I. Intro
LED lemputės ir juostos
vis labiau išstumia paprastas apšvietimo lemputes. Ne vien tik dėl mažų
energetinių sanaudų, bet ir dėl apšvietimo efektyvumo bei užimamo minimalaus
ploto. Dar prieš porą metų nusipirkau 5m raudonų “super-bright” 3528 LED'ų juostą,
kurią vis delsiau panaudoti apšvietimui. Tačiau šiemet stimulo vedamas ją ėmiau
ir pritaikiau šventinei atmosferai sukurti. O toks darbelis užtruko vos porą
valandų.
Jeigu pažvelgsime
atidžiau, tai tokios LED juostos aplink mus naudojamos ne vienoje vietoje: lėktuvų
kabinose, patalpų sienų ir lubų apšvietimui, pastatų lauko apšvietimui ir t.t. Galime
rasti įvairiausių jų tipų. Jos žymimos pagal SMD LED lempučių dydį, t.y. (plotį
+ aukštį), tad populiariausios yra - 5050, 3528, 3014, 5630 ir t.t. dydžio
juostos (pvz. 3528 – 3.5 mm plotis bei 2.8 mm aukštis).
Tradicinėje juostoje būna
nuo 60 (5 metruose – 300) iki 240 (5
metruose – 1200) šių lempučių, kurios dažnai grupuojamos po 3. Pačią juostą
galima karpyti nurodytose vietose (t.y. po kiekvienos grupės). Taip darydami iš
vienos ilgos galite gauti keletą trumpesnių nepažeidžiant likusių elektrinių
kontaktų, nes visos lemputės grandinėje sujungtos lygiagrečiai. Na ir be abejo,
didesnio dydžio LED lemputės skleidžia daugiau šviesos. Palyginimui – 5050 LED
juosta yra apytiksliai 3 kartus ryškesnė nei 3528 LED juosta. Žinoma, energijos
suvartojimas irgi atitinkamas.
Taip pat verta paminėti, kad juosta lanksti – tad ją galite
pritaikyti praktiškai bet kokiam paviršiui. Kita pusė būna lipni – tad iškart
galite juostą priklijuoti. Dar vienas svarbus dalykas – atsparumas aplinkos sąlygoms.
Yra dviejų tipų juostos – atsparios vandeniui (waterproof - IP65 standartas) ir
neatsparios (non-waterproof). Atsparias drąsiai galime naudoti lauko
apšvietimui, o neatsparias – vidaus apšvietimui.
Be vienspalvių juostų yra ir RGB juostų. Vienspalvės maitinamos per 2 kontaktus (+/-), o RGB juostos turi 4 kontaktus – kiekvienai spalvai atskirai. Maitinimui dažniausiai naudojama 12V įtampa, kai kuriais atvejais 24V ar 220V. Nusipirkę juostą – ją gauname patogiai suvyniotą į vieną ritę, tad belieka tik prijungti maitinimo šaltinį ir valdyti. Kaip tai padaryti – bus kalbama toliau.
II. Valdymas
Šioje dalyje aptarsime, kaip patiems pajungti LED juostą, tačiau ne bet kaip - o prie mikrovaldiklio, kad būtų galima kurti savo efektus bei turėti pilną lempučių kontrolę. Pirkdami juostą prie jos galime nusipirkti ir kelių amperų maitinimo šaltinį bei valdymo dėžutę. Dėžutėje jau suprogramuota keletas mirksėjimo ir kitų efektų, tad eiliniam vartotojui galbūt to ir užtenka. Dar įdomiau, jeigu efektus kuriame patys ir galime valdyti apšvietimą pagal savo norus, dienos laiką ar pan. Taigi tolesniems darbams mums reikės bet kokio mikrovaldiklio (tokio, kūrį mokate programuoti), vienos varžos ir galingesnio tranzistoriaus. Tarp mano žaislų šiam darbui paėmiau Arduino Pro Mini, vieną 4.7K varžą bei po ranka turėtą BDX33C Darlington'o tranzistorių TO-220 įpakavime. Parinktus komponentus sujungiame pagal schemą pateiktą žemiau.
Schemoje maitinimas (baterija), led juosta ir tranzistorius sujungti nuosekliai. Tranzistoriaus bazė per rezistorių jungiama prie Arduino D13 išvado (ar bet kokio kito mikrovaldiklio išvado, kurį galime valdyti). Arduino maitinimą nusprendžiau tiekti iš to paties šaltinio tik per 12V į 5V keitiklį (LM7805 ar pan.). Keitiklis nebūtinas, jeigu mikrovaldiklis maitinamas iš kito šaltinio. Taigi schemutė paprasta ir to užtenka, jog galėtume valdyti LED juostą. Reikia atkreipti dėmesį į tranzistorių - jis turi būti galingesnis ir praleisti bent 2A per daug nekaisdamas. Esant didesniam apkrovimui (ilgesnei juostai) gali prireikti panaudoti ir pasyvų (radiatorius) ar aktyvų (ventiliatorius) aušinimą.
Viską sujungus belieka užprogramuoti mikrovaldiklį. Arduino atveju užtenka paleisti paprastą, net ir Blink pavyzdinį kodą, kad visa juosta gražiai kas sekundę mirksėtų. Šis kodas pateikiamas ir toliau:
Priklausomai nuo juostos tipo galime (arba ne) valdyti atskirus diodus. Deja, bet paprastos juostos lemputės nėra adresuojamos, įsijungia visos vienu metu, tad negalima įjungti ar įžiebti atskirų jos dalių. Taigi, iš galimų šviesos efektų variantų lieka paprastas mirksiukas (blinky), nuolatinis degimas bei PWM (pulse width modulation) būdu sukuriamas palaipsninis LED diodų šviesumo "pulsavimas". Žinoma, dabar nereikia pamiršti, kad apšvietimą galime valdyti kaip norime, pagal įvairiausius kriterijus (t.y. kartu įjungti su kitu apšvietimu, aptikus žmogaus judesius ar garsus patalpoje ir t.t.).
Minėtą paprastą schemutę sujungiau ant bandymų plokštės (breadboard) patestavimui. Na, o rezultatai pateikiami aukščiau nuotraukose. Vietoj LM7805 panaudojau kitą mažą įtampos keitiklį, o maitinimo šaltinį - 12V 5A adapterį. Pilnai įžiebta juosta labai ryški, o stipriausias efektas išgaunamas visiškoje tamsoje. Manau, kad ateityje šios žinios tikrai pravers įsirengiant ir kitą valdomą apšvietimą. Na, o aš, šį trumpą gidą tuo ir baigiu, o skaitytojui namų darbams palieku įgyvendinti palaipsninį apšvietimą naudojant šviesos pulsavimą (t.y. su PWM). Iki kito karto bei gerų švenčių!
Be vienspalvių juostų yra ir RGB juostų. Vienspalvės maitinamos per 2 kontaktus (+/-), o RGB juostos turi 4 kontaktus – kiekvienai spalvai atskirai. Maitinimui dažniausiai naudojama 12V įtampa, kai kuriais atvejais 24V ar 220V. Nusipirkę juostą – ją gauname patogiai suvyniotą į vieną ritę, tad belieka tik prijungti maitinimo šaltinį ir valdyti. Kaip tai padaryti – bus kalbama toliau.
II. Valdymas
Šioje dalyje aptarsime, kaip patiems pajungti LED juostą, tačiau ne bet kaip - o prie mikrovaldiklio, kad būtų galima kurti savo efektus bei turėti pilną lempučių kontrolę. Pirkdami juostą prie jos galime nusipirkti ir kelių amperų maitinimo šaltinį bei valdymo dėžutę. Dėžutėje jau suprogramuota keletas mirksėjimo ir kitų efektų, tad eiliniam vartotojui galbūt to ir užtenka. Dar įdomiau, jeigu efektus kuriame patys ir galime valdyti apšvietimą pagal savo norus, dienos laiką ar pan. Taigi tolesniems darbams mums reikės bet kokio mikrovaldiklio (tokio, kūrį mokate programuoti), vienos varžos ir galingesnio tranzistoriaus. Tarp mano žaislų šiam darbui paėmiau Arduino Pro Mini, vieną 4.7K varžą bei po ranka turėtą BDX33C Darlington'o tranzistorių TO-220 įpakavime. Parinktus komponentus sujungiame pagal schemą pateiktą žemiau.
Schemoje maitinimas (baterija), led juosta ir tranzistorius sujungti nuosekliai. Tranzistoriaus bazė per rezistorių jungiama prie Arduino D13 išvado (ar bet kokio kito mikrovaldiklio išvado, kurį galime valdyti). Arduino maitinimą nusprendžiau tiekti iš to paties šaltinio tik per 12V į 5V keitiklį (LM7805 ar pan.). Keitiklis nebūtinas, jeigu mikrovaldiklis maitinamas iš kito šaltinio. Taigi schemutė paprasta ir to užtenka, jog galėtume valdyti LED juostą. Reikia atkreipti dėmesį į tranzistorių - jis turi būti galingesnis ir praleisti bent 2A per daug nekaisdamas. Esant didesniam apkrovimui (ilgesnei juostai) gali prireikti panaudoti ir pasyvų (radiatorius) ar aktyvų (ventiliatorius) aušinimą.
Viską sujungus belieka užprogramuoti mikrovaldiklį. Arduino atveju užtenka paleisti paprastą, net ir Blink pavyzdinį kodą, kad visa juosta gražiai kas sekundę mirksėtų. Šis kodas pateikiamas ir toliau:
Priklausomai nuo juostos tipo galime (arba ne) valdyti atskirus diodus. Deja, bet paprastos juostos lemputės nėra adresuojamos, įsijungia visos vienu metu, tad negalima įjungti ar įžiebti atskirų jos dalių. Taigi, iš galimų šviesos efektų variantų lieka paprastas mirksiukas (blinky), nuolatinis degimas bei PWM (pulse width modulation) būdu sukuriamas palaipsninis LED diodų šviesumo "pulsavimas". Žinoma, dabar nereikia pamiršti, kad apšvietimą galime valdyti kaip norime, pagal įvairiausius kriterijus (t.y. kartu įjungti su kitu apšvietimu, aptikus žmogaus judesius ar garsus patalpoje ir t.t.).
Minėtą paprastą schemutę sujungiau ant bandymų plokštės (breadboard) patestavimui. Na, o rezultatai pateikiami aukščiau nuotraukose. Vietoj LM7805 panaudojau kitą mažą įtampos keitiklį, o maitinimo šaltinį - 12V 5A adapterį. Pilnai įžiebta juosta labai ryški, o stipriausias efektas išgaunamas visiškoje tamsoje. Manau, kad ateityje šios žinios tikrai pravers įsirengiant ir kitą valdomą apšvietimą. Na, o aš, šį trumpą gidą tuo ir baigiu, o skaitytojui namų darbams palieku įgyvendinti palaipsninį apšvietimą naudojant šviesos pulsavimą (t.y. su PWM). Iki kito karto bei gerų švenčių!
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą