При сборке, монтаже и эксплуатации системы освещения RGB или монохромной светодиодной лентой приходится сталкиваться с ее полной или частичной неработоспособностью. Причиной могут быть как ошибки, допущенные при соединении элементов системы, так и вызванные неисправностью одного из них. О том, как найти причину и устранить неисправность и пойдет речь в этой статье.

Назначение и технические характеристики контроллера LN-IR24B

Для реализации всех световых возможностей RGB светодиодных лент, они подключаются через контроллер. Контроллер это электронное устройство, позволяющее дистанционно управлять режимом работы светодиодной ленты.

Хотя контроллеры и надежные, но случается, выходят из строя, зачастую в результате нарушения правил эксплуатации – перегрузке по выходу, короткое замыкание выходных клемм, подача повышенного питающего напряжения или из-за неправильной полярности подключения к блоку питания. Иногда отказывают и не надежные электронные компоненты, из которых собран контроллер. Контроллер может не включаться и потому, что в пульте дистанционного управления села батарейка. Контроллер для лент дорогостоящее изделие и в случае поломки есть смысл попробовать отремонтировать его своими руками.

Рассмотрим на примере порядок диагностики и технологию ремонта широко распространенного контроллера типа LN-IR24B, применяемого для управления светоизлучением RGB светодиодных лент. Внешний вид контроллера LN-IR24B представлен на фото выше.

Контроллер RGB не является самостоятельным устройством и для его работы, как видно из структурной схемы, необходимо подать с блока питания постоянного тока напряжение 12 В или 24 В (в зависимости от модели контроллера), и подключить светодиодную ленту. Более подробно вопрос подключения светодиодной RGB ленты рассмотрен в статье сайта «Подключение R G B светодиодных лент» .

В комплекте поставки контроллера отсутствует информация по техническим характеристикам и описание назначения кнопок пульта дистанционного управления. Дополню этот пробел.

Технические характеристики RGB-контроллер LN-IR24B

Параметр	Единица измерения	Величина
Температура окружающей среды при работе	˚С	минус 10...+50
Входное напряжение	V	DC 12 или 24
Тип разъема подачи входного напряжения	-	коаксиальный DC Jack 5,5 мм
Тип выхода	-	три канала (RGB)
Способ управления RGB светодиодной лентой	-	широтно импульсная модуляция (ШИМ)
Ток нагрузки на один канал	A	2
Общий провод для каналов	-	плюсовой (анод)
Расстояние дистанционного управления с ПДУ, не менее	м	8
Способ управления с ПДУ	-	инфракрасные лучи IR
Электропитание ПДУ	штук	1 батарейка CR2025 (3V)

Назначение кнопок ПДУ RGB-контроллера LN-IR24BУ

Внешний вид пульта дистанционного управления приведен на фотографии. На нем имеется 24 кнопки для управления режимом свечения светодиодной RGB ленты.

Инфракрасный сигнал излучается со стороны верхнего ряда кнопок и для управления необходимо перед нажатием кнопок этой стороной пульт направлять с сторону размещения контроллера.

На некоторых кнопках нанесены пиктограммы и надписи. Функциональное назначение каждой кнопки и эффект от нажатия каждой из них приведены в таблице ниже.

Кнопка	Функция кнопки	Результат
	Включить (ON)	Лента RGB начнет светится
	Выключить (OFF)	Лента RGB прекратит светится
	Яркость больше	Яркость увеличивается на одну ступень при каждом нажатии на кнопку
	Яркость меньше
	Красный цвет (R )	Включение, выключение свечения одного из указанных цветов
	Зеленый цвет (G )
	Синий цвет (B )
	Белый цвет (W)
	Вспышка, мигание (FLASH)	Режим чередования включения цветов с изменением скорости и яркости их свечения
	Стробоскоп (STROBE)	Режим изменения скорости и яркости
	Исчезать, угасать, затухать (FADE)	Переливание цветов во времени
	Плавный, мягкий (SMOOTH)	Плавное изменение цветов во времени

При нажатии на кнопку без надписи, лента будет светиться цветом, соответствующему цвету нажатой кнопки.

Диагностика и ремонт системы RGB светодиодного освещения

Чаще всего возникает один из случаев неработоспособности системы светодиодного освещения RGB лентами:
– лента не светиться полностью;
– лента светиться только одним или двумя цветами.

Если лента не светиться полностью, то причиной этого может быть неисправность блока питания, контроллера или ПДУ. В случае отсутствия свечения одного или двух цветов в ленте, то причиной может быть отказ контроллера или светодиодной ленты. Описать все возможные случаи проявления неисправности сложно, поэтому приведу инструкцию, как проверить каждое из устройств системы отдельно.

Проверка блока питания (адаптера)

В случае полного прекращения работы светодиодного освещения, как и любого изделия, питающегося от бытовой электросети, первое, что необходимо это проверить подачу питающего напряжения на устройство. Для этого необходимо проверить вставлена ли вилка в розетку и наличие напряжение в сети.

Для проверки наличия напряжения в розетке, достаточно вставить в нее вилку настольной лампы, адаптер сотового телефона или любой другой электроприбор. Если с подачей напряжения все в порядке, то приступают к проверке блока питания (адаптера).

В первую очередь нужно проверить надежность подключения блока питания к контроллеру, вполне возможно коаксиальный штекер выскочил или не до упора вставлен в гнездо контроллера.

В некоторых моделях блоков питания установлен светодиод, светящийся при подключении адаптера к сети. Светодиод обычно подключен в цепь выходного напряжения, и если он светиться, значит, блок питания исправен. Если индикатора нет, то необходимо проверить блок питания, измеряв мультиметром величину выходного напряжения. Если напряжение на выходе блока питания отсутствует или отличается от 12 В более, чем на 10%, то блок неисправен и необходимо его заменить или отремонтировать.

Современные блоки питания постоянного тока отличаются друг от друга величиной выходного напряжения и током допускаемой нагрузки. Если решите попробовать отремонтировать блок питания самостоятельно, то не лишним будет ознакомиться со статьей сайта «Как отремонтировать блок питания компьютера» . Кстати, компьютерный блок питания можно успешно использовать для питания светодиодных лент.

Проверка работы пульта дистанционного управления

Даже если блок питания, контроллер и светодиодная лента исправны, то пока на пульте дистанционного управления не будет нажата кнопка ON, лента светить не будет.

Принцип работы ИК пульта дистанционного управления

Сигнал управления с ПДУ представляет собой инфракрасный луч, промодулированный цифровым сигналом. Инфракрасное излучение человек не видит, но распространяется оно по законам видимого света. Поэтому пульт должен быть направлен на сенсор контроллера и на его пути не должно быть преград.

На фотографии сенсорный инфракрасный датчик контроллера. Это тоже светодиод, но работающий в инфракрасном диапазоне. Его чувствительность позволяет управлять режимами работы с ПДУ на расстоянии не менее 8 метров. При установке сенсора необходимо его полусферу направить в сторону зоны предполагаемого управления. При неправильной установке управление светодиодной лентой с ПДУ будет не стабильным или даже невозможным.

Проверка и замена батарейки в ПДУ

Включить, выключить и управлять режимом работы светодиодной ленты будет невозможно в случае, если села батарейка. В ПДУ установлена круглая плоская батарейка типа CR2025 напряжением 3 V. Признаком окончания срока службы батарейки является уменьшение расстояния, с которого еще возможно управление с ПДУ.

Для извлечения батарейки для проверки или замены нужно защелку на контейнере с левой стороны прижать в правую сторону и выдвинуть контейнер.

Ремонт контроллера LN-IR24B R G B светодиодных лент

Если проверка ПДУ, блока питания и RGB светодиодной ленты подтвердила их исправность, значит, неисправен контроллер и следует его заменить или отремонтировать.

Ремонт контроллера начинается с осмотра печатной платы. Для этого нужно снять крышку-дно, отжав лезвием ножа боковую стенку в сторону.

На боках крышки имеются по два квадратных отверстия, за которые цепляются фиксаторы основания корпуса, и крышка надежно закрепляется.

Печатная плата в корпусе зафиксирована только со стороны припайки проводников несколькими каплями силикона. Для освобождения печатной платы нужно лезвием ножа подрезать силикон вдоль стенок корпуса. Работать нужно аккуратно, чтобы не перерезать провода.

После извлечения печатной платы нужно внимательно внешним осмотром проверить ее на отсутствие дефектов – холодных паек выводов деталей, следов их перегрева в виде потемнений маркировки или копоти на корпусе, перегрева проводников или их разрушения.

Если дефектов не обнаружено, значит, неисправны радиоэлементы. Микросхемы редко выходят из строя, узким местом в контроллерах обычно являются силовые ключи, которые выходят из строя, как правило, из-за нарушения правил эксплуатации, а именно, перегрузке по току. Все три ключа выходят из строя очень редко, чаще один, средний (управления зеленым цветом), так как подогревается соседними транзисторами и в результате работает в более тяжелых температурных условиях.

Если предельный ток нагрузки указан 2 А, то для надежной работы контроллера нагружать выходы надо током не более 1,8 А, а лучше 1,5 А. Тогда контроллер прослужит долго.

Ключи в контроллере LN-IR24B выполнены на трех полевых транзисторах mosfet P3055LD в корпусе DPAK (TO-252) для SMD-монтажа, выдерживающие ток нагрузки до 12 А. Но в контроллере транзисторы не установлены на теплоотводы и поэтому допустимый ток нагрузки ограничен до 2 А.

Ниже приведена структурно-монтажная схема светодиодной RGB системы освещения. Пути прохождения цифровых сигналов с микросхемы на затворы полевых транзисторов показаны линиями соответствующих цветов.

Проверять работу контроллера лучше всего с помощью осциллографа. Тогда появится возможность проверить как работу микросхем, так и транзисторов. Для проверки достаточно подать на контроллер питающее напряжение. RGB ленту подключать не обязательно. Далее с помощью ПДУ, направленного на сенсор последовательно нажать сначала на кнопку ON (включить), а затем W (белый). Таким образом, контроллер будет включен в режим свечения светодиодной ленты белым светом (будут светиться все три цвета).

Общий провод осциллографа подключается к +12 В, а щупом прикасаются последовательно к затворам каждого из транзисторов. На экране осциллографа должны наблюдаться прямоугольные импульсы размахом около 5 В. Если импульсов нет, то концом щупа прикасаются с другого конца токоограничительного резистора. Если и в этом случае импульсы не появились, то возможно вышла из строя микросхема или на нее не поступает цифровой сигнал с микросхемы сенсора. В случае неисправности микросхем, ремонт контроллера экономически нецелесообразен.

В случае наличия сигналов с микросхемы нужно последовательно прикоснуться щупом к стокам транзисторов (местам пайки выходных RGB проводников). Если транзисторы исправны, то на экране осциллографа должны появиться прямоугольные импульсы размахом около 12 В, как на фотографии. Если импульсов нет, значит в обрыве переход транзистора исток-сток, если импульсы размахом всего 5 В, значит, имеет место пробоя между затвором и стоком, а вывод истока в обрыве. Неисправный транзистор подлежит замене.

В случае, если в светодиодном освещении не горит один или два цвета, то проверить ключевые транзисторы неработающих каналов можно и без осциллографа. Для этого нужно выходной провод отсутствующего цвета, и на котором присутствует цвет, поменять местами, перепаяв на плате. Например, лента не светит красным цветом, зеленый и синий цвета есть. Отпаиваете от платы красный провод и зеленый. Красный припаиваете на место зеленого, а зеленый на место красного. Включаете систему, если красный цвет появился, а зеленый нет, значит, точно не работает ключевой транзистор и его нужно заменить.

Полевой транзистор P3055LD в корпусе DPAK (ТО-252) и его аналоги часто применяются в материнских платах компьютеров. Для замены при ремонте контроллеров я использовал аналог транзистора P3055LD, транзисторы типа P3055LDG и PHD3355L выпаянные из неисправных материнских плат компьютеров.

Все началось с идеи управления нагрузкой не постоянного тока, а переменного. Очень хорошая идея была предложена Сергеем (Ghjuhfvvf ) В развитии этой идеи им были разработаны и построены схемы управления нагрузкой переменного тока как с пульта так и по сенсорному управлению (но это тема отдельного топика и вероятно Сережа созреет для того, чтобы выложить свою работу на форуме). Меня же, чисто из прикладных соображений, заинтересовала возможность управлять RGB светодиодной лентой. За базу был взят вышеуказанный алгоритм.
Сразу приношу извинения за возможные нерациональности в тексте программы. Я не программист и поэтому, вероятно, мне это простительно.

1 Схема.

Схема несложная. Включение ленты делалось через сборку Дарлингтона. Для ленты самое то (при токах нагрузки до 1А на канал или при длине стандартной ленты до 2м ). Она инвертирует сигнал, что как раз кстати для ленты с общим анодом (а таких в RGB варианте большинство). Для алгоритма это означает что включать свечение можно единицами.

2 Плата.

Печатную плату не делал — собрал на макетке. Но специально для Вас:), набросал в сплинте оба варианта для ULN и для IRF.

3 Алгоритм работы.

В самой программе алгоритм достаточно подробно описан в комментариях. Мне кажется все должно быть понятно. Дополнительно только скажу то, что ШИМ реализован программно, а поскольку программа не помещалась в память AtTiny2313A, то все коды кнопок пульта сразу были прописаны в алгоритме (без блока программирования кнопок). В программе также есть участок генерации случайных чисел. Я попытался в нем реализовать принцип М-последовательности. Похоже пока это лучший программный алгоритм генерации случайных чисел.

4 Реализация.

За основу экспериментов был взят китайский пульт от похожего контроллера.

На картинке пульта приведены коды всех кнопок для того, чтобы было легче разобраться в программе. Если кому понадобятся пояснения в последовательности записи кнопок в базу данных — спрашивайте. Вы можете заменить коды в программе на свои, считанные с пульта через UART вот этим: .

5 Прошивка.

С прошивкой все как обычно — описывать нечего…


Для Algorithm Builder и UniProf галочки ставятся как на картинке.
Для PonyProg, AVR Studio, SinaProg галочки ставятся инверсно.

6 Демонстрация работы контроллера RGB ленты.

Видео демонстрирует как работает контроллер с лентой в различных режимах.

7 Заключение.

Хотел бы поблагодарить за помощь и подсказки в разработке соавтору Ghjuhfvvf и всем активным участникам форума, в особенности SVN и anatoliy.

В планах сделать контроллер на 3 ленты на AtTiny2313A, управляемых с одного пульта. Всех заинтересованных прошу отписываться здесь или мне на почту (Kolini1967*ukr.net * заменить на @). Спасибо.

(Visited 19 891 times, 4 visits today)

Существует множество контроллеров, которые являются компактными устройствами, позволяющие изменять свечение RGB светодиодной ленты по своему желанию. При помощи подобных контроллеров можно создавать различные цветовые композиции подсветки интерьера, тем самым сделать комфортную обстановку в квартире, которая поможет расслабиться и приятно отдохнуть.

В данной статье приведена схема RGB контроллера светодиодов или ленты , который можно собрать своими руками.

Схема собрана на популярном микроконтроллере PIC16F628 . Изменение и переключение яркости реализовано при помощи . Контроллер позволяет управлять RGB светодиодами либо RGB светодиодной лентой по схеме подключения с общим анодом, суммарным током 10А и напряжением до 35 вольт.

Управление контроллером осуществляется двумя блоками переключателей SA и SB. Первый из них (SA) отвечает за переключение скорости изменения эффектов свечения, а при помощи второго (SB) можно выбрать одну из шести схем работы контроллера:

Описание работы устройства

Схема обеспечивает плавное переливание всех трех цветов с градацией 256 по каждому цвету, что в общей сложности получается более 16 миллионов оттенков.Питание контроллера светодиодов осуществляется стабилизатором DA1. На вход DA1 подается напряжение соответствующее напряжению питания светодиодов. Необходимо отметить, что в схеме отсутствует , который ограничивает ток.

Для светодиодов малой мощности ток потребления можно ограничить путем подключения соответствующего сопротивления. В светодиодных RGB лентах эти резисторы уже включены возле каждого светодиода, и ленту можно подключить напрямую к контроллеру, не забыв выбрать необходимое напряжение для данной ленты. Для более мощных светодиодов потребуется специальный , который можно сделать самостоятельно своими руками.

Управляющие сигналы с выходов микроконтроллера поступают на силовые ключи, в роли которых выступают мощные MOSFET транзисторы, рассчитанные на нагрузку до 10А.

Перечень необходимых деталей:

• 1 шт. — Микроконтроллер PIC16F628A;
• 1 шт. — Кварцевый резонатор на 20МГц;
• 2 шт. — Конденсатор 22пкФ;
• 1 шт. — Микропереключателя на 3;
• 1 шт. — Микропереключателя на 2;
• 3 шт. — Транзисторы IRL3103, IRL3705N, IRL2 203N;
• 1 шт. — Стабилизатор L78L05;
• 1 шт. – Конденсатор 10мкф х 16В;
• 2 шт. – Конденсатор 0,1мкф;
• 7 шт. – Резистор 4,7кОм;
• 3 шт. – Резистор 10кОм;
• 3 шт. – Резистор 680Ом.

Для создания эффекта поочередного изменения RGB светодиодов ленты предлагается собрать несложную электронную схему управления. Напряжение с каждого из трех выходов автоколебательного кольцевого мультивибратора поочередно поступает на вход R, G или B полосы светодиодов. В определенный момент времени горит только красный, зеленый либо синий цвет. Длительность переключения задается параметрами задающей время цепи из резистора и конденсатора.

Необходимые детали, инструменты

Для изготовления нужно по 3 радиоэлектронных элемента:

• Полевой n-канальный МОП-транзистор типа IRFZ44. Применяется в регулируемых источниках тока, стабилизированных преобразователях, системах управления, контроля электронных узлов и блоков.
• Алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 микрофарады с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Номинальные параметры указаны на корпусе.
• Постоянный резистор с мощностью рассеивания тепла не меньше 0,125 ватт и активным сопротивлением 1 мегомов.

Узел подключается к светодиодной трехцветной ленте типа SMD5050 или аналогичной с 12-вольтным питанием. На полосе размещены модули, каждый из которых содержит 3 трехцветных диода. Соответствующие клеммы цвета и питания, соединяясь параллельно, выведены на точки подключения на полотне. Управляющие сигналы каждого свечения поданы на светодиоды через персональный токоограничивающий резистор. Параллельно соединенные модули размещены на ленте длиной до 5 метров.
Для надежного соединения радиодеталей подойдет любой паяльник. Придать выводам удобную для работы форму, выгнуть их и отрезать до нужной длины помогут плоскогубцы, кусачки или нож. Узел работает от постоянного источника тока 12 вольт.

Сборка схемы контроллера

Деталей мало, поэтому удобно сделать монтаж навесным способом, когда элементы припаивают непосредственно друг к другу без промежуточных контактов, опор или сборочных плат.

Кристалл транзистора размещен внутри пластмассового корпуса. Расположенный по центру «Сток» соединен также с большим металлическим теплоотводом. Обычно он используется для крепления к стенке электронного блока. Металл радиатора легко лудить, поэтому удобно использовать его как контактную площадку для припаивания сопротивления.
Второй его конец соединяется с выводом «Затвор» следующего элемента.
Аналогично подключается третий транзистор, но его «Сток» соединятся через резистор с электродом «Затвор» первого каскада, образуя кольцо.

Конденсатор включается между электродами «Затвор» и «Исток» каждого транзистора. Предварительно необходимо правильно определить полярность компонента по маркировке на корпусе. Обычно отмечен отрицательный электрод, который паяем на «Исток».

Отрезком провода соединяются между собой «Исток» всех транзисторов, создавая шину подключения клеммы «минус» блока питания. Жесткие электроды транзисторов легко раздвинуть и придать устойчивую форму, чтобы избежать случайных коротких замыканий.

На светодиодном полотне обозначены точки включения «R», «G» и «B». Отрезками изолированного провода каждая из них подключается к «Сток» одного из транзисторов.

«Плюс» источника тока соединяется с клеммой «+» ленты, «минус» припаивается к шине «Исток» транзисторов.
Собранный из исправных деталей при полном соответствии монтажа принципиальной схеме контроллер начинает работать после включения без необходимости предварительной настройки или подбора параметров элементов. Частота переключения уменьшится при увеличении номинала емкости и наоборот.

Многоцветные светодиоды, или как их еще называют RGB, используются для индикации и создания динамически изменяющейся по цвету подсветки. Фактически ничего особенного в них нет, давайте разберемся, как они работают и что такое RGB-светодиоды.

Внутреннее устройство

На самом деле RGB-светодиод - это три одноцветных кристалла совмещенные в одном корпусе. Название RGB расшифровывается, как Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий соответственно цветам, которые излучает каждый из кристаллов.

Эти три цвета являются базовыми, и на их смешении формируется любой цвет, такая технология давно применяется в телевидении и фотографии. На картинке, что расположена выше, видно свечение каждого кристалла по отдельности.

На этой картинке вы видите принцип смешивания цветов, для получения всех оттенков.

Кристаллы в RGB-светодиоды могут быть соединены по схеме:

С общим анодом;

С общим катодом;

Не соединены.

В первых двух вариантах вы увидите, что у светодиода есть 4 вывода:

Или 6-тью выводами в последнем случае:

Вы можете видеть на фотографии под линзой четко видны три кристалла.

Для таких светодиодов продаются специальные монтажные площадки, на них даже указывают назначение выводов.

Нельзя оставить без внимания и RGBW - светодиоды, их отличие состоит в том, что в их корпусе есть еще один кристалл излучающий свет белого цвета.

Естественно не обошлось и без лент с такими светодиодами.

На этой картинке изображена лента с RGB-светодиодами , собранные по схеме с общим анодом, регулировка интенсивности свечения осуществляется путем управления «-» (минусом) источника питания.

Для изменения цвета RGB-ленты используются специальные RGB-контроллеры - устройства для коммутации напряжения подаваемого на ленту.

Вот цоколевка RGB SMD5050:

И ленты, особенностей работы с RGB-лентами нет, всё остается также как и с одноцветными моделями.

Для них есть и коннекторы для подсоединения светодиодной ленты без пайки.

Вот распиновка 5-ти мм РГБ-светодиода:

Как изменяется цвет свечения

Регулировка цвета осуществляется путем регулировки яркости излучения каждым из кристаллов. Мы уже рассматривали .

RGB-контроллер для ленты работает по такому же принципу, в нём стоит микропроцессор, который управляет минусовым выводом источника питания - подключает и отключает его от цепи соответствующего цвета. Обычно в комплекте с контроллером идёт пульт дистанционного управления. Контроллеры бывают разной мощности, от этого зависит их размер, начиная от такого миниатюрного.

Да такого мощного устройства в корпусе размером с блок питания.

Они подключаются к ленте по такой схеме:

Так как сечение дорожек на ленте не позволяет подключать последовательно с ней следующий отрезок ленты, если длина первого превышает 5м, нужно подключать второй отрезок проводами напрямую от РГБ-контроллера.

Но можно выйти из положения, и не тянуть дополнительных 4 провода на 5 метров от контроллера и использовать RGB-усилитель. Для его работы нужно протянуть всего 2 провода (плюс и минус 12В) или запитать еще один блок питания от ближайшего источника 220В, а также 4 «информационных» провода от предыдущего отрезка (R, G и B) они нужны для получения команд от контроллера, чтобы вся конструкция светилась одинаково.

А к усилителю уже подключают следующий отрезок, т.е. он использует сигнал с предыдущего куска ленты. То есть вы можете запитать ленту от усилителя, который будет расположен непосредственно возле неё, тем самым сэкономив деньги и время на прокладку проводов от первичного RGB-контроллера.

Регулируем RGB-led своими руками

Итак, есть два варианта для управления RGB-светодиодами:

Вот вариант схемы без использования ардуин и других микроконтроллеров, с помощью трёх драйверов CAT4101, способных выдавать ток до 1А.

Однако сейчас достаточно дешево стоят контроллеры и если нужно регулировать светодиодную ленту - то лучше приобрести готовый вариант. Схемы с ардуино гораздо проще, тем более вы можете написать скетч, с которым вы будете либо вручную задавать цвет, либо перебор цветов будет автоматическим в соответствии с заданным алгоритмом.

Заключение

RGB-светодиоды позволяют сделать интересные световые эффекты используются в дизайне интерьеров, как подсветка для бытовой техники, для эффекта расширения экрана телевизора. Особых отличий при работе с ними от обычных светодиодов - нет.