Контроллер для RGB-ленты, переключение семи цветов (CD4040)


Здесь приводится описание простого контроллера для управления светодиодной RGB-лентой на напряжение 12 V. Контроллер выполнен на одной микросхеме, не требующей программирования, управляется двумя кнопками, и позволяет переключать семь цветов ленты, без регулировки яркости, а так же, выключать ленту полностью.

Принципиальная схема

Схема контроллера показана на рис. 1. Она выполнена на одной микросхеме типа CD4040. Эта микросхема содержит двоичный счетчик.

К трем младшим выходам счетчика через промежуточные резисторы R2-R4. ограничивающие ток зарядки - разрядки емкостей полевых транзисторов, подключены затворы ключевых полевых транзисторов VT1-VT3, нагружаемых по стокам цветовыми цепями RGB-светодиодной ленты.

Кнопка S1 служит для выключения всей RGB-светодиодной ленты. Пока она не нажата, она подает на вход обнуления счетчика (вывод 11) логический ноль от минуса питания. При нажатии кнопки, она переключает свои контакты и соединяет вывод 11 D1 с плюсом питания, фактически подавая на него логическую единицу.

Это приводит к обнулению счетчика. И на его всех выходах устанавливаются логические нули Поэтому все транзисторы VT1-VT3 закрыты, и ток на всю RGB-ленту не поступает.

Принципиальная схема простого контроллера для получения семи цветов в RGB-ленте

Рис. 1. Принципиальная схема простого контроллера для получения семи цветов в RGB-ленте.

Для переключения счетчика требуется чтобы на его счетный вход поступали импульсы. Здесь «генератором» этих импульсов является кнопка S2. При каждом её нажатии / отпускании она формирует один импульс, который поступает на вывод 10 D1 и переключает счетчик на единицу вверх.

При этом счетчик считает эти импульсы, и состояния его выходов соответствующим образом изменяются.

Если счетчик изначально был в нулевом состоянии, то сначала, при первом нажатии S2, появится единица на выводе 9, и откроется транзистор VT1, включив синий цвет ленты.

Затем, при втором нажатии S2, на выводе 9 установится ноль, но появится единица на выводе 7, VT1 закроется, но откроется VT2 и включится красный цвет ленты.

Затем, при третьем нажатии S2, единица появится на выводе 9, и останется на выводе 7. Транзисторы VT1 и VT2 будут открыты, и будут одновременно работать красная и синяя цепь ленты, образую фиолетовый цвет.

Следующим шагом будет установка нулей на выводах 9 и 7 и единицы на выводе 6. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются, но открывается VT3, а лента горит зеленым цветом.

Далее, дополнительно к зеленому включится синий цвет, и свечение ленты станет бирюзовым. Потом будут включены зеленый и красный цвет, и свечение ленты станет желтым.

И на последнем шаге единицы установятся на всех трех выходах счетчика, и откроются все три транзистора, а лента будет светиться белым цветом.

Таким образом, с учетом нулевого состояния, когда лента была полностью выключена, имеется восемь ступеней выбора цвета свечения ленты, соответственно, проходят они за восемь нажатий кнопки S2.

Для полного выключения ленты нужно либо «пролистать» её состояния до конца кнопкой S2, либо нажать кнопку S1, чтобы обнулился счетчик.

Цепь R1-C1 нужна для подавления дребезга контактов кнопки S2, чтобы при каждом её нажатии / отпускании формировался именно один импульс, а не короткая пачка хаотических импульсов, вызванных дребезгом контактов этой кнопки.

Питание на микросхему поступает через диод VD1. Это не защита от ошибочного подключения в не той полярности, дело в другом. Как показали испытания, некоторые дешевые блоки питания для светодиодных лент выдают пульсирующий ток.

Если схему одключить к такому источнику питания непосредственно, она не будет работать. Потому что для микросхемы необходим постоянный не пульсирующий ток.

Диод VD1 совместно с конденсатором С2 в этом случае помогает, потому что довыпрямляет пульсирующий ток, а конденсатор С2 играет роль накопительного, подавляющего пульсации.

Диод же не дает конденсатору разряжаться через светодиодную ленту. В результате на микросхему поступает постоянный, не пульсирующий ток. Что и нужно для питания микросхемы.

Конденсатор С2 должен быть на напряжение не ниже 16V. Резисторы R2-R4 могут быть другого сопротивления, но не ниже 1 кОм. Для управления лентой используются тумблерные кнопки типа КМД1-1, переключательные. Они же могут служить и средством крепления печатной платы в корпусе устройства.

Детали и монтаж

Монтаж выполнен на печатной плате, показанной на рисунке 2 в естественную величину. Дорожки платы разведены под контакты кнопок КМД1-1. Это довольно старые советские кнопки (на них был указан 1982 год выпуска), и даже не знаю, производятся ли они сейчас.

Печатная плата для схемы контроллера светодиодной ленты

Рис. 2. Печатная плата для схемы контроллера светодиодной ленты.

Эти кнопки еще удобны и тем, что у них есть крепление как у тумблера - под гайку, а высота такая, что все детали на плате оказываются существенно ниже.

Поэтому, можно в корпусе, в котором будет размещаться плата, сделать два отверстия под эти кнопки, и прикрепить их вместе с платой соответствующими гайками.

Если будут другие кнопки, соответственно. и дорожки нужно будет переделать под них. Впрочем, это и не обязательно, если кнопки расположить за пределами печатной платы и соединить с ней монтажными проводниками.

Данную схему можно использовать и для переключения трех раздельных лент белого цвета свечения, чтобы регулировать общую яркость или зональность освещения.

Ломакин С. В. РК-01-2020.


1 478 Освещение
RGB светодиод светодиодная лента светодиод освещение
Оставить комментарий:

cashback