RU194838U1

RU194838U1 - LED STRIP LIGHT

Info

Publication number: RU194838U1
Application number: RU2019107444U
Authority: RU
Inventors: Найра Анатольевна Давидсон; Алексей Олегович Саксаганский; Олег Витальевич Саксаганский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ЛайтТек
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-12-25

Abstract

Заявленное техническое решение относится к светодиодным лентам. По подключению к источнику питания светодиоды конструктивно объединяются в группы (сегменты), в которых они схемотехнически соединены последовательно как между собой, так и с токоограничительным резистором. Все сегменты идентичны по составу и подключены к питанию параллельно. Управление яркостью свечения таких лент осуществляется только по всей их длине. Для получения некоторых динамических возможностей управления свечением вдоль светодиодной ленты обычно в ее конструкцию вводятся элементы (микросхемы адресных контроллеров в одном случае, стабилитроны и транзисторы - в другом), позволяющие подключать к питанию отдельные светодиодные сегменты.Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.Поставленная задача решается благодаря тому, что светодиоды по подключению сгруппированы в трех или более идентичных сегментах ленты, имеющих у каждого сегмента независимое подключение к питанию и образующих последовательную цепь, которая, в свою очередь, периодически повторяется вдоль светодиодной ленты. При подключении такой ленты к питанию в случае объединения всех минусовых шин, приведенная светодиодная лента по функционированию ничем не отличается от стандартной. В случае, когда минусовые шины подключаются к источнику питания независимо, то возникает возможность осуществления различных динамических световых сценариев вдоль ленты.Таким образом, образуется функциональная вариативность светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.The claimed technical solution relates to LED strips. By connecting to a power source, the LEDs are structurally combined into groups (segments) in which they are circuit-connected in series with each other and with a current-limiting resistor. All segments are identical in composition and connected to power in parallel. The brightness control of such ribbons is carried out only along their entire length. To obtain some dynamic lighting control capabilities along the LED strip, elements (chips of address controllers in one case, zener diodes and transistors in the other) are usually introduced into its design, which allow connecting individual LED segments to power. The objective of this utility model is to expand the functionality of the LED strip without introducing additional elements into its design. The problem is solved due to the fact that the LEDs for connecting the group anes in three or more identical segments tape having each segment independent connection to the power supply and forming a series circuit, which in turn are periodically repeated along the LED strip. When connecting such a tape to the power in the case of combining all the negative buses, the LED strip shown in operation is no different from the standard. In the case when the negative buses are connected to the power source independently, it becomes possible to carry out various dynamic light scenarios along the strip. Thus, the functional variability of the LED strip is formed without introducing additional elements into its design.

Description

Техническое решение относится к светодиодным лентам.The technical solution relates to LED strips.

- источник света, собранный на основе светодиодов. Представляет собой гибкую печатную плату, на которой равноудаленно друг от друга расположены светодиоды (преимущественно SMD LED). Для ограничения тока через светодиоды, в электрическую схему ленты вводятся ограничительные сопротивления (резисторы), которые также монтируются на ленте». (https://ru.wikipedia.org/wiki/светодиодная_лента)

- a light source assembled on the basis of LEDs. It is a flexible printed circuit board on which LEDs are located equidistant from each other (mainly SMD LEDs). To limit the current through the LEDs, limiting resistances (resistors) are introduced into the electrical circuit of the tape, which are also mounted on the tape. " (https://ru.wikipedia.org/wiki/LED strip)

Ленты бывают с монохромным свечением (красного, зеленого, синего, желтого, белого цвета) и многоцветные (с возможностью создания практически любого оттенка, RGB).Ribbons come in monochrome (red, green, blue, yellow, white) and multi-color (with the ability to create almost any shade, RGB).

По подключению к источнику питания светодиоды конструктивно объединяются в группы (сегменты), в которых они схемотехнически соединены последовательно как между собой, так и с токоограничительным резистором (в зависимости от выбранного напряжения питания, количество светодиодов в сегменте - от одного до шести). Все сегменты идентичны по составу и подключены к питанию параллельно.By connecting to a power source, the LEDs are structurally combined into groups (segments) in which they are circuit-connected in series with each other and with a current-limiting resistor (depending on the selected supply voltage, the number of LEDs in the segment is from one to six). All segments are identical in composition and connected to power in parallel.

Управление яркостью свечения таких лент осуществляется по всей их длине или изменением напряжения питания (что технически достаточно сложно и малоприменимо), или с помощью контроллера, - методом ШИМ - регулирования. Причем включение/выключение светодиодных лент, а также изменение их яркости свечения во времени, можно программировать с помощью тех же контроллеров. В случае с RGB-лентами с помощью контроллеров можно создавать множество оттенков свечения, но, опять-таки, по всей длине ленты одновременно.The brightness control of such ribbons is controlled over their entire length or by changing the supply voltage (which is technically quite difficult and not very applicable), or using the controller, using the PWM regulation method. Moreover, turning on / off the LED strips, as well as changing their brightness in time, can be programmed using the same controllers. In the case of RGB tapes, using controllers you can create many shades of glow, but, again, along the entire length of the tape at the same time.

Для управления яркостью светодиодов (в случае RGB-цветом свечения) посегментно, в патенте ЕР 3070999 А1 (Control of pixel addressable led strips) предложено использование протокола SPI (SPI англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus - последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) - последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, предназначенный для обеспечения простого и относительно недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии.)To control the brightness of the LEDs (in the case of the RGB-color of the glow) segmentwise, in the patent EP 3070999 A1 (Control of pixel addressable led strips) the use of the SPI protocol (SPI English Serial Peripheral Interface, SPI bus - serial peripheral interface, SPI bus) is proposed - a full-duplex serial synchronous data transmission standard designed to provide simple and relatively inexpensive high-speed pairing of microcontrollers and peripherals.)

Так, около каждого светодиодного сегмента на ленте устанавливается микросхема адресного контроллера и такая лента подключается к управляющему контроллеру. В работе https://svetoyar.pro/instrukcii/svetodiodnye_lenty_begushchij_ogon_cifrovoj_protokol_spi показаны как «плюсы» такой организации подключения светодиодов, позволяющее получать интересные эффекты, такие как «бегущие огни», «северное сияние» и другие, так и ограничения - по максимальному количеству одновременно подключаемых управляемых светодиодных сегментов, по строгому соблюдению направления подключения. К очевидным плюсам можно отнести также возможность получения как статической «картины» свечения, так и динамической, причем с возможностью изменения направления перемещения статической «картины» вдоль ленты.So, near each LED segment, an address controller chip is installed on the tape and this tape is connected to the control controller. The work https://svetoyar.pro/instrukcii/svetodiodnye_lenty_begushchij_ogon_cifrovoj_protokol_spi shows how the "advantages" of such an organization of connecting LEDs, which allows you to get interesting effects, such as "running lights", "northern lights" and others, as well as restrictions on the maximum number at the same time plug-in controlled LED segments, in strict compliance with the direction of connection. The obvious pluses include the possibility of obtaining both a static "picture" of the glow, and dynamic, with the possibility of changing the direction of movement of the static "picture" along the ribbon.

Однако, необходимость подключения микросхем адресного управления у каждого светодиодного сегмента, сложность программирования и дороговизна управляющего контроллера, увеличивают в разы, если не на порядок, стоимость такого светотехнического устройства по сравнению со «стандартной» светодиодной лентой с идентичными светотехническими возможностями.However, the need to connect address-control microcircuits for each LED segment, the programming complexity and the high cost of the control controller increase the cost of such a lighting device by several times, if not by an order of magnitude, compared to a “standard” LED strip with identical lighting capabilities.

В патенте US 9844117 B2 (Apparatus And Method For LED Running Light Control And Status) для получения исключительно эффекта «бегущего огня» к каждому светодиоду также подключаются полупроводниковые элементы (стабилитроны и транзисторы). Такая система менее дорога в стоимостном выражении, но имеет ограничения - отсутствует возможность получения статичной «картинки» включения светодиодов, нет возможности изменения направления бегущего огня, выход из строя всей светодиодной системы при повреждении любого одного светодиода. Есть, также, и существенное ограничение по максимальной длине такого устройства.In the patent US 9844117 B2 (Apparatus And Method For LED Running Light Control And Status) to obtain exclusively the effect of "running fire" to each LED also connects semiconductor elements (zener diodes and transistors). Such a system is less expensive in terms of value, but it has limitations - there is no possibility of obtaining a static “picture” of turning on the LEDs, there is no possibility of changing the direction of the running light, failure of the entire LED system if any one LED is damaged. There is also a significant limitation on the maximum length of such a device.

У приведенных двух технических решений по сравнению с «обычной» светодиодной лентой есть одно общее - для получения некоторых динамических возможностей управления свечением вдоль светодиодной ленты, введенные в ее конструкцию элементы (микросхемы адресных контроллеров в одном случае, стабилитроны и транзисторы - в другом) позволяют подключать к питанию отдельные светодиодные сегменты.The two technical solutions compared to the “ordinary” LED strip have one thing in common - to get some dynamic lighting control capabilities along the LED strip, the elements introduced into its design (address controller chips in one case, zener diodes and transistors in the other) allow you to connect separate LED segments to power.

Задачей технического решения является расширение функциональных возможностей светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.The objective of the technical solution is to expand the functionality of the LED strip without introducing additional elements into its design.

Поставленная задача решается благодаря тому, что светодиоды по подключению сгруппированы в трех или более идентичных сегментах ленты, имеющих у каждого сегмента независимое подключение к питанию и образующих последовательную цепь, которая, в свою очередь, периодически повторяется вдоль светодиодной ленты.The problem is solved due to the fact that the connection LEDs are grouped in three or more identical segments of the tape, each segment having an independent power supply and forming a series circuit, which, in turn, is periodically repeated along the LED strip.

Техническое решение иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 1. Для примера приведена схема стандартного светодиодного сегмента, состоящая из 3 светодиодов и токоограничительного резистора, характерная для светодиодных лент с питанием 12 Вольт. Сегменты, обозначенные C1, С2 и С3, идентичны и отличаются друг от друга тем, что при общем подключении к плюсовой шине питания имеют раздельное подключение к минусовым шинам. Такие группы, состоящие из трех сегментов, отличающихся друг от друга раздельным подключением к шинам питания, повторяются по всей длине ленты. При подключении такой ленты к питанию в случае объединения всех минусовых шин, приведенная светодиодная лента по функционированию ничем не отличается от «стандартной».The technical solution is illustrated by the circuit shown in FIG. 1. For an example, a diagram of a standard LED segment, consisting of 3 LEDs and a current-limiting resistor, is typical for LED strips with a voltage of 12 volts. The segments marked C1, C2 and C3 are identical and differ from each other in that when connected to the plus power bus, they have a separate connection to the negative buses. Such groups, consisting of three segments that differ from each other by a separate connection to the power buses, are repeated along the entire length of the tape. When connecting such a tape to the power supply in the case of combining all the negative buses, the LED strip shown in operation is no different from the "standard" one.

В случае, когда минусовые шины подключаются к источнику питания независимо - то возникает возможность осуществления различных динамических световых сценариев вдоль ленты.In the case when the negative buses are connected to the power source independently, it becomes possible to carry out various dynamic light scenarios along the tape.

Таким образом, образуется функциональная вариативность светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.Thus, the functional variability of the LED strip is formed without the introduction of additional elements in its design.

Так, например, последовательное включение/выключение минусовых шин «1», «2», «3», «1», создает эффект «бегущий огонь», перемещающийся слева направо. При замене подключения на «3», «2», «1», «3»… направление «бегущего огня» меняется на противоположное. Причем сохраняются все функциональные возможности стандартной светодиодной ленты - резкое кратковременное включение/выключение - «строб», плавное изменение яркости. При этом- с перемещением этих эффектов вдоль ленты.So, for example, sequential switching on / off of negative buses “1”, “2”, “3”, “1” creates the effect of “running fire” moving from left to right. When replacing the connection with "3", "2", "1", "3" ... the direction of the "running fire" is reversed. Moreover, all the functionality of the standard LED strip is preserved - a sharp short-term on / off - “strobe”, a smooth change in brightness. In this case, with the movement of these effects along the tape.

На показанном на фиг. 1 примере разделение питания сегментов произведено по минусовой шине. Это удобно для управления этими лентами стандартными контроллерами, разработанными для RGB-лент, где управление каждым цветом осуществляется по минусовой шине.As shown in FIG. 1 example, the separation of the power segments is performed on the negative bus. This is convenient for controlling these tapes with standard controllers designed for RGB tapes, where each color is controlled via the negative bus.

Таким образом, техническая осуществимость полезной модели вытекает из детального описания конструкции светодиодной ленты, приведенных нескольких вариантов ее подключения в сочетании с практическим достижением указанного технического результата.Thus, the technical feasibility of the utility model follows from a detailed description of the design of the LED strip, given several options for its connection in combination with the practical achievement of the specified technical result.

Claims

LED strip, consisting mainly of LEDs, sequentially located on a flexible basis and structurally combined to connect to the positive bus power supply in segments in which they are circuit-connected in series both with each other and with a current-limiting resistor, and all segments are identical in composition, differing in composition the fact that the LED strip has three or more negative buses, and every three or more consecutively arranged segments form chains in which the segments are connected chen to the corresponding negative buses, and these chains are periodically repeated along the LED strip.