При сборке, монтаже и эксплуатации системы освещения RGB или монохромной светодиодной лентой приходится сталкиваться с ее полной или частичной неработоспособностью. Причиной могут быть как ошибки, допущенные при соединении элементов системы, так и вызванные неисправностью одного из них. О том, как найти причину и устранить неисправность и пойдет речь в этой статье.
Назначение и технические характеристики контроллера LN-IR24B
Для реализации всех световых возможностей RGB светодиодных лент, они подключаются через контроллер. Контроллер это электронное устройство, позволяющее дистанционно управлять режимом работы светодиодной ленты.
Хотя контроллеры и надежные, но случается, выходят из строя, зачастую в результате нарушения правил эксплуатации – перегрузке по выходу, короткое замыкание выходных клемм, подача повышенного питающего напряжения или из-за не правильной полярности подключения к блоку питания. Иногда отказывают и не надежные электронные компоненты, из которых собран контроллер. Контроллер может не включаться и потому, что в пульте дистанционного управления села батарейка. Контроллер для лент дорогостоящее изделие и в случае поломки есть смысл попробовать отремонтировать его своими руками.
Рассмотрим на примере порядок диагностики и технологию ремонта широко распространенного контроллера типа LN-IR24B, применяемого для управления светоизлучением RGB светодиодных лент. Внешний вид контроллера LN-IR24B представлен на фото выше.
Контроллер RGB не является самостоятельным устройством и для его работы, как видно из структурной схемы, необходимо подать с блока питания постоянного тока напряжение 12 В или 24 В (в зависимости от модели контроллера), и подключить светодиодную ленту. Более подробно вопрос подключения светодиодной RGB ленты рассмотрен в статье сайта «Подключение RGB светодиодных лент».
В комплекте поставки контроллера отсутствует информация по техническим характеристикам и описание назначения кнопок пульта дистанционного управления. Дополню этот пробел.
Технические характеристики RGB-контроллер LN-IR24B
Параметр Единица измерения Величина
Температура окружающей среды при работе
˚С
минус 10…+50
Входное напряжение
V
DC 12 или 24
Тип разъема подачи входного напряжения
–
коаксиальный DC Jack 5,5 мм
Тип выхода
–
три канала (RGB)
Способ управления RGB светодиодной лентой
–
широтно импульсная модуляция (ШИМ)
Ток нагрузки на один канал
A
2
Общий провод для каналов
–
плюсовой (анод)
Расстояние дистанционного управления с ПДУ, не менее
м
8
Способ управления с ПДУ
–
инфракрасные лучи IR
Электропитание ПДУ
штук
1 батарейка CR2025 (3V)
Назначение кнопок ПДУ RGB-контроллера LN-IR24BУ
Внешний вид пульта дистанционного управления приведен на фотографии. На нем имеется 24 кнопки для управления режимом свечения светодиодной RGB ленты.
Инфракрасный сигнал излучается со стороны верхнего ряда кнопок и для управления необходимо перед нажатием кнопок этой стороной пульт направлять с сторону размещения контроллера.
На некоторых кнопках нанесены пиктограммы и надписи. Функциональное назначение каждой кнопки и эффект от нажатия каждой из них приведены в таблице ниже.
Кнопка Функция кнопки Результат
Включить (ON)
Лента RGB начнет светиться
Выключить (OFF)
Лента RGB прекратит светиться
Яркость больше
Яркость увеличивается на одну ступень при каждом нажатии на кнопку
Красный цвет (R)
Включение, выключение свечения одного из указанных цветов
Вспышка, мигание (FLASH)
Режим чередования включения цветов с изменением скорости и яркости их свечения
Стробоскоп (STROBE)
Режим изменения скорости и яркости
Исчезать, угасать, затухать (FADE)
Переливание цветов во времени
При нажатии на кнопку без надписи, лента будет светиться цветом, соответствующему цвету нажатой кнопки.
Диагностика и ремонт системы RGB светодиодного освещения
Чаще всего возникает один из случаев неработоспособности системы светодиодного освещения RGB лентами: – лента не светиться полностью; – лента светиться только одним или двумя цветами.
Если лента не светиться полностью, то причиной этого может быть неисправность блока питания, контроллера или ПДУ. В случае отсутствия свечения оного или двух цветов в ленте, то причиной может быть отказ контроллера или светодиодной ленты. Описать все возможные случаи проявления неисправности сложно, поэтому приведу инструкцию, как проверить каждое из устройств системы отдельно.
Проверка блока питания (адаптера)
В случае полного прекращения работы светодиодного освещения, как и любого изделия, питающегося от бытовой электросети, первое, что необходимо это проверить подачу питающего напряжения на устройство. Для этого необходимо проверить вставлена ли вилка в розетку и наличие напряжение в сети.
Для проверки наличия напряжения в розетке, достаточно вставить в нее вилку настольной лампы, адаптер сотового телефона или любой другой электроприбор. Если с подачей напряжения все в порядке, то приступают к проверке блока питания (адаптера).
В первую очередь нужно проверить надежность подключения блока питания к контроллеру, вполне возможно коаксиальный штекер выскочил или не до упора вставлен в гнездо контроллера.
В некоторых моделях блоков питания установлен светодиод, светящийся при подключении адаптера к сети. Светодиод обычно подключен в цепь выходного напряжения, и если он светиться, значит, блок питания исправен. Если индикатора нет, то необходимо проверить блок питания, измеряв мультиметром величину выходного напряжения. Если напряжение на выходе блока питания отсутствует или отличается от 12 В более, чем на 10%, то блок неисправен и необходимо его заменить или отремонтировать.
Современные блоки питания постоянного тока отличаются друг от друга величиной выходного напряжения и током допускаемой нагрузки. Если решите попробовать отремонтировать блок питания самостоятельно, то не лишним будет ознакомиться со статьей сайта «Как отремонтировать блок питания компьютера». Кстати, компьютерный блок питания можно успешно использовать для питания светодиодных лент.
Проверка работы пульта дистанционного управления
Даже если блок питания, контроллер и светодиодная лента исправны, то пока на пульте дистанционного управления не будет нажата кнопка ON, лента светить не будет.
Принцип работы ИК пульта дистанционного управления
Сигнал управления с ПДУ представляет собой инфракрасный луч, промодулированный цифровым сигналом. Инфракрасное излучение человек не видит, но распространяется оно по законам видимого света. Поэтому пульт должен быть направлен на сенсор контроллера и на его пути не должно быть преград.
На фотографии сенсорный инфракрасный датчик контроллера. Это тоже светодиод, но работающий в инфракрасном диапазоне. Его чувствительность позволяет управлять режимами работы с ПДУ на расстоянии не менее 8 метров. При установке сенсора необходимо его полусферу направить в сторону зоны предполагаемого управления. При неправильной установке управление светодиодной лентой с ПДУ будет не стабильным или даже невозможным.
Проверка и замена батарейки в ПДУ
Включить, выключать и управлять режимом работы светодиодной ленты будет невозможно в случае, если села батарейка. В ПДУ установлена круглая плоская батарейка типа CR2025 напряжением 3 V. Признаком окончания срока службы батарейки является уменьшение расстояния, с которого еще возможно управление с ПДУ.
Для извлечения батарейки для проверки или замены нужно защелку на контейнере с левой стороны прижать в правую сторону и выдвинуть контейнер.
Проверить батарейку можно измеряв напряжение на ее выводах вольтметром, которое должно быть более 3 V. Если напряжение меньше, батарейку следует заменить. Батарейки CR2025 широко применяются, например, в материнских платах компьютеров, брелоках авто сигнализаций, часах, калькуляторах, электронных весах и других изделиях. Можно временно для проверки взять батарейку оттуда. Устанавливается батарейка в контейнер надписью (плюсом) вверх.
Проверка исправности светодиодной ленты
Если посмотреть на разъем подключения светодиодной ленты к контроллеру, то на нем отчетливо видна стрелка, обычно обозначающая общий провод для всех цветов, на который подается плюс от источника питания.
Остальные цвета подключены к выводам R, G и B (этой маркировки на разъеме нет). Если лента подключается без разъема с помощью клемм, то общий провод бывает белого или черного цвета, а остальные соответственно красным, зеленым и синим.
Для проверки светодиодной ленты можно с блока питания, который подключается к контроллеру, минуя его, подать с помощью дополнительных двух проводов, напряжение непосредственно на выводы ленты. Плюс (это центральный вывод разъема блока питания) подключить к выводу, обозначенному стрелкой, а минус по очереди подавать на остальные выводы. Лента должна светиться соответствующими цветами. Если светит, то лента исправна. Такая проверка безопасна для ленты и блока питания. Даже если Вы напутаете с подключением, то ничего плохого не произойдет. Лента просто не засветиться и только. Главное не допустить замыкания между собой выходных проводов блока питания.
Проверить ленту можно подав напряжение на ее выводы от любого источника постоянного тока, блока питания, батареек, аккумулятора, с напряжением выхода от 5 до 15 вольт. При напряжении 5 В лента будет светить слабо, но этого достаточно, чтобы убедиться в ее исправности.
Светодиоды в светодиодной ленте включены триадами, по три последовательно, являются очень надежными элементами и одновременно все выйти из строя могут только, если с блока питания было подано многократно превышающее 12 В напряжение. Такое может случиться при пробое ключевого транзистора в бестрансформаторном блоке питания.
Если вышел из строя один или несколько светодиодов, то не будет светиться только небольшой участок ленты. Такую ленту, если она не в герметичном исполнении можно отремонтировать, заменив отказавший светодиод по технологии ремонта светодиодных ламп.
Ремонт контроллера LN-IR24B RGB светодиодных лент
Если проверка ПДУ, блока питания и RGB светодиодной ленты подтвердила их исправность, значит, неисправен контроллер и следует его заменить или отремонтировать.
Ремонт контроллера начинается с осмотра печатной платы. Для этого нужно снять крышку-дно, отжав лезвием ножа боковую стенку в сторону.
На боках крышки имеются по два квадратных отверстия, за которые цепляются фиксаторы основания корпуса, и крышка надежно закрепляется.
Печатная плата в корпусе зафиксирована только со стороны припайки проводников несколькими каплями силикона. Для освобождения печатной платы нужно лезвием ножа подрезать силикон вдоль стенок корпуса. Работать нужно аккуратно, чтобы не перерезать провода.
После извлечения печатной платы нужно внимательно внешним осмотром проверить ее на отсутствие дефектов – холодных паек выводов деталей, следов их перегрева в виде потемнений маркировки или копоти на корпусе, перегрева проводников или их разрушения.
Если дефектов не обнаружено, значит, неисправны радиоэлементы. Микросхемы редко выходят из строя, узким местом в контроллерах обычно являются силовые ключи, которые выходят из строя, как правило, из-за нарушения правил эксплуатации, а именно, перегрузке по току. Все три ключа выходят из строя очень редко, чаще один, средний (управления зеленым цветом), так как подогревается соседними транзисторами и в результате работает в более тяжелых температурных условиях.
Если предельный ток нагрузки указан 2 А, то для надежной работы контроллера нагружать выходы надо током не более 1,8 А, а лучше 1,5 А. Тогда контроллер прослужит долго.
Ключи в контроллере LN-IR24B выполнены на трех полевых транзисторах mosfet P3055LD в корпусе DPAK (TO-252) для SMD-монтажа, выдерживающие ток нагрузки до 12 А. Но в контроллере транзисторы не установлены на теплоотводы и поэтому допустимый ток нагрузки ограничен до 2 А.
Ниже приведена структурно-монтажная схема светодиодной RGB системы освещения. Пути прохождения цифровых сигналов с микросхемы на затворы полевых транзисторов показаны линиями соответствующих цветов.
Проверять работу контроллера лучше всего с помощью осциллографа. Тогда появиться возможность проверить как работу микросхем, так и транзисторов. Для проверки достаточно подать на контроллер питающее напряжение. RGB ленту подключать не обязательно. Далее с помощью ПДУ, направленного на сенсор последовательно нажать сначала на кнопку ON (включить), а затем W (белый). Таким образом, контроллер будет включен в режим свечения светодиодной ленты белым светом (будут светиться все три цвета).
Общий провод осциллографа подключается к +12 В, а щупом прикасаются последовательно к затворам каждого из транзисторов. На экране осциллографа должны наблюдаться прямоугольные импульсы размахом около 5 В. Если импульсов нет, то концом щупа прикасаются с другого конца токоограничительного резистора. Если и в этом случае импульсы не появились, то возможно вышла из строя микросхема или на нее не поступает цифровой сигнал с микросхемы сенсора. В случае неисправности микросхем, ремонт контроллера экономически не целесообразен.
В случае наличия сигналов с микросхемы нужно последовательно прикоснуться щупом к стокам транзисторов (местам пайки выходных RGB проводников). Если транзисторы исправны, то на экране осциллографа должны появиться прямоугольные импульсы размахом около 12 В, как на фотографии. Если импульсов нет, значит в обрыве переход транзистора исток-сток, если импульсы размахом всего 5 В, значит, имеет место пробоя между затвором и стоком, а вывод истока в обрыве. Неисправный транзистор подлежит замене.
В случае, если в светодиодном освещении не горит один или два цвета, то проверить ключевые транзисторы неработающих каналов можно и без осциллографа. Для этого нужно выходной провод отсутствующего цвета, и на котором присутствует цвет, поменять местами, перепаяв на плате. Например, лента не светит красным цветом, зеленый и синий цвета есть. Отпаиваете от платы красный провод и зеленый. Красный припаиваете на место зеленого, а зеленый на место красного. Включаете систему, если красный цвет появился, а зеленый нет, значит, точно не работает ключевой транзистор и его нужно заменить.
Полевой транзистор P3055LD в корпусе DPAK (ТО-252) и его аналоги часто применяются в материнских платах компьютеров. Для замены при ремонте контроллеров я использовал аналог транзистора P3055LD, транзисторы типа P3055LDG и PHD3355L выпаянные из неисправных материнских плат компьютеров.
