Выбираем диммер для светодиодных ламп: лучшие модели на рынке

Возрастание тока выхода

Ток микросхемы довольно высок, но иногда требуется еще больше.

Запараллельте преобразователи, настроенные на одинаковое напряжение выхода. При таких обстоятельствах нельзя использовать простые резисторы smd в цепи, задающей напряжение, Feedback. Применяйте резисторы с точностью до 1% или задавайте напряжение самостоятельно с помощью переменного резистора.

Если вы не уверены, что разброс напряжения мал, параллельте преобразователи с помощью небольшого шунта с сопротивлением несколько десятков мОм. Тогда всю нагрузку возьмет на себя преобразователь с наибольшим напряжением, и не факт, что он выдержит.

Можно воспользоваться высоким уровнем охлаждения с помощью большого радиатора или многослойной печатной платы крупной площади. Это помогает повысить ток.

Есть еще вариант — вынесение мощного ключа за корпус микросхемы. Поэтому есть возможность использования полевого резистора с небольшим падением напряжения, повысить КПД и ток выхода.

Особенности преобразователей LM2596

Самый популярный вариант применения устройства — источник напряжения на основе стабилитрона. Из него получается качественный импульсный БП, который выдерживает воздействие короткого замыкания. LM2596 — полностью соответствует даташит и всем описанным параметрам.

12 недорогих наборов электроники для самостоятельной сборки и пайки

Моя личная подборка конструкторов с Aliexpress “сделай сам” для пайки от простых за 153 до 2500 рублей. Дочке 5 лет – надо приучать к паяльнику))) – пусть пока хотя-бы смотрит – переходи посмотреть, один светодиодный куб чего только стоит

Еще один вариант использования преобразователей — стабилизатор силы тока. Модуль данной микросхемы подключает светодиодную автомобильную матрицу LM2596 с мощностью 10 Вт, в дополнение обеспечивая предотвращение КЗ.

Эти устройства имеют свою уникальность. Они обеспечивают снижение выходного напряжения до 40 В, необходимо всего 5 внешних элементов. Напряжение шины питания “умного дома” таким образом поднимается до 36 В, а сечение кабелей — уменьшается. В районе точек потребления нужно поставить такой модуль и настроить его на необходимый вольтаж (5,9,12).

Параметры устройства

Микросхема обладает следующими характеристиками:

1. Напряжение входа — от 2,4 до 40 В.
2. Напряжение выхода — от 1,2 до 37 В, его можно регулировать и фиксировать.
3. Ток выхода — максимум 3 А.
4. Преобразовательная частота — 150 кГц.
5. КПД при низком давлении — 75%, при большом — до 95%.

Корпуса

Есть 2 вида корпусов. Для одного из них применяется установка внутрь отверстия (ТО-220). Мне больше нравится планарный вариант, так как там радиатор — это и есть плата, и отпадает потребность в приобретении еще одного внешнего радиатора. Механически он гораздо устойчивее, чем TO-220, которая в обязательном порядке должна быть к чему-то привинчена, например, к плате. В этом случае установка планарной версии — гораздо проще.

Размеры LM2596

Советую устанавливать схему LM2596T-ADJ в блок питания, так как с ее корпуса проще отводится энергия.

Как появились стабилизаторы линейного типа

Сначала нужно разобраться, в чем главный минус стандартных линейных преобразователей наподобие LM78XX. Основной элемент такого устройства — сильный двухполярный транзистор, который изначально был управляемым резистором.

Устройство включено в пару Дарлингтона. Основной ток задает операционный усилитель. Он увеличивает разницу между напряжением выхода и тем, которое задается ИОН, — источником опорного напряжения. Он подключается по стандартной схеме усилителя ошибки.

Схема подключения первых преобразователей

Итак, резистор включается с помощью преобразователя по последовательной схеме, при наличии нагрузки. Он контролирует сопротивление для гашения на нагрузке определенного количества Вольт. При подсчете можно установить, что, если напряжение снижается, например, с 12 до 5 В, происходит распределение входных 12 В на нагрузку и стабилизатор с отношением 7:5.

Происходит гашение “избыточных” 7 В и их превращение в тепло. Это приводит к проблемам с охлаждением, и на это тратится большое количество энергии ИП. Если питание поступает от розетки, в этом нет ничего опасного, но если от батареи или аккумулятора, данный фактор нужно учитывать.

Описанным способом вряд ли получилось бы изготовить преобразователь, увеличивающий напряжение. Лет 30 назад рассчитать такие схемы было крайне сложно. Простейшая схема этого типа — 2-тактный преобразователь с 5 до 15 В.

Такое устройство дает гальваническую развязку, но эффективность использования им трансформатора — крайне мала. Активно используется только 1⁄2 первичной обмотки.

Но это, скажем так, прототип. А теперь поговорим о современных устройствах.

Схема современного преобразователя

Микросхему удобно использовать как конвертерный step–down. сильный двухполярный ключ размещен внутри, нужно только дополнить регулятор еще несколькими компонентами — быстрым диодом, выходным и входным конденсаторами и т.д.

В вариации LM2596ADJ необходима схема обеспечения напряжения выхода: 2 резистора, либо 1 плазморезистор.

LM2596 изнутри выглядит примерно так:

ШИМ-сигнал управляется мощным ключом изнутри прибора. Точка А х% времени обладает полным напряжением, при (1–x)% — нулевое напряжение. Колебания сглаживаются LC-фильтром. Он выделяет неизменный компонент напряжения питания.

Управление СДЛ по цифровому протоколу SPI

Этот цифровой протокол управления заслуживает отдельного внимания, так как он распространен для СДЛ. Протокол позволяет отдельно управлять каждым светодиодом, появляется возможность получать интересные эффекты, такие как «бегущие огни», «северное сияние», можно даже собрать экран или «бегущую строку».

Система на SPI СДЛ показана на рис. 15. От БП (обычно 5 или 12 В) мы питаем контроллеры и SPI СДЛ. Такие СДЛ оснащены микросхемами, которые декодируют цифровой сигнал в аналоговый, пригодный для работы светодиодов.

Рис. 15. Схема подключения SPI СДЛ

При выборе управляющих контроллеров важно учесть количество RGB-пикселей: если для SPI-ленты заявлено 300 пикселей, то и контроллер должен поддерживать не менее 300 пикселей. Пиксель — это минимальная многоцветная единица управления, то есть это один или несколько RGB-светодиодов, которые в момент времени способны иметь одинаковыми цвет и интенсивность свечения

Чаще всего 1 пиксель = 1 RGB-светодиод, бывают системы 1 пиксель = 3 RGB-светодиода или 1 пиксель = 6 RGB-светодиодов. Важно понимать, что для создания экрана нужно выбирать СДЛ, где 1 пиксель = 1 RGB СДЛ, иначе на трех или шести диодах изображение будет растянутым. При подключении SPI-лент нужно учитывать направление распространения сигнала, оно обозначено стрелкой на печатной плате (рис. 15, 16).

Рис. 16. Фрагмент SPI СДЛ

Схема подключения проходного диммера

Данный диммер используется в одной связке с проходными выключателями. Проходная схема широко применяется в спальне.

Выключатель ставят на входе в комнату, а диммер монтируют возле кровати. Зашел – включил свет, лег в постель – отрегулировал нужную яркость или создал полумрак для просмотра ТВ. Перед сном, не вставая с кровати выключил.

На корпусах проходных диммеров обычно нарисованы стрелочки, направленные в разные стороны.

Всего там может быть 4 клеммы. Клемма “Х” расположенная справа, обычно никак не задействована в схеме и может быть использована как дополнительный зажим. Ничего на нее подключать не нужно.

Если вам попался такой диммер, но вы вовсе не хотите его применять как проходной, тогда фазу питания следует заводить в разъем со стрелкой направленной внутрь.

На обычном диммере с двумя стрелками смотрящими во внутрь, можете выбирать любой контакт. На работоспособности устройства это не скажется.

Для монтажа проходного диммера потребуются те же самые материалы, только кабель должен быть обязательно 3-х жильным. Этапы работ практически повторяются.

1
2

Концы подписывайте как:

Lсвет – фаза уходящая на светильник

L1 и L2 – связь с проходным выключателем

3

Используется трехжильный кабель с маркировкой – L, L1, L2.

4

В итоге в одной распаечной коробке у вас окажется сразу 12 жил. Запутаться в них очень легко, поэтому никогда не ленитесь подписывать провода.

Соединение начинайте с нулевых и жил заземления. Их перепутать трудно.

Далее разбиваете по своим группам (по 2 провода) оставшиеся жилы, и соединяете их между собой.

В конце концов у вас должна получиться следующая схема или цепочка:

фаза пришла в распредкоробку

ушла с нее на проходной выключатель+вернулась обратно

ушла на проходной димммер

вернулась обратно и поступила на светильник через Lсвет

При этом питание диммера и выключателя связаны между собой через проводники L1 и L2. За счет чего, люстра будет управляться из двух мест.

Проверяете правильность собранной схемы и производите подключение самого диммера.

Жилы от проходного выключателя L1 и L2 заводите в клеммы 1 и 2 (или в зажимы со стрелочками). На корпусе ищите значок объединяющий их.

На зажим “диммируемая нагрузка” подключаете фазу Lсвет, уходящую на светильник.

Фиксируете светорегулятор в монтажной коробке и ставите накладную рамку. Осталось подключить проходной выключатель.

Ищите на нем общую клемму и подаете на нее фазу, приходящую с распредкоробки.

Два оставшихся конца L1 и L2 подсоединяете в любой последовательности.

После проверки работоспособности схемы, монтируете переключатель в стену и производите отделочные работы.

Если вдруг свет не загорелся, не забывайте, что подобные механизмы имеют встроенные предохранители. Зачастую даже два (один запасной).

Проверьте мультиметром их целостность и при необходимости замените.

Кстати, вместо второго проходного выключателя, никто не запрещает вам использовать второй диммер. Схема соединения такой сборки:

Удовольствие конечно не дешевое, но иногда себя оправдывает.

Светодиодный драйвер

Чтобы обеспечить стабильное электропитание, нужна специальная электросхема в виде блока или драйвера питания. Он называется led driver.

За счет электронной схемы обеспечивается стабилизация напряжения и тока, которые подводятся к кристаллу.

Данная схема автоматически не поддерживает ток. Он увеличивается при росте напряжения. Когда его допустимое значение будет превышено, кристалл разрушится от перегревания.

Этот вариант подходит для led-источников света с небольшой мощностью, но для мощных светоизлучателей он не годится категорически. Не путайте светодиодный драйвер с люминесцентной лампой, их принципы работы сильно отличаются.

Схема проекта

Схема подключения светодиодного дисплея P10 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Схема соединений светодиодного дисплея P10 и платы Arduino показана в следующей таблице.

Дисплей P10	Плата Arduino
ENABLE	9
A	6
B	7
CLK	13
SCLK	8
DATA	11
GND	GND

Внешний вид собранной конструкции проекта показан на следующем рисунке.

Примечание: подключайте контакты питания каждого модуля P10 к импульсному источнику питания (SMPS) 5 В по отдельности. Если вы планируете использовать больше модулей P10 для создания светодиодной матрицы, то соответствующим образом вам будет необходимо масштабировать и импульсный источник питания (SMPS).

Что такое диммер и зачем он нужен?

Диммер – электронный прибор способный регулировать мощность, за счёт регулирования напряжения, поступающего к нагрузке. Определение весьма сухое и скучное, давайте более простым языком объясним принцип действия.

Мощность зависит от напряжения и тока в нагрузке. Это значит, что если уменьшить одну из составляющих уменьшиться и мощность. Напряжение и ток связаны законом Ома, а значит уменьшить мощность вашего прибора (яркость светильника) можно, увеличив общее сопротивление нагрузки. То есть использовать балластные резисторы, дроссели или конденсаторы.

Можно ли подключать светодиодные лампы через диммер? Можно. Но не все будут стабильно регулироваться. Тут нужны специальные светодиодные лампы под диммер.

Светодиодные лампы, регулируемые диммером, подойдут для работы с любым регулятором. Но есть некоторые нюансы в отличии типа регулировки напряжения. Это определяется схемотехникой диммера, различия будут подробно описаны в следующих разделах статьи. От типа диммера зависит насколько хорошо будут регулироваться LED.

Какие светодиодные лампы можно использовать с диммером? В этом вопросе всё крайне индивидуально. Все зависит как от схемы самой лампочки, так и от схематики регулятора. В общем случае – отлично подходят так называемые диммируемые светодиодные лампы.

Управление светодиодным экраном

Управление LED дисплеем включает программную и аппаратную части. Аппаратная управляющая часть — это контроллер. Его назначение — преобразование информации, полученной от управляющей программы, в изображение на экране.

Новейшие светодиодные RGB-дисплеи оснащены контроллерами с собственным программным обеспечением.

Данное устройство позволяет управлять работой экрана:

• программировать количество выходов роликов/картинок, их порядок и частоту;
• устанавливать счетчики, отслеживающие количество трансляций роликов/изображений;
• зонировать экран;
• регулировать параметры изображения: яркость, четкость;
• показывать видео в режиме реального времени;
• осуществлять показ с различных устройств и по Wi-Fi и пр.

В гибких LED-дисплеях управление осуществляется системой контроллеров, состоящей из основного (центрального) контроллера, который интегрируется непосредственно в экран или располагается вне его, и сети вспомогательных контролеров (scan). Передача информации между контроллерами происходит по TCP/IP протоколу.

Производят контроллеры проводные и беспроводные (прием сигнала осуществляется по каналам радиосвязи, световыми волнами в инфракрасном диапазоне и пр.). Тип контроллера зависит от вида, размеров и модели экрана.

В кабинетных светодиодных экранах обычно устанавливают проводную систему. В гибких удобнее дистанционная.

Аренда светодиодного экрана будет отличным решением, если вы собираетесь провести разовую промо-акцию или распродажу.

Светодиоды — удивительное изобретение человечества. Интересные факты о светодиодах и светодиодных экранах читайте здесь.

Что такое каркасы для LED-экранов и как их правильно выбрать? Читайте об этом в нашей статье.

Светодиодные ленты

Светодиодная лента представляет собой цепь соединённых светодиодов. Соединены они не просто так, например обычная 12V лента состоит из сегментов по 3 светодиода в каждом. Сегменты соединены между собой параллельно, то есть на каждый приходят общие 12 Вольт. Внутри сегмента светодиоды соединены последовательно, а ток на них ограничивается общим резистором (могут стоять два для более эффективного теплоотвода):   Таким образом достаточно просто подать 12V от источника напряжения на ленту и она будет светиться. За простоту и удобство приходится платить эффективностью. Простая математика: три белых светодиода, каждому нужно по ~3.2V, суммарно это 9.6V. Подключаем ленту к 12V и понимаем, что 2.5V у нас просто уходят в тепло на резисторах. И это в лучшем случае, если резистор подобран так, чтобы светодиод горел на полную яркость.

Подключаем к Arduino

Здесь всё очень просто: смотрите предыдущий урок по управлению нагрузкой постоянного тока. Управлять можно через реле, транзистор или твердотельное реле. Нас больше всего интересует плавное управление яркостью, поэтому продублирую схему с полевым транзистором:   Конечно же, можно воспользоваться китайским мосфет-модулем! Пин VCC кстати можно не подключать, он никуда не подведён на плате.

Управление

Подключенная через транзистор лента управляется точно так же, как светодиод в предыдущей главе, то есть все примеры кода с миганием, плавным миганием и управление потенциометром подходят к этой схеме. Про RGB и адресные светодиодные ленты мы поговорим в отдельных уроках.

Питание и мощность

Светодиодная лента потребляет немаленький ток, поэтому нужно убедиться в том, что выбранный блок питания, модуль или аккумулятор справится с задачей. Но сначала обязательно прочитайте урок по закону Ома! Потребляемая мощность светодиодной ленты зависит от нескольких факторов:

• Яркость. Максимальная мощность будет потребляться на максимальной яркости.
• Напряжение питания (чаще всего 12V). Также бывают 5, 24 и 220V ленты.
• Качество, тип и цвет светодиодов: одинаковые на вид светодиоды могут потреблять разный ток и светить с разной яркостью.
• Длина ленты. Чем длиннее лента, тем больший ток она будет потреблять.
• Плотность ленты, измеряется в количестве светодиодов на метр. Бывает от 30 до 120 штук, чем плотнее – тем больший ток будет потреблять при той же длине и ярче светить.

Лента всегда имеет характеристику мощности на погонный метр (Ватт/м), указывается именно максимальная мощность ленты при питании от номинального напряжения. Китайские ленты в основном имеют чуть меньшую фактическую мощность (в районе 80%, бывает лучше, бывает хуже). Блок питания нужно подбирать так, чтобы его мощность была больше мощности ленты, т.е. с запасом как минимум на 20%.

• Пример 1: нужно подключить 4 метра ленты с мощностью 14 Ватт на метр, лента может работать на максимальной яркости. 14*4 == 56W, с запасом 20% это будет 56*1.2 ~ 70W, ближайший блок питания в продаже будет скорее всего на 100W.
• Пример 2: берём ту же ленту, но точно знаем, что яркость во время работы не будет больше половины. Тогда можно взять блок на 70 / 2 == 35W.

Важные моменты по току и подключению:

• Подключение: допустим, у нас подключено ленты на 100W. При 12 Вольтах это будет 8 Ампер – весьма немаленький ток! Ленту нужно располагать как можно ближе к блоку питания и подключать толстыми (2.5 кв. мм и толще) проводами. Также при создании освещения есть смысл перейти на 24V ленты, потому что ток в цепи будет меньше и можно взять более тонкие провода: если бы лента из прошлого примера была 24-Вольтовой, ток был бы около 4 Ампер, что уже  не так “горячо”.
• Дублирование питания: лента сама по себе является гибкой печатной платой, то есть ток идёт по тонкому слою меди. При подключении большой длины ленты ток будет теряться на сопротивлении самой ленты, и чем дальше от точки подключения – тем слабее она будет светить. Если требуется максимальная яркость на большой длине, нужно дублировать питание от блока питания дополнительными проводами, или ставить дополнительные блоки питания вдоль ленты. Дублировать питание рекомендуется каждые 2 метра, потому что на такой длине просадка яркости становится заметной уже почти на всех лентах.
• Охлаждение: светодиоды имеют не 100% КПД, плюс ток в них ограничивается резистором, и как результат – лента неслабо греется. Рекомендуется приклеивать яркую и мощную ленту на теплоотвод (алюминиевый профиль). Так она не будет отклеиваться и вообще проживёт гораздо дольше.

В чем различия диммеров?

Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?

Диммеры различаются по следующим критериям:

• По типу монтажа;
• по исполнению и способу управления;
• по способу регулирования.

Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

• Поворотным;
• поворотно-нажимного типа;
• кнопочным;
• сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

Виды систем управления

Производят синхронные и асинхронные системы управления (СУ) светодиодными дисплеями.

Синхронные

Синхронные СУ предназначены для трансляции видеорядов в режиме реального времени.

Данная система отличается наличием интегрированной памяти. Изображение можно вывести на экран, подключив его к видеовыходу компьютера, а яркость корректируется попиксельно вручную, либо посредством фотокамеры высокого разрешения.

Синхронная СУ включает передающую карту, которую устанавливают в PCI слот материнской платы компьютера и принимающих карт, помещаемых в модули экрана. Передающая карта оснащена DVI разъемом (для трансляции видеоматериала с компьютера на экран), портом USB (для передачи информации настроек экрана), разъемами RJ45 (для связи передающей и первой принимающей картой посредством UTP Cat.5-кабеля; карты экрана соединяются между собой последовательно этим же кабелем).

Асинхронные

Асинхронные СУ предназначены для трансляции записанной информации. Часто асинхронные системы используют для выведения на дисплей картинок, температуры, текста и пр. Их используются для управления бегущими строками на светодиодах и моноцветными дисплеями.

Асинхронные СУ представляют собой набор контроллеров (один или более) DBA-6.0 (для RG и RGB экранов) либо CL2005 (для экранов, состоящих из светодиодов одного цвета).

В асинхронных СУ с контроллерами DBA-6.0, передача данных с управляющего компьютера идет по UTP кабелю. CL2005 контроллер соединяется с компьютером через RS-232 интерфейс.

Для каждого контроллера используется свое программное обеспечение.

Диммирование настольной лампы

Если вам нужно диммировать настольную лампу или лампу ночник, а не потолочный светильник, то всей этой сложной процедуры можно избежать.

Достаточно отсоединить и выкинуть заводской шнур питания и подключить на его место специальный диммер на шнуре.

В магазинах и на Али полно таки моделей. Продаются и отдельные коробочки без проводов.

Они понадобятся, если вы не захотите выбрасывать заводской шнур от настольной лампы.

Для тех, кто вообще не хочет лезть в такие дебри и заниматься переделкой схем подключения, продаются диммеры в розетку.

Втыкаете эту конструкцию в ближайшую розетку, а уже через нее подключаете вилку настольной лампы. И все прекрасно регулируется.

Подключение

СДЛ подключаются к устройству управления (контроллер или диммер), которое запитывается от блока питания (БП) постоянного напряжения. Оператор задает управляющую команду при помощи пульта дистанционного управления (ПДУ), кнопок на корпусе контроллера (диммера), при помощи смартфона (если есть управление по Wi-Fi) или при помощи запрограммированых сценариев управления освещением

Важно, чтобы мощность контроллера или диммера была не меньше потребляемой мощности системы СДЛ, а БП по мощности минимум на 20% превышал потребности СДЛ

Есть ряд проблем, часто встречающихся при подключении диммеров и контроллеров.

При их работе БП зачастую начинает издавать писк, причем это случается даже при использовании дорогих и качественных устройств. Как с этим бороться?

Принцип работы светодиодных матричных дисплеев P10

Светодиодные матричные дисплеи P10 наиболее удобны для создания наружных и внутренних досок объявлений. Подобный дисплей содержит 512 светодиодов высокой яркости, смонтированных на пластиковом основании. Любое количество этих дисплеев можно объединить как по горизонтали, так и по вертикали.

Обозначение 32*16 у этих дисплеев обозначает, что они содержат 32 светодиода в каждой строке и 16 светодиодов в каждом столбце. Итого получаем 512 светодиодов.

Технические характеристики светодиодных матричных дисплеев P10:

• яркость: 3500-4500nits;
• максимальная потребляемая мощность: 20 Вт;
• напряжение питания: 5 В постоянного тока;
• водонепроницаемость: IP65;
• конфигурация 1 Вт на пиксел;
• широкие углы обзора;
• высокая контрастность.

Назначение контактов светодиодных дисплеев P10

– Enable: этот контакт используется яркостью дисплея при помощи подачи на него импульса ШИМ (широтно-импульсной модуляции);
– A, B: контакты мультиплексирования, позволяют обратиться к любым контактам при помощи технологии мультиплексирования;
– Shift clock (CLK), Store clock (SCLK) и Data: контакты управления обычным регистром сдвига. В этих дисплеях используется регистр сдвига 74HC595.

Распиновка модуля P10 показана на следующем рисунке.

Последовательное включение светодиодов

Главное преимущество при включении светодиодов в последовательную цепочку состоит в том, что через все диоды протекает одинаковый ток и яркость свечения получается одинаковой. Недостаток при таком включении: требуется более высокое напряжение, так как падение напряжения на каждом светодиоде суммируется. Даже 3 белых светодиода требуют напряжения 9–12 В. Обычно для такого включения используются ключевые регуляторы как наиболее эффективные преобразователи для этих целей. На рис. 7 представлена схема включения ключевого регулятора MAX1848, предназначенного для управления тремя белыми светодиодами, включенными последовательно. Прибор может запитываться от 2,6 до 5,5 В при выходном напряжении до 13 В. Входной диапазон рассчитан на одну литий-ионную батарею или 3 батареи NiCD/NiMH.

Рабочая частота регулятора 1,2 МГц, что позволяет использовать внешние компоненты с минимальными габаритами. На выходе — ШИМ-сигнал. Избыточное напряжение выпрямляется и подается на светодиоды. Ток через светодиоды и, соответственно, их яркость отрегулируется с помощью напряжения, снимаемого с ЦАП, или отфильтрованного ШИМ-сигнала, подаваемого на вход CTRL микросхемы MAX1848. Эффективность MAX1848 при работе со светодиодами достигает 87 %.

Для больших дисплеев, где требуется много светодиодов, можно использовать ключевой регулятор MAX1698 (см. рис. 8). Микро- схема может работать от входного напряжения всего 0,8 В, а выходное напряжение ограничено рабочим напряжением внешнего n-канального МОП-транзистора. Низкое, до 300 мB напряжение обратной связи (вывод FB) способствует максимальной эффективности схемы, которая достигает 90 %. Яркость светодиода регулируется с помощью потенциометра, у которого щетка соединяется с выводом ADJ микросхемы. Потенциометр может быть использован как аналоговый, так и цифровой.

Какой диммер нужен для светодиодных лампочек?

Чтобы подобрать диммер к светодиодным лампам и обеспечить их совместимость, нужно сначала определится, какие лампы вы будете использовать. Если вы планируете покупать 220В LED лампочки – для этого подойдут фазоимпульсные приборы, которые были рассмотрены в начале статьи. Берите модели с отсечкой по заднему фронту.

Для низковольтных ламп постоянного тока (например 12В, которые используются в точечных светильниках, настольном освещении или лампах для автомобиля) – подойдет любой ШИМ регулятор или диммер для светодиодных лент. Все они работают по принципу широтно-импульсной модуляции, линейное регулирование уже далеко в прошлом.

Также лучше покупать специальные светодиодные лампы под диммер. Хоть и стоят они дороже, но проблем с их регулировкой не будет. Вы создадите нужное световое решение, только если правильно подберете диммер и светодиодные лампы к нему.

Схемы управления многоцветными СДЛ RGB

Сперва рассмотрим наиболее простую последовательность подключения СДЛ, как показано на рис. 10. БП постоянным напряжением питает контроллер, который способен получать управляющие команды от ПДУ. RGB СДЛ подключаем к контроллеру.

Рис. 10. Простое подключение многоцветной RGB СДЛ

В случае если мощность RGB-лент больше мощности контроллера и, соответственно, БП, используем усилитель. На схеме (рис. 11) показано подключение через многоканальный усилитель. Один участок СДЛ питается от контроллера, а другой — от усилителя сигнала.

Рис. 11. Схема подключения RGB-ленты через усилитель

Здесь есть важный момент. При выборе определенных цветов свечения СДЛ бывают случаи, когда наблюдается разница цветов участка ленты, подключенного к контроллеру, с участком, подключенным к усилителю. На рис. 12 показан пример различия по оттенку свечения СДЛ. Также возможно различие во времени срабатывания между этими участками СДЛ при включении системы.

Рис. 12. Пример различия по оттенку свечения ленты

Возникает данное явление из-за различия вольт-амперных выходных параметров контроллера и усилителя. Также влияние может оказать слишком большая разница между длиной проводов от участка, подключенного к контроллеру, с участком подключения через усилитель. Чтобы избежать подобного, нужно производить подключение по схеме, как показано на рис. 13. Использовать нужно кабель питания (от усилителей до СДЛ) приблизительно одинаковой длины.

Рис. 13. Оптимальная схема подключения RGB-лент через усилители

На схеме показано подключение двух усилителей, которые питаются от одного БП. Благодаря установке усилителя на каждую СДЛ в итоге мы получаем одинаковые цвета и оттенки на всех участках. Еще нужно учесть необходимость применять усилители одного производителя и одной модели.

Если у вас большое количество СДЛ и их мощность превышает мощность БП, следует использовать несколько БП, при этом на каждый усилитель можно подключить свой БП, а контроллер может питаться от любого БП, т. к. в данной схеме он не нагружен и будет потреблять крайне малое количество электроэнергии. На схеме (рис. 14) показано данное подключение.

Рис. 14. Оптимальная схема подключения RGB-лент через усилители с раздельным питанием

Также нужно быть осторожным с проводами, подключенными к СДЛ, избегая их замыкания. Результат такой ошибки проявляется постоянным свечением светодиодов на поврежденном канале, без какой-либо реакции на управляющие команды от ПДУ. Поэтому при сборке и наладке многоцветных RGB-систем надо следить особенно внимательно за тем, чтобы проводники не создавали замыканий даже на короткое время. В RGB-лентах такое замыкание возникает чаще, так как контактные площадки расположены близко друг к другу.

Проблема писка БП

Можно попытаться подбирать пару диммеров (контроллеров) с БП, добиваясь такой комбинации, чтобы не было писка, Но, как показывает практика, это сделать не всегда возможно, да и нет гарантии, что удастся подобрать оборудование, исключающее этот негативный эффект. Хотя, конечно, известны случаи, когда такой подход приносил положительные результаты.

Можно использовать БП в металлическом герметичном корпусе (рис. 2). Тогда писк, издаваемый БП, не будет слышен: корпус блока не пропускает звуковую волну в окружающую среду. Эффект защиты от писка можно увеличить, если расположить БП в каком-то небольшом закрытом пространстве — обычно в гипсо­картонных конструкциях можно найти такие места. В этом случае гипсокартон выполняет функцию дополнительной звукоизолирующей оболочки. Описанный метод борьбы с шумом достаточно распространен, хотя, на наш взгляд, он далеко не идеален. Правильно было бы решать эту проблему производителям при изготовлении контроллеров и БП, а не монтажникам–электрикам уже на месте установки. Но, вероятно, экономия на элементной базе и технологических процессах приводит к таким последствиям.

Рис. 2. Блок питания ТМ Arlight для СДЛ в герметичном металлическом корпусе

Напряжение выхода

Модуль производят в 4 вариантах:

1. С напряжением — 3,3 В.
2. 5 В.
3. 12 В.
4. LM2596ADJ — регулируемый вариант.

Повсеместно применяется настраиваемая версия, так как ее много на складах электронных фирм. Она не в дефиците, а дополнения к ней — самые простые, это всего лишь 2 дешевых резистора. Разумеется, популярен и вариант на 5 В.

Чтобы задать выходное напряжение, можно использовать DIP-переключатель или поворотник. И в том, и в другом случае, нужны точные резисторы. Напряжение настраивается без помощи вольтметров.

Как сгладить пульсации напряжения вход

Получается, что если использовать LM2596 как понижающий преобразователь, конденсатор входа, стоящий сразу за диодным мостом, обладает небольшой емкостью от 50 до 100 мкФ.