После того, как я столкнулся с серьезными трудностями во время сборки корпуса своего устройства, а также при установке девайса в квартире друга (при этом для подключения устройства необходимо было полностью разобрать корпус, а затем собрать его обратно), я принял решение сделать корпус с помощью 3D-принтера. Это позволило бы избежать лишних хлопот и существенно упростить процесс.
Управление светодиодными лентами в квартире и доме: виды и способы
Многие покупатели, которые заглядывают в интернет-магазин «Ледрус», часто не имеют четкого представления о возможностях управления светодиодными лентами. Мы постараемся заполнить этот пробел, подробно рассказав о различных видах и способах управления, а также объяснив, как осуществлять управление одноцветными и многоцветными (RGB) лед-лентами. Вы сможете убедиться в том, что использование разнообразных управляющих устройств позволяет сделать светодиодное освещение в вашем доме более функциональным, индивидуальным и комфортным.
Обычные пользователи, как правило, воспринимают светодиодные ленты как оригинальное решение для освещения потолка, карнизов для штор или ниш в стенах. Процесс реализации подобного освещения кажется достаточно простым и понятным. Достаточно приобрести рулон LED-ленты белого или желтого свечения, блок питания, выключатель и затем установить и подключить эти устройства. Эта схема является самой базовой для создания светодиодной подсветки. Однако стоит отметить, что возможности освещения с помощью лед-лент на самом деле намного шире, и они значительно выходят за рамки традиционного использования. Безусловно, удобно управлять яркостью светодиодов, изменяя ее от едва заметной до максимальной. Данная функция легко реализуема с минимальными затратами. Возможно, не все знают о существовании многоцветных RGB-лент, которые могут менять цвет и интенсивность светового потока всего одним нажатием на пульт. Представьте, какой потенциал могут иметь такие ленты в световом дизайне вашего жилища. Утром вы можете выбрать бодрящий белый цвет, днем перейти на спокойный зеленый, а вечером насладиться расслабляющим оттенком морской волны.
Виды управления светодиодной лентой
Итак, управление светодиодными лентами обеспечивает удобное изменение яркости и цветовой палитры в зависимости от времени суток и ваших предпочтений. Давайте ознакомимся с основными категориями LED-управления, которые применяют производители светотехнического оборудования.
Диммеры
Если вы хотите регулировать яркость света светодиодной ленты белого или другого одноцветного свечения, вам понадобится диммер. Это устройство обеспечивает плавное изменение интенсивности светового потока в широком диапазоне и может включать или отключать источник света.
При выборе диммера важно, чтобы его мощность соответствовала мощности подключенной нагрузки. Фактически диммер подключается к электрической цепи между блоком питания и светодиодной лентой.
Схема функционирования диммера основана на цифровых микросхемах и технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ). ШИМ является оптимальным решением для регулировки тока, подаваемого на светодиодную ленту. Импульсный способ изменения тока с заданной частотой исключает эффект мерцания, который часто наблюдается у непрофессиональных светорегуляторов.
Контроллеры
Контроллеры предназначены для управления RGB-лентами, изготовленными на многокристальных светодиодах с различными комбинациями кристаллов. С помощью RGB-контроллера вы можете выбрать любой необходимый цвет или смешивать цветовые комбинации, получая тысячи оттенков.
Однако это ещё не всё. Контроллер также выполняет функцию регулировки яркости, скорости и плавности смены цвета. Вы можете выбрать одну из встроенных программ, чтобы создать интересные световые спецэффекты.
Работа контроллеров основана на технологии ШИМ, которая предполагает подачу управляющих сигналов к нагрузке в виде импульсной последовательности определенной частоты.
Особенности управления
Существуют светодиодные контроллеры, которые могут управляться через Wi-Fi или Bluetooth. В зависимости от типа источника света, вы сможете не только изменять яркость освещения, т.е. делать его более ярким или более тусклым, но также адаптировать цвет освещения. Например, вы можете переключаться с теплого белого света, как у лампы накаливания, на холодный или нейтральный дневной свет. В зависимости от требований, для управления светодиодными лентами может потребоваться разное количество выходных каналов.
RGB обозначает три основных цвета: красный, зеленый и синий. Чтобы управлять таким источником света, требуется RGB LED контроллер, у которого есть три выхода или канала. Следовательно, каждому цвету нужен отдельный выходной канал. Преимущество контроллера RGB-светодиодов заключается в том, что с его помощью можно создавать огромное количество смешанных оттенков. Меняя яркость отдельных цветов, можно достичь миллионов различных комбинаций.
Что такое RGBW?
Если вы хотите получать качественный белый свет в дополнение к смешанным цветам, вам следует использовать контроллер RGBW. Он имеет четыре канала на выходе вместо трех, одним из которых является канал для белого света. Важно помнить: если произвести перепутывание каналов при подключении, то светильник будет работать некорректно.
CCT (от англ. «correlated color temperature») – это термин, означающий коррелированную цветовую температуру. Его диапазон составляет от 2700 Кельвинов (теплый белый) до 6500 Кельвинов (холодный белый, подобный дневному свету, включая синие компоненты).
Контроллер CCT обладает двумя выходными каналами: один для теплого белого и второй для холодного белого освещения. В лампе CCT имеются два различных светодиодных чипа, каждый из которых способен воспроизводить только один цвет. Пульт дистанционного управления позволяет смешивать эти два оттенка белого света.
Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь обращаться к менеджерам магазина Donel, которые предоставят консультацию и помогут выбрать оборудование для управления освещением на сайте Donel.su.
Подпишитесь на рассылку, чтобы не пропустить актуальные предложения.
Виды контроллеров
Как уже упоминалось, контроллеры бывают различных типов, но их функциональность одинакова: переключение цветов и регулировка их интенсивности. Контроллеры отличаются:
- По типу исполнения (защищенные от внешних условий и обычные);
- По типу монтажа (с отверстиями для крепления на саморезы или на DIN-рейку и прочие опции);
- По методу управления (пульт дистанционного управления, кнопки на корпусе контроллера или другие беспроводные технологии, например, управление со смартфона по WiFi).
Контроллеры, предназначенные для монтажа на DIN-рейку, удобно устанавливать в электрощиты. Пульты управления также различаются: некоторые используют инфракрасный порт для передачи сигнала, другие – радиочастотную передачу. При этом на пульте обычно есть возможность выбора автоматического режима или ручного переключения цвета и яркости. Очень важно быть внимательным при выборе устройства, поскольку у различных моделей могут быть свои особенности управления и подключения, и необходимая функция может оказаться недоступной.
Вообще, существует множество разновидностей пультов. Наиболее простой вариант – это кнопочный пульт, работающий с инфракрасным светодиодом. Такие устройства имеют свои недостатки, среди которых и необходимость направлять пульт на приемник контроллера при выборе и регулировке режима работы. Более современные модели уже могут быть дополнены сенсорными панелями для управления.
Интересная модель:
Ecola RF mini controller 6 А, работающий от 12 до 24V, при подаче 12V способен обеспечить 72W, а при 24V уже 144W светодиодного освещения. У него имеется кнопочный радиопульт (RF) для настройки. Он обладает очень компактным разъемом для подключения к вашей системе. Контроллер изменяет цвет подсветки и может использоваться как диммер.
Ecola RF mini controller 6A 72W 12V
Если вам неудобно использовать пульт для управления, существуют контроллеры, которые могут заменять обычный выключатель света. Они должны гармонично вписываться в ваш интерьер. В качестве органов управления могут использоваться потенциометры, энкодеры, кнопки или сенсорные панели. Функции и эксплуатация таких моделей схожи, отличаются лишь исполнением.
Используя пульт управления, вы можете изменять не только цвет подсветки, но и его яркость, активируя функцию диммирования.
Ключевые характеристики устройства
Вся элементная база устройства изготавливается из проверенных временем компонентов, и не содержит дорогих деталей, что позволяет снизить стоимость контроллера и повысить его надежность.
Железо
- Процессор ATmega 328;
- Управление светодиодами методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ);
- Силовые ключи на основе полевых транзисторов IRL3716;
- Два RGB-канала для подключения светодиодных лент;
- Интерфейс Ethernet для подключения к сети;
- Ethernet-контроллер: ENC28J60;
- Напряжение питания – 12V или 24V, постоянное.
Прошивка
- Встроенный веб-сервер для управления и настройки;
- Управление через http-запросы (методом GET);
- Первоначальная настройка контроллера LED-C-01 осуществляется через веб-интерфейс.
Физические характеристики
- Пластиковый корпус;
- Габаритные размеры: 153x58x37 (мм);
- Масса: 0.25 кг;
- Рабочий диапазон температур: от -25°C до 65°C.
Изначально мы планировали внедрить в каждое наше устройство разработанный нами Ethernet-модуль для управления приборами через HTTP-запросы. Поэтому в данном контроллере мы также решили использовать этот модуль.
Когда мы завершили разработку основных требований к контроллеру, мы создали первый его прототип, используя метод ЛУТ (Лазерное Ультрафиолетовое Тестирование). Затем мы проверили его работу на нескольких кусках светодиодных лент (длинные ленты мы были не в состоянии достать), и удостоверившись, что всё функционирует должным образом, мы заказали первую партию печатных плат на завод.
Когда платы прибыли с завода, нам удалось приобрести цельную ленту длиной 5 метров, и мы приступили к сборке устройств.
На фотографии показана основная плата без установленного Ethernet-модуля:
На этой картинке — с установленным Ethernet-модулем:
И вид на плату со стороны разъемов:
После сборки мы подключили к устройству 5 метров светодиодной RGB-ленты для тестирования.
К нашему разочарованию, лента, хотя и загоралось, управлялась не совсем корректно. Передача команды на включение ленты цветом белого типа приводила к следующему (по клике на изображение будет видно):
Мы выбрали слишком высокую частоту для ШИМ (25 кГц), в результате чего лента светилась неравномерно.
После ряда экспериментов с различными лентами, мы остановились на частоте 750 Гц, и всё встало на свои места — цвета заработали, как и ожидалось 🙂
Первый собранный экземпляр LED-C-01 перед установкой в квартиру моего друга мы поместили в готовый пластиковый корпус, купленный в близлежащем магазинчике (на КДПВ был как раз этот первый экземпляр, а ниже показанные фото кликабельны):
Поскольку корпус был подбирался в сжатые сроки, нам пришлось воспользоваться термоклеем для его финальной сборки:
Как происходит управление контроллером?
Управление устройством осуществляется с использованием протокола HTTP (метод GET). Контроллер подключается к локальной сети «умного дома» через разъем RJ-45 и управляется с любого компьютера или устройства, также подключенного к этой сети.
На данный момент протокол SSL не поддерживается, поэтому предусмотрено использование специального секретного слова, которое позволяет ограничить доступ к управлению контроллером.
Управление осуществляется следующим образом: при обращении к контроллеру из браузера с любого устройства открывается веб-страница. На этой странице можно задать начальные параметры: установить IP-адрес устройства и секретное слово, а также выбрать цвет светодиодных лент и включить или выключить их.
Все необходимые аргументы запроса передаются через его параметры.
Например, чтобы включить белый цвет ленты, подключенной ко второму каналу контроллера, можно ввести команду:
http://192.168.2.18/secretword/?frm=2&red2=255&green2=255&blue2=255&smo2=0
Здесь параметры red2, green2 и blue2 определяют цвет.
Параметр smo2, установленный на 0, указывает на то, что переключение цвета произойдет резко, а не плавно.
Если указать smo2=8, то переключение между состояниями ленты будет происходить в течение восьми условных интервалов времени 🙂
Каждый условный интервал времени равен 5 секундам.
Для управления первым каналом необходимо передать аналогичный запрос, только вместо двойки в названиях параметров следует использовать единицу. Например:
http://192.168.2.18/secretword/?frm=1&red1=255&green1=0&blue1=0&smo1=5
Эта команда приведет к переключению первой ленты в красный цвет в течение пяти условных интервалов времени (то есть 25 секунд) 🙂
Спасибо за ваше внимание!
- Подключение по сети Ethernet.
- Управление освещением.
- Управление multiroom-контроллером.
- Сбор информации от датчиков движения.
- Управление электрическим теплым полом.
- Управление освещением лестницы.
UPD: Исправлена информация по току в статье.
Подключение контроллера к светодиодной ленте
Подключать контроллер к RGB-светодиодной ленте лучше всего с помощью специальных разъемов-коннекторов. При этом на блоке имеются специальные обозначения:
- Red-R; для красного цвета.
- Green-G; для зеленого.
- Blue-B; для синего.
- +Vout-+Vin; для положительного подключения.
Теперь разберем пошаговую инструкцию по подключению.
Пошаговая инструкция
Сначала необходимо подготовить исходные материалы: контроллер, светодиодную ленту, блок питания и коннекторы. Далее следуйте инструкции для соединения и подключения:
- Согласно цветовой схеме соедините светодиодную ленту с коннектором.
- Найдите маркировку клемм на блоке и подключите к нему коннектор так, чтобы контакты ленты совпадали с контактами контроллера.
- Подключите блок питания через клеммные колодки на противоположной стороне блока, или воспользуйтесь соединением типа «папа-мама» (в зависимости от конструкции блока питания и контроллера).
- После проверки надежности соединений, подключите собранную цепь к сети и проведите тестирование ее работы.
Обратите внимание! Контроллер может иметь конструкцию, предусматривающую многозонное подключение светодиодных лент. В этом случае принцип монтажа остается тем же, но нужно выполнять его последовательно для каждой зоны. С его помощью можно управлять отдельными областями освещения.
Основные выводы
Контроллер для светодиодной ленты является важным элементом системы управления. С его помощью осуществляется переключение между синим, зеленым и красным светодиодами, а также настраивается их сочетание в соответствии с заданными программами. В дополнение, контроллер выполняет функцию диммера, регулируя яркость подсветки.
Для подключения контроллера необходимо использовать блок питания, который выпрямляет и понижает ток до 12-14 вольт, что соответствует требованиям самой полихромной светодиодной ленты. Все модели этих устройств существенно различаются между собой по трем основным параметрам:
- Тип исполнения корпуса – защищенный от влаги и пыли или обычный.
- Метод монтажа – наличие отверстий для крепежа или крепление на специальной планке.
- Метод управления – пульт, кнопки, приложения для смартфонов.
Наиболее распространенный вариант – это пультовое управление. ПДУ могут быть сенсорными, кнопочными или стационарными, а также оснащаться радиочастотным или инфракрасным портом. При выборе контроллера для светодиодной ленты важно учитывать:
- Напряжение.
- Силу тока.
- Мощность.
- Степень защиты от воздействия внешней среды.
Лучше всего подключать светодиодную ленту к контроллеру с использованием 4-контактного коннектора. Для этого необходимо соединить ленту с клеммами блока в соответствии со схемой.
Предыдущая: Светодиоды — назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода. Следующая: Светодиоды — подключение выключателя с подсветкой клавиш своими руками.
