RGB 和 RGBW LED 灯条

RGB 和 RGBW LED 灯条
  1. 这是什么?
  2. 必要的配件和组件
  3. 选择技巧
  4. 连接和设置

带有传统白光 LED 以及动态光(红色、黄色、蓝色和绿色)的 LED 灯条无处不在。 他们的混合 - 四色或 RGBW 条纹除了主要的三种颜色外,还有白色。

这是什么?

RGB 彩色 LED 组件是灯条的补充,它专门用白光发光。 在最简单的情况下,当手边没有 RGBW 灯带时,彩色灯带被放置在白光带旁边 - 一个接一个(针对每种颜色),或者一次全部,交替白色、红色、绿色和蓝色发光颜色其他。

进展不会停滞不前——产生白色、红色、绿色和蓝色的复合 LED 已经上市销售。 在这样的复合 LED 中,内置了 4 个简单的光晶体,每个晶体都有自己的颜色。对于控制,提供了 5 针(5 线)线或两线线,通过该线向具有原始微控制器的 LED 供电。在后一种情况下,5 个晶体被放置在“多 LED”中:4 个发光,一个(最简单的芯片)控制。多谐振荡器(调光器)作为芯片提供,它通过外部两线线路从自身依次向相应的光晶体供电。

RGBW 的类似物是五分量(5 晶体)LED,它也包含黄色。 一个 RGBW 组件将变成一个 RGBWY LED。多元素 LED 的这种修改尚未找到实际应用——黄色是由红色和绿色晶体的同时发光再现的。当观察者距离它们一两米(或更远)时,彼此靠近的光晶体会在他的视野中合并成一个光点。这一视觉特征由罗蒙诺索夫发现并由亥姆霍兹在实践中证实,允许您从眼睛可见的 16,777,216 种变化中创建任意阴影。例如,通过改变红光和绿光的亮度,人们会在 RG LED 上看到红黄色的光影。

RGBW 磁带有一个有趣的特性——光补偿。 如果白光晶体突然失效,那么借助仍在工作的红色、蓝色和绿色,您可以重新创建动态的白色光 - 从冷到暖,设置适当的亮度。这三个 LED 的亮度信号对于纯白(在色温标度上没有阴影)的比例如下:30% 的光给出红色,59% 的绿色,11% 的蓝色。

如果稍微减少绿色的辉光并添加蓝色,阴影将是冷白色。 如果减少蓝色并添加红色,则阴影将变为暖白色。等等。在工业灯带中,这个过程不是由人控制的,而是由一个特殊的设备控制的——一个调光微控制器,它可以设置阴影和频率,以及随时间改变它们的算法。

具有严格设置发光模式的内置微控制器位于每个 LED 中:当这样的灯带打开时,所有四个发光元件同时发光。 使用外部调光器设置平稳或突然的循环。 可寻址(算法) - 使用额外的数字(三线通信线)。

在后一种情况下,这种系统明显比简单的 RGBW 磁带更昂贵。

总结。 LED W - 白色是主要的。 这些是轻元素,为人们在家中和工作中的日常生活提供光。水晶 R、G 和 B - 红色、绿色和蓝色提供背景照明。因此,在遥控器控制的 LED 吊灯中,业主自主选择背光源。例如,在新年前夜,用户经常以“行车灯”模式打开 RGBW 磁带或灯,就像在圣诞树花环上一样:红色、绿色和蓝色依次或以不同的间隔闪烁。

以这种方式照明的天花板具有优雅的节日气氛。 喜欢快速眨眼、闪烁以从一种颜色平滑过渡到另一种颜色的用户,请选择另一种模式。使用任意可编程的 Arduino 微控制器允许这种光带的每个所有者设置自己的算法,而不仅限于一个或多个工厂预设。

柔性 RGBW 胶带 - 用于 5、12 和 24 伏,与 220 伏不同,被切割成小于 0.5 或 1 米的扇区。 带有阶梯式过渡的天花板、墙壁和地板使用由 90 度连接器连接的短部分和长部分围绕周边覆盖,这些连接器在这个角度形成胶带转弯。这意味着带有发电机照明的房间获得了优雅和完整的外观。最简单的没有调光开关的灯带是直接连接的。他们将需要一个具有两个独立输出电压的电源(适配器、驱动器):彩色 LED 为 2 伏,白色 LED 为 3 伏。

必要的配件和组件

除了多色二极管胶带外,主人还需要这样的配件和组件。

  • 角连接器。大多数情况下,这些是矩形连接器 - 一圈。可以使用三通 - T 形适配器 - 连接器。 “十字”用于连接相交的多线总线,它们的“正”和“负”相互电隔离。星号 - 在特殊情况下:5、6、7 和更多端子允许其中一个磁带提供与电源的连接,而“星号”的中心 - 多个带的多连接器,将共享与磁带的其余部分供电电压。连接器——“十字”和“星号”并不常见,因为它们的独特性——知道如何焊接的用户使用线段组装这样的拓扑结构。
  • 电源线 - 当有很多磁带时,需要一个体面的部分。 一个 12 伏的胶带,例如每米 10 瓦的功率,几乎消耗一安培。因此,5 m 的灯带将消耗:5/6 A,乘以 5 m,将得到 25/6,或超过 4 A。考虑到热损失(负载下的 LED 和电线),只有 2.5 A到达磁带。为了使最终的灯组件不会因低于制造商规定的亮度而让您失望,您需要一根有余量的电缆,允许您提供 10 A 电流,而负载下的电源电压不会明显下降。许多自己动手做的人,面对这种需要,使用一根普通的电缆,上面连接着几个光带,横截面为 2-5 mm2 - 不要丢失:如果电源足够强大,那么灯带以声明的亮度发光。
  • 万能胶。 您可以使用让人想起 Moment-1 胶水的“液体指甲”。
  • 带有透明盖子(可能带有扩散器)或透明硅胶管的白色盒子。 在后一种情况下,传输白光的花园或技术软管是合适的 - 内径约为一厘米左右。缠绕胶带将使组件防水和防尘。具有 IP-69 防潮等级的现成光带已放置在防尘防水外壳中。密封的灯带虽然损失了一点 - 外壳中高达 10% 的光度,但受到外部天气和小气候(机械和化学)影响的极大保护。
  • 电源。 可以成套供应。如果没有控制器的 RGBW 磁带从 220 V 工作,即“从插座”工作,则电源整流器作为迷你胶囊中的设备安装在电源线上。这是一个高压二极管整流桥。与它并联,一个高压电容器通常连接在输出端,电压下降到 400 V 的裕度。
  • 各种紧固件:用于它们的销钉和螺钉。 需要挂电源。

工具 - 用于剥线和触点的刀,带有焊料、松香和助焊剂的烙铁,螺丝刀。 在非标准情况下需要焊接,即没有具有所需拓扑结构的连接器,但需要挂灯元件。

一些接线端子具有螺钉端子。

控制器

控制器功能单元 - 带有引脚的外壳中的微型板通过其上的相应输入连接到电源。通常,这些是“+ 5V”(或 12 V)和“地”(“质量”)的结论。控制器输出也是负载输出:微电路通过用作按键的功率晶体管级联控制电源。 通常,这些是“R”、“G”、“B”和“W”上的“减号”,它们有一个共同的“加号”,但也有一个相反的极性——有一个共同的“质量”。 形成5线电源线。

复杂的方案如下:这里只有“加号”和“减号”。 普通电源适用于 LED(光晶体组)。 LED 外壳中的芯片独立地在本地切换发光颜色。然后“减号”被“种植”在一根公共线上,“加号”分开,控制总线有一条高速数字协议线——用于“接收”和“传输”的线。

控制器检测到灯芯片已连接并准备好运行,通过总线(“Rx”/“Tx”/“地”)向它们发送地址命令。 突然将“加”连接到“接收”或“传输”是新手高手的常见错误:没有保护的芯片和头部控制器(“大脑”)会立即烧毁(微处理器部分的热和电击穿) .

事实是,它们工作的高频脉冲电压是百分之一和千分之一伏 - 几伏或更多伏会立即“杀死”电子设备。

放大器

当程序线的长度为数百米或更长时,需要来自复杂(“智能”)RGBW 光带控制系统的数字信号放大器。 为了补偿RF电压的损失,这已经是微不足道的了,它的安培数是几微安,所谓的。助推器。 寻找和选择它是有问题的——只有少数公司生产这种产品,因为这种情况非常罕见。爱好者自己组装这些电路,在中国在线购买无线电元件。

至于功率放大器 - 当光带在最后部分的亮度“下降”时,有时购买一个额外的 5、12 或 24 伏适配器比在厚的多芯电缆上投资几倍便宜部分。 这种解决方案的缺点是,为了房间原始设计的完整性,电源隐藏在吊灯的悬挂结构下,在它的后面 - 从房间入口的对面一侧。 电源通过重新设计的连接器通过额外的电线供电,小导线连接到这些连接器。

电源

作为适配器,任何从 220 伏降到 12/24 伏的模块都是合适的,可以提供与网络高压的去耦。 它将交流电压变为恒定电压 - 多亏了它,光带不会闪烁,在许多小时的工作中不会使用户的眼睛感到疲劳,而是可以均匀地提供主光和背景照明,而不会产生脉动。

选择技巧

避免使用在操作过程中闪烁的光带。 纹波 - 频率为 50-100 赫兹的也是最简单的电源(一个变压器和两个二极管,即使没有平滑电容器)。 选择并协调电源的功率和光带本身的总消耗(以瓦特为单位)。如果第一个小于第二个,则发光不完整,并且设备在过载模式下运行或由于过热而定期关闭。

如果相反,整个组件将持续多年而没有任何抱怨,因为电源具有电力储备。

连接和设置

按照以下步骤安装和设置动态 RGBW 照明。

  1. 安装电源。把它放在一个隐蔽的地方——墙上的壁龛、壁橱后面等。
  2. 在房间的正确位置粘贴灯带。
  3. 连接连接器。如果灯带的分段通过焊接连接,请提前 - 在定位带之前,将分段焊接到天花板、地板和墙壁难以到达的位置。
  4. 将输出和网络电缆(电线)安装并连接到电源。
  5. 按照组装和调试设备的说明挂起并连接控制器(如果有)。
  6. 参考您设置照明系统的个人计划,引导并连接电线(及其部分)。

检查系统是否正确组装。整个灯组件应亮起。如果提供了遥控器,请将电池或蓄电池插入其中并检查模式切换是否发光。通过发光模式 - 工厂设置的所有模式都应该工作。如果提供从遥控器编程,请设置您自己的算法来切换颜色和白光。结果是与主(白色)结合或不结合的多色发光。

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