RGB світлодіодна стрічка
Світлодіодна RGB стрічка є гнучкою стрічкою, з нанесеними на ній провідниками і RGB-світлодіодами (повнокольоровими). Останнім часом світлодіодні стрічки набули широкого поширення в архітектурі, авто та мото тюнінгу, костюмах, декораціях тощо. Також бувають водонепроникні стрічки, які можна використовувати, наприклад, у басейнах.
Світлодіодні стрічки бувають двох типів:аналогові та цифрові. В аналогових стрічках всі світлодіоди включені в паралель. Отже, ви можете встановити колір всієї світлодіодної стрічки, але не можете встановити певний колір для конкретного LED. Ці стрічки прості у підключенні та не дорогі. Цифрові світлодіодні стрічки влаштовані трохи складніше. До кожного світлодіоду додатково встановлюється мікросхема, що уможливлює керування будь-яким світлодіодом. Такі стрічки набагато дорожчі за звичайні.
У цій статті ми розглянемо роботи лише з аналоговими світлодіодними стрічками.
Аналогові RGB світлодіодні стрічки
Технічна специфікація: - 10.5мм ширина, 3мм товщина, 100мм довжина одного сегмента - водонепроникна - знизу скотч 3М - макс. споживання струму (12В, білий колір) - 60мА на сегмент - колір свічення (довжина хвилі, нм): 630нм/530нм/475нм
Схема світлодіодної RGB стрічки
Стрічка поставляється в рулонах і складається з секцій завдовжки по 10 см. У кожній секції розміщується 3 RGB світлодіода, типорозміру 5050. Тобто. у кожній секції виходить, що міститься 9 світлодіодів: 3 червоні, 3 зелені та 3 сині. Кордони секцій відзначені та містять мідні майданчики. Тому, при необхідності, стрічку можна обрізати і спокійно припаювати. Схема світлодіодної стрічки:
Енергоспоживання
У кожній секції стрічки, послідовно підключені по 3 світлодіоди, томухарчування 5В не підійде. Живлення має бути 12В, але можна подавати напругу та 9В, але тоді світлодіоди горітимуть не так яскраво.
Одна LED лінія сегмента споживає приблизно 20мА при живленні 12В. Т.о. якщо запалити білий колір (тобто червоний 100%, зелений 100% та синій 100%), то енергоспоживання секції становитиме близько 60мА.
Тепер можна легко порахувати споживання струму всієї стрічки. Отже, довжина стрічки складає 1 метр. Стрічка має 10 секцій (по 10 см кожна). Споживання стрічки при білому кольорі становитиме 60мА*10=600мА або 0.6А. Якщо використовувати ШІМ fade-ефект між кольорами, то енергоспоживання можна знизити вдвічі.
Підключення стрічки
Для того щоб підключити стрічку, необхідно припаяти дроти до 4 контактних майданчиків. Ми використовували білий провід для +12В, а решта кольорів відповідно до кольорів світлодіодів.
Зріжте захисну плівку на кінці стрічки. З якого боку буде здійснюватися підключення - байдуже, т.к. стрічка симетрична.
Зачистіть шар ізоляції, щоб оголити контактні майданчики.
Припаяйте чотири дроти. Краще використовувати багатожильний провід (наприклад ПВ3 або кабель ПВС), він більш гнучкий.
Для захисту від води та зовнішніх впливів можна використовувати термозбіжну трубку. Якщо світлодіодна стрічка використовуватиметься у вологому середовищі, то додатково контакти можна промазати силіконом.
Робота зі світлодіодною стрічкою
Стрічку легко можна використовувати з будь-яким мікроконтролером. Для керування світлодіодами рекомендується використовувати широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ). Не підключайте висновки стрічки безпосередньо до висновків МК, т.к. це велике струмове навантаження і контролер може згоріти. Найкраще використовуватитранзистори.
Ви можете використовувати NPN-транзистори або ще краще N-канальні мосфети. При підборі транзистора не забудьте, що максимальний комутований струм транзистора потрібно брати із запасом.
Підключення світлодіодної стрічки до контролера Arduino
Розглянемо приклад підключення світлодіодної стрічки до популярного контролера Arduino. Для підключення можна використовувати недорогі та популярні мосфети STP16NF06. Можна також використовувати і звичайні біполярні транзистори, наприклад, TIP120. Але в порівнянні з мосфетом, у нього більше втрати напруги, тому все ж таки рекомендується використовувати перші. На схемі нижче показано підключення RGB світлодіодної стрічки при використанні N-канальних мосфетів. Затвор мосфета підключається до pin1 контролера, стік до pin2 та витік до pin3.
Нижче показана схема підключення при використанні звичайних біполярних транзисторів (наприклад TIP120). База транзистора підключається до pin1 контролера, колектор до pin2 та емітер до pin3. Між базою та виведенням контролера необхідно поставити резистор опором 100-220 Ом.
До контролера Arduino підключіть джерело живлення з напругою 9-12 Вольт, а +12В від світлодіодної стрічки необхідно підключити до виводу Vin контролера. Можна використовувати 2 роздільні джерела живлення, тільки не забудьте з'єднати "землі" джерела та контролера.
Приклад програми
Для керування стрічкою буде використовувати ШИМ-вихід контролера, для цього можна використовувати функцію analogWrite() для висновків 3, 5, 6, 9, 10 або 11. При analogWrite(pin, 0) світлодіод не горітиме, при analogWrite(pin, 127 ) світлодіод горітиме в повнажарі, а при analogWrite(pin, 255) світлодіод горітиме з максимальною яскравістю. Нижче наведено приклад скетчу для Arduino: