Источники света уже давно перестали применяться исключительно ради одной их основной функции – освещения. В последние годы широко популярным стало применение разноцветных источников света в декоративной подсветке или RGB подсветке. С ее помощью можно совершенствовать домашний декор, создавать оригинальный дизайн магазинов, витрин, рекламных щитов и вывесок, подсвечивать элементы ландшафта, архитектурные сооружения, дорожки, создавать декор интерьера в жилых помещениях, декор в автомобилях и т.д. Например, в архитектурной декоративной подсветке зданий, улиц, ландшафта парков правильно сформированные световые акценты способны придать объектам уникальный и в чем-то даже, можно сказать, мистический вид. Поэтому архитектурная декоративная подсветка зданий, построек, основных достопримечательностей, фонтанов и других объектов является неотъемлемой частью вечерней улицы любого города. Некоторые примеры декоративной подсветки показаны на Рисунке 1. Декоративная подсветка имеет свои плюсы, а именно:
- При освещении культурно-развлекательных и торговых центров – способствует привлечению посетителей в такие заведения.
- Подсветка муниципальных, административных и жилых домов делает их яркими и особенными, что дарит жителям города хорошее настроение.
- Наружное освещение таких объектов как, например, рекламных щитов и различных вывесок, выделит их из множества других, что привлекает к ним внимание.
- Декоративная подсветка витрин в магазинах существенно улучшает внешний вид товара и делает его привлекательным в глазах покупателей.
- Создание особого освещения в интерьере квартиры или бара, или других общественных мест позволяет существенно разнообразить дизайн и придать уютную и теплую атмосферу.
- Подсветка ландшафтов садов или парков необходима для создания комфортных условий прогулок в вечернее время и для придания этой площади атмосферы уюта.
- RGB подсветка различных водоемов, аквариумов и бассейнов также привлекает к ним внимание посетителей.
 |
|
| Рисунок 1. | Некоторые примеры применения декоративной подсветки. |
Один из вариантов схемы достаточно мощного RGB светильника для декоративной подсветки изображен на Рисунке 2. В основе схемы используются гибкие герметичные светодиодные ленты, так называемый гибкий неон, ARL-NEON-2615-SIDE 230V [1] 4-х цветов: красного, зеленого, синего и холодного белого. Данная светодиодная лента – гибкий неон состоит из светодиодов SMD 2835, заключенных в гибкие трубы из прозрачного силикона (ПВХ), что обеспечивает высокую яркость и насыщенность цвета, сохраняя при этом эффект мягкого и равномерного свечения (Рисунок 3). Плотность светодиодов в одном метре ленты составляет 108 штук. Типовой ток потребления одного метра ленты – 0.03 А (8 Вт/м). Ленты выпускаются бухтами 50-метровой длины с минимальным шагом отрезки 1 метр, что позволяет создавать 4-цветные RGB светильники от 32 ватт (метровые отрезки ленты) и вплоть до 1600 ватт (50-метровые ленты).
 |
|
| Рисунок 2. | Схема мощного RGB светильника. |
|
|||
| Рисунок 3. | Гибкий неон. | ||
Для подсветки небольших объектов можно использовать маломощный RGB светильник, схема которого изображена на Рисунке 4. В схеме используются светодиоды повышенной яркости SMD 3014 для поверхностного монтажа (HL1 – HL13). Для стабилизации тока светодиодов 30 мА используются диодные источники тока АА1 – АА4. Подключение светодиодных линеек к схеме управления RGB светильником осуществляется посредством транзисторных ключей VT1. Количество светодиодов в линейке определяется напряжением питания, суммарным падением напряжения на светодиодах и падением напряжения на источнике тока. Например, при напряжении питания 24 В количество светодиодов в линейке удваивается.
 |
|
| Рисунок 4. | Схема маломощного RGB светильника. |
На Рисунке 5 изображена схема управления RGB светильником. Для управления светом используются два режима работы схемы: режим одноцветной подсветки и режим многоцветной подсветки. Режим работы определяется положением переключателя SA2. В верхнем по схеме положении переключателя выполняется режим одноцветной подсветки объекта, а в нижнем положении – многоцветной. Для переключения режимов используется электронный переключатель ADG774 (DD8). В режиме одноцветной подсветки цвет выбирается путем управления интенсивностью освещения в каждом канале RGB светильника. Раздельное изменение интенсивности освещения в светодиодных линейках светильника позволяет получить достаточно большое количество различных оттенков цвета. Этот процесс управления освещенностью еще называют диммированием.
 |
|
| Рисунок 5. | Схема управления RGB светильником. |
Диммирование производится путем изменения скважности импульсной последовательности (широтно-импульсная модуляция – ШИМ), поступающей на входы управления RGB светильников. В схеме для изменения скважности применяются микросхемы ШИМ генераторов LTC6992-1 (DD4 – DD7). Скважность импульсов на выходах генераторов можно регулировать от 0 до 100% при изменении напряжения на управляющем входе MOD (вывод 1) от 0 до 1 В. Изменение управляющего напряжения производится дискретно 32-разрядными цифровыми резисторами AD5228-100 (DA2 – DA4). Опорное напряжение 1 В для управления ШИМ генераторами формирует ИОН ADR510A (VD1). Частота ШИМ генератора составляет 67 кГц и определяется номиналом резистора, подключенного к контакту 3 (SET) микросхемы. Частота ШИМ генератора может быть иной, которую можно рассчитать по формуле, приведенной в техническом описании этой микросхемы.
В режиме многоцветной подсветки, в свою очередь, используются два режима работы – режим поочередного включения цветов, так называемый режим «бегущие огни», и режим изменения цвета по закону случайных чисел, а точнее, псевдослучайных чисел (ПСП – псевдослучайная последовательность). В верхнем положении переключателя SA1 осуществляется режим изменения цвета по закону ПСП. В генераторе ПСП применяется 4-разрядный последовательный регистр сдвига К561ИР2 (DD2). Если в регистр сдвига ввести обратные связи, каждая из которых формируется логической схемой сложения по модулю два (или «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ»), то с помощью такого устройства можно построить генератор псевдослучайной последовательности (псевдослучайных чисел). Применение 4-разрядного регистра сдвига в генераторе ПСП позволяет получить 15 случайным образом сгенерированных чисел, то есть, кроме основных четырех цветов подсветки можно получить еще 11 оттенков цвета.
В генераторах ПСП запрещено появление нулевой комбинации. Чтобы исключить это состояние регистра, при включении питания дифференцирующей цепочкой C2, R6 формируется короткий импульс с уровнем логической единицы, который по фронту тактового импульса записывается в первый разряд регистра. Более подробную информацию о работе генераторов ПСП можно найти в [2]. В нижнем положении переключателя SA1 регистр сдвига DD2 превращается в кольцевой регистр, при этом, соответственно, светодиодные линейки подключаются поочередно. Время подключения светодиодных линеек, как в первом, так и во втором режимах многоцветной подсветки, определяется частотой генератора LTC6991 (DD1) и зависит от номиналов резисторов R1, R3, R4. При указанных на схеме номиналах этих резисторов период следования (время переключения) чуть больше двух минут. Период следования можно изменить или сделать регулируемым. Формула расчета частоты генератора приведена в техническом описании этой микросхемы.
Питание схемы управления RGB светильником осуществляется от стандартного сетевого адаптера при питании светильника от сети 230 В. При питании светильника, например, от автомобильного аккумулятора, применяется обычный понижающий линейный стабилизатор 78L05. При использовании иных питающих напряжений светильника можно воспользоваться источником питания с широким диапазоном входных напряжений. Схема такого источника изображена на Рисунке 6.
 |
|
| Рисунок 6. | Источник питания с широким диапазоном входного напряжения. |
Процесс переключения режимов работы светильника можно автоматизировать и, соответственно, исключить из схемы управления RGB светильником переключатели SA1 и SA2 (см. Рисунок 5). Схема для обеспечения автоматического переключения режимов работы светильника изображена на Рисунке 7. Режимы работы переключаются поочередно. Вначале первые 32 минуты осуществляется режим одноцветной подсветки. Затем следующие 32 минуты осуществляется режим подсветки по закону ПСП. Потом также в течение 32 минут осуществляется режим подсветки с поочередным включением светодиодных линеек. И так по кругу.
 |
|
| Рисунок 7. | Автоматический переключатель режимов работы светильника. |
Время работы светильника в каждом из режимов, а именно 32 минуты, определяют одновибраторы DD2 – DD4 (ICM7242). Это время зависит от номиналов резистора и конденсатора, которые подключены к выводу 7 одновибратора. Формула для расчета длительности выходного импульса одновибратора приведена в техническом описании этой микросхемы. Эпюры напряжений в контрольных точках схемы автоматического переключателя режимов работы светильника, поясняющие принцип ее работы, изображены на Рисунке 8.
 |
|
| Рисунок 8. | Эпюры напряжения в контрольных точках схемы автоматического переключателя режимов работы светильника. |
О деталях. Оксидный конденсатор С1 (Рисунок 2) – алюминиевый ECAP-HE 470 мкФ/450 В (105 °C) 35×40 мм производства фирмы SAMWHA, конденсатор С2 (Рисунок 2) – пленочный MER473K2JB производства фирмы Hitano. Все остальные конденсаторы во всех приведенных схемах керамические. Резисторы R1, R2 (Рисунок 6) и R3, R4 (Рисунок 5) с допуском не более 1%. Все остальные резисторы обычные, с допуском ±5%.
Ссылки
Материалы по теме
- Datasheet Sunrise Holdings ARL-NEON-2615-SIDE
- Datasheet SEMITEC CRD-L-2733
- Datasheet Analog Devices AD5228
- Datasheet Analog Devices AD654
- Datasheet Analog Devices ADG774
- Datasheet Analog Devices ADR510
- Datasheet Texas Instruments CD4071B
- Datasheet Intersil ICM7242
- Datasheet Analog Devices LTC6992-1
- Datasheet Microchip LR8
- Datasheet Diodes BSS84
- Datasheet ISC 2SK1940-01
- Datasheet Littelfuse V275LA4P
Купить AD5228 на РадиоЛоцман.Цены
