Светодиодный контроллер своими руками
ОБНОВЛЕНИЯ
• 30.05.19 Версия 1.0: первоначальная, вроде бы стабильная версия
• 05.06.2019 Версия 1.1:
– Добавлена настройка MIN_PWM
– Добавлена коррекция гаммы, настройка GAMMA_BRIGHT
• 10.06.2019 Версия 1.2: Добавлено управление кнопкой
• 12.07.2019 Версия 1.5 + приложение v1.2: добавлен белый канал света. Приложение работает только на 1.5 и выше!
• 27.07.2019 Версия 1.6: исправлены ошибки компиляции и баги с кнопкой
• 01.09.2019: исправлена плата Gerber_GyverRGB_DIP, подробности смотрите ниже
• 27.09.2019 Версия 1.7: исправлено запоминание настроек при управлении по BT
ОПИСАНИЕ
Захотелось мне сделать RGB свет для видео из китайских компонентов. RGB – значит нужен ШИМ контроллер, значит нужно его сделать! Вот и сделал: GyverRGB – контроллер для RGB светодиодных лент со множеством режимов и настроек, модульной структурой и различными способами управления.
Железо
Используется обыкновенная RGB светодиодная лента с общим анодом (контакты 12V G R B). Я использовал два ряда ленты с плотностью 120 диодов на метр, чтобы иметь хороший запас по яркости даже на одном цвете.
В проекте используется Arduino NANO (микроконтроллер ATmega328p). В качестве 100% совместимого аналога можно использовать Arduino UNO/Pro Mini.
Я рассматривал два варианта драйвера для светодиодной ленты: китайский RGB LED amplifier и самодельный драйвер из трёх МОСФЕТ (полевых) транзисторов. LED amplifier очень удобен в подключении, но имеет жуткий недостаток: на высоких частотах у него поднимается нижний порог яркости, что приводит к трате оттенков и вообще некорректной работе режимов.
Вывод: если контроллер не планируется использовать для видео света, то можно поставить LED amplifier и в настройках контроллера поставить низкую частоту (490 Гц), глаз такую частоту не заметит, но снятое на камеру видео будет «стробить». Если планируется использовать контроллер для создания видео света, то в обязательном порядке нужно делать свой драйвер. Также свой драйвер позволит работать с большими отрезками ленты, т.к. транзисторы можно поставить очень мощные.
Полевой транзистор подойдёт практически любой (99%), наковырять можно из материнской платы. Список популярных МОСФЕТов в корпусе to-220: IRF3205, IRF3704ZPBF, IRLB8743PBF, IRL2203NPBF, IRLB8748PBF, IRL8113PBF, IRL3803PBF, IRLB3813PBF (в порядке роста стоимости). Список популярных МОСФЕТов в корпусе D-pak: STD17NF03LT4, IRLR024NPBF, IRLR024NPBF, IRLR8726PBF, IRFR1205PBF, IRFR4105PBF, IRLR7807ZPBF, IRFR024NPBF, IRLR7821TRPBF, STD60N3LH5, IRLR3103TRPBF, IRLR8113TRPBF, IRLR8256PBF, IRLR2905ZPBF, IRLR2905PBF (в порядке роста стоимости).
Управление контроллером предусмотрено тремя способами:
- Энкодер – китайский модуль в двух вариантах
- ИК пульт – продаётся вместе с приёмником-модулем, но удобнее монтировать отдельный приёмник
- Кнопка – обычная нормально-разомкнутая тактовая кнопка
- Bluetooth – управление с приложения GyverRGB для Android
Питается система от 12V, от блока питания или батареи из трёх литиевых аккумуляторов. При питании от аккумуляторов предусмотрен «вольтметр» – делитель напряжения на резисторах, позволяющий измерить напряжение на батарее для вывода его на дисплей.
Софтовые фишки
- Автоматическое отключение дисплея по таймауту неактивности
- Несколько вариантов частоты ШИМ для драйвера:
- 490 Гц – для дешёвых LED усилителей
- 8 кГц – слышно, как пищит
- 4 кГц – работает только на самодельном драйвере
- Настраиваемая до герца
- Настраиваемое направление работы ШИМ (для готовых и самодельных усилителей)
- Автоматическое ограничение тока потребления на основе количества светодиодов и яркости каналов цвета
- Вывод напряжения питания на дисплей в вольтах или процентах
- Режим поддержания яркости при разрядке аккумулятора (при полном заряде чуть занижает яркость)
- Коррекция яркости по CRT гамме
- Матрица коррекции LUT
- 10 настраиваемых профилей
- 11 настраиваемых режимов работы для каждого профиля, из них 5 статических и 6 динамических
- Настройки хранятся в EEPROM и не сбрасываются при перезагрузке
- RGB– цвет в пространстве RGB
-
- BR – яркость (0-255)
- R – красный (0-255)
- G – зелёный (0-255)
- B – синий (0-255)
- HSV– цвет в пространстве HSV
-
- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- Color– яркий цвет
-
- BR – яркость (0-255)
- COL – номер цвета (0-1530)
- ColorSet– предустановленные цвета
-
- BR – яркость (0-255)
- COL – цвет
- WHITE
- SILVER
- GRAY
- BLACK
- RED
- MAROON
- YELLOW
- OLIVE
- LIME
- GREEN
- AQUA
- TEAL
- BLUE
- NAVY
- PINK
- PURPLE
- Kelvin– установка цветовой температуры
-
- BR – яркость (0-255)
- TEMP – цветовая температура, К (1000-10000)
- ColorW– плавная смена цвета
-
- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)
- Fire– стандартный огонь
-
- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- STP – шаг (0-500)
- FireM– ручной огонь
-
- BR – макс. яркость (0-255)
- COL – цвет (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- MIN – мин. яркость (0-255)
- Strobe– стробоскоп
-
- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- StrobeR– стробоскоп со случайным периодом
-
- HUE – цвет (0-255)
- SAT – насыщенность (0-255)
- VAL – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
- Police– мигалки
-
- BR – яркость (0-255)
- SPD – скорость (0-1000)
Энкодер
- Кнопка удержана около секунды – вкл/выкл светодиоды
- Кнопка клик – навигация: выбор профиля -> выбор режима -> выбор настройки
- Смена профиля – поворот рукоятки
- Смена режима – поворот рукоятки
- Смена настройки – поворот рукоятки
- Выбор настройки – нажатие, удержание и поворот рукоятки
ИК пульт
- Кнопки 0–9 – быстрый переход к профилю с номером
- Кнопки * и # – вкл и выкл систему
- Кнопка ОК – навигация: профиль -> режим -> настройка
- Кнопки вправо/влево – смена профиля/меню/настройки
- Кнопки вверх/вниз – изменение выбранной настройки
Bluetooth
Загрузить приложение GyverRGB (для Android) и наслаждаться!
Кнопка (с версии 1.2)
- Клик: включить/выключить ленту
- Двойной клик: следующий пресет
- Тройной клик: предыдущий пресет
- Удержание: смена яркости
Кнопка вариант 2 (с версии 1.3)
- Клик: включить/выключить ленту
- Двойной клик: следующий цвет (12 цветов по кругу Иттена)
- Тройной клик: предыдущий цвет
- Удержание: смена яркости
Источник
Ремонт контроллера RGB-ленты
Электронный контроллер довольно дорогостоящее изделие, поэтому есть смысл отремонтировать его самому.
Вскрывается корпус устройства с помощью плоской отвертки, разжиманием тонких боковых стенок в стороны. Освободив донышко контроллера от зацепления, можно добраться до печатной платы, которая обычно фиксируется лишь несколькими каплями силиконового клея.
После извлечения печатной платы, внимательно осмотрите её на наличие следов перегрева, оторванных гибких проводов или нарушения пайки коаксиального разъема питания.
После остается лишь проверить полевые транзисторы в силовых ключах. Две микросхемы контроллера и инфракрасного приемника выходят из строя очень редко, гораздо чаще перегорают именно транзисторы. Как уже говорилось, из-за подключения к контроллеру слишком длинной светодиодной ленты, когда через ключи идет недопустимо высокий ток.
Хотя применяемые в корпусных RGB-контроллерах полевые транзисторы по своим характеристикам рассчитаны на ток до 12 А, но устанавливаются они не на радиатор. Поэтому допустимый ток нагрузки для них ограничивается в 2 А. Дольше всего прослужит контроллер в пластмассовом корпусе, который не нагружается током свыше 1.5 А.
Разом все три силовых транзистора перегорают очень редко, чаще всего только тот, что находится посередине. Окруженный остальными двумя транзисторами, он охлаждается хуже всего.
Проверить работу транзисторов можно, имея самый простой мультиметр. При включенном режиме свечения белым цветом на затворе каждого транзистора должно быть напряжение 5 В, а на стоках, там где припаиваются провода на светодиодную ленту, напряжение должно составлять 12 В. Если какой-то транзистор не дает такие показания, то он подлежит замене.
Полевые транзисторы P3055LD, P3055LDG, PHD3355L и их аналоги в корпусе для поверхностного монтажа DPAK (ТО-252) можно найти на неисправных материнских платах компьютеров.
В случае, когда напрямую с ножки микросхемы, перед токоограничивающим резистором, нет напряжения 5 В на затвор силового транзистора, то испорченный микроконтроллер ремонтировать нецелесообразно. Пробитая микросхема стоит дорого, да и перепаивать её сложно.
Автор: Виталий Петрович. Украина, Лисичанск.
Источник
Самостоятельный ремонт RGB-подсветки
Многоцветная лента сейчас ставиться не только в автомобиле для тюнинга, а также в квартирах для придания волшебства интерьеру. Поэтому с поломками RGB-подсветки людям приходится сталкиваться всё чаще.
Неисправности могут быть вызваны как допущенными ошибками при подключении светодиодной ленты, питающего и управляющего блоков, так и износом в процессе эксплуатации всего оборудования, даже удачно собранного. В любом случае, рано или поздно RGB-подсветка сломается.
Наблюдаются всего два вида неисправностей RGB-подсветки:
- лента не светится вовсе;
- лента не светится одним или двумя из цветов.
Что делать, если лента перестала светиться вовсе
Если объяснять кратко, то в первую очередь нужно проверить блок питания, а затем контроллер и соединения общего провода питания 12 В.
Бывает и вовсе смешно, просто забывают, что нажимали кнопку OFF отключения подсветки на пульте дистанционного управления (ПДУ). Включите кнопку ON на пульте управления. Не включается с ПДУ, не стоит паниковать, для начала замените батарейку в нем. Батарейка типа CR2023 или CR2025 часто устанавливается в часы, калькуляторы, брелоки автосигнализаций, электронные весы. Для проверки работы пульта управления её можно взять оттуда.
Направляйте ПДУ ровно на инфракрасный датчик контроллера. Инфракрасный сигнал с пульта управления человек не видит, но распространяется он так же, как видимый свет. С увеличением расстояния инфракрасное излучение сильно ослабляется, особенно, если в пульте села батарейка.
Действия, если лента не светится одним или двумя из цветов
Что можно сказать, питание от блока точно есть, а в первую очередь следует проверить RGB-контроллер, а затем светодиодную ленту.
Контроллер — это устройство, благодаря которому реализуются все возможности в многообразии цветов и их плавном переключении. Хотя контроллер является довольно надежным устройством, но и его можно испортить, используя источник питания со слишком высоким напряжением или перепутать полярность при подключении к питанию.
Но, зачастую сжигают электронику, подсоединяя к выходу слишком много светодиодных полос или попросту сделав короткое замыкание при подключении. Редко бывает, когда RGB-контролеры выходят по причине бракованных компонентов.
Проверка исправности блока питания
Проверить блок питания легко, для начала следует убедиться, что на него приходит напряжение от сети. Наличие напряжения в розетке можно проверить настольной лампой, зарядкой от телефона или любым другим бытовым прибором.
На выходном кабеле блока питания, в коаксиальном штекере должно быть напряжение 12 В, и оно не должно отличаться от этой величины более чем на 10 процентов. Также о норме напряжения на выходе адаптера указывает имеющейся светодиод зеленого цвета. Если он светится, а светодиодная подсветка не включается, возможно, нарушен контакт штекера в гнезде RGB-контроллера.
Если источник питания не работает, найдите ему временную замену, подходящую по напряжению, выходному току и мощности. Компьютерный блок питания отлично подойдет для питания светодиодных лент. Потом прочитаете, как ремонтировать блок питания самостоятельно, какие есть распространенные неполадки. А лучше сразу отнесите его тому, кто знает, что с ним делать.
Поиск неисправностей светодиодной ленты
Если какая-то светодиодная полоска при подключении к питанию не светится вовсе, а другая полностью работает, то с большой вероятностью можно сказать, что оборван общий провод питания у первой.
Общий плюсовой провод питания может быть черного или белого цвета, но зачастую его можно найти на разъеме по отчетливо выдавленной стрелке.
Остальные три провода, по которым подаётся минус питания на ленту, на разъемах никак не обозначаются, они отличаются друг от друга красным, зеленым и синим цветами.
Светодиоды в ленте собраны в независимые группы по три штуки, в которых они включены последовательно. Сгорит какой-то один светодиод, и перестанет светиться только три последовательно соединенных светодиода в группе, а остальная часть полосы будет полностью исправна. Так что если не светится сразу вся лента по своей длине, значит, основной причиной является обрыв в пайке проводов и разъемов.
Найти на каком проводе случился обрыв можно, отсоединив контроллер и подключив RGB-ленту напрямую к блоку питания. Конечно, понадобится дополнительные два проводка, с помощью которых следует подать плюс питания на общий черный или белый провод, обозначенный стрелкой на разъеме, а на самой ленте промаркированный +12 V. Минус надо по очереди подавать на остальные вывода. Понятно, что RGB-полоса должна по очереди засвечиваться тремя основными цветами. Такая проверка абсолютно безопасна для ленты. Даже если перепутаете полярность, то ничего плохого не случится, просто не засветятся светодиоды. Будьте только осторожны, не замкните между собой провода от блока питания.
Проверять светящуюся полоску можно даже от батарейки 9 В, при этом светодиоды будут светиться в полнакала. Нельзя только подавать на ленту напряжение свыше 15 В от стороннего источника питания, чтобы окончательно не угробить светодиоды.
Редко бывает, когда сгорают все светодиоды в ленте, и причиной этому может быть поданное напряжение, многократно превышающее 12 В. Такое случается, если в бестрансформаторном блоке питания пробивает ключевой транзистор.
Источник