Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования московский авиационный институт.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 62
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Контроллеры можно разделить по таким признакам:
По типу управления;
Сенсорные и кнопочные;
По выходной мощности, в продаже имеются модели, рассчитанные на мощность от 72 до 288 Вт;
С заранее прошитой программой и модели, которые необходимо программировать самостоятельно.
По типу управления.
Без пульта управления – режим работы задается непосредственно в контроллере, такое решение актуально для случаев, когда нет необходимости часто менять режим работы RGB-контроллера.
ИК-пульт управления– контроллер управляется при помощи инфракрасного пульта дистанционного управления. Радиус действия пульта до 10 метров, инфракрасный датчик должен находиться в зоне прямой видимости. Комплекты с такими пультами отличаются малой ценой, пульт легко можно заменить в случае выхода из строя или утраты.
Радиопульт – контроллер управляется с пульта при помощи радиосигнала, радиус действия до 100 метров, работает даже через стены.
Контроллеры, управляемые по Wi-Fi– данные модели управляются при помощи смартфона, планшета или персонального компьютера. Имеется варианты со встроенным Wi-Fi модулем или управляемые через специальный роутер, который может контролировать сразу несколько лент.
Звуковые контроллеры– сканируют окружающие звуки и, обработав их на основании заложенной в них программы, изменяют режим работы светодиодной ленты, это отличный вариант для развлекательных заведений.
Сенсорные и кнопочные.
Кнопочные пульты управления наиболее распространены, программа контроллера выбирается соответствующей кнопкой, отличаются дешевизной и простотой, представлен на Рисунке 2.
Рисунок 2 – кнопочный контроллер светодиодной ленты
В сенсорных пультах установлено сенсорное кольцо (рисунок 3), с помощью которого легко выбрать нужный режим и цвет свечения ленты, такие пульты весьма дороги, но они являются наиболее современными и удобными. Радиопульт – контроллер управляется с пульта при помощи радиосигнала, радиус действия до 100 метров, работает даже через стены.
Рисунок 3 – сенсорное кольцо на контроллере
Современные производители предлагают огромный выбор самых разнообразных RGB контроллеров, которые позволяют решить самые сложные задачи по реализации цветной подсветки.
Схемы подключения.
Простейший вариант – подключение отрезка длиной до 5 метров к одному контроллеру подходящей мощности (см. рисунок 4).
Рисунок 4 – схема подключения ленты к контроллеру
Если общая длина ленты более пяти метров, то нужно либо каждый отрезок подключать по приведенной выше схеме, либо каждый отрезок напрямую к контроллеру как показано ниже:
Рисунок 5 – схема подключения ленты к контроллеру
Если мощности контролера не хватает для всех отрезков ленты, а более мощного не получается найти в продаже, то у вас есть два варианта:
Каждый из отрезков подключать по первой схеме или от одного блока питании подключать несколько контроллеров. Вариант достаточно прост, но у него есть большой недостаток – каждый участок подсветки будет управляться отдельным пультом и изменение цвета, и динамические режимы не будут синхронизированными, что вряд ли вам понравится при организации подсветки потолка и других элементов интерьера комнаты.
Чтобы вся подсветка регулировалась синхронно используют RGB-усилители. Это такое устройство, у которого есть вход для подачи RGB-сигнала с задающего контроллера (на рис. ниже пунктирной линией) или с конца одного из отрезков ленты.
Вход РГБ-усилителя потребляет маленький ток. Кроме сигнала от задающего контроллера, к усилителю подключают питание от блока питания после чего уже запитывают от усилителя новые отрезки РГБ-лент. Схема такого решения показана на рисунке ниже.
Рисунок 6 – схема подключения ленты к контроллеру с РГБ-усилителем
2.2 Типы адресных лент
Сейчас появилось несколько разновидностей адресных светодиодных лент, они основаны на разных светодиодах. Рассмотрим некоторые виды.
Таблица 1 – Чипы WS28XX
| Чип | Напряжение | Светодиодов на чип | Кол-во дата входов |
| WS2811 | 12-24V | 3 | 1 |
| WS2812 | 3.5-5.3V | 1 | 1 |
| WS2813 | 3.5-5.3V | 1 | 2 (дублирующий) |
| WS2815 | 9-13.5V | 1 | 2 (дублирующий) |
| WS2818 | 12/24V | 3 | 2 (дублирующий) |
Сейчас популярны два вида ленты: на чипах WS2812b и WS2811 (и новая WS2818). Их разница в том, что чип WS2812 размещён внутри светодиода, таким образом один чип управляет цветом одного диода, а питание ленты – 5 Вольт. Чип WS2811 и WS2818 размещён отдельно и от него питаются сразу 3 светодиода, таком образом можно управлять цветом только сегментами по 3 диода в каждом. Напряжение питания у таких лент составляет 12-24 Вольта.
Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянных и 220 переменных. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.
RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят RGB светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, то есть внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет.
Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами. Благодаря такой наполненности есть возможность управлять цветом (яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND, например), и остальные (один или два) – логические, для управления.
2.3 Светодиод
Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.
Рисунок 7 – Светодиод внешне
Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.
Принцип работы светодиода.
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего нужен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую - донорскими.
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и, теоретически, это можно сделать почти без потерь. Действительно, светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист, что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы достигает 100 тысяч часов, что в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод - низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.
Светодиод - низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.
Рисунок 8 - Схематическое представления светодиода
2.3 Резистор
Резистор – пассивный элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрического сопротивления. Это один из самых распространенных радиоэлементов. Даже в простом транзисторном приемнике число резисторов достигает нескольких десятков, а в современном телевизоре их не менее двух-трех сотен. Резисторы используют в качестве нагрузочных и токоограничительных элементов, делителей напряжения, добавочных сопротивлений и шунтов в измерительных цепях и так далее.
Рисунок 9 – Внешний вид резисторов
Основным свойством резистора является его электрическое сопротивление, которым определяется скорость такого преобразования, как произведение сопротивления на квадрат тока. Сопротивление зависит от тока, но чаще всего этот термин употребляется в применении к цепям, в которых сопротивление не зависит от тока. Электрическое сопротивление измеряется в омах. Резисторы обычно изготавливают из материалов с удельным сопротивлением от 5*10-8 до 8*10-5 Ом*м.
Основные характеристики и параметры резисторов
- Номинальное сопротивление - основной параметр.
- Предельная рассеиваемая мощность.
- Температурный коэффициент сопротивления.
- Допустимое отклонение сопротивления от номинального значения (технологический разброс в процессе изготовления).
- Предельное рабочее напряжение.
- Избыточный шум.
Некоторые характеристики существенны при проектировании устройств, работающих на высоких и сверхвысоких частотах, это:
- Паразитная емкость.
- Паразитная индуктивность.
Обозначение на схемах.
По стандартам России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующим образом:
Таблица 2 - Обозначение резисторов на схемах
| Обозначение по ГОСТ 2.728-74 | Описание |
 | Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 10 Вт |