Для управления этими устройствами используется RGB-контроллер. Но, кроме него, в последние годы применяется плата Arduino.

Ардуино – принцип действия

плата Arduino

Плата Ардуино – это устройство, на котором установлен программируемый микроконтроллер. К нему подключены различные датчики, органы управления или encoder и, по заданному скетчу (программе), плата управляет моторами, светодиодами и прочими исполнительными механизмами, в том числе и другими платами Ардуино по протоколу SPI. Контроль устройства может осуществляться через дистанционный пульт, модуль Bluetooth, HC-06, Wi-Fi, ESP или internet, и кнопками. Одни из самых популярных плат – Arduino Nano и Arduino Uno, а также Arduino Pro Mini – устройство на базе микроконтроллера ATmega 328

Внешний вид Arduino Pro Mini
Внешний вид Arduino Uno
Внешний вид Arduino micro

Программирование осуществляется в среде Ардуино с открытым исходным кодом, установленным на обычном компьютере. Программы загружаются через USB.

Принцип управления нагрузкой через Ардуино

управление Arduino

На плате есть много выходов, как цифровых, имеющих два состояния — включено и выключено, так и аналоговых, управляемых через ШИМ-controller с частотой 500 Гц.

Но выходы рассчитаны на ток 20 – 40 мА с напряжением 5 В. Этого хватит для питания индикаторного RGB-светодиода или матричного светодиодного модуля 32×32 мм. Для более мощной нагрузки это недостаточно.

Для решения подобной проблемы во многих проектах нужно подключить дополнительные устройства:

• Реле. Кроме отдельных реле с напряжением питания 5В есть целые сборки с разным количеством контактов, а также со встроенными пускателями.
• Усилители на биполярных транзисторах. Мощность таких устройств ограничена током управления, но можно собрать схему из нескольких элементов или использовать транзисторную сборку.
• Полевые или MOSFET-транзисторы. Они могут управлять нагрузкой с токами в несколько ампер и напряжением до 40 – 50 В. При подключении мосфета к ШИМ и электродвигателю или к другой индуктивной нагрузке, нужен защитный диод. При подключении к светодиодам или LED-лампам в этом нет необходимости.
• Платы расширения.

Подключение светодиодной ленты к Ардуино

подключение светодиодной ленты к Arduino

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Arduino Nano могут управлять не только электродвигателями. Они используются также для светодиодных лент. Но так как выходные ток и напряжение платы недостаточны для прямого подключения к ней полосы со светодиодами, то между контроллером и светодиодной лентой необходимо устанавливать дополнительные приспособления.

Через реле

Подключение через реле

Реле подключается к устройству на цифровой выход. Полоса, управляемая с его помощью имеет только два состояния — включенная и выключенная. Для управления red-blue-green ленточкой необходимы три реле. Ток, который может контролировать такое устройство, ограничен мощностью катушки (маломощная катушка не в состоянии замыкать большие контакты). Для подсоединения большей мощности используются релейные сборки.

С помощью биполярного транзистора

Подключение с помощью транзистора

Для усиления выходного тока и напряжения можно использовать биполярный транзистор. Он выбирается по току и напряжению нагрузки. Ток управления не должен быть выше 20 мА, поэтому подается через токоограничивающее сопротивление 1 – 10 кОм.

Транзистор лучше применять n-p-n с общим эмиттером. Для большего коэффициента усиления используется схема с несколькими элементами или транзисторная сборка (микросхема-усилитель).

С помощью полевого транзистора

Кроме биполярных, для управления полосами используются полевые транзисторы. Другое название этих приборов – МОП или MOSFET-transistor.

Такой элемент, в отличие от биполярного, управляется не током, а напряжением на затворе. Это позволяет малому току затвора управлять большими токами нагрузки – до десятков ампер.

Подключается элемент через токоограничивающее сопротивление. Кроме того, он чувствителен к помехам, поэтому выход контроллера следует соединить с массой резистором в 10 кОм.

С помощью плат расширения

Подключение Arduino с помощью плат расширения

Кроме реле и транзисторов используются готовые блоки и платы расширения.

Это может быть Wi-Fi или Bluetooth, драйвер управления электродвигателем, например, модуль L298N или эквалайзер. Они предназначены для управления нагрузками разной мощности и напряжения. Такие устройства бывают одноканальными – могут управлять только монохромной лентой, и многоканальными – предназначены для устройств RGB и RGBW, а также лент со светодиодами WS 2812.

Пример программы

Arduino и светодиодная лента

Платы Ардуино способны управлять светодиодными конструкциями по заранее заданным программам. Их библиотеки можно скачать с официально сайта , найти в интернете или написать новый sketch (code) самому. Собрать такое устройство можно своими руками.

Вот некоторые варианты использования подобных систем:

• Управление освещением. С помощью датчика освещения включается свет в комнате как сразу, так и с постепенным нарастанием яркости по мере захода солнца. Включение может также производиться через wi-fi, с интеграцией в систему «умный дом» или соединением по телефону.
• Включение света на лестнице или в длинном коридоре. Очень красиво смотрится диодная подсветка каждой ступеньки в отдельность. При подключении к плате датчика движения, его срабатывание вызовет последовательное, с задержкой времени включение подсветки ступеней или коридора, а отключение этого элемента приведет к обратному процессу.
• Цветомузыка. Подав на аналоговые входы звуковой сигнал через фильтры, на выходе получится цветомузыкальная установка.
• Моддинг компьютера. С помощью соответствующих датчиков и программ цвет светодиодов может зависеть от температуры или загрузки процессора или оперативной памяти. Работает такое устройство по протоколу dmx 512.
• Управление скоростью бегущих огней при помощи энкодера. Подобные установки собираются на микросхемах WS 2811, WS 2812 и WS 2812B.

Видеоинструкция

Управление освещением со смартфона – это последняя ступень в интеллектуальных системах «умный дом» после управления с помощью пультов ДУ и панелей. Разберемся, зачем нужна эта функция и как она работает.

Зачем нужно управлять светом через телефон?

Мы привыкли включать и выключать свет при помощи обычных выключателей. В системах «умный дом» уже давно используются более «продвинутые» способы – пульты ДУ и панели. Они позволяют контролировать освещение сразу во всем доме из одной точки. С появлением функции контроля света через Wi-Fi владельцы домов и квартир могут управлять светильниками и вне дома.

Причин, чтобы управлять светом через смартфон, несколько:

• Можно использовать собственный смартфон внутри дома, не прибегая к поиску пульта ДУ;
• Можно создавать «эффект присутствия» в доме, находясь за его пределами – в охранных целях;
• Можно настраивать нужный сценарий света, уходя с работы, чтобы прийти в освещенный дом.

Такая функция особенно удобна тем, кто имеет ограничения в передвижении, связанные с состоянием здоровья. Также это обеспечит комфорт родителям – например, когда маленький ребенок проснулся ночью и испугался темноты.

Как это работает?

Контроль за освещением в этой схеме выполняется через Wi-Fi сигнал. Чтобы настроить управление светом через смартфон, потребуются устройства:

1. Сам смартфон, в которое устанавливается специальное приложение;
2. Исполнительное устройство – к нему подключаются светильники;
3. Wi-Fi роутер, осуществляющий передачу данных между смартофоном и исполнительным устройством.

Все просто. Пользователь задает команду через приложение на смартфоне – включить или выключить свет, поменять яркость, цветовую температуру и т.д. Сигнал через Wi-Fi принимается исполнительным устройством, которое реализует команду пользователя.

Если смартфон и роутер есть практически у каждого, то исполнительное устройство приходится приобретать отдельно. Как правило, таким устройством становятся контроллеры. Они подбираются по типу осветительных приборов, которые используются в помещении. Например, предназначен для управления цветной RGB-подсветкой на основе светодиодных лент. Он поставляется сразу с пультом ДУ в комплекте, и может работать как от пульта, так и от смартфона или планшета, на которых установлено приложение.

Очень интересен контроллер-шлюз который является шлюзом между сетью Wi-Fi и RF-сигналом для управления контроллерами серии SMART компании Arlight.

Если вам интересно создание в собственном доме или офисе такой системы освещения, . Мы поможем рассчитать и подобрать все компоненты, необходимые для создания подсветки с управлением через Wi-Fi сигнал.

Светодиодная лента - это устройство производящее световой поток и работающее на основе полупроводникового прибора - светодиода. Они появились не так давно, но даже за такой короткий промежуток времени нашли широкое применение в организации подсветок, а иногда и в качестве основного освещения. За счёт хорошей герметичности применять их можно в зависимости от типов как для наружной, так и для внутренней подсветки. Не все марки светодиодной ленты могут применяться для освещения на улице и во влажных помещениях, а только те, которые герметично залиты силиконом.

Светодиодные ленты выпускаются производителями по пять метров в длину и могут содержать, чаще всего, от 60 до 120 диодов на один метр, излучающих свет. Ширина ленты составляет всего 8 мм, а высота не больше 3 мм. Это даёт возможность дизайнерам выбрать светодиодную ленту и устанавливать её даже в самых труднодоступных местах, в мебели, в торцах гипсокартонных потолков, а автомобилистам в любом доступном месте где есть возможность вывести два провода для питания. Ленты делятся на два типа светодиодов:

1. Однокристальные;
2. Многокристальные.

Многокристальные светодиоды зачастую идут в так называемых RGB-лентах, которые светить могут не одним цветом, а несколькими. R - красный (red), G - зеленый (green), B - синий (blue). Также есть возможность соединять эти цвета, получая дополнительные цветовые гаммы и оттенки. Если выполнять это вручную то лучше воспользоваться тумблерами или выключателями, но это не совсем удобно. Для регулировки существуют специальные электронные микроконтроллеры. Такой контроллер управления зачастую оснащён дистанционным пультом управления, с помощью которого можно менять не только мощность освещения, но и переход от холодного спектра до тёплого. С пультом управления, работающим на расстоянии, можно с лёгкость производить все манипуляции.

Правильное питание светодиодов, возможно только от постоянного напряжения небольшой величины, а ленты на их основе рассчитаны на напряжение 12 вольт. Ток в цепи светодиодной ленты будет зависеть от:

1. Длины;
2. Мощности одного светодиода или же метра ленты.

Поэтому выбирать блок питания для всей световой установки нужно зная эти основные параметры.

Управление светодиодной лентой и светодиодными светильниками

Для того чтобы управлять светодиодной лентой, а конкретнее её яркостью существуют специальные электронные устройства диммеры или светорегуляторы. Диммер подключается после блока питания или в отдельных случаях может быть установлен в нём.

Управление светодиодным освещением на основе ленты можно выполнять с помощью таких устройств регулирования яркости:

• Поворотного механического регулятора;
• Кнопочного управления светодиодами;
• Сенсорного управления светодиодами, зачастую они имеют удобный жидкокристаллический дисплей;
• С пультом управления (от инфракрасного сигнала и радиосигнала);
• Через электронные устройства по каналу Wi-Fi.

Все такие устройства регулирования яркости работают по принципу регулировки силы тока или с помощью довольно сложной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Устройства на основе ШИМ довольно компактные и стабильные. Стоит заметить что для создания многоцветной системы эффектов применяются двух- и трёхканальные диммеры зачастую с пультом управления.

Светодиодные светильники и компактные лампы на основе диода можно разделить на регулируемые яркость излучаемого светового потока (диммируемые) и нерегулируемые (недиммируемые). Управляемые светодиодные светильники могут регулироваться с помощью обычных регуляторов яркости, предназначенных для ламп накаливания. Для того чтобы правильно подобрать, на упаковке должна быть специальная маркировка.

Хороший пример для такого регулируемого источника качественного светового потока является светодиодный светильник saturn. Он изготавливается и предлагается в паре с пультом управления (ПДУ) и множеством удобных функций регулировки яркости и теплоты излучаемого света. Подключается управляемый светодиодный светильник Сатурн к сети 220 вольт и в нём уже установлен и драйвер, и управляющий электронный диммер. Такой светильник очень часто используется как люстра или управляемый светодиодный светильник. Кстати, даже для LED телевизоров и больших панелей, устанавливаемых для рекламы, тоже применяется система управления светодиодным экраном, основанная на такой же только более сложной электронной регулировке.

Как правильно паять светодиодную ленту

Для того чтобы правильно спаять части светодиодной ленты, нужно запомнить, что разрезать её можно только в специальных указанных на ней местах. При пайке ленты стоит пользоваться маломощным паяльником не более 40 Вт. Контакты присоединяемых участков должны быть тщательно зачищены от силикона или же лака, и залужены паяльником.

Естественно, что все эти работы выполняются при полном отключении светодиодной ленты от блока питания, или же блока питания от сети 220 вольт. Нельзя соединить многокристальную RGB-ленту и ленту где установлены однокристальные светодиоды. Светодиодные ленты должны быть одинаковы по структуре светодиода, а желательно и правильно выбрать их по потребляемой мощности метра её длины. Спайка производится с помощью залуженных многожильных медных проводов. Сечение стоит подбирать по току или мощности всей ленты. После пайки рекомендуется залить места соединения клеем или силиконом, для герметизации и защиты от короткого замыкания.

Как проверить исправность светодиода в фонарике

Для того чтобы проверить почему не светится фонарик, стоит сразу начать с источника напряжения (аккумулятора или батареек). Если же сменные источники электрического тока исправны, а светодиодный фонарик всё-таки не работает нужно проверит сам источник экономичного светового потока - светодиод. Для этого понадобится мультиметр или же любой омметр.

Светодиод - это электронный полупроводниковый прибор, который, как и обычный диод, проводит ток только в одном направлении. Поэтому, прикоснувшись щупами мультиметра к контактам светодиода в одну сторону, он покажет низкое сопротивление и может даже незначительно излучать свет, а в обратном направлении покажет большое сопротивление в несколько сотен кОм. Если результаты проверки показывают, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, если в обе стороны бесконечность, то это свидетельствует об обрыве внутри светодиода или о разрушении его полупроводникового перехода. Значит, светодиод неисправен и требует замены. утилизация светодиода не нужна в отличие от газоразрядных источников света.

Перед покупкой светодиодной ленты или же диммера к ней, а также регулируемой светодиодной лампы, стоит проконсультироваться у продавца или же менеджера по продаже, о совместимости диммера и источника света.

Видео управление светодиодной лентой с телефона

Всем доброго времени суток. Для начала скажу, что идея связать RGB LED Controller для ленты с умным пультом далеко не новая и родилась у меня достаточно давно. Но в этой публикации хотелось бы акцентировать внимание на простоте задумки и дешевизне её реализации. Как обычно предлагаю посмотреть вам видеоролик с моего канала о воплощение этой небольшой идеи в жизнь, а уже потом перейти к текстовой части обзор, там много того, о чём я не сказал в ролике. Несмотря на то, что ролик получился относительно коротким, для вашего удобства я написал по нему навигацию.

0:00 - 3:43 - Распаковка контроллеров и теория
3:44 - 6:15 - Подключение и переделка коннекторов
6:16 - 6:45 - Проверка работы
6:46 - 8:57 - Биндинг LED ленты на Xiaomi Remote 360
8:58 - 9:32 - Заключение и демонстрация

Контроллер для RGB LED ленты -

Контроллеры я купил на AliExpress по за каждый, умный пульт Xiaomi Remote 360 я приобрёл там же уже очень давно - его стоимость составляет примерно .

Учитывая, что таких контроллеров можно купить под любую LED ленту и запрограммировать на работу с Xiaomi Remote 360, при этом ИК каналы по цветам будут конфликтовать не очень часто, вполне спокойно можно отдать приоритет такому решению по сравнению с умной LED лентой Xiaomi Yeelight. Она конечно имеет собственный плагин и варьирование цветовых решений представлено в большем объёме, но её стоимость и длинна, выдвигают в приоритет всё же моё простое решение.

Умная LED лента Xiaomi Yeelight - или

При выборе контроллера для LED ленты сразу же решил отмести все контроллеры, которые имеют собственное софтовая обеспечение и работают по Bluetooth или Wi-Fi поскольку нам в данном случае интересная работа в рамках экосистемы умного дома Xiaomi.

Был у меня Wi-Fi контроллер, который раньше стоял на этой LED ленте. Он то ли конфликтовал с моим роутером, то ли из коробки был кривой и очень долго отвечал на сигналы сенсорного пульта, а в большинстве случаев вообще никак не реагировал, ловил непонятные Wi -Fi и включался самостоятельно. В интернете так ничего и не нашёл по его программированию и решению этой проблемы после чего расстался с ним, как раз-таки после этого пришла в голову идея реализовать подобного рода интеграцию.

Теперь перейдем непосредственно к самому контроллеру. Он представляет из себя небольшую плату с чипами, посредством которых осуществляется смешение цветов по типу RGB Сurves. Плата имеет выведенный приемник ИК сигнала, припаянный разъем для подключения питания, разводку на три цветовых канала и плюс. Всё это собрано в небольшой белый дешманский пластиковый корпус. Вникать в особенности платы я не собираюсь, просто потому что не обладаю особыми знаниями в микросхемах и умничать не буду, в конце концов нам интересна исключительно работа данного контроллера в рамках системы умного дома Xiaomi, а не его внутренности.

При подключение контроллера к ленте возникли небольшие проблемы в том, что я, к сожалению, не посмотрел на коннекторы подключения при покупке и они оказались одинаковыми, поэтому пришлось быстро поменять коннектор на контроллере на «папу», донором само собой явился старый контроллер. Можно было конечно скрутить провода на прямую, но мне было необходимо, чтобы контроллер в случае чего мог мобильно переместиться и управлять другой лентой. Для зачистки тонких контактов лучше использовать специальный стриппер, ну и ли поступить так, как я предложил и сделал на видео.

Стриппер для зачистки проводки -

Так же в обиходе при работе с тонкой проводкой LED лент лучше иметь термоусадочные трубки, коих у меня тоже не оказалось.

Термоусадочные трубки для изоляции проводки -

Пульты у подобного рода контроллеров практически все одинаковые отличием является наличие ключей или кнопок, которые позволяют делать выбор того или иного цвета, а также включать программы цветового варьирования. В моем случае это пульт на 44 ключа, большинство из которых запрограммированы. При этом поскольку контроллеры достаточно дешевые возможно повторение ИК сигналов на разных клавишах разных контролёров. То есть, например, ИК сигнал с пульта одного контроллера, отвечающего за включение красного цвета, может включать режим переливания цветов на другом контроллере и наоборот. Также они могут конфликтовать с пультом от телевизора.

Второй контроллер я подключил к LED ленте, которая подсвечивает рамки телевизора. Поскольку донорного коннектора на «папу» у меня не оказалось пришлось скручивать провода на прямую.

LED лента на телевизоре перекочевала со стола, так как многие светодиоды вышли из строя и не адекватно реагировали на команды контроллера. Ретушь рамок телевизора решила эту проблему и смотрится подсветка в таком расположении вполне годно. В дальнейшем планирую заменить её на остатки LED ленты расположенной нынче на столе.

Теперь связываем контроллер LED ленты с Xiaomi Remote 360 в дальнейшем эта связка позволит не просто удалённо управлять LED лентой со смартфона, но и задавать сценарии с использованием .

Для связки контроллера и умного пульта Xiaomi Remote 360 переходим в приложение mi home – add devises – плагин управления пультом.

Затем снизу выбираем самую первую иконку с двумя пультами наложенными друг на друга – это режим простого биндинга пульта, при котором каждую кнопку на пульте нужно программировать по отдельности.

Нажимаем на изображение самого первого пульта ➜ нажимаем плюс ➜ вводим название кнопки нажимаем далее.

после появится картинка, указывающая на необходимость нажать программируемую кнопку на пульте, повторяем операция и программируем все необходимые цвета ➜ после нажимаем на кнопку в верхнем правом углу, подтверждая создание нового пульта и кнопок, которые мы запрограммировали.

Из минусов можно отметить отсутствие анимации нажатия кнопки - своего рода анимированного тумблера, при наличии, которого можно было бы понимать какой прибор работает, а какой нет, включая его удалённо и не имея возможности визуально его наблюдать.

В общем вот такие нюансы с подсвечиванием различных объектов LED лентой в моей комнате. От себя могу сказать, что экспериментировать с подобного рода решениями мне нравиться. Контроллеры и LED ленты я однозначно рекомендую к приобретению для аналогичных и подобный этому решений. Ну, а теперь предлагаю посмотреть ряд фоток и оценить получившуюся эстетику.

Спасибо за просмотр, не забывайте подписываться на и комментировать ролики, там будет много нового и интересного контента.