управление led лентой через компьютер

Управление RGB лентой с помощью Arduino и драйвера L298N

В данное время стали доступны светодиодные ленты с изменяемым цветом свечения. Они классно выглядят, не дорого стоят и их можно хорошо приспособить для декоративной подсветки интерьера, рекламы, и т.д.

К таким лентам можно купить источник питания, диммер, диммер с пультом управления. Это позволит вам использовать светодиодную ленту для посветки. Однако если вы захотите запрограммировать алгоритм изменения цвета, или сделать управление из компьютера — то тут начинается разочарование. Вы в продаже не найдете диммеров с управлением через COM-порт или Ethernet.

Я решил эту проблему с помощью Arduino, и хочу поделиться своим вариантом решения с Вами.

Добро пожаловать под кат.

Теоретическая часть

Для реализации плавного изменения свечения всех 3 каналов нам потребуется сделать собственный димер. Сделать его очень просто, для этого требуется взять силовые ключи и управлять ими с помощью ШИМ сигнала. Также наш диммер должен быть программируемым и/или управляемым из вне.

В качестве мозгов идеально подходит Arduino. В её программу можно записать любой алгоритм изменения цветов, а также её можно управлять как с помощью модулей Arduino, так и удаленно по Ethernet, Ик-порту, Bluetooth, используя соответствующие модули.

Для реализации задуманного я выбрал Arduino Leonardo. Она одна из самых дешевых плат Arduino, и она имеет много выводов с поддержкой ШИМ.

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11, and 13. Provide 8-bit PWM output with the analogWrite() function.

И так, источник ШИМ у нас имеется, остаётся придумать с силовыми ключами. Если побродить по интренет магазинам, то выяснится, что не существует модуля Arduino для управления RGB лентами. Или просто универсальных модулей с силовыми транзисторами. Также можно найти огромное количество сайтов радиолюбителей, которые делают платы с силовыми ключами сами.

Однако есть способ проще! Нас выручит модуль Arduino для управления двигателями. Этот модуль имеет все необходимое для нас — на нем установлены мощные ключи на 12В.

Пример такого модуля является «L298N Module Dual H Bridge Stepper Motor Driver Board Modules for Arduino Smart Car FZ0407». Такой модуль основан на микросхеме L298N, которая представляет из себя 2 моста. Однако мостовое включение полезно для двигателя (от этого он может менять направление вращения), а в случае RGB ленты, оно бесполезное.

Мы будем использовать не весь функционал этой микросхемы, а только 3 её нижних ключа, подключив ленту как показано на рисунке.

Практическая часть часть

Для реализации потребуется Arduino Leonardo, Модуль управления двигателями L298N, Источник 12В (для запитки ленты), сама RGB лента, соединительные провода.
Для удобства подключения я еще использовал Fundruino IO Expansion, но он никакой функциональной нагрузки не несет.

Схема подключения показана на рисунке.

Хочу дополнительно описать питание системы. В данной схеме питание подается на модуль управления двигателями, в нем стоит понижающий источник питания на 5В, и эти 5В я подаю на вход Vin питания Arduino. Если разорвать эту связь (естественно земли оставив соединенными), то запитывать Arduino и силовые ключи можно от разных источников питания. Это может быть полезно когда к Arduino много всего подключено, и источник в модуле управления двигателями не справляется (выключается по перегреву).

Управляется RGB лента с помощью команд analogWrite, которая настраивает выход для формирования ШИМ сигнала.

Исходный код программы для arduino:

На видео можно увидеть как это работает:

Источник

Способы подключения светодиодной ленты к компьютеру

Известный способ освещения помещений – светодиодная подсветка с помощью светодиодной ленты. Она имеет ряд преимуществ перед другими источниками света. Экономичность, легкость крепления – это делает ее удобной для эксплуатации в каких угодно помещениях и определенных зонах, будь то корпус системного блока, тыльная часть монитора или подсветка для компьютера. Как подключить светодиодную ленту к компьютеру различными способами?

Для чего нужна подсветка околокомпьютерного пространства

Персональный компьютер давно стал важной частью любой квартиры или другого жилища. Люди много времени проводят за экраном монитора, и необходимо сделать это рабочее место комфортным и удобным. К тому же, отсутствие освещения возле мониторов и экранов телевизоров влечет проблемы со здоровьем, конкретно – со зрением.

Важно обеспечить подсветку экрана в ночное время суток, чтобы яркий свет от монитора не выделялся из окружающей обстановки и не утомлял зрение пользователя. Для этой цели подойдет светодиодная лента, которая сделает комнату красивее и современнее, выделяя визуально компьютерное пространство. К тому же, можно использовать ее как новогоднее оформление или в качестве декоративной подсветки в системном блоке.

Свойства и принцип работы светодиодной ленты

Светодиодная лента часто применяется благодаря таким достоинствам:

Следует учитывать, что светодиодная лента – низковольтное оборудование, то есть для ее питания требуется напряжение 12 или 24 В (вольт). В домашней электрической сети напряжение составляет 220 В 50 Гц, поэтому данный осветительный элемент будет подключаться строго через блок питания, подобранный в зависимости от мощности потребления ленты. Существуют также led-светильники под напряжение 220 В, их подключают непосредственно к розетке, но для освещения компьютера они не подходят. Оптимальный вариант для ПК подсветки – это 12 В.

К ПК можно подсоединить любую ленту, но прежде чем купить ее в магазине, следует определиться с несколькими характеристиками для дальнейшего эффективного использования:

От плотности диодов зависит общая мощность осветительного прибора и выбор блока питания. Существуют ленты плотностью 30, 60 и 120 светодиодов на один метр. Длина обычной катушки составляет 5 метров, для подсветки одного ПК ее хватит. Для домашнего использования достаточно низкого класса влагозащищенности 20IP.

Этот источник освещения работает по принципу печатной платы. Светодиоды впаяны в прорезиненную подложку последовательно и питаются от блока питания. Важно правильно подобрать БП, так как от этого зависит рабочее состояние ленты.

Необходимые для работы материалы и инструменты

Для подключения led-ленты необходимы следующие инструменты и материалы:

Схема подключения обычной ленты

Предлагается рассмотреть подробно схему подключения стандартной ленты длиной 1 метр к компьютеру. Лента состоит из светодиодов типа SMD 3528, отрезать можно через каждые три диода. Для выполнения этой задачи потребуется:

Этот способ хорошо подойдет для подсветки системного блока с прозрачной крышкой корпуса, чтобы декорировать «крутое железо».

Схема подключения RGB ленты

Многоцветную ленту можно подключить к ПК, используя RGB контроллер. Это специализированное устройство, предназначенное для контроля свечения трех цветов диодов:

В результате смешивания свечений трех цветов получаются различные оттенки света. Для подключения многоцветных диодов потребуется четыре провода. В паре с контроллером можно применять пульт, чтобы управлять цветопередачей на расстоянии. Схема использует питание 12 Вольт и длину ленты до 5 метров. Для упрощения сборки схемы можно приобрести готовые разъемные коннекторы, предназначенные для ленточных светильников.

Подключение к сети через блок питания

Преобразователь снижает напряжение сети с 220 В до 24 В или 12 В. БП могут быть разные:

Подойдут преобразователи от ноутбука, от зарядки для телефона, от персонального компьютера. Важно, чтобы ток, выдаваемый с БП, был выше потребляемого лентой. Один метр светильника потребляет 0,4 А, соответственно, 5 м – 2 А. Ток блока питания указан на корпусе. Расчеты произвести нетрудно. При подключении светильника к БП важно соблюдать полярность, иначе он просто не включится.

Соединять провода нужно только соответствующего цвета. Можно добавить в схему выключатель для удобства использования. Возможно использование диммера для управления яркостью свечения. Внешний блок питания не подходит для подсветки системного блока, а больше подойдет для освещения компьютерного стола или монитора.

Подключение к сети без блока питания

Все светодиодные светильники, изготовленные заводским методом, рассчитаны на работу от блока питания. Используя специальную схему, можно подключить их непосредственно к сети 220 В 50 Гц.

Для этого нужно произвести следующие действия:

Заизолировав все оголенные контакты, можно включать в сеть и наслаждаться подсветкой.

Подключение через USB

Особого внимания заслуживает способ подключения светильника через USB, так как он подходит для ноутбука (единственный вариант подсветки) или когда в компьютере нет свободных разъемов питания. В USB гнезде напряжение составляет 5 В, а ток нагрузки не превышает 0,5 А. Этого мало для светильника, которому требуется 12 В. Нужно приобрести или сделать преобразователь 5 В к 12 В и запитать его от USB.

Следует учитывать, что повышение напряжения в 2,5 раза влечет понижение тока во столько же раз, то есть до 0,2 А (до 0,5 метра ленты с плотностью 60 светодиодов на метр). Если превысить ток нагрузки, можно вывести из строя USB порт. Для подключения светодиодного светильника через USB нужно:

Как видно, можно без особых усилий подключить светодиодную ленту к компьютеру или к внешнему блоку питания, чтобы украсить свое рабочее место. Можно выбрать наиболее подходящий способ для каждого. Главное правило заключается в том, чтобы не превысить токовую нагрузку на блок питания или на USB порт. Для успешного подключения светодиодной подсветки следует придерживаться приведенных выше инструкций и не бояться сделать что-то своими руками.

Источник

Контроллер управления светодиодными RGB-лентами LED-C-01

Для того, чтобы управлять такой лентой необходим специальный контроллер. Мы разработали электронное устройство, предназначенное для управления многоцветной светодиодной лентой — контроллер LED-C-01.

Используя наш контроллер LED-C-01 можно управлять светодиодными лентами с любого устройства, на котором можно запустить интернет обозреватель, будь то стационарный компьютер, ноутбук, планшет или смартфон. Контроллер позволяет быстро и просто менять цвет ленты, включать и выключать устройство, а также просмотреть текущий статус ленты (вкл/выкл). Все это дает возможность управлять лентой на удаленном расстоянии.

Ключевые характеристики устройства

Вся элементная база построена на проверенных временем компонентах и не содержит дорогостоящих деталей, что позволило снизить стоимость контроллера и повысить его надежность.

Железо

Прошивка

Физические характеристики

Изначально мы планировали использовать в каждом нашем устройстве разработанный нами Ethernet-модуль для управления девайсами посредством HTTP-запросов. Поэтому в данном контроллере мы также решили использовать этот модуль.

После того как мы выработали основные требований к нашему разрабатываемому контроллеру, мы сделали первый прототип устройства методом ЛУТ. Проверили его работу на нескольких обрезках светодиодных лент (длинных лент под рукой не было) и, убедившись, что все работает как мы и хотели, заказали первую партию плат на заводе:

К тому времени как платы приехали с завода, наконец-то, была приобретена цельная лента длиной 5 метров и мы приступили к сборке девайсов.
Основная плата, без установленного Ethernet-модуля:

С установленным Ethernet-модулем:

Вид на плату со стороны разъемов:

После сборки мы подключили к устройству 5 метров светодиодной RGB-ленты и занялись тестированием.
Нас ждало разочарование. Нет, лента, конечно, загоралась и управлялась. Но передача команды на включение ленты белым цветом приводила к следующему (кликабельно):

Мы выбрали слишком большую частоту для ШИМа (25 кГц) и лента светилась неравномерно.
После серии экспериментов с разными лентами мы остановились на частоте 750 Гц и всё стало на свои места цвета 🙂

Первый собранный экземпляр LED-C-01 перед установкой в квартиру моего друга мы поместили в готовый пластиковый корпус, купленный в соседнем магазинчике (на КДПВ как раз этот первый экземпляр, а ниже фото кликабельны):

В связи с тем, что корпус подбирался в очень сжатые сроки, пришлось воспользоваться термоклеем:

Обратная сторона (со стороны крепления на DIN-рейку):

После того, как я намучился с этим корпусом во время его сборки, да и во время монтажа девайса в квартире друга (для подключения устройства необходимо полностью разобрать корпус, потом собрать), было принято решение изготовить корпус на 3D-принтере.

Для этого мы разработали модель корпуса:

И напечатали корпус на 3D-принтере (кликабельно):

В итоге второй экземпляр получился таким (кликабельно):

Как происходит управление контроллером?

Устройство управляется с помощью протокола HTTP (метод Get). Контроллер подключается к локальной сети «умного дома» (посредством разъема RJ-45) и им можно управлять с любого компьютерного устройства, также подключенного к этой сети.
В данный момент времени протокол SSL не поддерживается, и поэтому предусмотрено специальное секретное слово, с помощью которого можно ограничить управление контроллером.

Управление осуществляется следующим образом. При обращении к контроллеру из браузера с любого компьютерного устройства — открывается web-страница. На ней можно задать первоначальные параметры: установить IP-адрес устройства и секретное слово, а также установить цвет светодиодных лент, и включить и выключить ленты.

Все необходимые аргументы запроса передаются в его параметрах.
Например, включение белого цвета ленты, подключенной ко второму каналу контроллера, выполняется следующим запросом:

Здесь параметры red2, green2 и blue2, как можно догадаться, отвечают за цвет.
Параметр smo2 установленный в значение «0» говорит о том, что переключение цвета будет резкое, а не плавное.
Если указать smo2=8, то переключение состояния ленты будет происходить в течение восьми «условных интервалов времени» 🙂
Каждый «условный интервал времени» равен 5 секундам.

Для манипуляции первым каналом необходимо передавать такие же запросы, только вместо «2» во всех именах параметров будет «1». Например,
В результате данного запроса лента на первом канале переключится в красный цвет в течение пяти «условных интервалов времени» (то есть 25 секунд) 🙂

Спасибо за внимание!

UPD: Поправил информацию по току в статье.

Источник

Управление RGB лентой

Красочные переливающиеся оттенки, яркие огоньки, азарт, радость — все это предлагает управление RGB лентой. Диодное освещение за последние 10 лет получило невообразимую популярность. Нет ни одного человека в цивилизованном мире, который не слышал о светодиодах. Ими украшают все: квартиры и окна, витрины и рекламные щиты, машины и компьютеры, даже аквариумы, и это далеко не полный список мест, где светодиодная полоска будет смотреться органично. Да и вообще довольно сложно назвать условие, при котором привлекательная подсветка не украсит обстановку.

RGB-лента — это разноцветный светильник, который может смешивать 3 цвета, в отличие от монохромного устройства, орудующего лишь одним. RGB — цветовая модель, содержащая в себе 3 основных цвета. Аббревиатура расшифровывается как «Red, Green, Blue», что в переводе с английского значит «красный, зеленый, синий». Светодиодный аппарат осуществляющий управление RGB лентой, представляет собой своеобразную палитру, в которой смешивается только 3 цвета и получается множество оттенков.

Итак, после ознакомления с прибором хочется узнать, как им пользоваться, какие есть приспособления для регулировки яркости и интенсивности свечения, программы динамики и других параметров.

Управление RGB лентой с помощью контроллера

RGB-контроллер — это один из вариантов устройств, с помощью которых можно осуществить управление лентой. Без него можно смело обойтись, если владельцу не нужен динамичный эффект с бегающими огоньками. Для статичного явления подойдет светодиодная полоска без контроллера.

Что делает регулятор:

Какие бывают контроллеры?

Задумав купить регулятор, вы должны сначала определиться с точными параметрами, которые будут у будущего аппарата. Если приобрести неподходящий прибор, в лучшем случае он просто не заработает, а в худшем — выведет из строя целую ленту.

Есть несколько классификаций, соединив воедино которые, человек получит идеальный портрет необходимого контроллера.

Регуляторы различаются по:

Также можно разделить аппараты на кнопочные и сенсорные. Выбрать встроенную программу можно при первом включении контроллера, некоторые модели предлагают хозяину самому создать режим переливания.

Управление RGB лентой – способы.

Такие устройства отличаются крайне простым управлением и компактностью. Настраивается прибор только при первом включении. Дальше устройство работает на отрегулированных параметрах: уровне свечения, интенсивности светового потока, спектре цветов и программе переливания. Если владельцу не нужно часто перенастраивать полоску, ему можно обойтись контроллером без пульта управления.

Сигнал подается на расстоянии в 100 метров. Лента откликнется даже на команду, которая исходит из другой комнаты за закрытой дверью, так как сигнал проходит через стены, в отличие от инфракрасного луча.

Управление на расстоянии до 10 метров проводится благодаря инфракрасному датчику при условии, что датчик не перегорожен посторонними объектами. У этих моделей есть множество функций, возможности которых доходят до управления каждым светодиодом. Пульты с инфракрасным датчиком в среднем дешевле других вариантов и, стоит заметить, очень распространены. Поэтому, потеряв или сломав свой аппарат, вы можете приобрести точно такой же в любом магазине или на радио рынке.

Выполняет те же функции, что и прошлые аналоги. Отличие состоит в способе управления. Управление RGB лентой можно осуществлять с телефона, планшета, стационарного компьютера либо ноутбука. Производители предлагают установить специальные приложения на iOS или Android, с помощью которых можно отрегулировать оттенок каждого светодиода и периодичность переливания.

Устройство реагирует на воспроизводимые звуки в полуавтоматическом режиме. При первой настройке прибора можно установить определенные шумы, на которые будет реагировать контроллер. Это может быть хлопок, стук, щелчок и так далее. Такими сигналами можно включать и выключать ленту. Также полоска может реагировать на ритм и темп, создавая эффект цветомузыки.

Кнопочные и сенсорные

Пульты с кнопками — самый распространенный вид управления, появившийся на рынке еще десятки лет назад. Основное различие между кнопочными и сенсорными пультами заключается в привычности и более простой эксплуатации кнопочных приборов. Программа освещения устанавливается одной клавишей.

С помощью сенсорного кольца определяется нужный режим и цвет свечения. Хоть кнопочные регуляторы и привычнее для большинства старшего поколения, сейчас везде используются сенсорные технологии. Поэтому преимуществом будет комфортность использования, а недостаток — высокая цена по сравнению с аналогами.

Управление RGB лентой с помощью димера.

С помощью димера человек может отрегулировать яркость и насыщенность освещения светодиодной ленты. Этот электроприбор чаще применяется для монохромных полосок, но RGB-ленты также могут регулироваться димером. Регулятор продлевает срок службы осветительного устройства и экономит электроэнергию. Димер комфорт и безопасен в использовании при управлении RGB лентой.

Управление RGB лентой бывает аналоговыми и цифровыми. Из-за индивидуальных недостатков каждого прибора производители стали выпускать комбинированные аппараты, которые совмещают все плюсы обоих видов. Однако они не сильно распространены из-за высокой стоимости. Определенные модели имеют функции контроллера: они позволяют установить световые эффекты.

По способу управления димеры разделяются на:

Управляются поворотом ручки.

Как правильно выбрать устройство для управления лентой?

Выбор зависит от особенностей каждого человека и его целей. Если ему нужно часто менять цвет, уровень освещения, переливание, то лучшим вариантом станет покупка RGB-контроллера или отдельных видов димера. Если требуется лишь изменять степень освещенности, пригодится димер. А в том случае, когда владельцу будет достаточно обычного включения и выключения, можно обойтись стандартным выпрямителем. Способ управления и тип аппарата определяется тоже по личным предпочтениям покупателя.

Источник