания всё выключено. Нажатием на кнопку энкодера включается белый цвет свечения. Вращением выбирается любой оттенок из непрерывного спектра. Повторное нажатие на кнопку энкодера переводит светодиодную RGB ленту из включенного состояния в выключенное.

У вас возникнет вопрос, какой проект лучше — на AVR или на PIC. Отвечаю — лучше на AVR.

Плюсы.
Микроконтроллер ATtiny2313 имеет 4 шт аппаратных ШИМ. В микроконтроллерах PIC 12й и 16й серий 3 шт аппаратных ШИМ в одном корпусе мне не удалось обнаружить и поэтому пришлось сделать программный ШИМ. Казалось бы, какая разница, ведь и то и другое работает. Программный ШИМ ограничивает реализацию дистанционного управления; эти два процесса (ШИМ и ДУ) имеют слишком разные требования по времени исполнения программы; ДУ будет тормозить ШИМ, что приведет к мерцанию светодиодов в момент управления с пульта. Конечно можно попытаться напрячь мозг и сделать красиво, но у меня большие сомнения за конечный результат. Можно разделить эти процессы и сделать проект на двух микроконтроллерах PIC. Однако, тут нужно взвесить цену этого «двухконтроллерного» проекта.

Минусы.
По моим ранним проектам вы успели заметить, что я отдаю предпочтение PIC, так как для меня «лучше то, что лучше знаешь» (так уж сложилось). В этом заключении я делаю своё субъективное сравнение, т.е. ничего личного. Размер выходного кода у AVR примерно раза в два больше чем у PIC. Скорее всего это особенность компиляторов, а может и особенность системы машинных команд. Что бы вы не говорили, но я приучен к экономии. Также мне НЕ понравился доступ к битам (из AVR Studio 4); капитальный неудобняк. Также есть минус с которым как-бы можно смириться — долбанная система фьюзов.

Роман Абраш и Вадим Гончарук — огромное вам спасибо за консультирование и мой быстрый старт в AVR. Роман — мне очень нравится твоя уникальная способность давать ответы, которые заставляют думать. Вадим — все твои советы были к месту и по делу. Процветания вам и творческих успехов, берегите себя.

О сайте.
Электронные устройства и модели,
обучение и консультация,
документация и средства разработки.
Принимаем на реализацию проекты,
услуги, идеи. Возмездная помощь.

Здесь может быть
ваша реклама

Понравилась конструкция,
но не можете собрать?
Обращайтесь, мы удовлетворим
ваши запросы и пожелания!
Напишите нам письмо.

В русском Интернете бестолку защищать свои права. Хотите использовать материалы — используйте,
но с письменного согласия авторов. В противном случае будут высланы соответствующие письма
в поисковые системы об ограничении индексации ваших сайтов. Не доводите до греха.

Источник