31 października 2020
Sterowanie diodami LED RGB za pomocą komputera
Oprogramowanie dedykowane LabVIEW do współpracy ze sterownikiem diod i pasków LED RGB SPL-3C firmy DAGON.

Oświetlenie typu LED jest jednym z najpopularniejszych obecnie źródeł światła. Oprócz najczęściej spotykanych diod monochromatycznych, bardzo ciekawym rozwiązaniem są diody LED RGB. Są one tak naprawdę zbudowane z trzech miniaturowych diod LED barwy czerwonej (R-red), zielonej (G-green) i niebieskiej (B-blue), umieszczonych w jednej obudowie. Generowanie światła o różnych kolorach odbywa się przez mieszanie trzech barw podstawowych. Typowa dioda LED RGB posiada cztery wyprowadzenia – wspólną katodę lub anodę oraz trzy wyprowadzenia dla diod o barwach podstawowych. Powstaje pytanie: jak realizowane jest sterowanie diodami LED?

Manualne sterowanie diodami LED RGB

Dzięki takiej budowie użytkownik uzyskuje możliwość dowolnego wyboru sposobu zasilania diod. Jeśli podłączymy prąd wyłącznie do diody czerwonej, to dioda ta będzie świeciła z maksymalną mocą światła czerwonego. W podobny sposób możemy manualnie włączyć na 100% mocy diodę LED koloru zielonego i niebieskiego. Poprzez odpowiednie podłączenie wyprowadzeń diody LED RGB do zasilania możemy uzyskać 3 podstawowe kolory świecenia (czerwony, zielony i niebieski) oraz 4 kolory, które powstaną poprzez zmieszanie barw podstawowych. Połączenie koloru czerwonego z zielonym da nam kolor żółty (yellow). Równoczesne włączenie diody czerwonej i niebieskiej pozwoli na uzyskanie koloru różowego (magenta). Zapalenie diody zielonej i niebieskiej wygeneruje światło błękitne (cyan). Gdy zasilimy wszystkie diody równocześnie zobaczymy światło białe.  

Sterownik diod i pasków LED RGB

O wiele ciekawsze efekty możemy uzyskać przy zastosowaniu specjalnego sterownika do diod LED RGB. Do naszego systemu wybraliśmy sterownik SPL-3C firmy DAGON. Jest to sterownik działający w oparciu o protokół komunikacyjny DMX-512 (DMX – Digital MultipleXed Protocol).  Bardzo popularny i powszechnie stosowany w systemach oświetlenia scenicznego. Protokół ten (jak nazwa nam podpowiada) pozwala na sterowanie pracą do 512-tu odbiorników. Do połączenia sterownika LED z komputerem sterującym użyliśmy konwertera USB na RS-485. Działanie aplikacji przetestowaliśmy między innymi na konwerterach ADA-I9140 (CEL-MAR), USB-RS3 (ELPRAM) i USB-DMX512 (DAB-System).

Schemat komputerowego systemu sterowania diodami LED RGB

Oprogramowanie do sterowania diodami LED RGB

Aby w pełni wykorzystać możliwości sterownika SPL-3C przygotowaliśmy aplikację z intuicyjnym interfejsem użytkownika. Do sterowania natężeniem świecenia każdej z barw podstawowych wykorzystaliśmy charakterystyczne, kolorowe suwaki. Możemy za ich pomocą płynnie wybierać natężenie świecenia diody LED RGB danego koloru w zakresie od 0 do 255. Aplikacja po każdorazowej zmianie położenia suwaka prezentuje nam kolor światła, który w ten sposób uzyskamy. Dodatkowy suwak pozwala na uruchomienie efektu stroboskopowego, czyli migotania światła z zadaną częstotliwością. 

Oprogramowanie do sterowania diodami LED RGB

Przed uruchomieniem programu należy odpowiednio skonfigurować sterownik SPL-3C. Aby wykorzystać możliwości programu, o których wcześniej wspomnieliśmy, należy wprowadzić do sterownika kombinację kodów:

  • 555 – praca w trybie DMX RGB
  • 620 – funkcja DIMMER wyłączona
  • 631 – funkcja STROBO aktywna
  • 662 – po zaniku sygnału DMX wygaś wszystkie diody LED
  • 001 – adres DMX sterownika SPL-3C

Komunikacja komputera z wieloma sterownikami pozwala na zaprogramowanie najrozmaitszych sekwencji włączania i wyłączania poszczególnych świateł i mieszania kolorów. Dobrym przykładem wykorzystania takich systemów są widowiska typu światło i dźwięk np. efektowne pokazy fontann. 

Słownik pojęć

DMX-512

DMX – Digital MultipleXed Protocol. Jest to protokół komunikacyjny powszechnie wykorzystywany w systemach oświetlenia scenicznego.