Цветомузыка из светодиодной ленты своими руками

Светодиодные ленты – уникальные приборы освещения. Умелые электрики, что только не делают с ними. Вот и в этой статье хотелось бы разобраться с одним вариантом такого использования. Это цветомузыка из светодиодной ленты своими руками – схема безконтактная. Почему именно безконтактная? Потому что обычный способ подключения к источнику звука достаточно прост. Нас же интересует более сложная конструкция, которая, наверняка, будет интересна многим радиолюбителям. Тем более, этот вариант оригинальнее.

Комплектация схемы цветомузыки

Что потребуется для создания цветомузыки данного типа?

• Светодиодная лента RGB напряжением 12 вольт.
• Микрофон.
• Усилитель микрофона.
• Автоматический регулятор уровня.

Со светодиодной лентой все понятно, она является основной цветомузыкальной конструкции. Что касается микрофона, то именно он будет улавливать звуковые сигналы, от которых и будет работать вся схема. Но выходящий из микрофона сигнал очень слабый, поэтому его необходимо просто увеличить с помощью усилителя. Для данной схемы можно использовать прибор марки TL072. С его помощью можно увеличить амплитуду звука аж в одиннадцать раз.

Но тут возникает справедливый вопрос, будет ли работать, а если и будет, то как, цветомузыка, если звук от источника слишком слабый или слишком громкий? Ведь при этом увеличенный сигнал усилителем может не попасть в диапазон уровней, подлежащих обработке прибором. Поэтому в схему надо установить так называемый стабилизатор звука, который в независимости от входной амплитуды на выходе будет выдавать стабильный показатель, соответствующий требуемым нормам. Вот почему в комплектации мы указали автоматический регулятор уровня (АРУ).

Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем принципиальную схему цветомузыки из светодиодной ленты, которую сделать своими руками не проблема.

На ней усилитель обозначен IC1.1, а АРУ обозначается Q1. До места установки регулятора все понятно. Переходим ко второй части схемы. Здесь также необходимо использовать усилитель, но сигнал на выходе должны выпрямляться, для чего используются D1 и D2. И такой сигнал подается на базу АРУ. Это работает вот так:

• Если сигнал слишком большой, то автоматический регулятор уровня открывается, а, значит, уменьшается его сопротивление в цепи (а, точнее сказать, сопротивление его коллекторного перехода). То есть, получается так, что установленный в цепь транзистор начинает шунтировать поступающий сигнал, который проходит через R
• После этого необходимо разложить звук на три частоты, по одному на каждый цветовой сигнал светодиодной ленты. К примеру, басы и ударные на красный, вокал и гитары (средняя частота) на зеленый и высокие частоты на синий. Соответственно частоты на схеме пропускаются красный через R7 и C10, зеленый через R14, C11, C12, синий через R15, C
• Далее сигнал на каждый канал проходит через усилители напряжения и тока, потому что силы сигнала не будет хватать, чтобы зажечь светодиоды.

Детали схемы

Какие нюансы необходимо учесть при сборке цветомузыки из светодиодной ленты (на схеме частично это показано)?

• Микрофон лучше выбирать электретный, к примеру, из гарнитура для компьютера. Прекрасно себя ведет в этой схеме. Здесь важно правильно подключить его, учитывая полярность.
• Используемые электролитические конденсаторы должны быть напряжением не ниже 16 вольт. Остальные – это керамические аналоги.
• Обратите внимание на конденсатор C fc*. Он установлен для того, чтобы немного утихомирить высокие частоты, это связано с видом микрофона. Если используется в схеме другая марка микрофона, то можно этот конденсатор не устанавливать.
• Диоды D6, D7, D8 установлены по одной простой причине: цветовую установку можно использовать и как обычную подсветку без мигания в такт музыке. Для этого можно переключение режимов проводить стандартным тумблером. Если данная схема будет использоваться только в качестве цветомузыки, то в этих диодах нет нужды.
• Что касается транзисторов, то их выбор будет зависеть от длины светодиодной ленты. К примеру, если лента потребляет ток в пределах 0,5 ампер, то нужно установить транзисторы КТ815 или 817, если сила тока не превышает 0,3 ампера, то подойдет и КТ503.

Вот так можно ответить на вопрос, как сделать цветомузыку безконтактную, используя обычную светодиодную ленту.

Цветомузыка из светодиодной ленты — музыкальный RGB контроллер, подключение своими руками.

Музыкальный RGB контроллер, также как и обычный, управляет сменой цвета, уровнем яркости и динамическими эффектами светодиодной ленты.

Однако помимо этих стандартных функций, у него в корпус встроен еще микрофон и есть линейный вход для подключения внешнего источника музыкальных звуков.

Микрофон при этом реагирует на музыку играющую внутри помещения, а также на ваш голос. Он воспринимает это в соответствии с тактом, и меняет цветность и динамические эффекты Led ленты.

Применение и разница с профессиональной цветомузыкой

Такие эффекты можно применять для создания недорогой цветомузыки в кафе, баре, ресторанах.

Очень часто такие RGB девайсы покупают автолюбители и монтируют данную подсветку на днище или в салоне своей машины.

Со стороны выглядит очень эффектно, тем более по затратам это сущие копейки. 

Безусловно, эффекта профессиональной цветомузыки вы не получите. Здесь не будет явного разделения спектра звука на средние и высокие частоты, и тонкой привязки моргания от этого.

Что басы, что писк, мигать будет все одинаково, но по разному алгоритму. В идеале басы должны быть красными, высокие частоты сопровождаться синим, желтым, белым цветом, а средние — зеленым.

Здесь же этого ничего не будет, но и смысла большого в этом нет, так как контроллер управляет только целой лентой, а не отдельными ее участками.

Микрофон или Jack 3.5мм

Через линейный вход Jack на 3,5мм, при помощи штекера можно подать звук напрямую от любого источника — магнитофона, радиоприемника, магнитолы, телефона и т.п.

Микрофон при этом отключается и перестает реагировать на внешние звуковые раздражители. Вся функциональность контроллера автоматом переключается на прямой источник звука.

Если кто-то считает этот разъем бесполезной «фичей», то можете сравнить скорость реакции смены цветов при использовании микрофона и Jack 3,5mm разъема.

Разница будет заметна невооруженным глазом.

Поэтому, если хотите получить максимальный эффект от музыкального контроллера, то лучше подключать музыку напрямую. Дома это конечно не удобно, придется тянуть отдельный провод к коробочке под потолком.

А вот в автомобиле подсоединить магнитолу, лучше именно таким способом.

Чувствительность микрофона регулируется специальной ручкой.

С обратной стороны вставлена клеммная колодка для непосредственного подключения RGB светодиодной ленты.

В большинстве моделях колодку эту можно отсоединить.

Так гораздо удобнее производить коммутацию всех проводов.

Радиоуправляемый или инфракрасный контроллер

В комплекте всегда идет пульт дистанционного управления. Он может быть двух типов:

• управляемый по радиоканалу

Какой из них лучше? При инфракрасном управлении необходимо, чтобы контроллер находился в зоне непосредственной видимости, не более 3-4м.

В противном случае, сигналы до него поступать не будут. При радиоуправлении, вы можете запрятать музыкальный контроллер за подвесной потолок, положить на шкаф или за гипсокартон.

Он все равно будет хорошо реагировать на все сигналы от пульта в радиусе 8-10м. Поэтому такой вариант все же лучше, хотя и дороже.

Обозначаются радиоуправляемые контроллеры маркировкой RF.

На пульте помимо кнопок вкл-выкл находится еще масса других функциональных и разноцветных кнопочек.

Разноцветными можно выбирать свечение подсветки, каким-либо одним статическим цветом, если вы не хотите, чтобы у вас все переливалось как радуга.

Остальные отвечают за предустановленные программы (стробоскоп, резкая и плавная смена цветов), скорость динамических спецэффектов.

Есть еще кнопки чувствительности при воспроизведении музыки, которые как бы дублируют основную регулировочную ручку на корпусе.

Выбор по току и мощности

При подключении RGB контроллера, смотрите на его номинальные параметры. Во-первых, на какое напряжение он рассчитан.

Соответственно именно через такой блок питания, его и нужно запитывать.

Во-вторых, максимальный ток. Исходя из этого, можно узнать какую ленту и какой длины можно через него запустить.

Например, если у него на корпусе написано 12А, то при Led ленте 12в это значение будет:

P=I*U=12А*12в=144Вт

Далее, сверяете этот параметр с маркой вашей светодиодной ленты и подсчитываете достаточно ли здесь мощности.

К примеру лента SMD 5050 60 диодов на 1 метр, потребляет на метровом отрезке 14,4Вт. Это значит, что через вышеприведенный RGB контроллер, можно будет подключить не более 10м такой подсветки.

Причем согласно правил подключения светодиодных лент, это должны быть два параллельных куска по 5м каждый.

Есть и совсем небольшие музыкальные контроллеры, размером чуть более спичечного коробка.

Они и рассчитаны соответственно на совершенно другие токи и другой метраж Led лент.

Схема подключения

При подключении, дабы у вас не перепутались цвета, соблюдайте распиновку. От конца светодиодной ленты, уже как правило отходят припаянные отрезки разноцветных проводов.

Если их нет, придется припаять их самому. Сложного в этом ничего нет, но определенные нюансы все же существуют. Какие именно, описано в статье ниже.

При готовом 4-х пиновом коннекторе-разъеме папа-мама, подключение выглядит еще проще.

Таким образом соединяете все провода по своим цветам:

• V»+» — общий плюсовой провод

Что будет, если например подключить зеленый провод от Led ленты не к своему контакту на клеммной колодке, а к другому, например с надписью «B»?

В этом случае при нажатии на пульту на зеленую кнопку, у вас подсветка будет светиться не зеленым цветом, а синим. Что как понимаете, не очень удобно.

На этом же блоке, на клеммной колодке расположены контакты для подключения питания 12 или 24в. Самое главное здесь не перепутать полярность.

На клемму со знаком «+» должен приходить провод от плюсового контакта блока питания. На клемму «-» от минусового. Иначе можете что-нибудь спалить.

В принципе на этом все подключение можно считать завершенным.

Последовательность схемы здесь следующая:

• RGB музыкальный контроллер

• светодиодная лента

Нажимаете кнопку ВКЛ на пульту и проверяете работоспособность самой ленты, переключая вручную все цвета. Далее ручкой отстраиваете чувствительность. Желательно добиться такого эффекта, чтобы контроллер на реагировал на голос и посторонние разговоры в помещении, зато хорошо срабатывал на басы, музыкальные звуки и мелодии.

Отличие от обычного контроллера

В принципе такой контроллер можно использоваться 90% времени и как обычный RGB контроллер.

Все правила работы с ним, схемы подключения разных отрезков в 10-15-20м, использование усилителей сигнала, автоматически будут распространяться и на него. 

Правда обращайте внимание, есть разновидность RGBW ленты, где присутствует 4-й канал подсветки с чистым белым светом.

Для нее придется поискать соответствующий девайс, также с четырьмя контактами. Иначе белый цвет W, придется откинуть.

Если же у вас обычная одноцветная светодиодная лента, то ее можно разделить на отдельных три участка. Каждый участок при этом подключить к своему R-G-B выходу на контроллере.

Цвета меняться конечно не будут, зато разные моргания и перемигивания в такт музыке сохранятся.

Схема цветомузыки на RGB-светодиодной ленте

Цветомузыка на RGB-светодиодах

Пик популярности цветомузыкальных установок приходится на 80-е годы прошлого века. Сейчас о них как-то почти позабыли. И все же, время не стоит на месте, и есть новые технологии, способные оживить «цветомузыку» в новом виде. Вот, например, трехцветные светодиодные RGB-ленты или гирлянды, они могут быть значительной длины и работать даже как осветительный прибор. Только, управляются они обычно по программе, как ёлочные гирлянды или реклама, ну или можно менять с их помощью цвет освещения в помещении. А если все это будет завязано на музыку? Представьте, экран ЦМУ размером с потолок! Но для этого нужно соответствующее устройство управления.

На рисунке показана экспериментальная схема ЦМУ, работающая с RGB-свето-диодной лентой или гирляндой. Все как у «типовой» ЦМУ, — три частотных канала, три выходных ключа, к которым соответственно подключены три цвета RGB-светодиодной ленты (или гирлянды).
Схема полосовых фильтров выполнена на микросхемах LM567.

Микросхемы LM567 являются тональными декодерами с ФАПЧ, они предназначены для работы в системах управления с частотным кодирование и представляют собой активные фильтры с очень узкой полосой захвата ФАПЧ. В данном случае, чтобы перекрыть весь звуковой диапазон хотя бы от 50 Гц до 12000 Гц на три полосы нужно расширить полосы захвата ФАПЧ микросхем. Полоса захвата ФАПЧ ИМС LM567 зависит от конденсатора на выводе 2, чем его емкость больше, тем уже полоса. Обычно там несколько мкФ, но здесь емкости этих конденсаторов уменьшены до 0,047 мкФ, в результате полоса захвата очень расширилась, и стала достаточной для использования микросхем LM567 в качестве фильтров в цветомузыкальной установке.

Диапазон входного напряжения ЗЧ на входе ИМС LM567 — 20-200 мВ, при частоте, соответствующей полосе настройки фильтра происходит захват. Если частота входного сигнала лежит в пределах полосы на выходе ИМС LM567 открывается ключ, между выводом 8 и общим минусом питания.

Входной сигнал поступает на разъем Х1, номинальная величина входного напряжения ЗЧ должна быть в районе 100-300 мВ. Это напряжение поступает на три регулятора на переменных резисторах R1, R6, R11. Этими переменными резисторами в процессе работы устройства устанавливаются оптимальные уровни ЗЧ сигналов по частотным каналам, конкретно для каждого случая воспроизведения, так чтобы получить желаемый эффект.

Значения средних частот полос устанавливаются RC-цепями, подключенными между выводами 5 и 6 микросхем LM567. Подсчитать их можно по формуле:

F = 1/ (1,1*R*C)

F — частота в кГц, R — сопротивление в кОм, С — емкость в мкФ.

Соответственно, центральные частоты выбраны 150 Гц, 900 Гц, и 9000 Гц. При желании, пользуясь вышеуказанной формулой можно выбрать другие центральные частоты полос. При этом можно подбирать не только конденсаторы, но и резисторы (включенные между выводами 5 и 6 ИМС LM567).

Рассмотрим работу на примере низкочастотного канала на А1. Пока сигнала частотой в полосе частот фильтра нет, либо его уровень мал, на выходе, на выводе 8 А1 будет напряжение логической единицы (выходной ключ закрыт, выход подтянут к плюсу питания через резистор R2). На элементах D1.1-D1.2 выполнен триггер Шмитта, его выходом является выход элемента D1.1, поэтому когда на выходе А1 единица, на выходе D1.1 имеется логический ноль. Ключ на полевом мощном транзисторе VT1 закрыт и питание на R-часть светодиодной RGB-ленты не поступает.
Если на входе А1 есть напряжение ЗЧ с частотой в полосе частот фильтра, и его уровень достаточен для захвата, на выходе, на выводе 8 А1 будет напряжение логического нуля (выходной ключ открыт). На выходе D1.1 при этом — логическая единица. Транзистор VT1 открывается и включает питание R-части светодиодной RGB-ленты.

Аналогично работают и два других канала, среднечастотный на А2 и высокочастотный на А3, разница только в частоте входного напряжения ЗЧ.

В принципе, затворы полевых ключевых транзисторов можно и непосредственно подключить к выходам LM567, но, во-первых, схема будет работать наоброт, то есть, когда сигнала нет светодиодная лента будет гореть, а когда есть, — гаснуть. И во-вторых, транзисторы будут перегреваться, потому что будет затянут во времени процесс их открывания, и существенное время они будут находиться в среднем состоянии, когда на канале падает значительное напряжение, и мощность. Триггер Шмитта устраняет эти проблемы.
Монтаж выполнен на макетной плате.

Снегирев И.
Источник: Журнал Радиоконструктор №1-2016

---

Цветомузыка на RGB

Цветомузыка из светодиодной ленты: подключение

 

Всем нам время от времени хочется праздника. Иногда хочется погрустить или испытать другие эмоции. Самый простой и эффективный способ добиться желаемого результата – послушать музыку. Но одной лишь музыки часто бывает недостаточно – нужна визуализация звукового потока, спецэффекты. Иначе говоря – нужна цветомузыка (или светомузыка как её иногда называют). Но где же её взять, если подобная аппаратура в специализированных магазинах стоит недешево? Сделать своими руками, конечно же. Все, что для этого нужно, это наличие компьютера (или блока питания отдельно), нескольких метров светодиодной RGB ленты мощностью потребления в 12в, макетная плата USB (AVR-USB-MEGA16 – пожалуй, самый дешевый и простой вариант), а также схема того, что и куда подключать.

Немного о ленте

Прежде чем перейти к самим работам, необходимо определить, что же собой представляет эта светодиодная RGB лента мощностью именно 12в. А является она простым, но одновременно очень хитроумным изобретением.

Светодиодная лента

Светодиоды известны уже не первое десятилетие, но благодаря инновационным разработкам стали действительно универсальным решением для множества проблем в сфере электроники. Они сейчас применяются повсеместно – как индикаторы в бытовой технике, самостоятельно в виде энергосберегающей лампы, в космической отрасли, а также в сфере спецэффектов. К последней можно отнести и цветомузыку. Когда светодиоды трех типов – красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) объединяются на одной ленте, то получается светодиодная RGB лента. В современных RGB диодах имеется миниатюрный контроллер. Это позволяет им испускать все три цвета.

Особенностью такой является ленты то, что все диоды сгруппированы и соединены в общую цепочку, управляемую общим контроллером (им может оказаться также и компьютер в случае подключения через USB, либо специальный блок питания с пультом управления для автономных модификаций). Все это позволяет создать практически бесконечную ленту с минимумом проводов. Её толщина может достигать буквально нескольких миллиметров (если не учитывать варианты с резиновой или силиконовой защитой от физических повреждений, влаги и температуры). До изобретения такого типа микроконтроллеров самая простая модель имела, по крайней мере, три провода. И чем выше была функциональность таких гирлянд – тем больше было проводов. В западной культуре фраза «распутать гирлянду» давно уже стало нарицательным для всех долгих, нудных и крайне запутанных дел. И вот сейчас это перестало быть проблемой (еще и потому, что светодиодную ленту предусмотрительно накручивают на специальный небольшой барабан).

Что нам нужно?

Цветомузыка своими руками из ленты GE60RGB2811C

В идеале, для организации цветомузыки своими руками нам подойдет уже готовая светодиодная лента с питанием от USB порта компьютера. Все, что нам надо – скачать необходимое приложение на для того же компьютера, настроить ассоциации файлов с нужным аудио-проигрывателем, и наслаждаться результатом. Но это если нам очень повезет, и если у нас есть деньги, чтобы все это приобрести. В ином случае все выглядит несколько сложнее.

 

В продаже магазинов электронных комплектующих есть различные по длине и мощности светодиодные ленты, но нам нужна только 12в. Она является наилучшим вариантом для подключения к компьютеру посредством USB. Так, например, можно найти модель GE60RGB2811C, которая представляет собой последовательно подключенных 300 RGB светодиодов. Один из плюсов любой такой ленты в том, что её можно нарезать как кому удобно – любой длины. Все что нужно после этого – соединить контакты, чтобы электрическая цепь не была разомкнутой, и схема была целостной (это надо сделать обязательно).

Схема настройки цветомузыки

Также нам может понадобиться макетная плата для подключения USB. Самым популярным, дешевым, но при этом функциональным вариантом для подключения является модель AVR-USB-MEGA16 под USB 1.1. Эта версия USB считается уже несколько устаревшей т.к. передает сигнал к светодиодам со скоростью 8 миллисекунд, что для современной техники слишком медленно, но, поскольку человеческий глаз и эту скорость воспринимает как «мгновение ока», то нам она вполне подойдет.

AVR-USB-MEGA16

Если опустить большинство сложнейших технических тонкостей и нюансов, то все, что требует от нас схема такого подключения, это взять ленту нужной длины, высвободить и зачистить контакты на одной стороне, подключить и припаять их к выходу на макетной плате (на самой плате указаны символы, какой разъем и для чего нужен) и, собственно, всё. Для полной длины ленты в 12в может не хватить питания, поэтому можно их запитать от старого блока питания компьютера (это потребует параллельного подключения), или просто обрезать ленту. Звук при просто этом варианте будет идти из компьютерных динамиков. Для особо искушенных в электронике мастеров, можно порекомендовать присоединить микрофонный усилитель и маленький «динамик-пищалку» прямо к AVR-USB-MEGA16.

Схема крепления контактов ленты к USB шнуру от смартфона

Если эту плату раздобыть не удалось, то на самый крайний случай подключение можно сделать через светодиодную RGB ленту 12в к USB кабелю от смартфона или планшетного компьютера (схема по настройке цветомузыки своими руками это допускает). Важно только убедиться, что шнур даст необходимые 5 ватт мощности. В завершение всех этих манипуляций устанавливаем программу SLP (или прописываем все шаги в txt файле, если позволяют познания в программировании и понятна схема и алгоритм всех действий), выбираем нужный режим (по количеству диодов), и наслаждаемся работой, проделанной своими руками.

Вывод

Цветомузыка не является предметом первой необходимости, но зато делает нашу жизнь гораздо интереснее, и не только из-за того, что мы теперь можем смотреть на мигающие разноцветные огоньки, загорающимися и тухнущими в такт любимой мелодии. Нет, мы о другом. Сделав нечто подобное своими руками, а не купив в магазине, каждый почувствует прилив сил от удовлетворения, присущего каждому мастеру и творцу, и осознания, что он тоже чего-то стоит. А по сути вопроса – цветомузыка установлена, мигает и радует глаз с минимальными расходами и максимальным удовольствием – чего еще надо?..