VariLED-10/RGB STEROWNIK 3-KOLOROWYCH MODUŁÓW OŚWIETLENIOWYCH LED RGB Zastosowanie Sterownik VariLED-10/RGB (VL-10/RGB) służy do tworzenia systemów wielokolorowego oświetlania diodowego RGB średniej mocy. Łączy w sobie zwiększone możliwości funkcjonalne z niezawodnością, łatwością instalacji i obsługi. Jest przeznaczony do podłączania modułów LED zbudowanych w konfiguracji ze wspólną anodą. Rys.1. Sterownik VL-10/RGB wygląd i wymiary VL-10/RGB jest bezpośrednim następcą sterownika VL-6/RGB, charakteryzują go identyczne wymiary zewnętrzne i sposób podłączenia. Różnice pomiędzy tymi dwoma typami sterowników wyszczególniono w ostatnim punkcie niniejszego dokumentu. Podstawowe cechy Sterownik posiada trzy niezależne kanały wyjściowe, do których można dołączyć trzy niezależne grupy diod świecących. W niniejszym dokumencie opisuje się je jako R, G i B, należy jednak mieć na uwadze, że wszystkie trzy kanały pod względem elektrycznym są identyczne i do każdego z nich można w razie potrzeby dołączyć diody dowolnego koloru. VL-10/RGB może sterować moduły RGB-LED (listwy, taśmy, panele etc.) napięciem od 9 do 24V i prądem do 5A na każdy kanał, regulując niezależnie jasność świecenia każdego koloru w zakresie od zera do 100%. Regulacja jasności koloru odbywa się na zasadzie modulacji szerokości impulsu (PWM) z częstotliwością 488 Hz 1) w 256 krokach, dając w efekcie możliwość ustawienia ponad 16 milionów różnych odcieni i poziomów jasności. Przyporządkowanie szerokości impulsu numerowi kroku jest nieliniowe a rozdzielczość regulacji dla małych poziomów wynosi 1/1024. Rozwiązanie to daje efekt całkowicie płynnych zmian poziomu zarówno dla dużych jak i małych jasności świecenia. Wydajność prądowa i napięciowa sterownika pozwala (przy odpowiednio zaprojektowanym podłączeniu) jednocześnie bezpośrednio w pełni wysterować do 250 gałęzi typowych (20mA) diod o dużej jasności. Przy zasilaniu napięciem 24V w każdej gałęzi może znaleźć się 10 sztuk diod czerwonych (ewentualnie żółtych lub pomarańczowych) albo 7 sztuk diod innych kolorów. Można też wysterować aż 36 metrów typowej elastycznej taśmy z diodami RGB (12V, 5W/mb). Sterownik posiada wbudowany czujnik temperatury wewnątrz obudowy zabezpieczający przed przegrzaniem w przypadku długotrwałego przeciążenia lub uszkodzenia stopni wyjściowych. Czujnik ten wyłącza dopływ prądu do kanałów wyjściowych, a po jego zadziałaniu, przywrócenie normalnej pracy sterownika wymaga czasowego odłączenia go od źródła zasilania. 1) częstotliwość PWM może być zmniejszona dwu-, cztero- bądź ośmiokrotnie poprzez zmianę ustawień zwór wyboru opcji znajdujących się wewnątrz obudowy sterownika. 1/6
Podłączenie zespołu diod świecących Podłączenie zespołu diod świecących powinno być zgodne ze schematem z rysunku 2. Należy zwrócić uwagę na zastosowanie przewodów o odpowiednio niskiej rezystancji (dużym przekroju, możliwie małej długości i odpowiedniej jakości materiału), stosownej do przewodzonego prądu. Szczególnie starannie należy wykonać połączenia aby zapobiec groźbie iskrzenia styków. Rys.2. Podłączenie sterownika VL-10/RGB do modułów LED ze wspólną anodą Całkowitą liczbę modułów LED względnie długość taśmy LED, jaką można podłączyć do jednego sterownika należy wyliczyć w taki sposób aby nie został przekroczony dopuszczalny prąd I LED dla żadnego z kanałów R, G i B. Prąd jaki pobierają moduły LED podawany jest przez ich producenta (czasem podawana jest moc P, wówczas I = P/U). Do wejścia zasilającego POWER IN trzeba dołączyć stabilizowany zasilacz prądu stałego o napięciu równym napięciu znamionowemu modułów LED i o odpowiedniej wydajności prądowej. Zasilacz powinien mieć zabezpieczenie przeciwprzeciążeniowe uaktywniające się przy przekroczeniu maksymalnej wartości prądu dopuszczalnego przez podłączony zespół diod świecących. Poziom progowy zabezpieczenia zasilacza nie może przekraczać sumarycznej (dla trzech kanałów) wartości I LED. Tryby pracy sterownika Sterownik VL-10/RGB może zostać wprowadzony w jeden z następujących trybów pracy: Tryb wyłączenia (zerowy poziom koloru w każdym kanale). Tryb pracy statycznej. Barwy mogą się zmienić tylko na rozkaz z pilota - możliwe jest niezależne regulowanie siły świecenia w każdym kanale oraz szybki wybór jednej z kilkunastu barw predefiniowanych. Tryb wyświetlania sekwencji barw. Kolory zmieniają się samoczynnie. Użytkownik może wybrać jedną z wielu zaprogramowanych sekwencji zmian, a także regulować prędkość tych zmian. Tryb symulacji obecności domowników. Więcej szczegółów w dalszej części opisu. Obsługa pilotem Do sterownika VL-10/RGB dołączony jest na przewodzie czujnik podczerwieni. Przy użyciu pilota dokonywane jest włączanie bądź wyłączanie świecenia, regulacja jasności niezależnie w każdym kanale, wybór jednej z kilkunastu barw predefiniowanych, uruchamianie, wybór i regulacja szybkości jednej z zaprogramowanych sekwencji świetlnych, zatrzymywanie zmian świecenia w dowolnym momencie a także wprowadzenie sterownika w specjalny tryb symulacji obecności domowników. 2/6
Rys.3. Funkcje pilota VL-IR9 Włączenie sterownika do pracy Włączanie do pracy jest możliwe w jeden z następujących sposobów: Przez krótkie użycie przycisku (1). Sterownik włączy się w stan z jakiego został wyłączony. Jeśli był to tryb pracy statycznej, dochodzenie do docelowych poziomów koloru będzie miękkie. Podobnie miękko odbywa się wyłączanie świecenia 2). Jeśli przed wyłączeniem sterownik znajdował się w trybie pracy statycznej, a poziomy we wszystkich trzech kanałach były zmniejszone do zera, to wraz z włączeniem zostaną one zwiększone do małej ale zauważalnej wartości świecenia. Dzięki temu uniknie się sytuacji, kiedy użytkownikowi wydaje się, że urządzenie nie daje się włączyć. Przez dłuższe (ok.0,7sek) przytrzymanie przycisku (1). Sterownik włączy się w tryb symulacji obecności domowników. Przez użycie przycisków (3), (5) lub (7). W tym przypadku, niezależnie od poprzedniego stanu, uaktywni się tryb pracy statycznej, a regulacja barw zacznie się od zera. Przez użycie przycisku (9). Sterownik włączy się w tryb sekwencji barwnej (samoczynnie zmieniających się kolorów). 2) funkcję miękkiego włączania i wyłączania można zablokować poprzez odpowiednie ustawienie zwór wyboru opcji. Tryb pracy statycznej Tryb ten używany jest do uzyskania ciągłego, niezmiennego światła o wybranej barwie. Można go zainicjować używając dowolny przycisk regulacji kolorów - lub +. Jeśli przed jego użyciem kolory zmieniały się samoczynnie, zmiany zostaną zatrzymane. Przyciski + działają także przy wyłączonym sterowniku; w takiej sytuacji sterownik się włączy, a regulacja wybranej barwy wystartuje od zera. W pierwszej chwili po użyciu przycisku - lub + krok regulacji jest mały, potem regulacja przyspiesza. Dla szczególnie precyzyjnego dobrania koloru zaleca się więc krótkie wielokrotne użycie przycisków. Dodatkowo regulacja odbywa się nieliniowo - krok regulacji jest mniejszy dla małych poziomów, a zwiększa się wraz ze wzrostem poziomu świecenia. Takie rozwiązanie pozwala pogodzić idealną optyczną płynność i precyzję regulacji z jej dużą szybkością. Przy ciągłym wysyłaniu rozkazu regulacja natężenia koloru w pełnym zakresie zajmuje niecałe 4 sekundy. Osiągnięcie granicy regulacji barwy w danym kanale sygnalizowane jest miganiem diod podłączonych do tego kanału. Krótkie użycie przycisku (8) patrz rys.3. pozwala na szybkie wybranie jednej z 16 barw predefiniowanych (ustawionych fabrycznie). Kolejność jest następująca: biały neutralny biały ciepły żółty żółty ciepły pomarańczowy czerwony różowy jasny fioletowy fioletowy ciemny niebieski jasny niebieski turkusowy siny zielony cytrynowy biały zimny i z powrotem biały neutralny itd. Dłuższe użycie przycisku (8) powoduje powrót do początku cyklu przełączania czyli do neutralnej bieli. Odcień barw zależy od 3/6
typu zastosowanych diod i użyte powyżej nazwy kolorów należy traktować orientacyjnie. Przez biały neutralny rozumiane jest tu ustawienie poziomów we wszystkich trzech kanałach na maksimum. Tryb sekwencji barw W tym trybie wyświetlana jest jedna z zapisanych fabrycznie sekwencji kolorów. Użytkownik ma możliwość wyboru sekwencji a także prędkości jej wyświetlania. Pracę sekwencyjną inicjuje się przyciskiem (9) patrz rys.3. Ten sam przycisk przełącza sekwencje krótkie użycie powoduje przejście do następnej sekwencji, a dłuższe przytrzymanie powrót do sekwencji pierwszej. Każde przełączenie sekwencji na inną powoduje start nowej od początku i z maksymalną dostępną prędkością. Prędkość bieżącej sekwencji można zmniejszać poprzez krótkie wciśnięcie przycisku (8). Dłuższe jego przytrzymanie powoduje powrót do prędkości maksymalnej. Zmiana prędkości potwierdzana jest pojedynczym mignięciem, przy czym bieg sekwencji nie zostaje przerwany. Poniższa tablica przedstawia szczegółowe informacje o dostępnych sekwencjach barw. Liczba i treść sekwencji nie są ustalone sztywno producent może je łatwo zmieniać dostosowując do życzeń odbiorców. Dlatego przedstawioną listę należy traktować jako minimum aktualne w chwili rozpoczęcia produkcji sterownika. nr opis sekwencji 1 sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami, barwy nasycone, kanały zsynchronizowane rozbłyski w poszczególnych kanałach z płynnym zejściem do zera, kanały niezsynchronizowane (duża 2 liczba barw pośrednich, ale również możliwe chwilowe wyciemnienia) sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami, barwy pastelowe, kanały niezsynchronizowane (duża liczba 3 barw pośrednich, ale również możliwe chwilowe wyciemnienia) kolory predefiniowane wymienione w punkcie Tryb pracy statycznej przechodzące jeden w drugi, 4 zmiany płynne 5 sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami, kanały zsynchronizowane, barwy pastelowe kolory predefiniowane wymienione w punkcie Tryb pracy statycznej przechodzące jeden w drugi, 6 zmiany natychmiastowe poziomy w kanałach zmieniające się od zera do maksimum, zmiany natychmiastowe, niezsynchronizowane, pseudolosowe (chaotyczne) 7 serie pięciu błysków niebieskich (symulacja sygnalizatora pojazdu uprzywilejowanego) 8 kanały czerwony i zielony wyłączone serie pięciu błysków naprzemian czerwonych i niebieskich 9 kanał zielony wyłączony sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami czerwonym i niebieskim 10 kanał zielony wyłączony sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami zielonym i czerwonym 11 kanał niebieski wyłączony sinusoidalne przejścia pomiędzy kolorami niebieskim i zielonym 12 kanał czerwony wyłączony 13 płynne niezsynchronizowane zmiany barw przeplatane seriami mignięć 14 symulacja migającego płomienia Tryb symulacji obecności domowników Tryb ten inicjuje się w dowolnym stanie sterownika przez dłuższe przytrzymanie przycisku (1) patrz rys.3. Sygnalizowany jest czterokrotnym mignięciem diod we wszystkich kanałach (kolor biały). Potem w nieregularnych odstępach czasu (od pojedynczych minut do pojedynczych godzin) następuje włączanie świecenia we wszystkich kanałach jednocześnie. Sumaryczny czas włączenia stanowi około 10% czasu wyłączenia. Włączenie oznacza maksimum jasności, zaś wyłączenie nie jest całkowite wyjścia wszystkich trzech kanałów wysterowane są z mocą ok.2,5% maksymalnej. Włączanie i wyłączanie jest miękkie. Regulacja prędkości zmian w tym trybie jest zablokowana. 4/6
Korzystanie ze sterownika bez pilota Stan pracy sterownika (wyłączenie / włączenie, praca statyczna wraz z ustawionym odcieniem albo wybrana sekwencja barw z ustawioną prędkością albo tryb symulacji obecności domowników) pozostaje na czas odłączenia zasilania zapisany w pamięci nieulotnej i jest przywoływany automatycznie przy ponownym podaniu zasilania. Dlatego po wybraniu odpowiedniego stanu pracy możliwe jest funkcjonowanie sterownika bez pilota. Jeśli chcemy korzystać zawsze z tych samych ustawień, warto po ich wybraniu odłączyć od sterownika czujnik podczerwieni. Mamy wówczas pewność uniknięcia niezamierzonych zmian. Parametry elektryczne konfiguracja wyjść RGB wspólna anoda napięcie zasilania zakres wytrzymałości modułu 3) U PWRin -0.5 +27V zabezpieczenie przed odwrotnym dołączeniem biegunów zasilania tak 1 minuta napięcie zasilania dopuszczalny zakres pracy U PWRin 9 24V amplituda na wyjściach RGB U LED U IN 0.2V U IN dopuszczalny prąd pojedynczego wyjścia R,G,B I LED 5A dopuszczalny prąd całkowity I TOT 15A prąd spoczynkowy I STBY 15mA @ U IN = 24V zakres temperatur pracy T AMB 0 +45 C dopuszczalna długość przewodu do czujnika IR 20m 4) próg zabezpieczenia termicznego T THR 70±5 C 3) Napięcie na wejściu zasilania oznaczonym jako + względem wejścia. 4) Przewód wstążkowy AWG-28 Zwiększenie obciążalności systemu W razie potrzeby synchronicznego wysterowania większej liczby diod świecących niż pozwalają na to wyjścia sterownika VL-10/RGB zaleca się zastosowanie odpowiednich układów wzmacniających, na przykład sterownika VariLED-8/slave. Więcej szczegółów we właściwej karcie katalogowej. Ukompletowanie sterownika Wraz ze sterownikiem dostarczany jest pilot VL-IR9 oraz czujnik podczerwieni z przewodem o długości 1m zakończonym odpowiednim wtykiem. Na życzenie dostępne są również czujniki z przewodami o innej długości. Możliwe jest również zamówienie sterownika z zaprogramowanymi sekwencjami świetlnymi innymi od standardowych. 5/6
Porównanie sterowników VL-10/RGB i VL-6/RGB Użytkownicy sterownika VL-6/RGB najlepiej zorientują się w cechach jego ulepszonej wersji porównując oba urządzenia. Najważniejsze różnice przedstawiono w poniższej tablicy. VL-6/RGB obciążalność: 3 4A przesunięcie faz PWM między kanałami: brak częstotliwość PWM : 80 Hz minimalny krok regulacji: ok. 1/80 liczba poziomów regulacji: 32 (liczba możliwych do ustawienia kolorów: 32 tys.) liczba sekwencji świetlnych: 8 (ograniczona hardware owo) regulacja prędkości sekwencji barw: brak brak ustawianie koloru wyłącznie poprzez oddzielną regulację w każdym kanale RGB zabezpieczenie przeciwprzeciążeniowe: brak, zakłada się zastosowanie zasilacza z odpowiednim zabezpieczeniem włączanie i wyłączanie: skokowe brak VL-10/RGB obciążalność: 3 5A fazy RGB przesunięte wzajemnie o 120 (zmniejszenie impulsów prądu pobieranych z zasilacza) częstotliwość PWM: 488 Hz (opcjonalnie można przełączyć na 61, 122 lub 244 Hz) minimalny krok regulacji: 1/1024 (idealnie płynne zmiany poziomu bez zauważalnych skoków) liczba poziomów regulacji: 256 (liczba możliwych do ustawienia kolorów: 16 mln) liczba sekwencji świetlnych: początkowo 14 (z możliwością łatwego zwiększenia na życzenie) 8 prędkości przełączanych pilotem tryb symulacji obecności domowników kilkanaście kolorów predefiniowanych, łatwo przywoływanych pilotem czujnik temperatury wewnątrz obudowy sterownika wyłączający pracę przy przekroczeniu dopuszczalnej wartości włączanie i wyłączanie: miękkie (można zablokować przez zmianę opcji) przewidziana na module sterownika możliwość łatwego przerobienia na sterowanie napięciowe zgodne ze standardem 1-10V Wybór opcji Wyboru opcji można dokonać poprzez założenie bądź zdjęcie zwór znajdujących się wewnątrz obudowy. Miejsca na zwory opisano na płytce oznaczeniami J1 J5. Ich znaczenie podano w tablicy. Zmian ustawienia zwór należy dokonywać przy sterowniku odłączonym od zasilania. Miejsca nieopisane nie mają znaczenia i można na nich przechowywać zwory zapasowe. J1 J2, J3 J4 Dla sterownika VL-10/RGB zwora ta powinna być zdjęta. Jej założenie automatycznie zamienia sterownik VL-10/RGB w sterownik VL-10/M3. Do jego obsługi potrzebny będzie inny pilot (patrz karta katalogowa VL-10/M3). Zwory wyboru częstotliwości PWM. Brak zwór oznacza częstotliwość 488Hz. W uzasadnionych przypadkach można wybrać częstotliwości mniejsze 244Hz (założona J3), 122Hz (założona J2), lub 61Hz (założone J2 i J3). Zmniejszenie częstotliwości spowoduje też proporcjonalne spowolnienie wszystkich sekwencji świetlnych oraz narastania i opadania jasności przy włączaniu i wyłączaniu. Założenie J4 spowoduje wyłączenie miękkiego włączania / wyłączania świecenia. oprac. I.L., 19 lut 2011 6/6