Ремонт системы освещения светодиодной RGB лентой

Что такое RGB светодиодная лента

RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) – это светодиодная лента, способная при работе менять свой цвет. В каждом LED модуле находятся три светодиода – красный, синий и зеленый. Изменяя отдельно яркость свечения каждого кристалла, вы получаете любой цвет видимого спектра.

Что такое rgb светодиодЧто такое rgb светодиод

Внешне RGB led отличается от моноцветной только количеством выводов. Здесь их 4 – три из них для питания каждого отдельного кристалла и один общий плюс.

Существуют особые led ленты с пятью выводами. Маркируются они как LED RGB W (W – white). Пятый вывод отвечает за белый свет. Дело в том, что в трехцветном диоде белый цвет получается смешивая все три цвета в равных пропорциях. Такой «белый» отличается от чистого моно- света. Поэтому появился тип led с четвертым кристаллом белого цвета.

Эти ленты (как и моноцветные) имеют несколько классов пыле- влагозащиты:

  • IP20 – без защиты, боится влаги и пыли;
  • IP67-69 – не боится пыли, может быть использована во влажной среде (ванна, аквариум).

ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ

  • В данном видео показан полный и максимально подробный процесс разработки и изготовления устройства, а также обзор его возможностей и функций.

  • Понятные схемы, OpenSource прошивки с комментариями и подробные инструкции это очень большая работа. Буду рад, если вы поддержите такой подход к созданию Ардуино проектов! Основная страница пожертвовать – здесь.

Зачем нужен контроллер

led controllerконтроллер для светодиодной ленты

Одноцветной светодиодной ленте контроллер не требуется, она просто подключается к блоку питания, который обычно имеет маркировку DC12V для 12-ти вольтных моделей, если лента отличается по напряжению, нужно подобрать соответствующий БП. В принципе, наиболее распространенными являются модели на 12 – 24 В, причем экземпляры с большим напряжением достаточно экзотичны. Встречаются и виды светодиодных лент для подключения к сети 220 В напрямую, но их не бывает в RGB исполнении.

подключения led лентысхема подключения светодиодной ленты к сети

Контроллер играет роль переключателя цепей от источника питания к потребителю. На ленте расположено три ряда светодиодов, различающихся по цвету, либо все три цвета выполнены в виде отдельного кристалла в одном корпусе светодиода, например, типа 5050:

  1. Зеленый.
  2. Синий.
  3. Красный.

Контроллеры бывают различного исполнения, в том числе герметичного, на них указана степень защиты от воды и пыли в виде IPхх, причем IP20 – самый нежный, его нельзя использовать на улице или во влажных помещениях, а IP68 – защищен хорошо. Ленты тоже бывают разными по степени защиты, маркируются таким же образом. Иногда производители используют более понятную пометку, надпись «Waterproof» гласит о водонепроницаемости прибора.

к содержанию ↑

Что такое RGB контроллер для светодиодной ленты, принцип работы

Контроллер для светодиодной ленты RF RGB 18A сенсорный

Прежде всего, нужно разобраться, что собой представляет светодиодная лента. Это плоский пластичный диэлектрик определенной длины. Одна сторона полотна оснащена светодиодами, а на другую наносится слой клея и закрывается защитной пленкой, последнюю удаляют непосредственно перед нанесением ленты на поверхность. Чаще всего в строительных магазинах встречаются светотехнические приборы 5 метров в длину, но при необходимости ленту можно разрезать на куски длиной не менее 2 мм.

Каждая дорожка такой ленты работает самостоятельно, но при этом излучает всего один цвет. Изменение спектра, а также яркости происходит за счет совместной работы с контроллером. Как правило, этот дополнительный управляющий элемент продается в комплекте.

Та сторона ленты, к которой подводится блок питания, обычно оснащена дополнительно припаянными выводами – провода разного окраса.Черный – это всегда нулевая жила, а красный – сигнальный или фазный. Если речь идет о цветной ленте, питающих провода уже в два раза больше – черный, зеленый, синий и красный. Если при подключении случайно поменять местами сигнальные провода в ленте, ничего страшного не произойдет, просто дистанционный пульт управления будет некорректно переключать цвета. Если перепутать сигнальный провод с нулевым, можно сжечь ленту. В противоположной стороне ленты все дорожки соединены при помощи спайки.

Как правило, источник света каждого окраса сгруппирован по 6 или 12 штук. Такой принцип конструкции позволяет разрезать ленту на необходимую длину.

СБОРКА И НАСТРОЙКА

  • Установить необходимые программы и драйверы https://alexgyver.ru/arduino-first/
  • Установить библиотеки из архива проекта (смотри инструкцию)
  • Определиться с драйвером ленты (LED amplifier для декора/подсветки, самодельный драйвер для фото/видео света)
  • Установить частоту для драйвера в настройке HIGH_FREQUENCY, значение 0 – частота 490 Гц, для обычных применений ленты. Значение 2 – частота 31.4 кГц, для самодельного драйвера и видео-света
  • Установить направление работы ШИМ в DRIVER_DIRECTION, 0 для самодельного драйвера, 1 для готового
  • Дисплей можно «развернуть» на 180 градусов, настройка ROTATE_DISP
  • Если нужно отображение заряда батареи:
    • Подключить по схеме делитель напряжения (два резистора)
    • Измерить их точное сопротивление и указать в настройках R1 и R2
    • Не забыть включить настройку VOLTMETER
    • Включить питание от 12V, измерить напряжение на пине 5V платы Arduino, указать его в настройке VREF в Вольтах
  • Если нужен режим ограничения тока или поддержания яркости:
    • Убедиться, что лента из диодов 5050
    • Настроить вольтметр как написано выше
    • Указать количество светодиодов в настройке NUM_LEDS
  • Выбрать органы управления контроллером, настройки USE_IR, USE_ENC и USE_BT
  • Прошиться
  • LCD_BACKL – автоотключение подсветки дисплея по таймауту неактивности, 0 выкл, 1 вкл
  • BACKL_TOUT – таймаут неактивности отключения дисплея, секунды
  • CONTRAST – контрастность (яркость) дисплея, 0-255
  • ROTATE_DISP – повернуть дисплей на 180 градусов, 0 выкл, 1 вкл
  • I2C_ADDRESS – адрес дисплея. Если дисплей не работает, нужно определить его адрес (см. ниже).
  • HIGH_FREQUENCY – частота ШИМ для драйвреа: 0 – 490 Гц, 1 – 7.8 кГц, 2 – 31.4 кГц, 3 – ручная настройка
  • PWM_FREQUENCY – частота ШИМ на настройке №3, Герц
  • DRIVER_DIRECTION – 0 – обычный (мосфеты), 1 – реверс (LED amplifier)
  • MAX_CURRENT – автоматическое ограничение тока, при значении 0 ток не ограничивается, мА
  • NUM_LEDS – кол-во светодиодов для расчёта ограничения тока (только для диодов 5050), штук
  • USE_BT – использовать Bluetooth, 0 выкл, 1 вкл
  • USE_IR – использовать ИК пульт, 0 выкл, 1 вкл
  • IR_STEP – шаг изменения настроек с пульта
  • USE_ENC – использовать энкодер, 0 выкл, 1 вкл
  • ENC_REVERSE – инвертировать направление энкодера, 0 выкл, 1 вкл
  • ENC_TYPE – тип энкодера, 0 или 1
  • USE_BTN – использовать кнопку, 0 выкл, 1 вкл
  • VOLTMETER – вольтметр (делитель напряжения в пин А0), 0 выкл, 1 вкл
  • CHARGE_VAL – вывод напряжения: 0 – в процентах, 1 – в вольтах
  • CONSTANT_BRIGHT – поддержание яркости при разрядке АКБ (только для диодов 5050), 0 выкл, 1 вкл
  • VREF 5.1 – напряжение на пине 5V на плате при питании от 12V (по схеме)
  • R1 10010 – точное значение сопротивления резистора 10 кОм, Ом
  • R2 4700 – точное значение сопротивления резистора 4.7 кОм, Ом
  • MIN_PWM – минимальный ШИМ сигнал на драйвер (например для работы с дешёвым драйвером на высокой частоте)
  • GAMMA_BRIGHT – гамма-коррекция яркости (CRT), 0 выкл, 1 вкл
  • LUT_R, LUT_G, LUT_B – матрица коррекции LUT для каждого цвета

Ошибка при загрузке прошивки

  • Читать https://alexgyver.ru/arduino-first/
  • Не забыть установить библиотеки из архива проекта
  • Читать https://alexgyver.ru/arduino-first/ ещё раз, пункт №5, читать по буквам

Что-то из железа не работает

  • Первым делом проверить подключение

100% не работает дисплей – возможно, у него другой адрес

  • Найти и прошить прошивку ino из папки utility в архиве проекта
  • Открыть монитор порта (значок лупы справа вверху)
  • Увидеть текст как показано ниже, скопировать адрес дисплея (если он отличается от 0x3C) и указать его в настройке I2C_ADDRESS.

I2C Scanner

Scanning…

I2C device found at address 0x3C  !

done

Энкодер работает неадекватно (увеличивает на 2 за один тик или на 1 за 2 тика)

  • «Инвертировать» настройку ENC_TYPE (было 1 – поставить 0)

Лента светит неправильными цветами

  • Проверить подключение
  • Если лента светит ярко при 0 и не светит при 255 – инвертировать настройку DRIVER_DIRECTION (было 1 – поставить 0, и наоборот)

Не реагирует на ИК пульт из другого магазина

  • В прошивке на строке ~85 находится блок кодов с кнопками пульта. Можно закомментировать WAVGAT (стоит по умолчанию) и раскомментировать коды от KEYES
  • Если пульт всё ещё не реагирует, можно «измерить» коды его кнопок при помощи прошивки ino из папки utility. Прошить, открыть монитор порта (значок лупы справа вверху) и нажимать на кнопки. Скопировать коды в блок кодов пульта в прошивке GyverRGB.
  • Таким образом кстати можно научить систему работать с практически любым ИК пультом!

Общая, RGB

scheme1-600x338.jpg

Автономная

scheme2-1-600x338.jpg

Схема 3

scheme3-2-600x338.jpg

Схема 4

scheme4-1-600x338.jpg

Драйвер

pcb-1-600x338.jpg

Плата DIP

dip-600x353.jpg

Плата SMD

smd-600x360.jpg

Плата TA6586

drv-600x351.jpg

Лицевая панель

panelDrawing-600x401.png

Конденсаторы необязательны (я не паял). Для тех, кто хочет стабильности:

  • C2 – электролит, напряжение выше 6.3V, ёмкость выше 10 мкФ
  • Конденсатор CAP и над электролитом – любые керамические
pcbfix-600x373.jpg

Внимание! На плате Gerber_GyverRGB_DIP исправлена ошибка! По ссылке можно скачать уже исправленную плату. Если вы заказали старую версию платы (до 02.09.2019) – то нужно вручную перерезать отмеченную на картинке ниже дорожку. Симптомы неправильной платы – не работает синий канал цвета. За внимательность спасибо Михаилу Шикаловскому

Ссылки на магазины, с которых я закупаюсь уже не один год

Вам скорее всего пригодится:

Если вместо указанных товаров у вас открываются блузки/вата/прочая хрень – выбросьте свой айфон! Или проверьте его на вирусы.

Принцип подключения

Чтобы смонтировать работоспособную систему с RGB  лентой необходимо произвести следующие действия:

Ремонт контроллера LN-IR24B RGB светодиодных лент

Если проверка ПДУ, блока питания и RGB светодиодной ленты подтвердила их исправность, значит, неисправен контроллер и следует его заменить или отремонтировать.

Контроллер RGB светодиодных лент

Ремонт контроллера начинается с осмотра печатной платы. Для этого нужно снять крышку-дно, отжав лезвием ножа боковую стенку в сторону.

Контроллер RGB светодиодных лент

На боках крышки имеются по два квадратных отверстия, за которые цепляются фиксаторы основания корпуса, и крышка надежно закрепляется.

Контроллер RGB светодиодных лент

Печатная плата в корпусе зафиксирована только со стороны припайки проводников несколькими каплями силикона. Для освобождения печатной платы нужно лезвием ножа подрезать силикон вдоль стенок корпуса. Работать нужно аккуратно, чтобы не перерезать провода.

Контроллер RGB светодиодных лент

После извлечения печатной платы нужно внимательно внешним осмотром проверить ее на отсутствие дефектов – холодных паек выводов деталей, следов их перегрева в виде потемнений маркировки или копоти на корпусе, перегрева проводников или их разрушения.

Если дефектов не обнаружено, значит, неисправны радиоэлементы. Микросхемы редко выходят из строя, узким местом в контроллерах обычно являются силовые ключи, которые выходят из строя, как правило, из-за нарушения правил эксплуатации, а именно, перегрузке по току. Все три ключа выходят из строя очень редко, чаще один, средний (управления зеленым цветом), так как подогревается соседними транзисторами и в результате работает в более тяжелых температурных условиях.

Если предельный ток нагрузки указан 2 А, то для надежной работы контроллера нагружать выходы надо током не более 1,8 А, а лучше 1,5 А. Тогда контроллер прослужит долго.

Полевой транзистор

Ключи в контроллере LN-IR24B выполнены на трех полевых транзисторах mosfet P3055LD в корпусе DPAK (TO-252) для SMD-монтажа, выдерживающие ток нагрузки до 12 А. Но в контроллере транзисторы не установлены на теплоотводы и поэтому допустимый ток нагрузки ограничен до 2 А.

Ниже приведена структурно-монтажная схема светодиодной RGB системы освещения. Пути прохождения цифровых сигналов с микросхемы на затворы полевых транзисторов показаны линиями соответствующих цветов.

Схема подключения контроллера

Проверять работу контроллера лучше всего с помощью осциллографа. Тогда появится возможность проверить как работу микросхем, так и транзисторов. Для проверки достаточно подать на контроллер питающее напряжение. RGB ленту подключать не обязательно. Далее с помощью ПДУ, направленного на сенсор последовательно нажать сначала на кнопку ON (включить), а затем W (белый). Таким образом, контроллер будет включен в режим свечения светодиодной ленты белым светом (будут светиться все три цвета).

Контроллер RGB светодиодных лент

Общий провод осциллографа подключается к +12 В, а щупом прикасаются последовательно к затворам каждого из транзисторов. На экране осциллографа должны наблюдаться прямоугольные импульсы размахом около 5 В. Если импульсов нет, то концом щупа прикасаются с другого конца токоограничительного резистора. Если и в этом случае импульсы не появились, то возможно вышла из строя микросхема или на нее не поступает цифровой сигнал с микросхемы сенсора. В случае неисправности микросхем, ремонт контроллера экономически нецелесообразен.

Сигнал на истоке полевого транзистора

В случае наличия сигналов с микросхемы нужно последовательно прикоснуться щупом к стокам транзисторов (местам пайки выходных RGB проводников). Если транзисторы исправны, то на экране осциллографа должны появиться прямоугольные импульсы размахом около 12 В, как на фотографии. Если импульсов нет, значит в обрыве переход транзистора исток-сток, если импульсы размахом всего 5 В, значит, имеет место пробоя между затвором и стоком, а вывод истока в обрыве. Неисправный транзистор подлежит замене.

В случае, если в светодиодном освещении не горит один или два цвета, то проверить ключевые транзисторы неработающих каналов можно и без осциллографа. Для этого нужно выходной провод отсутствующего цвета, и на котором присутствует цвет, поменять местами, перепаяв на плате. Например, лента не светит красным цветом, зеленый и синий цвета есть. Отпаиваете от платы красный провод и зеленый. Красный припаиваете на место зеленого, а зеленый на место красного. Включаете систему, если красный цвет появился, а зеленый нет, значит, точно не работает ключевой транзистор и его нужно заменить.

Полевой транзистор P3055LD в корпусе DPAK (ТО-252) и его аналоги часто применяются в материнских платах компьютеров. Для замены при ремонте контроллеров я использовал аналог транзистора P3055LD, транзисторы типа P3055LDG и PHD3355L выпаянные из неисправных материнских плат компьютеров.

Как выбрать контроллер для светодиодной ленты

led, controllerконтроллеры 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.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Все элементы цепи должны быть подобраны по одинаковому номинальному напряжению и току, а ток потребления ленты не должен превышать выдаваемый ток БП и контроллера

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.

к содержанию ↑

Подключение устройства

Схема подключения контролера к светодиодной ленте

После приобретения светодиодного полотна нужно ознакомиться с необходимыми инструментами и материалами, а также особенностями подключения.

Из материалов потребуется:

  • Трансформатор, он же блок питания.
  • RGB контроллер.
  • Светодиодное полотно требуемой длины.
  • RGB усилитель (требуется при условии, что у контроллера недостаточная мощность).

Подключение осуществляется при помощи разъемов для установки RGB-ленты, поэтому в сравнении с пайкой этот способ более быстрый и удобный. Чтобы нарастить длину, требуется на конец ленты соответственно цепям надеть коннектор.

Многоцветное светодиодное полотно для питания применяет общий плюс, а управление обеспечивается за счет минусовой шины. Для производительной и корректной работы RGB требуется четырехпроводной соединитель.

Контроллер также может быть многозональным, что позволяет ему управлять несколькими зонами одновременно и независимо друг от друга.

Готовые RGB лампочки под цоколь с пультом управления

RGB лампочки

Отдельно стоит упомянуть про готовые RGB изделия под цоколь E14 или E27.

Такие лапочки бывают в совершенно корпусах и исполнениях. Внутри лампа содержит компактный драйвер для питания от сети 220В, контроллер и трехцветные светодиоды.

Для полноценного освещения комнаты она не подойдет, т.к. несколько ламп синхронизировать в одну систему не получится. Используется как ночник или декор. Потребление 1-3 Вт/ч. Стоимость стартует от 3$ за Китай.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
loading.gif Загрузка…

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Видео в помощь

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом