نوارهای LED RGB و RGBW: شرح نوارهای LED رنگی ، اتصالات نوارهای دیود چند رنگ. اتصال ، انتخاب تقویت کننده

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-15 04:11

نوارهای LED با LED های سفید معمولی و همچنین نور پویا (قرمز ، زرد ، آبی و سبز) در همه جا وجود دارد. نوارهای ترکیبی آنها-چهار رنگ یا RGBW-علاوه بر سه رنگ اصلی ، علاوه بر این ، سفید را نشان می دهد.

آن چیست؟

مجموعه LED RGB علاوه بر نوار نور است که با نور فوق العاده سفید می درخشد . در ساده ترین حالت ، هنگامی که نوارهای RGBW در دسترس نبودند ، نوارهای رنگی در کنار نوارهای نور سفید قرار می گیرند - یا یکی یکی (برای هر رنگ) ، یا همه به یکباره ، درخشش سفید ، قرمز ، سبز و آبی با یکدیگر متناوب می شوند. رنگها

پیشرفت هنوز ثابت نمی ماند - LED های کامپوزیتی در بازار ظاهر شدند که رنگ های سفید ، قرمز ، سبز و آبی را تولید می کردند . 4 کریستال سبک ساده در چنین LED ترکیبی تعبیه شده است که هر کدام رنگ خاص خود را می دهد. برای کنترل ، یا یک خط 5 پین (5 سیم) ارائه می شود ، یا یک خط دو سیم ، که از طریق آن منبع تغذیه LED ، که دارای میکروکنترلر اولیه است ، تامین می شود. در حالت دوم ، 5 کریستال در "چند LED" قرار داده شده است: 4 عدد نور سوز ، یکی (ساده ترین تراشه) کنترل. به عنوان یک تراشه ، یک مولتی ویبراتور (دیمر) ارائه می شود که پی در پی از خود ، که از طریق یک خط دو سیم خارجی به کریستال های نور مربوطه می آید ، نیرو می دهد.

آنالوگ RGBW یک LED پنج جزء (5 بحرانی) است که شامل یک LED نیز می باشد . یک مجموعه RGBW به یک LED RGBWY تبدیل می شود. چنین تغییری در LED های چند عنصری در عمل کاربردی پیدا نکرده است - رنگ زرد با درخشش همزمان کریستال های نور قرمز و سبز بازتولید می شود. کریستال های نوری که نزدیک یکدیگر قرار دارند ، هنگامی که ناظر یک یا دو متر (و بیشتر) از آنها فاصله دارد ، در میدان دید خود در یک نقطه نوری واحد ادغام می شوند. این ویژگی بینایی ، که توسط لومونوسف کشف شده و در عمل توسط هلمولتز تأیید شده است ، به شما امکان می دهد از بین 16،777،216 تغییرات قابل مشاهده در چشم ، سایه دلخواه ایجاد کنید. با تغییر ، به عنوان مثال ، روشنایی درخشندگی قرمز و سبز ، یک فرد در RG-LED یک رنگ قرمز مایل به زرد مایل به زرد می بیند.

نوارهای RGBW دارای ویژگی جالبی هستند - جبران نور . اگر کریستال نور سفید به طور ناگهانی خراب شد ، سپس با استفاده از قرمز ، آبی و سبز که هنوز کار می کنند ، می توانید یک نور سفید پویا را از سرد به گرم ایجاد کنید و روشنایی مناسب را تنظیم کنید. نسبت سیگنال روشنایی این سه LED برای سفید معمولی (بدون سایه در مقیاس دمای رنگ) به شرح زیر است: 30 درصد نور قرمز ، 59 درصد سبز ، 11 درصد آبی می دهد.

اگر نور سبز را کمی کاهش دهید و آبی را اضافه کنید ، سایه سفید سرد خواهد شد . اگر آبی را کم کنید و قرمز را اضافه کنید ، رنگ سفید گرم می شود. و غیره. در نوارهای نور صنعتی ، این فرایند توسط شخص کنترل نمی شود ، بلکه توسط یک دستگاه خاص - میکروکنترلر کم نورتر ، که سایه ها و فرکانس را تعیین می کند ، الگوریتم تغییر آنها در طول زمان است.

یک میکروکنترلر داخلی با حالتهای روشنایی سخت تنظیم شده در هر یک از LED ها قرار دارد: وقتی چنین نواری روشن می شود ، هر چهار عنصر نوری به طور همزمان روشن می شوند. سوئیچینگ چرخه ای صاف یا ناگهانی با استفاده از یک دیمر خارجی تنظیم می شود . آدرس (الگوریتمی) - با استفاده از یک دیجیتال اضافی (خط ارتباط سه سیم).

در مورد دوم ، چنین سیستم هایی به طور قابل توجهی گران تر از نوار RGBW ساده هستند.

خلاصه کنید LED های W - سفید اصلی ترین آنها هستند . اینها عناصر نوری هستند که نور را برای زندگی روزمره افراد در خانه و محل کار فراهم می کنند. کریستالهای R ، G و B - قرمز ، سبز و آبی روشنایی پس زمینه را ایجاد می کنند.بنابراین ، در لوسترهای LED که از طریق کنترل از راه دور کنترل می شوند ، صاحب نور را به تنهایی انتخاب می کند. به عنوان مثال ، در شب سال نو ، کاربران اغلب نوار یا چراغ RGBW را در حالت "چراغ های روشن" روشن می کنند ، مانند گل آذین درخت کریسمس: قرمز ، سبز و آبی به صورت متوالی یا در فواصل مختلف چشمک می زنند.

سقفی که به این ترتیب روشن شده است ظاهری زیبا و شیک به خود می گیرد . کاربرانی که چشمک زدن شدید ، پلک زدن و انتقال آرام از یک رنگ به رنگ دیگر را ترجیح می دهند ، حالت دیگری را انتخاب می کنند. استفاده از میکروکنترلرهای Arduino قابل برنامه ریزی دلخواه به هر صاحب یک نوار سبک اجازه می دهد الگوریتم خود را تنظیم کند ، محدود به یک یا چند ایستگاه از پیش تنظیم کارخانه.

نوارهای انعطاف پذیر RGBW - در 5 ، 12 و 24 ولت ، بر خلاف 220 ولت ، به بخشهای کوتاهتر از 0.5 یا 1 متر بریده می شوند . سقف ها ، دیوارها و کفها با انتقال پله ای در اطراف محیط با استفاده از قطعات کوتاه و بلند با اتصال دهنده های 90 درجه متصل شده اند که نوار نوار را در این زاویه ایجاد می کند. این بدان معناست که یک اتاق با روشنایی پویا ظاهر زیبا و کاملی به خود می گیرد. ساده ترین نوارهای روشنایی بدون تغییر دیمر مستقیماً به هم متصل می شوند. آنها به منبع تغذیه (آداپتور ، درایور) با دو ولتاژ خروجی مستقل نیاز دارند: 2 ولت برای LED های رنگی ، 3 ولتاژهای سفید.

لوازم و قطعات لازم

علاوه بر نوار دیود چند رنگ ، استاد به چنین لوازم جانبی و اجزاء نیاز دارد.

اتصالات گوشه ای .اغلب اینها اتصالات مستطیلی هستند - یک دور. می توان از سه راهی استفاده کرد-آداپتورها و اتصالات T شکل. "متقاطع" برای اتصال اتوبوس های چند سیم متقاطع استفاده می شود ، "مزایا" و منفی آنها از نظر الکتریکی از یکدیگر جدا شده اند. ستاره ها - در موارد خاص: ترمینال های 5 ، 6 ، 7 و بیشتر به یکی از نوارها اجازه می دهد تا به واحد منبع تغذیه و مرکز "ستاره" را متصل کند - چند اتصال چند نوار ولتاژ منبع تغذیه را با بقیه نوارها اتصالات - "صلیب" و "ستاره" به دلیل منحصر به فرد بودن آنها ضعیف توزیع شده اند - کاربری که می داند چگونه لحیم کاری کند ، چنین توپولوژی را با استفاده از قطعات سیم جمع آوری می کند.

کابل برق - وقتی نوارهای زیادی وجود دارد ، یک سطح مقطع مناسب لازم است . نوار 12 ولت با ظرفیت مثلا 10 وات بر متر تقریباً یک آمپر مصرف می کند. بنابراین ، 5 متر نوار نور مصرف می کند: 5/6 A ضرب در 5 متر ، 25/6 یا بیشتر از 4 A. و با توجه به اتلاف گرما (به LED ها و سیمهای تحت بار) ، فقط 2.5 A مجموعه نور شما را با روشنایی کمتری نسبت به گفته سازنده ناامید نکرد ، شما به کابل با حاشیه نیاز دارید که به شما اجازه می دهد 10 A را بدون افت محسوس ولتاژ منبع تغذیه تحت بار تغذیه کنید. بسیاری از سازندگان خانه که با این نیاز روبرو شده اند ، یک قطعه کابل معمولی را که چندین نوار نور به آن متصل است ، با سطح مقطع 2-5 میلی متر مربع-و آنها اشتباه محاسبه نمی کنند: اگر منبع تغذیه به اندازه کافی قدرتمند باشد ، نور نوارها با روشنایی اعلام شده می درخشند.

چسب جهانی . می توانید از "ناخن های مایع" ، یادآور چسب "Moment-1" استفاده کنید.

جعبه سفید با درب شفاف (احتمالاً دارای پخش کننده) یا لوله سیلیکونی شفاف . در مورد دوم ، یک باغ یا شیلنگ فنی که نور سفید را منتقل می کند مناسب است - با قطر داخلی حدود یک سانتی متر و یک قطر کوچک. بسته بندی نوار باعث می شود که مجموعه ضد آب و ضد گرد و غبار باشد. نوارهای سبک آماده با کلاس حفاظت از رطوبت IP-69 در حال حاضر در پوسته ای مقاوم در برابر گرد و غبار و رطوبت قرار داده شده اند. نوار نور بسته شده ، اگرچه کمی از بین می رود - تا 10 of درخشندگی در پوسته ، اما در برابر آب و هوای خارجی و تأثیرات اقلیمی (مکانیکی و شیمیایی) بسیار محافظت می شود.

منبع تغذیه می تواند به صورت یک مجموعه عرضه شود. اگر یک نوار RGBW بدون کنترل کننده از 220 ولت کار می کند ، یعنی "از پریز" ، یک یکسو کننده برق به عنوان یک دستگاه در یک مینی کپسول روی سیم برق نصب می شود. این یک پل اصلاح کننده دیود ولتاژ بالا است.به موازات آن - یک خازن ولتاژ بالا در خروجی متصل می شود ، به عنوان یک قاعده ، با حاشیه ولتاژ تا 400 ولت کاهش می یابد.

اتصال دهنده های مختلف: رولپلاک و پیچ برای آنها . برای قطع کردن منبع تغذیه مورد نیاز است.

ابزار - چاقویی برای جدا کردن سیم ها و مخاطبین ، آهن لحیم کاری با لحیم کاری ، رزین و شار لحیم کاری ، پیچ گوشتی . لحیم کاری در موارد غیر استاندارد مورد نیاز است هنگامی که هیچ اتصالی با توپولوژی مورد نیاز وجود ندارد ، اما شما باید عناصر نور را آویزان کنید.

برخی از بلوک های ترمینال دارای پایانه های پیچ هستند.

کنترل کننده

واحد عملکردی کنترل کننده - یک مینی برد در یک مورد با خروجی از طریق ورودی مربوطه به منبع تغذیه متصل می شود. به عنوان یک قاعده ، اینها پایانه های "+ 5V" (یا 12 ولت) و "زمین" ("جرم") هستند. خروجی های کنترل کننده نیز خروجی های بار هستند: میکرو مدار منبع تغذیه را از طریق مراحل ترانزیستور قدرت ، که به عنوان سوئیچ کار می کند ، کنترل می کند. به عنوان یک قاعده ، این "منفی" در "R" ، "G" ، "B" و "W" است ، و آنها دارای "plus" مشترک هستند ، اما همچنین یک قطب معکوس وجود دارد - با یک "جرم" مشترک . یک خط برق 5 سیمه تشکیل شده است.

طرح پیچیده به شرح زیر است: "plus" و "minus" تنها مواردی هستند که در اینجا وجود دارد. منبع تغذیه معمولی برای LED مناسب است (گروهی از بلورهای سبک) . تراشه در قاب LED به طور مستقل - رنگهای درخشان را بصورت محلی تغییر می دهد. سپس "منفی" روی سیم معمولی "می نشیند" ، "پلاس" جداگانه می رود و در گذرگاه کنترل یک خط با سرعت بالا طبق پروتکل دیجیتال وجود دارد - سیم هایی برای "دریافت" و "انتقال".

کنترل کننده ، تشخیص می دهد که تراشه های نور متصل هستند و برای کار آماده هستند ، دستورات آدرس را از طریق گذرگاه ("Rx" / "Tx" / "ground") برای آنها ارسال می کند . اتصال ناگهانی "بعلاوه" به "دریافت" یا "ارسال" اشتباه رایج صنعتگران تازه کار است: تراشه ها و کنترل کننده سر ("مغز") که هیچ محافظی ندارند فوراً می سوزند (خرابی حرارتی و الکتریکی قسمت ریزپردازنده).

واقعیت این است که ولتاژ پالس با فرکانس بالا که با آن کار می کنند صدم و هزارم ولت است-چند یا چند ولت فوراً قطعات الکترونیکی را "می کشد".

تقویت کننده

هنگامی که طول خط برنامه صدها یا بیشتر متر باشد ، تقویت کننده سیگنال های دیجیتال از یک سیستم کنترل پیچیده ("هوشمند") برای نوار نور RGBW مورد نیاز است. برای جبران تلفات ولتاژ فرکانس بالا ، که قبلاً کمیاب است و شدت آن چند میکروآمپر است ، به اصطلاح. تقویت کننده . یافتن و انتخاب آن مشکل ساز است - فقط چند شرکت این محصول را تولید می کنند ، زیرا چنین شرایطی بسیار نادر است. علاقه مندان با خرید آنلاین عناصر رادیویی در چین به صورت خودکار چنین مدارهایی را جمع آوری می کنند.

در مورد تقویت کننده قدرت - وقتی نوار نور در قسمت های آخر از نظر روشنایی "افت می کند" ، گاهی اوقات خرید یک آداپتور اضافی با 5 ، 12 یا 24 ولت ارزان تر از سرمایه گذاری چندین برابر پول بیشتر در کابل های چند هسته ای با ضخامت ضخیم است. -بخش. مضرات این راه حل این است که منبع تغذیه ، به دلیل یکپارچگی طراحی اصلی اتاق ، در زیر ساختار معلق لوستر ، پشت آن - از طرف مقابل ورودی اتاق پنهان شده است . برق از طریق سیمهای اضافی از طریق اتصالات بازطراحی شده که سیمهای کوچک سیم به آنها وصل شده است تأمین می شود.

منبع تغذیه

هر ماژولی که از 220 تا 12/24 ولت پایین بیاید و از ولتاژ بالای شبکه جدا شود ، به عنوان یک آداپتور مناسب است. این ولتاژ متناوب را به ولتاژ ثابت تبدیل می کند - به لطف آن ، نورهای چشمک نمی زنند و باعث چشمان کاربر در ساعت های زیاد کار می شوند ، اما یک نور اصلی و بدون پس زمینه و روشنایی پس زمینه را یکنواخت می کنند.

نکات انتخاب

از استفاده از نوار سبک که در حین کار چشمک می زند خودداری کنید. امواج - با فرکانس 50-100 هرتز ، همچنین توسط ساده ترین منبع تغذیه (ترانسفورماتور و دو دیود ، حتی بدون خازن صاف) داده می شود . قدرت واحد تغذیه و کل مصرف (بر حسب وات) خود نوارهای نور را انتخاب و توافق کنید. اگر اولی کمتر از دومی باشد ، درخشندگی ناقص است و واحد در حالت اضافه بار کار می کند یا به دلیل گرم شدن بیش از حد به صورت دوره ای خاموش می شود.

اگر برعکس ، کل مجمع سالها بدون شکایت کار کند ، زیرا منبع تغذیه دارای ذخیره انرژی است.

اتصال و راه اندازی

مراحل زیر را برای ویرایش و تنظیم روشنایی RGBW پویا دنبال کنید

1. منبع تغذیه را نصب کنید. آن را در یک مکان پنهان قرار دهید - طاقچه ای در دیوار ، پشت کابینت و غیره.
2. نوارهای نور را در مکانهای مناسب اتاق قرار دهید.
3. کانکتورها را وصل کنید. اگر قسمتهای نوارهای نور با لحیم کاری به هم متصل شده اند ، قبل از آن-قبل از قرار دادن نوار ، قسمتها را برای مکانهایی که دسترسی به آنها برای سقف ، کف و دیوارها سخت است ، لحیم کنید.
4. کابل های خروجی و برق (کابل) را به منبع تغذیه نصب و وصل کنید.
5. مطابق دستورالعمل های مونتاژ و راه اندازی دستگاه ، کنترل کننده را قطع و وصل کنید (در صورت وجود).
6. سیمها (و قسمتهای آنها) را با توجه به برنامه تنظیم سیستم روشنایی جداگانه هدایت و وصل کنید.

بررسی کنید که آیا سیستم به درستی مونتاژ شده است یا خیر. کل مجموعه نور باید روشن شود. اگر کنترل از راه دور ارائه شده است ، باتری ها یا باتری های قابل شارژ را در آن قرار دهید و تغییر حالت ها را درخشندگی بررسی کنید. حالت های درخشندگی را پشت سر بگذارید - همه چیزهایی که توسط کارخانه تنظیم شده است باید کار کند. اگر برنامه نویسی از راه دور ارائه شده است ، الگوریتم خود را برای تغییر رنگ و نور سفید تنظیم کنید. نتیجه یک درخشش چند رنگ است که با یا بدون اصلی (سفید) ترکیب شده است.