RGB СВЕТОДИОДНЫЙ КОНТРОЛЛЕР

Описание системы

Захотелось мне сделать RGB свет для видео из китайских компонентов. RGB – значит нужен ШИМ контроллер, значит нужно его сделать! Вот и сделал: GyverRGB – контроллер для RGB светодиодных лент со множеством режимов и настроек, модульной структурой и различными способами управления.

Железо

Используется обыкновенная RGB светодиодная лента с общим анодом (контакты 12V G R B). Я использовал два ряда ленты с плотностью 120 диодов на метр, чтобы иметь хороший запас по яркости даже на одном цвете.

В проекте используется Arduino NANO (микроконтроллер ATmega328p). В качестве 100% совместимого аналога можно использовать Arduino UNO/Pro Mini.

Я рассматривал два варианта драйвера для светодиодной ленты: китайский RGB LED amplifier и самодельный драйвер из трёх МОСФЕТ (полевых) транзисторов. LED amplifier очень удобен в подключении, но имеет жуткий недостаток: на высоких частотах у него поднимается нижний порог яркости, что приводит к трате оттенков и вообще некорректной работе режимов.

Вывод: если контроллер не планируется использовать для видео света, то можно поставить LED amplifier и в настройках контроллера поставить низкую частоту (490 Гц), глаз такую частоту не заметит, но снятое на камеру видео будет «стробить». Если планируется использовать контроллер для создания видео света, то в обязательном порядке нужно делать свой драйвер. Также свой драйвер позволит работать с большими отрезками ленты, т.к. транзисторы можно поставить очень мощные.

Полевой транзистор подойдёт практически любой (99%), наковырять можно из материнской платы. Список популярных МОСФЕТов в корпусе to-220: IRF3205, IRF3704ZPBF, IRLB8743PBF, IRL2203NPBF, IRLB8748PBF, IRL8113PBF, IRL3803PBF, IRLB3813PBF (в порядке роста стоимости). Список популярных МОСФЕТов в корпусе D-pak: STD17NF03LT4, IRLR024NPBF, IRLR024NPBF, IRLR8726PBF, IRFR1205PBF, IRFR4105PBF, IRLR7807ZPBF, IRFR024NPBF, IRLR7821TRPBF, STD60N3LH5, IRLR3103TRPBF, IRLR8113TRPBF, IRLR8256PBF, IRLR2905ZPBF, IRLR2905PBF (в порядке роста стоимости).

Управление контроллером предусмотрено тремя способами:

Энкодер – китайский модуль в двух вариантах
ИК пульт – продаётся вместе с приёмником-модулем, но удобнее монтировать отдельный приёмник
Кнопка – обычная нормально-разомкнутая тактовая кнопка
Bluetooth – управление с приложения GyverRGB для Android

Питается система от 12V, от блока питания или батареи из трёх литиевых аккумуляторов. При питании от аккумуляторов предусмотрен «вольтметр» – делитель напряжения на резисторах, позволяющий измерить напряжение на батарее для вывода его на дисплей.

Софтовые фишки

Автоматическое отключение дисплея по таймауту неактивности
Несколько вариантов частоты ШИМ для драйвера:
- 490 Гц – для дешёвых LED усилителей
- 8 кГц – слышно, как пищит
- 4 кГц – работает только на самодельном драйвере
- Настраиваемая до герца
Настраиваемое направление работы ШИМ (для готовых и самодельных усилителей)
Автоматическое ограничение тока потребления на основе количества светодиодов и яркости каналов цвета
Вывод напряжения питания на дисплей в вольтах или процентах
Режим поддержания яркости при разрядке аккумулятора (при полном заряде чуть занижает яркость)
Коррекция яркости по CRT гамме
Матрица коррекции LUT
10 настраиваемых профилей
11 настраиваемых режимов работы для каждого профиля, из них 5 статических и 6 динамических
Настройки хранятся в EEPROM и не сбрасываются при перезагрузке

Описание режимов и настроек

RGB– цвет в пространстве RGB

- BR – яркость (0-255)
- R – красный (0-255)
- G – зелёный (0-255)
- B – синий (0-255)

HSV– цвет в пространстве HSV

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)

Color– яркий цвет

- BR – яркость (0-255)
- COL – номер цвета (0-1530)

ColorSet– предустановленные цвета

- BR – яркость (0-255)
- COL – цвет
  - WHITE
  - SILVER
  - GRAY
  - BLACK
  - RED
  - MAROON
  - YELLOW
  - OLIVE
  - LIME
  - GREEN
  - AQUA
  - TEAL
  - BLUE
  - NAVY
  - PINK
  - PURPLE

Kelvin– установка цветовой температуры

- BR – яркость (0-255)
- TEMP – цветовая температура, К (1000-10000)

ColorW– плавная смена цвета

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)

Fire– стандартный огонь

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)

FireM– ручной огонь

- BR – макс. яркость (0-255)
- COL – цвет (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- MIN – мин. яркость (0-255)

Strobe– стробоскоп

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

StrobeR– стробоскоп со случайным периодом

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

Police– мигалки

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

Управление

Энкодер

Кнопка удержана около секунды – вкл/выкл светодиоды
Кнопка клик – навигация: выбор профиля -> выбор режима -> выбор настройки
Смена профиля – поворот рукоятки
Смена режима – поворот рукоятки
Смена настройки – поворот рукоятки
Выбор настройки – нажатие, удержание и поворот рукоятки

ИК пульт

Кнопки –9 – быстрый переход к профилю с номером
Кнопки * и # – вкл и выкл систему
Кнопка ОК – навигация: профиль -> режим -> настройка
Кнопки вправо/влево – смена профиля/меню/настройки
Кнопки вверх/вниз – изменение выбранной настройки

Bluetooth

Загрузить приложение GyverRGB (для Android) и наслаждаться!

Кнопка (с версии 1.2)

Клик: включить/выключить ленту
Двойной клик: следующий пресет
Тройной клик: предыдущий пресет
Удержание: смена яркости

Кнопка вариант 2 (с версии 1.3)

Клик: включить/выключить ленту
Двойной клик: следующий цвет (12 цветов по кругу Иттена)
Тройной клик: предыдущий цвет
Удержание: смена яркости

Читать еще: Ящички для мелочей своими руками

Виды подсветок

Разработано множество способов подсветки велосипеда при помощи разных видов осветительных устройств. Используются следующие варианты:

неоновые трубки;
светодиодная лента или отдельные точечные элементы;
флуоресцентный слой, нанесенный на раму;
программируемая подсветка колес;
специальные светящиеся колпачки на ниппели.

Наиболее простой и доступный по цене вариант — светящиеся колпачки на ниппели. Однако, добиться ожидаемого эффекта можно только при быстрой езде, когда светящаяся точка сливается в одну сплошную световую окружность. Учитывая, что подсветку используют в темное время суток, такой способ украшения попросту опасен.

Графическая подсветка состоит из множества точечных элементов, установленных на обод или спицы велосипедных колес. Они разноцветные, установлены в определенном порядке. Для питания используется несколько пальчиковых батареек типа ААА. Во время движения точечные элементы сливаются в общую картину, оформляющую всю площадь колеса.

Не следует считать подсветку полноценной заменой освещения. Она не может выполнять такие задачи, являясь лишь украшением, эффектным и привлекающим внимание аксессуаром. Если важен именно функционал, следует установить переднюю фару и катафот сзади. Единственная практическая ценность подсветки — увеличение безопасности движения в вечернее или ночное время. В темноте оформленный световыми элементами велосипедист хорошо заметен, что способствует улучшению дорожной ситуации.

Неоновая

Неоновая подсветка выглядит весьма привлекательно. Она обладает ярким интенсивным свечением, которое может иметь различные цвета. При этом, стоимость такого украшения высока, а длительность работы при средней нагрузке очень мала — 3 аккумулятора стандартного типа способны обеспечивать электропитанием подсветку из 9 трубок всего 2,5 часа. В этом заключается основной недостаток неоновой подсветки, хотя есть и плюсы — например, она светится только во время движения велосипеда.

Холодный неон выпускают в виде жестких трубок или гибких и длинных лент. Чаще всего их устанавливают на линейных элементах конструкции велосипеда — частях рамы. Обычный набор подсветки, который можно приобрести в магазине, состоит из следующих элементов:

неоновая трубка (лента);
инвертор, преобразующий напряжение в 150 В;
батарейки (одна «Крона» или три пальчиковые).

Интересно! Неоновая трубка светится равномерно по всей длине, что дает яркий интенсивный эффект. Есть разные варианты цвета — желтый, зеленый, синий или красный.

Светодиодная

Светодиодная подсветка обладает большим количеством вариантов реализации. Это и колпачки на ниппель, и светодиодные ленты на раму или иные элементы, точечные блоки на колеса. Широкий выбор — не единственное преимущество. Светодиоды отличаются большим временем работы, так как потребляют небольшое количество энергии. Они неприхотливы, устойчивы к внешним воздействиям и очень долговечны — срок службы элемента составляет до 50000 часов. Для питания нужен источник на 9 или 12 В.

К наиболее продвинутым видам LED-подсветки следует отнести графические системы. Они позволяют получать вращающихся колесных дисках меняющиеся цветные изображения, образованные блоком RGB светодиодов. Управление системой обеспечивает электронная плата с программируемым контроллером. Система создает высокоэффективную и привлекательную подсветку, но ее цена вполне доступна массовому покупателю — приобрести подобный комплект можно всего за 20 долларов.

Важной особенностью светодиодов является возможность сделать подсветку на велосипед самостоятельно. Варианты самодельной иллюминации порой оказываются намного эффектнее стандартных образцов, а расходы и трудозатраты на их создание — достаточно низкими. В этом, а также в разнице цен, заключается принципиальное отличие LED подсветки от неоновых элементов.

Как это работает

Адресные светодиоды представляют собой цепь из отдельных сегментов, содержащих светодиод и защиту от помех (конденсатор). Соединение этих сегментов произведено таким образом, что питание подается параллельно, обеспечивая +5 В на каждом участке. Данные подаются по последовательной цепочке, что означает прекращение свечения ленты при выходе из строя любого элемента.

Управление режимом свечения производит микрокомпьютер (наиболее распространенным вариантом является контроллер Ардуино), для которого необходимо загрузить специальную программу (скетч).

Монтаж светодиодной ленты. Как паять и клеить ленту

Правильный монтаж ленты – 50% залога долгой жизни без болезней Вашей светодиодной подсветки (остальные 50% приходятся на качество самой светодиодной ленты).

Рекомендуем доверить монтаж подсветки профессионалам либо, если уж очень хочется все сделать своими руками, внимательно отнестись к нижеизложенным правилам.

Вот вообщем то и все советы! Приглашаем купить светодиодную ленту в интернет-магазине Новосвет 74.

RGB СВЕТОДИОДНЫЙ КОНТРОЛЛЕР

Описание системы

Железо

Читать еще: Обереги своими руками

Управление контроллером предусмотрено тремя способами:

Энкодер – китайский модуль в двух вариантах
ИК пульт – продаётся вместе с приёмником-модулем, но удобнее монтировать отдельный приёмник
Кнопка – обычная нормально-разомкнутая тактовая кнопка
Bluetooth – управление с приложения GyverRGB для Android

Софтовые фишки

Автоматическое отключение дисплея по таймауту неактивности
Несколько вариантов частоты ШИМ для драйвера:
- 490 Гц – для дешёвых LED усилителей
- 8 кГц – слышно, как пищит
- 4 кГц – работает только на самодельном драйвере
- Настраиваемая до герца
Настраиваемое направление работы ШИМ (для готовых и самодельных усилителей)
Автоматическое ограничение тока потребления на основе количества светодиодов и яркости каналов цвета
Вывод напряжения питания на дисплей в вольтах или процентах
Режим поддержания яркости при разрядке аккумулятора (при полном заряде чуть занижает яркость)
Коррекция яркости по CRT гамме
Матрица коррекции LUT
10 настраиваемых профилей
11 настраиваемых режимов работы для каждого профиля, из них 5 статических и 6 динамических
Настройки хранятся в EEPROM и не сбрасываются при перезагрузке

Описание режимов и настроек

RGB– цвет в пространстве RGB

- BR – яркость (0-255)
- R – красный (0-255)
- G – зелёный (0-255)
- B – синий (0-255)

HSV– цвет в пространстве HSV

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)

Color– яркий цвет

- BR – яркость (0-255)
- COL – номер цвета (0-1530)

ColorSet– предустановленные цвета

- BR – яркость (0-255)
- COL – цвет
  - WHITE
  - SILVER
  - GRAY
  - BLACK
  - RED
  - MAROON
  - YELLOW
  - OLIVE
  - LIME
  - GREEN
  - AQUA
  - TEAL
  - BLUE
  - NAVY
  - PINK
  - PURPLE

Kelvin– установка цветовой температуры

- BR – яркость (0-255)
- TEMP – цветовая температура, К (1000-10000)

ColorW– плавная смена цвета

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)

Fire– стандартный огонь

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)

FireM– ручной огонь

- BR – макс. яркость (0-255)
- COL – цвет (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- MIN – мин. яркость (0-255)

Strobe– стробоскоп

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

StrobeR– стробоскоп со случайным периодом

- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

Police– мигалки

- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)

Управление

Энкодер

Кнопка удержана около секунды – вкл/выкл светодиоды
Кнопка клик – навигация: выбор профиля -> выбор режима -> выбор настройки
Смена профиля – поворот рукоятки
Смена режима – поворот рукоятки
Смена настройки – поворот рукоятки
Выбор настройки – нажатие, удержание и поворот рукоятки

ИК пульт

Кнопки –9 – быстрый переход к профилю с номером
Кнопки * и # – вкл и выкл систему
Кнопка ОК – навигация: профиль -> режим -> настройка
Кнопки вправо/влево – смена профиля/меню/настройки
Кнопки вверх/вниз – изменение выбранной настройки

Bluetooth

Загрузить приложение GyverRGB (для Android) и наслаждаться!

Кнопка (с версии 1.2)

Клик: включить/выключить ленту
Двойной клик: следующий пресет
Тройной клик: предыдущий пресет
Удержание: смена яркости

Кнопка вариант 2 (с версии 1.3)

Клик: включить/выключить ленту
Двойной клик: следующий цвет (12 цветов по кругу Иттена)
Тройной клик: предыдущий цвет
Удержание: смена яркости

Выбор светодиодной ленты

Как сделать выбор светодиодной ленты из множества предложений? Каков ее срок службы? Какая лента лучше? Читаем здесь!

На фоне огромной популярности и востребованности светодиодной ленты создаются фирмы, специально ориентированные на продажи светодиодных светильников и лент в частности. Эти фирмы заполоняют интернет с новыми “самыми выгодными” предложениями. Сложно устоять, надо признаться. При этом, сотрудники этих фирм в своем большинстве не представляют, что такое светодиод в принципе и как с ним обращаться. Продукция заказывается в Китае и ввозится огромными партиями по минимальным закупочным ценам (выглядят все ленты одинаково, зачем платить больше?!).

Производитель в Китае, также учитывая “дикий” спрос на точечные светодиодные светильники и пытаясь находится в конкуренции и быть востребованным оптимизирует производство, используя самые дешевые компоненты и оборудование (вплоть до ручной пайки в ленту. светодиодов). На выходе получаем полу-брак. То же самое, кстати, можно сказать и про качество светодиодных ламп.

Чтобы не быть голословными, расскажем немного о компонентах светодиодных светильников и степени их важности для срока службы и яркости.

Читать еще: Качественный кухонный нож своими руками

Само “сердце” светодиода – кристалл

Кристаллу присущ важнейший, определяющий срок службы светодиода термин “деградация” – его разрушение и падение светового потока с течением времени. Деградируют все без исключения кристаллы. Только у качественных световой поток за 10.000 часов уменьшится на 2% от первоначального значения, а у остальных за те же 10.000 часов – на 20%. Как правило, у “порядочных” производителей сроком службы принято считать время до спада светового потока до 80% от первоначального значения. У “непорядочных” – кому как вздумается, канонов нет.

Корпус кристалла и контактные соединения

Люминофор

Оптика

На качество светодиодных лент, и, соответственно, срок службы в огромной степени также влияет компетентность и “чистоплотность” производителя. В погоне за прибылью большинство азиатских производителей не брезгует (тут надо признать и вину недобросовестных заказчиков из России) устанавливать на светодиодные ленты возможно и качественные комплектующие, НО предназначенные для целей не связанных с освещением (например светодиоды для индикации), “разогнав” их запредельным током и получив хорошие выходные данные. Изделие будет служить. 1 месяц.

Таким образом, учитывая все вышеизложенное, можно сделать вывод что:

1. Светодиодная лента, которую Вы намерены использовать часто и подолгу должна стоить дороже, чем Вам хочется.

2. Дешевая лента – “кот в мешке”. При правильном монтаже светодиодной ленты и периодическом ее использовании может прослужить и значительный срок. Но какой?

Так как же все-таки сделать верный выбор? Как определить качественную светодиодную ленту?

Совет №1

Совет №2

Совет №3

Также важно понимать, что светодиодная лента будет Вас радовать своим светом годами только при условии соблюдений ее правил монтажа.

Сколько нужно светодиодных ламп?

Для нормального освещения комнаты площадью 16-18 м 2 требуется две лампы накаливания по 100 ватт. Каждая лампа накаливания производит 1200-1300 люмен. Итого получается что на комнату площадью 16-18 м 2 требуется 2500 люмен. Из справочников известно, что светодиоды на потребляемый 1 ватт электроэнергии выдают 50-60 люмен. Разделим 2500 Лм на 50 Лм/Вт и получим 50 ватт. Теперь необходимо подобрать светодиоды суммарной мощностью в 50 Вт. Можно взять 10 светодиодов по 5 ватт и равномерно распределить их узкий свет по всему помещению, либо можно взять 4-5 мощных светодиодов по 12 ватт.

Светодиодная лампа

С расчетом количества светодиодов мы разобрались, теперь разберемся со светодиодной лентой и подберем к ней блок питания.

Сфера применения

Адресные светодиоды используются там, где обычные виды линейных светильников оказываются несостоятельны и справиться с поставленной задачей не могут. Основная сфера использования:

создание полноцветных модулей;
конструирование световых приборов типа «soft lights»;
в оформлении участков интерьера, декора фасадов или иных элементов;
в рекламных конструкциях;
для создания LED экранов. Которые популярны при оформлении мероприятий шоу-бизнеса или рекламных кампаний.

Адресные светодиоды относительно дороги, что заметно снижает распространение и востребованность таких конструкций. Кроме того, необходимость использования дополнительных устройств (контроллер), загрузки в них программного обеспечения и прочие сложности отпугивают массового пользователя.

Подсветка из светодиодной ленты своими руками

Светодиодную ленту обычно устанавливают на велосипед своими руками, поскольку готовых комплектов подобного типа в продаже не найти. Понадобится влагозащищенная лента, полностью закрытая силиконовой трубкой от всех возможных воздействий и контактов. Уровень защиты должен быть не ниже IP65. Надо приготовить необходимые инструменты и материалы:

LED лента достаточной длины;
фиксатор для источника питания;
два аккумулятора на 12 В;
кнопка или тумблер для включения подсветки;
термоклей, силиконовый герметик.

Интересно! Для сборки иллюминации велосипеда необходимо располагать временем и обладать некоторым опытом и навыками работы с паяльником, но результат того заслуживает. Рассмотрим все этапы работ по порядку.

Разрезаем светодиодную ленту

Резка ленты возможна только в специально отмеченных участках. Сначала надо отмерить необходимое расстояние, подгоняя его под линии реза. Для установки на обод колеса обычно режут на минимальные отрезки по 3 светодиода. Их длина примерно равна расстоянию между спицами. Разрезать надо аккуратно, стараясь не замять и не соединить между собой дорожки на ленте.

Крепим и паяем ленту

Соединение длинных участков, установленных на раме велосипеда, производится обычным порядком — на ленте имеются контактные площадки, к которым припаиваются соединительные провода. При сборке надо следить за правильностью соединения контактов и за соблюдением полярности. Рекомендуется сначала крепить к раме велосипеда один участок, потом припаивать к нему следующий отрезок и фиксировать его на раме или колесе — и т.д.

Оформление обода колеса велосипеда представляет собой более трудоемкую задачу. Методика соединения ничем не отличается от описанной, но большое количество отрезков усложняют процесс сборки и установки. Обычно колеса с велосипеда снимают, чтобы облегчить и ускорить работу.

Подключаем питание

Источник питания крепится обычно под сиденьем велосипеда (для подсветки рамы) или между спицами (для иллюминации колес). Необходимо надежно закрепить его, поскольку центробежная сила, возникающая при вращении, способна сбросить блок аккумуляторов. Самым надежным вариантом считается монтаж на металлические хомуты.

Иногда для снижения веса и устранения дисбаланса колес используют литиевые аккумуляторы для телефонов. В этом случае понадобится установить токоограничивающий резистор, а светодиоды понадобятся мощные, не менее 1 Вт.

голоса

Рейтинг статьи