Схема простого контроллера для RGB-ленты (CD4060B)


Здесь приводится описание простого контроллера для управления светодиодной RGB-лентой на напряжение 12V. 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 CD4060B. Эта микросхема содержит 14-ти разрядный двоичный счетчик без выводов от нескольких разрядов, и инверторы для построения мультивибратора, генерирующего импульсы, поступающие по внутренним цепям на вход счетчика.

К трем старшим выходам счетчика через промежуточные резисторы R3-R5, ограничивающие ток зарядки - разрядки емкостей полевых транзисторов, подключены затворы ключевых полевых транзисторов VT1-VT3, нагружаемых по стокам цветовыми цепями RGB-светодиодной лентой.

Частота генерации встроенного мультивибратора D1 задана RC-цепью C1R1-R2, и составляет около 3000 Гц. При счете этих импульсов состояния трехразрядного двоичного кода, снимаемого с выходов Q12, Q13, Q14 счетчика обновляется с частотой около 1,4 Гц.

Принципиальная схема простого контроллера для RGB-ленты (CD4060B)

Рис.1. Принципиальная схема простого контроллера для RGB-ленты (CD4060B).

Для управления лентой служат две кнопки S1 и S2. Это тумблерные кнопки типа КМД1-1, переключательные. Они же могут служить и средством крепления печатной платы в корпусе устройства.

Кнопка S1 служит для выключения всей RGB-светодиодной ленты. Пока она не нажата, она подает на вход обнуления счетчика (вывод 12) логический ноль от минуса питания. При нажатии кнопки, она переключает свои контакты и соединяет вывод 12 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.

Кнопка S2 служит для включения и выбора цвета свечения RGB-ленты. Пока она не нажата, её нормально замкнутые контакты соединяют вход первого инвертора встроенного мультивибратора микросхемы с минусом питания, таким образом блокируя мультивибратор. В этом состоянии мультивибратор импульсы не генерирует, и состояние выходов счетчика не меняется.

Если кнопку S2 нажать, она отключает вход первого инвертора встроенного мультивибратора микросхемы D1 от минуса питания, и мультивибратор начинает работать, - вырабатывать импульсы, которые поступают по внутренним цепям микросхемы на вход счетчика. При этом счетчик считает эти импульсы и состояния его выходов соответствующим образом изменяются.

Если счетчик изначально был в нулевом состоянии, то сначала появится единица на выводе 1. и откроется транзистор VT1, включив синий цвет ленты. Затем, на выводе 1 установится ноль, но появится единица на выводе 2, VT1 закроется, но откроется VT2 и включится красный цвет ленты.

Затем, единица появится на выводе 1, и останется на выводе 2. Транзисторы VT1 и VT2 будут открыты, и будут одновременно работать красная и синия цепь ленты, образую фиолетовый цвет. Следующим шагом будет установка нулей на выводах 1 и 2 и единицы на выводе 3. 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, чтобы выбрать нужный цвет, нужно нажать кнопку S2 и удерживать её нажатой, пока не появится нужный цвет Затем кнопку S2 отпустить, и лента будет продолжать светиться выбранным цветом. Для полного выключения ленты нужно либо «пролистать» её состояния до конца кнопкой S2, либо нажать кнопку S1, чтобы обнулился счетчик.

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 подключить 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 R3-R5 могут быть другого сопротивления, но не ниже 1 кОм.

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.

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.

Печатная плата контроллера светодиодной ленты

Рис. 2. Печатная плата контроллера светодиодной ленты.

 

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. Налаживание заключается в проверке правильности монтажа и установки желаемой быстроты переключения цветов RGB-светодиодной ленты.

Быстрота переключения зависит от RC-цепи C1-R1. Чем больше параметры её деталей, тем медленнее происходит переключение. При указанных на схеме получилось частота переключения около 1,5 Гц На мой взгляд, это оптимально, -не слишком медленно и не слишком быстро.

Ну, а так, можно изменить как угодно.

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

Ломакин С. В. РК-08-19.


1 326 Освещение
RGB светодиод светодиодная лента LED контроллер
Оставить комментарий:

cashback