Arduino ovládání LED pásků

LED pásky jsou moderním osvětlovacím prvkem, který se používá nejen pro reklamu, ale i při osvětlení v domácnostech. Lze s ním například nasvětlovat kuchyňskou linku, schodiště, obývací pokoj, ložnici atp. LED pásky jsou v podstatě LED diody vsazené do samolepícího pásku. Pásky jsou velice dobře ohebné a díky tomu lze tento druh světelného zdroje použít i v místech, kde by standardní světelné zdroje díky své velikosti neuspěly.

Pásky se vyrábějí v mnoha provedeních: jednobarevné, vícebarevné, pásky pro použití ve vnitřních prostorech, vodotěsné pásky atp. Vodotěsné pásky se používají např. v bazénech či zahradních jezírkách. Jednobarevné pásky jsou pásky, které jsou po celé své délce osázeny jedním druhem LED diod, resp. jednou jejich barvou. U vícebarevných pásek jsou pak většinou tři LED diody integrovány do jednoho čipu. Každá z těchto diod má pak jinou barvu a to červenou, zelenou a modrou. Někdy se jim také říká RGB LED pásky. Tyto pásky mají vždy jednu společnou elektrodu a tři elektrody pro jednotlivé barvy. Jejich velkou výhodou je, že díky integraci třech základních barev do jednoho čipu je možné míchat barvu jeho svitu. Barva celého čipu závisí na intenzitě svitu jednotlivých diod.

Pásky se vyrábějí i pro různé hodnoty napájecího napětí (nejpoužívanější jsou pásky na 12 V DC) a s různými elektrickými příkony. Elektrický příkon LED pásku závisí na jeho délce a na počtu LED diod na 1 m. Platí pravidlo, že čím vyšší počet LED diod na 1 m pásku, tím je vyšší jeho svítivost a zároveň i jeho příkon. Počty diod se pohybují v řádu několika desítek na 1 m (přibližně od 30 do 120 diod). Jejich příkon se pohybuje přibližně od 5 do 20 W na 1 m pásku. Jedná se tedy o poměrně dost energeticky náročný spotřebič. Díky nízkému napětí teče obvodem relativně velký proud, který se pohybuje v řádu ampér a je proto tedy zapotřebí počítat s dostatečně silným elektrickým zdrojem. Pro výpočet příkonu platí následující vztah:
P=U.I [W,V,A]

Ovládání LED pásků

K tomuto projektu budeme potřebovat:

  • Arduino základní jednotku v mém případě to bylo Arduino MEGA 2560
  • Arduino IDE
  • Obvod pro ovládání LED pásku (schéma na obrázku dole) – osobně jsem si vyrobil hned tříkanálový obvod pro ovládání LED, abych mohl používat RGB LED pásky. Použil jsem k tomu desku univerzálního plošného spoje, abych to nemusel složitě leptat. Celé jsem to instaloval do plastové krabičky a vývody jsem vyvedl pomocí zdířek pro banánky. Pokud se někdy donutím postnu jsem i fotografii 🙂 .

LED pásky se dají spínat jako žárovky, tedy obyčejným relátkem připojeným k binárnímu výstupu Arduina. To však neumožňuje regulovat jejich svit.
Kouzlo ledkových pásků spočívá především v regulaci intenzity svitu.Kvůli velké strmosti napájecí charakteristiky LED diody nelze svit regulovat změnou velikosti napájecího napětí. Jediná vhodná možnost regulace je za pomoci PWM (pulsní šířková) modulace.

Arduino Mega 2560 disponuje až 15 výstupy s podporou této modulace. Výstupy jsou osmibitové, lze tedy nastavit až 256 (0-255) různých stříd signálu. Střída je v podstatě poměr časů, ve kterých je obdélníkový signál v jednotlivých logických úrovních. Pokud je tedy nastaven výstupní pin např. na hodnotu 255, tak to znamená, že je logický signál trvale na úrovni logická jedna. Vzhledem k tomu, že ledkové pásky jsou vyráběny především na napájecí napětí 12 V DC a také odebírají poměrně velký proud, nejdou připojit k PWM výstupu logické jednotky přímo. K jejich připojení byl vymyšlen obvod, který lze vidět na následujícím obrázku.

LED pásky

Obvod pro ovládání LED pásků

Na obrázku lze vidět zapojení, které slouží k připojení jednobarevného pásku. V případě RGB pásku je nutné toto zapojení třikrát, neboť každá barva u vícebarevného pásku se ovládá samostatným PWM výstupem. Pokud je tedy požadováno měnit intenzitu svitu u jednotlivých barev. Právě nastavením intenzit svitu jednotlivých barev pásku lze míchat barvy. Ovládání PWM výstupu Arduina je velice jednoduché a slouží k němu následující funkce:

void loop()  {
analogWrite(PIN, HODNOTA); //do proměnné PIN se zapíše číslo pinu logické jednotky ke kterému je připojen LED pásek a do proměnné HODNOTA se nastavuje střída v rozmezí 0-255         
delay(30);                            
  } 

V nějakém dalším článku, se podíváme na to jak ovládat a míchat barvy pomocí potenciometrů a nebo jak na to pomocí PC. Osobně jsem to ovládal hlavně z PC a celé to vypadalo jako na obrázku níže.

LED pásky

Zapojení LED pásků

You may also like...

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *