Dải đèn LED có thể lập trình. Đèn LED RGB: dải đèn LED có thể định địa chỉ. Sử dụng vi điều khiển

Tôi lấy phiên bản chống nước được người bán chỉ định là “Trắng 4m 60 IP67”, đây là loại băng dính bằng silicone. Đến trên một cuộn, trong một túi giấy bạc:


Trên một mét có 60 đèn chứa đầy silicone:


Ở mặt sau có băng dính hai mặt để dán lên bề mặt:


Chúng ta hãy xem một phần riêng biệt của băng:


Chúng ta thấy: các đường cắt dọc theo các tiếp điểm, các tiếp điểm thực tế ở cả hai phía: DIN - dữ liệu đầu vào, DO - dữ liệu đầu ra, +5V - nguồn cộng, GND - nguồn trừ, C1 - tụ gốm và bản thân đèn LED được hàn 4 liên lạc. Hướng truyền dữ liệu được biểu thị bằng một hình tam giác màu đen.

Bản thân đèn LED WS2812B là sự kết hợp của một vi mạch và 3 đèn LED (đỏ, xanh lam và xanh lục), nhờ một giao thức đặc biệt, vi mạch chỉ nhận dữ liệu để lắp ráp và truyền phần dữ liệu còn lại đi xa hơn dọc theo chuỗi. Nhờ đó, mỗi cụm riêng lẻ có thể được cung cấp thông tin về độ sáng của từng đèn LED (đỏ, xanh lam và xanh lục) và nhận được màu mong muốn.

Các thuộc tính của một tổ hợp riêng lẻ được mô tả chi tiết. Tôi sẽ chỉ lưu ý rằng 1024 vi mạch có thể được kết nối theo chuỗi tối đa, thông tin trong đó có thể được cập nhật 30 lần mỗi giây.

Một thư viện tốt cho các tổ hợp này đã được phát triển cho Arduino. Điều này cho phép bạn sơn từng cụm bằng màu riêng của nó. Adafruit cũng có một thư viện dành cho các màn hình từ các tổ hợp này và các ví dụ điển hình về cách sử dụng.

Chúng tôi đã thấy trên trang web này những kết quả sáng tạo tuyệt vời khi sử dụng WS2812B: , .

Tôi muốn tạo một dải băng cửa sổ được điều khiển bằng băng này. Chúng ta sẽ dán băng dính vào lỗ cửa sổ, vì vậy chúng ta sẽ cần 2 mét băng dính. Sau khi tập hợp nguyên mẫu của một vòng hoa đơn giản và tải xuống ví dụ đi kèm với thư viện Adafruit_NeoPixel: strandtest, tôi tin chắc rằng về cơ bản mọi thứ đều hoạt động. Trên thực tế, thư viện chỉ định một chân điều khiển được kết nối với đầu vào Din của cụm đầu tiên.
Cơ chế:


Không có vấn đề gì với bản phác thảo tiêu chuẩn và kết nối tiêu chuẩn.

Nhưng chúng ta cần điều khiển thước từ xa... Đây là nơi bắt đầu quá trình cào.

Trước hết, tôi quyết định kết nối bộ thu IR và điều khiển nó từ điều khiển từ xa. Mình ráp mạch, nháy đèn LED và nối băng... Không có phản ứng gì cả... Chính xác hơn là khi kết nối console thì nhận được mã nút ngẫu nhiên, nhấn 1 nút 10 lần mà chỉ thấy các mã khác nhau, tôi nghĩ . Ý nghĩ đầu tiên là nguồn điện có vấn đề, vì ngoài việc bật băng lên thì không có gì thay đổi. Tôi đọc trên khuyến nghị hàn một chất điện phân có điện áp 6,3 Vôn và công suất ít nhất 1000 μF vào đầu vào của băng, tất nhiên là tôi đã làm ngay, kết quả là 0... Tôi bắt đầu đào mã của thư viện Adafruit_NeoPixel và phát hiện ra rằng khi truyền dữ liệu tới đèn LED, thư viện sẽ chặn hoàn toàn sự gián đoạn. Việc vô hiệu hóa tính năng chặn khiến băng hoạt động rất kỳ lạ; xảy ra gián đoạn do bất kỳ mảnh vụn nào lọt vào đầu vào máy thu IR...

Thất vọng vì sơ đồ đơn giản như vậy không thành công, tôi bắt đầu nghĩ đến bộ điều khiển thứ hai, chịu trách nhiệm nhận tín hiệu IR và điều khiển tín hiệu chính... Nếu ai đó muốn tạo một băng điều khiển IR trên WS2812B, thì đây là lựa chọn hợp lý duy nhất. Tất nhiên, cũng có những phương pháp kỳ lạ, chẳng hạn như đưa ra các khoảng thời gian khi vòng hoa không thay đổi trạng thái và nhận tín hiệu IR trong đó - nhưng đây là một phương pháp hoàn toàn sừng sững...

Do đó, tôi quyết định sử dụng bluetooth và điều khiển vòng hoa từ điện thoại của mình vì tôi có một số mô-đun HC-06 không hoạt động. Để chỉ ra chế độ hoạt động hiện tại của vòng hoa, tôi quyết định sử dụng màn hình trên TM1637, có sẵn bản đánh giá. Sơ đồ cuối cùng:

Vấn đề chính nảy sinh với mã là khi thay đổi trạng thái, delay() được sử dụng, điều này không thể can thiệp vào quá trình ngoại trừ các ngắt, nhưng... chúng tôi đã vô hiệu hóa các gián đoạn... Người ta đã quyết định viết lại các hiệu ứng bằng cách lưu trữ thông tin về trạng thái hiện tại của vòng hoa và thay đổi nó theo thời gian. Với mục đích này, các chu kỳ được chuyển thành sự chuyển đổi sang trạng thái tiếp theo và các dấu hiệu thay đổi chế độ được thêm vào. Tôi đã phải suy nghĩ xem liệu có đáng để đăng mã thử nghiệm quanh co hay không, nhưng mong muốn làm cho quá trình sáng tạo của anh ấy trở nên dễ dàng hơn đối với một người nào đó bị áp đảo - (mã ở đó hoàn toàn mang tính thử nghiệm, bạn phải tự chịu rủi ro và nguy hiểm khi sử dụng).

Tất nhiên, bây giờ về các điều khiển, viết ứng dụng đẹp mắt của riêng bạn là một ý tưởng hấp dẫn, nhưng không có thời gian cho việc đó, vì vậy tôi đã sử dụng ứng dụng Android, thiết lập các mã cần thiết ở chế độ nút và mọi thứ đều ổn. Có thể ký mã đã gửi và chỉ định cho mỗi nút. Tôi không cần nhiều hơn nữa. Mình đánh số tất cả các hiệu ứng nên có 10 cái khác nhau, 10 nút dùng để tạo hiệu ứng, 1 nút dùng để bật chuyển đổi tuần tự các hiệu ứng.

Mô-đun Bluetooth đã được cấu hình bằng chương trình, rất tiện lợi, bạn có thể thay đổi tên thiết bị khi tìm kiếm và tốc độ:


HC-06 phải được kết nối với máy tính bằng bộ chuyển đổi USB-TTL tiêu chuẩn.

Sau khi kết nối nó với nguồn điện trong phòng thí nghiệm, tôi phát hiện ra rằng cuộn băng của tôi (2 mét) tiêu thụ 2,1 A ở điện áp cực đại 5V khi mọi thứ được bật. Mình lắp bộ nguồn 3A mua offline:


Một tuần hoạt động liên tục không có vấn đề gì.

Và tất nhiên, tôi muốn thiết bị hoàn thiện không giống như một mớ dây điện rối rắm trong hộp đựng giày. Hơn nữa, tôi còn có những chiếc hộp có nắp kính có kích thước phù hợp:


Chúng tôi tạo một bảng mạch in trong chương trình Sprint Layout, tôi vẫn để lại bộ thu IR, vì có thể sử dụng hộp này cho mục đích khác hoặc bằng cách nào đó chúng tôi có thể giải quyết vấn đề với nó:


Tôi đã mô tả quy trình sản xuất bằng phương pháp LUT trước đó.
Bảng mạch trông như thế này khi được bôi mực:


Khắc:


Lắp ráp thiết bị:


Để kết nối vòng hoa, tôi đã sử dụng giắc cắm tai nghe, giắc cắm này cũng cấp nguồn cho thiết bị. Dây để nối nguồn điện với băng tôi sử dụng PVA 2x0.5, còn để kết nối thiết bị với băng tôi sử dụng cáp điện thoại 4 lõi, nối đất từ ​​2 dây.
Thiết bị cuối cùng:






Vâng, tác dụng của nó:










Tất nhiên, tốt nhất bạn nên xem vòng hoa trên video:

Ngày nay, khó có ai có thể ngạc nhiên chỉ bởi một tấm biển dạ quang hoặc một hộp đèn sáng có vẽ tranh. Người tiêu dùng đòi hỏi cảnh tượng và hình ảnh quảng cáo tĩnh đang nhanh chóng trở thành quá khứ, nhường chỗ cho màn hình động và bảng hiệu có đèn chạy, chữ óng ánh, nói chung - tĩnh đang được thay thế bằng động.

Và điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì bộ điều khiển LED lập trình, cho phép bạn dễ dàng tạo các hiệu ứng ánh sáng động độc đáo, kết hợp với đèn LED hiện đại, có thể tạo ra những điều kỳ diệu về hình ảnh thực sự.

Một hộp điều khiển nhỏ cho bảng hiệu, theo yêu cầu của người thiết kế, sẽ làm sinh động một dòng đèn LED, một tổ hợp hoặc một cụm đèn LED lớn - một khối đèn LED riêng lẻ hoặc một khối gồm toàn bộ dòng đèn LED. Các giải pháp như vậy dựa trên bộ điều khiển đa kênh có thể lập trình tương ứng cho phép các nhà thiết kế thực hiện những ý tưởng phức tạp nhất cho bảng hiệu.

Việc ghép nối nhiều bộ điều khiển sẽ làm cho bảng hiệu trở nên rực rỡ hơn, chưa kể đến hàng nghìn sắc thái có sẵn và hàng chục mức tăng dần độ sáng. Trong trường hợp này, để tạo hiệu ứng, người dùng chỉ cần mở một chương trình trên máy tính, viết đoạn script nhẹ cho bảng hiệu, kết nối bộ điều khiển với cổng USB, ghi chương trình hoàn chỉnh vào đó, thế là xong - bộ điều khiển có thể được kết nối với dấu hiệu. Nhân tiện, một số bộ điều khiển có thể được trang bị cảm biến ánh sáng và điều khiển từ xa.

Về nguyên tắc, bộ điều khiển khả trình có khả năng điều khiển cả cụm đơn sắc thông thường và cụm RGB ở điện áp thường lên đến 24 volt, mặc dù mọi thứ đều phụ thuộc vào kiểu bộ điều khiển, độ phức tạp của nó và mục tiêu của người thiết kế.

Bộ điều khiển có thể cung cấp tới 262.000 sắc thái màu ở độ sáng do người dùng chỉ định và mỗi kênh của bộ điều khiển sẽ hoạt động riêng lẻ. Về nguyên tắc, số lượng kênh không bị giới hạn, chỉ cần gắn và đồng bộ hóa số lượng bộ điều khiển cần thiết với nhau là đủ.

Bằng cách tạo tập lệnh trong chương trình, người dùng sẽ có thể kiểm tra trực quan ngay lập tức - tìm hiểu xem biển báo sẽ trông như thế nào và ngay lập tức thực hiện các điều chỉnh theo ý mình. Nói tóm lại, hệ thống khá linh hoạt. Và nếu trước đây nhà phát triển phải thiết kế các mạch tương tự phức tạp thì giờ đây chỉ cần viết chương trình trong một môi trường thân thiện và rất trực quan là đủ.

iMLed16x3_Pro (16ch,2A/ch) từ Impuls Light

Kích thước bộ điều khiển là 20 x 10 cm và cao 3,5 cm, trọng lượng chỉ 200 gram. Bộ điều khiển có khả năng điều khiển tới 16 kênh, ở điện áp từ 5 đến 25 volt và dòng điện tối đa 32 ampe, cho 16 kênh 2 ampe, đạt được nhờ nguồn điện LED 12 volt.

Chương trình được tải qua cáp USB bằng ứng dụng DynamicLight độc quyền được cung cấp, trong đó người dùng có cơ hội viết chương trình theo 1336 bước cho một bộ điều khiển với kích thước bước thời gian từ 5 mili giây đến 4 phút.

Tốc độ thực thi tập lệnh hoàn toàn có thể điều chỉnh theo yêu cầu của người dùng. Do đó, người dùng có cơ hội tạo một kịch bản động ở bất kỳ mức độ phức tạp nào chỉ trong vài phút.

Người dùng có 16 kênh hoặc 5 nhóm RGB độc lập tùy ý sử dụng. Bạn có thể kết nối các mô-đun và dải đơn sắc, đèn LED pixel và cụm RGB cho điện áp từ 5 đến 24 volt.

Chương trình "DinamicLight" để flash tập lệnh vào bộ điều khiển được trình bày dưới dạng ma trận, người dùng cần điền vào bằng cách gán bóng râm, chế độ bật và tắt cho từng thành phần hoặc nhóm, kích hoạt các hiệu ứng (tràn, chuyển tiếp, hiệu ứng hoạt nghiệm, v.v.) và cũng đặt thời gian giữa các lần chuyển đổi. Màu sắc được đặt thủ công từ bảng màu, độ sáng và thời gian được đặt đơn giản bằng cách nhập số.

Sự tiện lợi khi sử dụng chương trình còn nằm ở chỗ mỗi nhóm đèn LED có thể được đặt tên theo tên riêng để không bị nhầm lẫn trong quá trình tạo tập lệnh.

Để tạo nhiều kênh hơn cho một dấu hiệu hoặc cung cấp thêm dòng điện cho các phần tử, việc đồng bộ hóa một số bộ điều khiển iMLed16x3_Pro với nhau bằng nguyên tắc chính-phụ là đủ, sau đó kết nối các bộ điều khiển với nhau bằng cáp hai dây.

Dominator 810 từ RUNLINE

Bộ điều khiển có kích thước 11,5 x 6,5 cm và cao 4 cm, trọng lượng nhẹ 330 gram. Bộ điều khiển có khả năng điều khiển tới 8 kênh, với điện áp từ 4 đến 25 volt, với tổng dòng điện tối đa là 40 amps và dòng điện tối đa trên mỗi kênh là 10 amps.

Chương trình được tải qua USB bằng phần mềm điều khiển Led độc quyền đi kèm, trong đó người dùng có cơ hội viết chương trình theo 65.000 bước cho một bộ điều khiển với các lần lặp lại và với thời lượng khung hình từ 1,6 mili giây đến 4 giây. Bạn có thể tạo một kịch bản động ở bất kỳ mức độ phức tạp nào bằng cách sử dụng ứng dụng chỉ trong vài phút.

Có 8 kênh có sẵn để lập trình. Bạn có thể kết nối các mô-đun, dải, đèn LED pixel và màn hình đơn sắc với điện áp từ 4 đến 25 volt.

Cửa sổ chương trình "Bộ điều khiển Led" để nhấp nháy tập lệnh được trình bày dưới dạng ma trận ô với các thước kẻ: tên kênh theo chiều dọc và thời gian hoạt động theo chiều ngang, người dùng điền vào bằng cách gán nút bật và chế độ tắt của từng thành phần hoặc nhóm, thêm hiệu ứng, thiết lập khoảng thời gian hoạt động bằng thanh trượt tiện lợi.

Sự dễ sử dụng của chương trình không chỉ nằm ở cách trình bày trực quan của bảng hiệu mà còn ở khả năng đặt tên cho từng kênh để dễ điều hướng hơn khi xây dựng tập lệnh.

Để tạo nhiều kênh hơn cho một dấu hiệu, chỉ cần đồng bộ hóa nhiều bộ điều khiển Dominator 810 với nhau là đủ và bạn có thể viết chương trình cho nhiều bộ điều khiển cùng lúc, đơn giản là sẽ có nhiều kênh hơn trong cửa sổ và các ô cho mỗi bộ điều khiển. bộ điều khiển sẽ được tô màu theo màu riêng của chúng.

Andrey Povny

Tăng giảm mượt mà mức hiện tại, khả năng làm việc với đèn LED từ các nhà sản xuất khác nhau và với các chương trình làm mờ theo thời gian, phân loại khác nhau mà không cần đặt bus điều khiển riêng, đảm bảo quang thông ổn định khi đèn LED hết tuổi thọ, hiệu suất cao mức độ bảo vệ IP67 - tất cả đều là tính năng trình điều khiển LED lập trình Công ty sản xuất CÓ Ý NGHĨA LÀ Và Điện tử phát minh.

Khi phát triển đèn LED, kỹ sư phải giải quyết một số vấn đề liên quan đến việc đảm bảo hiệu suất chiếu sáng cần thiết, khả năng tương thích điện từ và điều kiện nhiệt. Đồng thời, điều quan trọng là đừng quên sự sẵn có của các linh kiện được chọn trên thị trường linh kiện điện tử. Ngoài ra, các khía cạnh kinh tế và công nghệ cũng cần được tính đến. Khi giải quyết những vấn đề này, nhà phát triển phải xác định nhà sản xuất và loại đèn LED, cũng như nhà sản xuất và loại quang học thứ cấp, đồng thời tính toán số lượng đèn LED cần thiết. Khi tính toán số lượng đèn LED cần phải thích ứng với một giá trị hiện tại “chuẩn” nhất định của các bộ nguồn hiện có trên thị trường. Khi chọn đèn LED, bạn nên tính đến việc tạo thùng và phạm vi của nó, những tổn thất bổ sung phát sinh trong hệ thống quang học thứ cấp và khi mô-đun LED nóng lên. Mạch kết nối của dãy đèn LED thu được phải sao cho có dòng điện nhất định chạy qua đèn LED và dòng điện này sẽ tương ứng với dòng điện có sẵn hoặc được thiết kế để sử dụng. Hóa ra là nhà phát triển và sau đó là nhà sản xuất bị ràng buộc với các thành phần đã chọn và tính sẵn có của chúng trong kho của nhà cung cấp vào đúng thời điểm. Và một trong những thành phần chính có thông số dựa trên sự lựa chọn này là nguồn điện hoặc trình điều khiển LED.

Tình hình thị trường thay đổi nhanh chóng và đôi khi bất ngờ. Những gì có lãi ngày hôm qua có thể không có lãi ngày hôm nay. Trong thực tế ở Nga, thường phải sản xuất sản phẩm ở chế độ khẩn cấp và nhà cung cấp có thể không có đủ các linh kiện cần thiết. Mặt khác, trên thị trường luôn có rất nhiều lựa chọn linh kiện từ cả các nhà sản xuất nổi tiếng và không nổi tiếng, và sản phẩm của họ có thể còn hàng tại một thời điểm nhất định. Các nhà sản xuất liên tục thay đổi dòng sản phẩm, cải tiến các thông số và/hoặc giảm chi phí. Một số nhà sản xuất đèn LED thậm chí còn có kích thước vỏ đèn chuẩn hóa, ví dụ 3535 (loại do hãng sản xuất). Cree và những cái tương tự). Chúng tôi đã đi đến kết luận rằng đèn LED và thậm chí cả quang học thứ cấp của các nhà sản xuất khác nhau có thể được sử dụng trên một bảng mạch in cụ thể mà không cần thiết kế lại nó. Tất nhiên, việc thay đổi loại hoặc nhà sản xuất đèn LED sẽ dẫn đến một số thay đổi về kỹ thuật chiếu sáng (các bộ phận từ các nhà sản xuất khác nhau có cách phân loại và hiệu suất khác nhau), nhưng những thay đổi này có thể được bù đắp bằng cách thay đổi dòng điện. Tuy nhiên, nếu một nguồn cung cấp điện không được kiểm soát đã được chọn thì điều này trở nên không thể. Việc thay đổi nguồn điện hiện tại sẽ yêu cầu các thử nghiệm chứng nhận mới cho bộ đèn. Ngoài ra, không có gì đảm bảo rằng các bài kiểm tra này sẽ được đáp ứng.

Nó thường chỉ ra rằng dòng điện đầu ra của nguồn điện cần phải thay đổi khá nhiều, theo nghĩa đen là trong khoảng 10...20%. Trong trường hợp này, không thể thay thế thiết bị vì bước dòng điện đầu ra, ngay cả trong một chuỗi, lớn hơn đáng kể và có giá trị tiêu chuẩn, đồng thời chúng ta cần một số giá trị trung gian.

Vì vậy, nguồn điện được chọn trước đó ở giai đoạn phát triển trong tương lai có thể trở thành một yếu tố hạn chế và không cho phép, nếu cần, thay thế một số bộ phận riêng lẻ của đèn hoặc các thông số của nó.

Chúng tôi biết rằng có những bộ nguồn có khả năng điều chỉnh có thể được lựa chọn ở giai đoạn thiết kế. Có ba lựa chọn cho các khối như vậy, nhưng chúng tiện lợi đến mức nào?

Các nguồn cung cấp năng lượng phổ biến nhất được điều chỉnh bằng chiết áp bên trong. Tuy nhiên, khi sử dụng chúng, độ phức tạp của việc lắp ráp đèn tăng lên do cần phải điều chỉnh bằng thiết bị đo. Ngoài ra, về cơ bản, những bộ nguồn như vậy không thể có mức độ bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài cao hơn IP65 (do tiếp cận chiết áp).

Bộ nguồn có sự thay đổi dòng điện thông qua công tắc DIP có bước điều chỉnh riêng biệt, có thể không phù hợp với người thiết kế. Một lần nữa, do sự hiện diện của các công tắc như vậy và nhu cầu truy cập chúng, các thiết bị như vậy chỉ thích hợp để sử dụng trong nhà và không thích hợp để chiếu sáng ngoài trời.

Loại nguồn điện thứ ba có điều chỉnh bao gồm các nguồn điện có chức năng điều chỉnh độ sáng “3 trong 1” (PWM, 0...10 V, điện trở). Bằng cách kết nối một điện trở không đổi với đầu vào điều khiển, bạn có thể giảm dòng điện đầu ra xuống giá trị chúng ta cần (đồng thời công suất đầu ra cũng sẽ giảm). Trong trường hợp này, mức độ bảo vệ IP67 là có thể. Nhìn chung đây là một lựa chọn tốt. Tuy nhiên, không phải tất cả các bộ nguồn đều có khả năng giảm độ sáng bằng điện trở. Ngoài ra, chức năng làm mờ đồng nghĩa với việc tăng giá thành sản phẩm và việc sử dụng chức năng này sẽ khá hạn chế.

Vì vậy, trong số các phương pháp hiện có để điều chỉnh các thông số đầu ra của nguồn điện, không có lựa chọn lý tưởng nào.

Hiện tại, một loại bộ nguồn khác đã xuất hiện trên thị trường trình điều khiển LED - bộ nguồn có thể lập trình, cùng với khả năng thay đổi dòng điện đầu ra, cung cấp đầy đủ các đặc tính bổ sung và chức năng hữu ích, đồng thời cũng không có một số nhược điểm nêu trên .

Trình điều khiển có thể lập trình có sẵn trong dòng sản phẩm của các công ty như CÓ Ý NGHĨA LÀ(gia đình và Điện tử phát minh(các gia đình , EBD) (bức tranh 1). Việc sử dụng loại trình điều khiển này trong bộ đèn cho phép thực hiện các chức năng sau:

• thay đổi dòng điện đầu ra trong khoảng 10...100% mà không làm giảm mức độ bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài. Mức độ bảo vệ vẫn ở IP67;
• tăng nhẹ dòng điện qua đèn LED khi đèn được bật. Điều này có tác dụng có lợi đối với độ tin cậy của mô-đun LED, đặc biệt là vào mùa đông;
• khả năng tăng/giảm mượt mà giữa các mức dòng điện được lập trình (thay đổi độ sáng mượt mà);
• bồi thường cho sự “lão hóa” của đèn LED. Có thể sản xuất một chiếc đèn có quang thông không đổi trong suốt thời gian sử dụng của nó;
• buộc phải bật vào đúng thời điểm đèn hoạt động ở chế độ giảm độ sáng theo thời gian để đạt độ sáng tối đa (chỉ MEAN WELL);
• báo động về việc hết tuổi thọ của đèn (chỉ MEAN WELL);
• lập trình các thông số cần thiết để bảo vệ nhiệt độ bên ngoài của toàn bộ mô-đun LED hoặc bóng đèn, khi đạt đến mức đó thì dòng điện đầu ra sẽ giảm (chỉ dành cho Inventronics);
• người dùng lập trình các cấu hình điều chỉnh độ sáng cố định và thích ứng khác nhau theo thời gian (tối đa 5 mức hiện tại): chế độ tỷ lệ và chế độ điểm giữa.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số chức năng trên.

Bồi thường lão hóa LED

Đèn LED rất bền (50...100 nghìn giờ). Người ta thường chấp nhận rằng khi kết thúc thời gian sử dụng, quang thông sẽ giảm 30%. Trong quá trình hoạt động, quang thông của đèn giảm dần. Thực tế này ban đầu có thể được tính đến khi lập trình trình điều khiển LED và đặt dòng điện ban đầu qua đèn LED thấp hơn, chẳng hạn như 20%, nhưng sẽ tăng lên 100% khi hết thời hạn sử dụng (Hình 2). Tất nhiên, người ta phải tính đến mức tiêu thụ điện năng tăng lên của đèn khi hết tuổi thọ sử dụng.

Cơm. 2. Ảnh chụp màn hình giao diện phần mềm Inventronics và MEAN WELL ở chế độ bù lão hóa LED

Mờ dần theo thời gian

Chức năng điều chỉnh độ sáng rất phổ biến trong chiếu sáng. Nó đặc biệt thú vị trong chiếu sáng ngoài trời vì nó cho phép tiêu thụ năng lượng tối ưu. Hơn nữa, GOST R 55706-2013 hiện tại “Ánh sáng tiện dụng bên ngoài. Phân loại và Tiêu chuẩn" cho phép giảm độ chiếu sáng vào ban đêm (lên tới 30% và lên tới 50%) trên đường phố, quảng trường và khu vực địa phương, tùy thuộc vào cường độ giao thông.

Việc thực hiện khả năng làm mờ ánh sáng ngoài trời đòi hỏi chi phí đáng kể. Chỉ được sử dụng nguồn điện có thể điều chỉnh độ sáng trong bộ đèn và tối thiểu phải lắp đặt đường dây điều khiển cho những bộ đèn này. Sử dụng nguồn điện có thể lập trình, việc điều chỉnh độ sáng có thể được thực hiện mà không cần lắp đặt thêm đường dây điều khiển hoặc bộ điều khiển bổ sung, điều này sẽ giảm đáng kể chi phí chung của hệ thống chiếu sáng. Những bộ nguồn như vậy cho phép bạn lập trình các giá trị dòng điện đầu ra khác nhau tùy thuộc vào thời điểm bắt đầu hoạt động của đèn (Hình 3).

Khi chúng ta xem xét việc giảm độ sáng theo thời gian (chế độ cố định và thích ứng), điều quan trọng là phải hiểu rằng bản thân đèn không bật hoặc tắt. Việc bật tắt được thực hiện bởi người vận hành ở chế độ thủ công hoặc bằng tín hiệu cảm biến ở chế độ tự động. Chương trình làm mờ luôn chạy ngay từ đầu và mỗi khi nó được bật.

Từ Hình 3, có thể thấy rằng cấu hình điều chỉnh độ sáng của trình điều khiển LED do Inventronics sản xuất có thể được lập trình trong khoảng thời gian lên tới 19 giờ (ở MEAN WELL ở chế độ cấu hình cố định - lên đến 24 giờ). Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là sau 19 giờ hoạt động đèn sẽ tắt. Đèn không thể tự tắt. Chỉ trong khoảng thời gian này, bạn có thể thay đổi dòng điện đầu ra. Sau 19 giờ hoạt động và cho đến khi buộc phải tắt máy, nguồn điện sẽ tiếp tục hoạt động ở chế độ tương tự như trước khi kết thúc thời gian lập trình. Nếu chúng ta không tính đến thực tế của miền bắc, nơi ngày và đêm kéo dài sáu tháng, thì đối với phần còn lại của Nga, khoảng thời gian này (19 giờ) là khá đủ. Nếu không, bạn có thể tổ chức tắt/bật đèn trong thời gian ngắn bằng bộ hẹn giờ bên ngoài để quá trình đếm ngược hàng ngày bắt đầu lại.

Sự hiện diện của chức năng làm mờ thời gian của Inventronics và MEAN WELL lần lượt được gọi là “Làm mờ theo thời gian” và “Làm mờ theo giờ thông minh”. Về chức năng và khả năng làm mờ cố định và thích ứng, chúng rất giống nhau và hoạt động theo một thuật toán tương tự, nhưng có một số khác biệt về khả năng chung.

Điều chỉnh độ sáng cố định có nghĩa là nguồn điện luôn hoạt động đúng theo cấu hình đã được lập trình. Điều này sẽ tốt nếu không có sự thay đổi ánh sáng theo mùa. Ví dụ: nếu chúng ta lập trình lần giảm độ chiếu sáng đầu tiên 4 giờ sau khi bắt đầu vận hành, tương ứng với khoảng 01:00 vào mùa hè (với điều kiện là bật máy xảy ra lúc 22:00), thì vào mùa đông, điều này sẽ tương ứng với 21: 00 (bật lúc 17:00), lúc này trên đường phố có rất nhiều xe cộ qua lại. Do độ chiếu sáng thay đổi theo mùa, chế độ mờ cố định trong hệ thống chiếu sáng ngoài trời gần như không thể sử dụng được.

Một lựa chọn thú vị hơn có thể được triển khai trên thực tế là sử dụng tính năng điều chỉnh độ sáng thích ứng, nghĩa là điều chỉnh theo những thay đổi theo mùa về độ chiếu sáng.

Cả hai nhà sản xuất đang được xem xét đều có hai chế độ điều chỉnh độ sáng thích ứng trong bộ nguồn có thể lập trình của họ: nguyên tắc tỷ lệ và tự điều chỉnh điểm giữa. Khi lập trình nguồn điện, giao diện chương trình cho phép bạn chọn giữa bất kỳ tùy chọn điều chỉnh độ sáng nào.

Điều chỉnh độ sáng thích ứng: nguyên tắc tỷ lệ

Nguyên tắc tỷ lệ đảm bảo sự thay đổi tỷ lệ trong từng phần của cấu hình được lập trình theo sự tăng hoặc giảm tổng thời gian hoạt động của đèn. Giả sử rằng chúng ta đã lập trình bộ nguồn để hoạt động trong thời kỳ thu đông theo sơ đồ trong Hình 4a. Tổng thời gian hoạt động là 15 giờ/ngày. Ở đây và hơn thế nữa trong văn bản, loại hồ sơ được chọn có điều kiện.

Cơm. 4. Hồ sơ cấp điện: a) Lập trình cho mùa thu đông; b) được xây dựng lại cho mùa hè

Khi chúng ta đến gần mùa hè, tổng thời gian hoạt động của đèn giảm dần. Ví dụ: việc bật và tắt xảy ra bằng cảm biến ánh sáng. Bộ vi điều khiển nguồn điện phân tích thời gian hoạt động và xác định rằng thời gian nguồn ở trạng thái bật đã giảm. Sau đó, vào lần tiếp theo bạn bật nó lên (ngày hôm sau), cấu hình đã lập trình sẽ được xây dựng lại tương ứng với sự thay đổi về thời gian hoạt động của nguồn.

Giả sử vào mùa hè, hóa ra nguồn điện không còn hoạt động trong 15 giờ mà chỉ hoạt động trong 9 giờ. Sau đó, hồ sơ của nó sẽ được xây dựng lại và sẽ có các khoảng thời gian như trong Hình 4b. Hình vẽ cho thấy thời lượng của mỗi quãng giảm tỷ lệ với mức giảm của tổng thời gian với hệ số tỉ lệ là 9/15.

Trong quá trình lập trình, chúng tôi đã chọn lần giảm dòng điện đầu tiên sẽ xảy ra lúc 00:00 giờ và sau khi tái cơ cấu, nó sẽ xảy ra lúc 00 giờ 35 phút. Độ chính xác 35 phút là hoàn toàn có thể chấp nhận được vì chúng tôi đã xem xét các trường hợp khó khăn (hè-đông).

Để hiểu thuật toán tái cấu trúc profile trong các bộ nguồn do MEAN WELL sản xuất, bạn có thể tham khảo Hình 5.

Khoảng thời gian tham chiếu cơ sở là bảy ngày làm việc, bỏ qua khoảng thời gian làm việc dài nhất và ngắn nhất. Trong năm ngày còn lại, thời gian hoạt động trung bình sẽ được tính toán và nếu thời gian trung bình này khác với kết quả trước đó hơn 15 phút, thì bộ nguồn sẽ điều chỉnh cấu hình của nó tương ứng với thay đổi đã xảy ra.

Làm mờ thích ứng: tự điều chỉnh ở điểm giữa

Có thể đạt được kết quả khá chính xác của việc tái cấu trúc cấu hình nguồn điện ở chế độ điều chỉnh điểm giữa. Bạn có thể chọn nửa đêm (00:00) làm điểm giữa. Giả sử chúng tôi đã chọn cấu hình làm mờ như trong Hình 6a vào mùa đông. Tổng thời gian hoạt động là 16 giờ/ngày (8 + 8 giờ so với điểm giữa). Lần giảm hiện tại đầu tiên sẽ vào lúc 23:00 và lần thứ hai vào lúc nửa đêm (00:00). Giả sử tổng thời gian hoạt động của nguồn là 8 giờ vào mùa hè, khi đó nguồn điện sẽ xây dựng lại cấu hình của nó so với điểm đã chọn (nửa đêm) sao cho điểm này vẫn ở giữa chu kỳ hoạt động (4 + 4 giờ). Trong trường hợp này, chúng ta thấy rằng chúng ta đã giữ lại thời gian của lần giảm dòng điện đầu tiên (23:00) và thời gian của lần giảm dòng điện thứ hai (00:00). Kết quả là bộ nguồn chỉ đơn giản là “cắt giảm” thời gian ở đầu và cuối chu kỳ theo sự thay đổi của ánh sáng theo mùa.

Chúng tôi thấy rằng thuật toán này là thuận tiện nhất, hỗ trợ tốt nhất cho cấu hình được lập trình tùy thuộc vào sự thay đổi độ sáng theo mùa và có thể được sử dụng để làm mờ ánh sáng ngoài trời.

Trình điều khiển LED có thể lập trình

MEAN WELL đã đưa chức năng lập trình vào dòng bộ nguồn phổ biến của mình (Hình 1). Các mẫu lập trình được có hậu tố D2 ở cuối tên, ví dụ (100 W, 700 mA, có thể lập trình). Dòng sản phẩm bao gồm cả dòng có tính năng ổn định dòng điện (CC) và dòng có chế độ ổn định kép (CV + CC) trong dải công suất 75...240 W. Các thông số chính của họ ELG được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1. Thông số cơ bản của bộ nguồn lập trình

Điểm đặc biệt của dòng sản phẩm đang được xem xét là giá thành thấp, tương đương với giá thành sản phẩm của các nhà sản xuất Nga và thời gian bảo hành dài 5 năm. Cần lưu ý rằng các nhà sản xuất Nga vẫn chưa có trình điều khiển lập trình trong dòng sản phẩm của họ và khi nói về giá thành, chúng tôi muốn nói đến việc so sánh các mẫu máy không có chức năng lập trình. Chức năng lập trình ngụ ý tăng chi phí so với các mô hình không lập trình được khoảng 15...20%, tùy thuộc vào công suất đầu ra của nguồn.

Khi lập trình, bạn có thể thay đổi dòng điện đầu ra trong khoảng 10...100%. Khi dòng điện đầu ra giảm, công suất đầu ra cũng sẽ giảm. Được biết, khi công suất giảm, giá trị của hệ số hiệu chỉnh công suất và hiệu suất sẽ giảm đi. Trong dòng đang được xem xét, khi công suất đầu ra giảm 50%, hệ số hiệu chỉnh công suất vẫn ở mức 0,95, đây là một chỉ báo tuyệt vời. Sự suy giảm thực sự trong tỷ lệ này được thấy khi công suất đầu ra giảm xuống 30% giá trị danh nghĩa, nói cách khác, nếu nguồn 100 W được vận hành ở tải 30 W. Do đó, khi vận hành dòng sản phẩm này, bạn nên sử dụng nó ở dải công suất đầu ra là 100...50%. Trong phạm vi thay đổi công suất đầu ra này, hiệu suất thay đổi trong khoảng 2...3%, ví dụ, từ 91% sẽ giảm xuống 89%.

Dòng trình điều khiển LED lập trình của Inventronics bao gồm ba dòng (Bảng 1). Họ khác nhau về khả năng kỹ thuật và chi phí. Ví dụ: dòng EUD có dòng sản phẩm rộng nhất trong dải công suất 75...600 W và có đầy đủ chức năng lập trình. Chức năng đầy đủ có nghĩa là ngoài khả năng thay đổi dòng điện đầu ra và cấu hình điều chỉnh độ sáng cố định, khả năng điều chỉnh độ sáng thích ứng, bù độ lão hóa của đèn LED và lập trình bảo vệ nhiệt độ bên ngoài cũng được bổ sung. Dòng bộ nguồn EUD có chức năng lập trình/điều chỉnh độ sáng tối đa. Nó được đại diện bởi số lượng mô hình lớn nhất trong dải công suất 75…600 W.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về đèn LED màu, sự khác biệt giữa đèn LED RGB đơn giản và đèn LED có địa chỉ, đồng thời thêm thông tin về các lĩnh vực ứng dụng, cách chúng hoạt động, cách thực hiện điều khiển bằng hình ảnh sơ đồ của các đèn LED kết nối.

1. Giới thiệu về đèn LED

Đèn LED là một linh kiện điện tử có khả năng phát ra ánh sáng. Ngày nay chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau: đèn pin, máy tính, đồ gia dụng, ô tô, điện thoại, v.v. Nhiều dự án vi điều khiển sử dụng đèn LED theo cách này hay cách khác.

Họ có hai mục đích chính:

Trình diễn hoạt động của thiết bị hoặc thông báo về bất kỳ sự kiện nào;
sử dụng cho mục đích trang trí (chiếu sáng và hình dung).

Bên trong, đèn LED bao gồm các tinh thể màu đỏ (đỏ), xanh lá cây (xanh lục) và xanh lam (xanh lam) được lắp ráp trong một vỏ. Do đó có tên – RGB (Hình 1).

2. Sử dụng vi điều khiển

Với nó, bạn có thể nhận được nhiều sắc thái ánh sáng khác nhau. Đèn LED RGB được điều khiển bằng vi điều khiển (MK), ví dụ như Arduino (Hình 2).

Tất nhiên, bạn có thể sử dụng nguồn điện 5 volt đơn giản, điện trở 100-200 Ohm để hạn chế dòng điện và ba công tắc, nhưng sau đó bạn sẽ phải điều khiển độ sáng và màu sắc theo cách thủ công. Trong trường hợp này, sẽ không thể đạt được độ sáng mong muốn (Hình 3-4).

Vấn đề nảy sinh khi bạn cần kết nối hàng trăm đèn LED màu với bộ vi điều khiển. Số lượng chân trên bộ điều khiển bị giới hạn và mỗi đèn LED cần nguồn điện từ bốn chân, ba trong số đó chịu trách nhiệm về màu sắc và chân thứ tư là chung: tùy thuộc vào loại đèn LED, nó có thể là cực dương hoặc cực âm.

3. Bộ điều khiển RGB

Để dỡ các thiết bị đầu cuối MK, bộ điều khiển đặc biệt WS2801 (5 volt) hoặc WS2812B (12 volt) được sử dụng (Hình 5).

Với việc sử dụng bộ điều khiển riêng biệt, không cần phải chiếm nhiều đầu ra MK, bạn có thể giới hạn bản thân chỉ ở một đầu ra tín hiệu. MK gửi tín hiệu đến đầu vào “Dữ liệu” của bộ điều khiển điều khiển LED WS2801.

Tín hiệu này chứa thông tin 24 bit về độ sáng màu (3 kênh 8 bit cho mỗi màu), cũng như thông tin cho thanh ghi dịch chuyển bên trong. Đó là thanh ghi thay đổi cho phép bạn xác định thông tin được gửi đến đèn LED nào. Bằng cách này, bạn có thể kết nối nhiều đèn LED nối tiếp trong khi vẫn sử dụng một chân của bộ vi điều khiển (Hình 6).

4. Đèn LED có địa chỉ

Đây là đèn LED RGB, chỉ được tích hợp bộ điều khiển WS2801 trực tiếp trên chip. Vỏ đèn LED được chế tạo dưới dạng linh kiện SMD để gắn trên bề mặt. Cách tiếp cận này cho phép bạn đặt các đèn LED càng gần nhau càng tốt, làm cho ánh sáng trở nên chi tiết hơn (Hình 7).

Trong các cửa hàng trực tuyến, bạn có thể tìm thấy các dải đèn LED có địa chỉ, trong đó có tới 144 miếng vừa với một mét (Hình 8).

Điều đáng lưu ý là một đèn LED chỉ tiêu thụ 60-70 mA ở độ sáng tối đa, chẳng hạn như khi kết nối một dải với 90 đèn LED, bạn sẽ cần một nguồn điện mạnh với dòng điện ít nhất 5 ampe. Trong mọi trường hợp, không được cấp nguồn cho dải đèn LED thông qua bộ điều khiển, nếu không nó sẽ quá nóng và cháy khi tải. Sử dụng nguồn điện bên ngoài (Hình 9).

5. Thiếu đèn LED định địa chỉ

Dải đèn LED có địa chỉ không thể hoạt động ở nhiệt độ quá thấp: ở mức -15, bộ điều khiển bắt đầu gặp trục trặc, trong điều kiện sương giá nghiêm trọng, nguy cơ hỏng hóc rất cao.

Hạn chế thứ hai là nếu một đèn LED bị hỏng thì tất cả các đèn LED khác dọc theo chuỗi cũng sẽ từ chối hoạt động: thanh ghi dịch chuyển bên trong sẽ không thể truyền thêm thông tin.

6. Ứng dụng dải đèn LED định địa chỉ

Dải đèn LED có thể định địa chỉ có thể được sử dụng để chiếu sáng trang trí ô tô, bể cá, khung ảnh và tranh vẽ, trong thiết kế phòng, làm đồ trang trí năm mới, v.v.

Một giải pháp thú vị sẽ đạt được nếu sử dụng dải đèn LED làm đèn nền Ambilight cho màn hình máy tính (Hình 10-11).

Nếu bạn sử dụng bộ vi điều khiển dựa trên Arduino, bạn sẽ cần thư viện FastLed để đơn giản hóa thao tác với dải đèn LED ().