Что такое индекс цветопередачи ламп и температура освещения

Что такое индекс цветопередачи и как он измеряется

При всем разнообразии современных источников света в быту и освещении помещений лидирующими являются светодиоды и люминесцентные лампы, у них основной проблемой и темой для обсуждений является не энергосбережение, а индекс цветопередачи и качество света. Это такой параметр, который в большей мере определяет комфорт при работе под искусственным светом. В этой статье мы поговорим о том, что такое индекс цветопередачи, каким он должен быть и как измеряется.

Определение и историческая справка

Индекс цветопередачи – это величина, полученная из отношения реального цвета к видимому или кажущемуся цвету предметов. Иначе говоря, он показывает насколько цвета предметов, освещенных искусственным источником света, соответствует истине. Его обозначают как Ra или CRI, сокращенно от англ. Color Rendering Index, что в дословном переводе звучит, как «Индекс отображения цветов».

CRI – это лишь одна из методик определения цветопередачи. Она обязательна для проверки источников света всеми производителями. Это определение появилось примерно в 1960–1970 годах. До 1974 года проверка цветопередачи осуществлялась путем сравнения набора из 8 цветов, после было добавлено еще 6 дополнительных. В итоге при измерении индекса (коэффициента) цветопередачи используют 8 или 14 цветов, они указаны в DIN 6169.

При этом обязательная проверка заключается в сравнении первых 8 цветов спектра, сравнение 14 цветов осуществляется в случае необходимости или в специальных целях, но при расчетах индекса они не учитываются.

Измерение индекса цветопередачи

Измеряют индекс цветопередачи при разработке источников света. Для этого исследуемым источником света освещают на шаблон или поверочную таблицу, на которой нанесены стандартизированные цвета R1–R8.

Далее, специальными приборами замеряется значение цвета. Так получают информацию о том, как выглядят цвета под конкретным источником.

Следующий этап – освещение поверочного шаблона эталонным источником света и снятие показаний с приборов для определения цветов.

После полученные данные обрабатываются по методике CIE и получают отклонение полученных цветов от эталонных.

Цвета обозначаются как Ri, где i – номер цвета. Их названия:

• R1 – увядшая роза.
• R2 – горчичный.
• R3 – салатовый.
• R4 – светло-зеленый.
• R5 – бирюзовый.
• R6 – небесно-голубой.
• R7 – фиолетовая астра.
• R8 – сиреневый.

В результате получают цифру от 0 до 100. Индекс цветопередачи равный 100 имеет солнечный свет. Чем меньше полученное значение, тем хуже передаются цвета. Полученные значения можно разбить на степени, указанные в таблице ниже.

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи
Очень хорошая	1А	Более 90
Очень хорошая	1В	80–89
Хорошая	2А	70–79
Хорошая	2В	60–69
Посредственная	3	40–59
Плохая	4	Менее 39

Также иногда добавляю в оценку 9 цвет – насыщенный красный.

DIN 5035 описывает, где можно использовать лампы с определенным уровнем цветопередачи:

Степень цветопередачи	Где используют
1А	В помещениях, где требуется высокая точность цветопередачи. Это музеи, полиграфии, автопокрасочные мастерские, художественные мастерские и пр.
1В	Школы, спортивные объекты, административные здания и промышленные объекты.
3	В помещениях, где нет особых требований к цветопередаче, например, в тяжелой промышленности.
4	Внутри помещений не используются, кроме натриевых ламп высокого давления (Ra=20),

В DIN EN 12464-1 определены типы помещений и требуемых индексах цветопередачи, а также СНиП 23-05-95 в приложениях в качестве рекомендаций.

Проблемы CRI и его аналоги

CRI не всегда дает точные показания, дело в том, что изначально он разрабатывался под источники света с непрерывным спектром. Речь идет о спектральном составе белого света, в нем содержится определенный набор цветов, которые в результате дают белое свечение с определенным оттенком (цветовой температурой).

Спектральный состав света – набор излучений различных длин волн (цветов) в световом потоке. По спектральному составу можно определить степень излучения того или иного цвета.

Когда источник света в своем спектральном составе содержит все видимые длины волн, тогда такой спектр называют непрерывным. Пример:

• солнечный свет;
• лампы накаливания;
• галогенные лампы.

От полноты спектрального состава зависит и соответствие видимых цветов реальным. Но не все лампы излучают в полном спектре.

У люминесцентных ламп так называемый рваный спектр. Он состоит из отдельных пиков в области различных длин волн. Если вспомнить о том, что мы сказали выше, то CRI не совсем корректно отражает индекс цветопередачи таких светильников.

Справка: В 2007 году Международная комиссия по освещению отметила, что «…индекс цветопередачи, разработанный комиссией[3], обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Поэтому для повышения точности измерений светового потока в 2010 году разработали методику CQS, что расшифровывается, как Colour Quality Scale, или рус. Шкала качества цвета. Но и это не дало полноценной оценки качества источников света, потому что в ней не учитывалась насыщенность и тон освещаемых предметов.

И в 2015 году появился ТМ-30-15 – это стандарт, который учитывает больше параметров, а именно, кроме шаблонов, в оценке принимают участие тон, насыщенность и встречающиеся в быту предметы.

Однако ни в одной стране, на момент написания статьи, TM-30-15 не является обязательным для выполнения, но это не мешает уважающим себя производителям проверять продукцию и таким образом.

Зачастую при проверке значения по шкалам CQS и CRI выдают примерно одинаковые результаты, однако, происходит и так, что по TM-30-15 результаты оказываются ниже нормы. Пример измерения плохой цветопередачи светодиодной лампы описан в статье от независимых экспертов: https://geektimes.com/company/lamptest/blog/285034/

Скорее всего, причиной такого результата стал люминофор, специально подобранный для прохождения обязательных тестов, но все равно не обеспечивает нормальной цветопередачи.

Индекс цветопередачи различных типов ламп

Далее мы рассмотрим типовые индексы цветопередачи разных ламп. Индекс зависит от принципа действия и конструкции, а также используемых компонентов светильника. Как уже было сказано, за эталон принимается солнечный свет.

Лампы накаливания

Классические лампы накаливания, хоть и запрещены для использования в большинстве стран по причине их низкого КПД, но они имеют приближенную к солнечному свету цветопередачу, она близка к 100. Имеют выраженный сдвиг в область теплых цветов и ИК-диапазона.

Галогенные лампы

Галогенные лампы дают больший световой поток при том же потреблении мощности, что и лампы накаливания. При этом их цветопередача приблизительно на одинаковом уровне.

Натриевые лампы

Натриевые лампочки мало используются для освещения помещений, где работают люди. Это объясняется как техническими моментами, например, гудящий дроссель, долгий розжиг, так и низким индексом цветопередачи – 40 Ra. Натриевые лампы высокого давления, или ДНаТ используют для освещения больших площадей. Например, в уличном освещении, на фонарных столбах и прожекторах. Такое применение объясняется высоким световым потоком (150 Лм/Вт) и длительным сроком службы, более 25000 часов. Они относятся к газоразрядным источникам света. Имеют рваный спектр, с преобладанием красно-оранжевых тонов.

Тем не менее их используют и для выращивания растений в теплицах и гидропонных системах, благодаря их спектру. Промышленностью выпускаются специальные натриевые лампы для растений, в них выражены необходимые для их роста пики в световом спектре.

Дуговые ртутные лампы или ДРЛ, по сфере использования подобны ДНаТу, за исключением освещения растений. Имеют срок службы около 10000 часов и высокий световой поток в 70–95 Лм/Вт, а их индекс цветопередачи до 40 Ra. Также у них рваный спектральный состав со смещением в область синего цвета и ультрафиолета.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы трубчатого типа и компактные люминесцентные лампы имели особую популярность до выхода на рынок дешевой светодиодной продукцией. Основным недостатком является необходимости применения пускорегулирующей аппаратуры, а также рваный спектральный состав света, обычно смещенный в область холодных цветов, но в зависимости от люминофора могут и излучать нейтральный и теплый свет.

Индекс цветопередачи люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, изменяется от 60 до 90 и более Ra.

• для трехкомпонентного люминофора – 80Ra и более;

• для пятикомпонентного люминофора – 90Ra.

Светодиодные лампы

Как уже было, сказано индекс цветопередачи светодиодных ламп зависит от состава люминофора, которым покрыты кристаллы светодиодов. Индекс лежит в пределах от 80 Ra, хорошим результатом является 90 Ra. Их используют в помещениях любого типа, насколько это позволяют конструктивные особенности.

Заключение

При выборе источника света нужно особое внимание уделить индексу цветопередачи, поскольку от него зависит точность восприятия цветов. Это особенно важно, если вы работаете с цветами, например, рисуете, или выбираете освещения для фотостудии. В любом случае нельзя экономить на освещении, поскольку от этого зависит здоровье ваших глаз.

Температура свечения светодиодных ламп

На многих лампах, предназначенных для освещения, производитель указывает такой параметр, как цветовая температура. Это ключевой фактор, на который стоит обратить внимания перед покупкой лампы. Цветовая температура указывает, какую длину волны испускает светоизлучающий элемент. В бытовых целей для градации спектра используют Кельвины (К).

Наш орган зрения способен воспринимать световое излучение в огромном диапазоне от 800К до 25000К. Наиболее оптимальный и комфортный диапазон для нас тот, который максимально приближен к дневному свету – 4500К-5200К.

Цветовая температура светодиодов

В светодиоде свет излучает специальное люминофорное покрытие. Традиционно все светодиодные источники освещения делят на три группы по спектру:

• Теплый белый (до 3500К);
• нейтральный белый (3500К – 5200К);
• холодный белый (выше 5200К).

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Что такое цветовая температура светодиодных ламп

С точки зрения физики световая температура это спектр, излучаемый нагретым телом относительно абсолютно чёрного тела. Что значит цветовая температура лампы? Это цвет свечения тела, раскалённого до соответствующей температуры.

Соответственно, цвет светодиодных ламп имеет три градации – жёлтый (до 3200К), белый (4000-5500К) и бело-голубой (выше 5500К). Чем выше температура, тем короче длинна волны излучаемого светового луча.

Существуют источники с цветом выше 9000К, но для освещения их использовать невозможно. Мы видим предметы благодаря тому, что от их поверхности отражается свет. При повышении цветовой температуры длина волны уменьшается, чем она меньше тем «хуже» свет отражается от окружающих объектов.

Если в мощный фонарь поставить светодиод на 18000К, то сторонний наблюдатель сможет заметить его за несколько километров, а вот под ногами он создаст пятно лишь в десятки сантиметров.

Индекс цветопередачи и цветовая температура

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Цветовая температура и качество освещения

Казалось бы для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400К-3000К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фору. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение. Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Выбираем светодиодные лампы для дома

При выборе цветовой температуры надо изначально определиться, для каких целей будет использоваться светодиодное освещение.

Как показали исследования, спектр излучения лампы важен не только для субъективного восприятия. При освещении рабочих мест лампами с температурой 2000К-3000К способность обрабатывать информацию снижается почти на четверть. Видимо, это связано с тем, что подсознательно мозг ассоциирует такое освещение с закатом или рассветом.

В то же время холодный белый свет оказывает более тонизирующее воздействие на мозг. Еще одна особенность «холодных» светодиодов – высокая дальность видимости, благодаря этому такой тип источников света широко используют в прожекторах и поисковых фонарях.

Цветовая температура светодиодных ламп для дома выбирается исходя из назначения помещений.

Как показывают многочисленные исследования, наиболее оптимальное освещение в квартире можно достичь лишь при использовании нескольких светодиодных источников света с разной цветовой температурой.

Теплый белый свет (2700-3200К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Нейтральный белый свет (3200-4500К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Холодный белый свет (более 4500К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например смотровые кабинеты, операционные. Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогу утром быстрее войти в рабочий тонус.

Индекс цветопередачи CRI уже не тот — как оценить качество света с помощью коэффициентов.

Еще в 70-е годы прошлого века, ученые и исследователи в области света, начали измерять и оценивать качество цветопередачи от различных источников, при этом описывая полученный результат всего одной цифрой.

Этот параметр или коэффициент назвали CRI. У него есть еще и другое обозначение — Ra. По сути это одно и тоже.

Именно он отвечает за то, что один и тот же апельсин, в одном случае будет выглядеть вполне натурально, а в другом совсем не будет похож сам на себя. Это и называется естественность передачи цветов.

Кстати, многие наверное помнят загадку, разделившую интернет на два лагеря — «какого цвета на фото платье»? Этот индекс здесь сыграл существенную роль.

То есть, коэфф. отвечает насколько натурально и естественно выглядит объект под той или иной лампой или освещением. Для вас это может быть и без разницы, вы все равно съедите апельсин или наденете платье, а вот художнику или фотографу этот параметр ой как важен.

Кстати, этот момент относится не только к процессу написания картины, но и к ее демонстрации в галереях.

А еще это может увеличить или наоборот снизить продажи в продуктовых магазинах. Не каждый захочет купить подозрительно выглядящий лимон или другой фрукт.

Хотя на самом деле продукты будут абсолютно спелыми и здоровыми, но всю картинку испортит неправильно подобранное освещение.

Точно таким же образом супермаркеты могут и обманывать. Покупаешь вроде бы с витрины красивые и спелые яблоки, привозишь их домой, разворачиваешь, а они уже не выглядят так аппетитно как в магазине.

Испортится за такой короткий промежуток времени они безусловно не могли, однако нужно отдать должное местному персоналу, который в отличие от вас, оказался знаком с понятием цветопередачи и подбором нужного CRI.

Максимальное значение CRI=100. Именно такой коэффициент у солнечного света. У искусственных светильников чем он выше, тем лучше.

Конечно здорово иметь светодиодную экономную лампочку на 100% имитирующую солнце. Но во-первых, это технически трудно реализуемо, во-вторых неоправданно дорого.

При этом не стоит путать такие понятия, как «цветовая температура» и «индекс цветопередачи». Это разные вещи.

Например два светильника могут одновременно иметь одну и ту же температуру, но передавать цвета при этом будут совершенно по-разному.

Перед тем, как непосредственно перейти к индексу и его методам расчета, стоит напомнить что такое спектральный состав излучения. Ведь это как раз таки напрямую влияет на CRI.

Так вот, любой свет имеет в своем составе сразу несколько цветов. А все что нас окружает, поглощает или отражает эти цвета.

При этом предметы или растения которые кажутся зелеными, потому и обладают данной расцветкой, так как именно зеленый они и отражают. Все остальные цвета на их поверхности в этом случае поглощаются.

Хотя по большей части, цвет формируется именно в нашей голове. Это некое ощущение. Каждый кто «получал в глаз», это может подтвердить 🙂

Предметы имеющие черный цвет, поглощают практически все падающее на них излучение. Вот и получается, что если в источнике света или лампочке изначально не будет какого-то цвета, то соответственно и отражаться будет нечему.

Поэтому ярко-красное платье при солнечном излучении, в котором вы были неотразимы, под искусственным светом софитов в клубе или ресторане, таковым может уже и не являться.

Чтобы знать насколько хорошо искусственный источник света близок к солнечному, и придумали коэффициент цветопередачи.

Как он определяется и рассчитывается? Для его измерения берутся специальные образцы или шаблоны цвета и сравнивается цветовой сдвиг с подопытным светильником.

Первоначально было всего 8 шаблонов, но позже решили добавить к ним еще 6, более насыщенных по оттенку. Первые восемь образцов это основа. Именно они и учитываются в расчетах.

Сравнение сдвигов идет относительно солнечного света или так называемого идеального источника, аналогичного солнечному излучению. Весь процесс выглядит следующим образом.

Берется испытуемая лампочка или светильник, и свет от них поочередно направляется на каждый шаблон.

Далее специальными приборами замеряется цвет, который приобрел шаблон.

После этого, эти же самые образцы освещают солнечным эталонным светом и опять проводят измерения.

Все что осталось — сравнить разницу в цветах между первым и вторым облучением.

Когда сделаны все замеры, высчитывают среднеарифметическое значение между восемью основными шаблонами. Обязательно сравнивают именно 8, а не все 14.

Полная проверка происходит в отдельных случаях, однако при этом, очень часто в измерения добавляют шаблон №9 — насыщенный красный.

Для чего это делается? Сравнение с ним отвечает за естественность передачи оттенка кожи человека.

Наши глаза очень чутко реагируют на не естественное изменение именно этого оттенка. При некачественном освещении, мы моментально замечаем бледность кожи и все ее дефекты (прыщи, воспаления и т.п.).

Есть теория, что это было заложено в нас изначально с первобытных времен. Когда мать могла по незначительному изменению цвета кожи, моментально определить, болен ее ребенок или нет. Других то способов не существовало.

При этом по цвету лица, легко читались эмоции сородичей.

Хорошими значениями считаются коэффициенты цветопередачи от 90% и выше. При таком свете, глаза не будут напрягаться и уставать, даже если вы делаете какую-то сложную и мелкую работу.

Если у лампочки низкая цветопередача (менее 80Ra), то все предметы выглядят тускло. В результате теряется контрастность.

Отсутствие контрастности воспринимается нашим мозгом как потеря резкости. Он рефлекторно начинает напрягать мышцы глаз, чтобы вернуть резкость в норму.

Отсюда появляется напряжение, быстрая утомляемость и даже головокружение.

А вообще стандартные значения CRI для различных помещений должны быть следующими:

Как выбрать цветовую температуру для дома

Во времена, когда основным источником света были лампы накаливания, цветовая температура освещения не имела большого значения. У всех ламп этот параметр имел стандартное значение. Сегодня производители предлагают большой выбор ламп с широкой цветовой гаммой, и из-за этого у покупателей нередко возникают сложности с выбором.

Что такое цветовая температура

Это параметр, характеризующий оттенок цвета и его качество. Также под этим термином подразумевается температура, при которой монохромное черное тело начинает излучать свечение определенного спектра. Цветовую температуру не следует путать с физической (количество тепла, которое выделяет лампочка), это совершенно разные показатели.

При покупке светодиодных светильников обязательно надо обращать внимание на этот параметр, так как если он будет подобран неправильно – людям будет некомфортно находиться в помещении. Для разных видов помещений оптимальная цветовая температура источников света будет разной.

Важно знать. Чем теплее оттенок свечения прибора, тем ниже будет показатель.

Показатель оказывает существенное влияние на зрительное восприятие пространства и эмоциональное состояние человека. Одни оттенки повышают концентрацию внимания, другие помогают расслабиться, а третьи могут вызвать раздражение и чувство усталости.

Этот показатель нужен:

• дизайнерам по интерьеру;
• фотографам, операторам, специалистам по коррекции и обработке фото и видео;
• маркетологам, администрации магазинов и торговых центров, так как с помощью освещения можно повысить визуальную привлекательность товара и стимулировать потенциальных клиентов к покупке;
• всем людям, которые хотят сделать свое жилище более уютным и комфортным.

В чем измеряется

Этот параметр измеряется в Кельвинах (К). Зачастую минимальный порог, с которого начинают оценивать освещение, начинается с 800 К. Нулем цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно черный цвет (черное тело). Максимальный показатель составляет 20 000 К, такое освещение создает небо в полярных широтах.

Типы ламп

Существует три группы ламп:

• Теплый свет (2700-3500 К). Освещение аналогично тому, которое производят лампы накаливания. Рекомендуется использовать в жилых помещениях.
• Дневной свет (3500-5000 К). Свечение таких ламп напоминает утренний солнечный свет, они подойдут для прихожей, ванной, школьного класса.
• Холодный свет (5000-7000 К). Свет ламп аналогичен яркому дневному освещению, их рекомендуется устанавливать в больницах, лабораториях, общественных местах, парках.

Важно знать. Восприятие одного и того же цвета у всех людей индивидуально. Поэтому можно отходить от правил и выбирать ту цветовую температуру лампы, при которой вам комфортно.

В интернет-магазине «Свет Депо» можно заказать люстры, настенные светильники и другие осветительные приборы по низкой цене с доставкой по России. Сотрудники интернет-магазина помогут покупателям правильно подобрать цветовую температуру ламп с учетом того, для каких целей будет использоваться осветительное оборудование.

Что такое индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи – это количественная мера способности источника света правильно отображать цвета объектов в сравнении с естественным освещением. Данный показатель передает степень насыщенности цветового оттенка и восприятие его глазами человека. Значение индекса цветопередачи – от 1 до 100, где 100 – идеальная цветопередача, 1 – наихудшая. Необходимость введения показателя была обусловлена тем, что разные типы ламп с одинаковой температурой цвета могут по-разному передавать цветовую гамму освещаемых объектов.

Особенности выбора

Для офиса

Специалисты рекомендуют использовать в офисах светодиодный свет, цветовая температура которого находится в диапазоне от 4400 до 5600 К. Это позволит достичь максимальной производительности сотрудников и повысить их работоспособность. Замечено, что лампы с нейтральным белым светом ускоряют концентрацию внимания и реакцию в дневное время. А лампы с оранжевым свечением снижают производительность человека на 80%.

Для дома

Оптимальная цветовая температура лампы для дома подбирается с учетом того, в каком именно помещении она будет установлена. Для спальни и детской комнаты этот параметр должен составлять от 2700 до 3200 К, такое освещение поможет расслабиться и снять накопившееся за день напряжение. Благодаря ему можно создать уютную обстановку. Для кухни, ванной комнаты, домашнего кабинета и места для чтения книг подойдут лампы с температурой 4000-5000 К. Для гостиной и зала лучше приобрести источники света, у которых этот показатель находится в диапазоне от 3000 до 6500 К. Большой ассортимент люстр для гостиной представлен здесь. Очень эффектно будет смотреться подвесная люстра Ambiente by Brizzi Alicante.

Важно знать. Человеческий глаз способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Их диапазон достаточно широк – от 2500 до 10000 К.

Диаграмма

В 1931 году на VIII сессии Международной комиссии по освещению основоположник квантовой физики Макс Планк представил свою разработку – цветовую модель XYZ, которая являет собой диаграмму цветности. На ней числовые значения X и Y определяют координаты цвета. Координата Z определяет яркость цвета, но она в данном случае не задействована, так как диаграмма представлена в двухмерном виде. Кривая Планка характеризует цветовую температуру цветов на диаграмме.

Где находится информация о цветовой температуре

Информация размещается на упаковке лампы, производители обязаны указывать ее в числе прочих характеристик. Также цветовая температура может быть указана на самой лампе. На данный параметр обязательно надо обращать внимание при покупке.

Если вы не хотите разбираться во всех этих тонкостях самостоятельно – воспользуйтесь советами сотрудников интернет-магазина «Свет Депо». Они помогут подобрать люстры, торшеры, бра, настенные и потолочные светильники с учетом всех ваших пожеланий.

Влияние на человека

Данный параметр напрямую воздействует на состояние человека и его работоспособность:

• Теплые оттенки будут уместны в спальне, они способствуют мягкому пробуждению утром. В вечернее время оказывают успокаивающий эффект.
• Лампы с высокой цветовой температурой обладают сильным активизирующим воздействием на организм, поэтому их нельзя использовать длительное время. Если постоянно находиться в помещении с таким освещением – эффект будет обратным и у человека начнется депрессия или замедленная реакция.
• Осветительные приборы с нейтральным белым освещением идеально подойдут для помещений, в которых люди работают.
• Холодный свет способствует концентрации внимания, активизирует мозговую деятельность, помогает быстрее воспринимать информацию. Поэтому его используют там, где люди работают или учатся: в офисах, государственных ведомствах, библиотеках, школах и т. п.

Рекомендации специалиста по выбору цветовой температуры

Какую цветовую температуру выбрать для дома, офиса и других помещений? Разобраться в этом поможет таблица.

Цветовая температура	Тип света	Какой эффект дает	Где применяется
2700 К	Теплый белый, красновато-белый, теплая часть спектра	Способствует отдыху, расслаблению. Создает уютное теплое освещение.	В домашнем интерьере, салонах, ресторанах, вестибюлях отелей.
3000 К	Теплый белый, желто-белый, теплая часть спектра	Подходит для создания в помещении интимной, дружеской атмосферы.	В квартирах, офисах, магазинах, библиотеках.
3500 К	Дневной белый, белая часть спектра	Создает безопасную и располагающую к общению атмосферу.	Подходит для квартир, офисов, общественных заведений, выставочных залов, книжных магазинов, фойе кинотеатров.
4000 К	Холодный белый, холодная часть спектра	Создает бодрящий холодный свет, который будет уместен там, где требуется обеспечить продуктивную атмосферу, а также хорошее цветовое восприятие предметов.	В больницах, супермаркетах, образовательных учреждениях, подземных объектах.
5000-6000 К	Бело-синий, дневная часть спектра	Отлично передает все оттенки цветов, обеспечивает хорошую видимость предметов и окружающей обстановки. Но офтальмологи не рекомендуют долго находиться под таким освещением.	В кабинетах для проведения медосмотров, картинных галереях, музеях и ювелирных магазинах. Также он подходит для рабочих и производственных помещений, теплиц, оранжерей и т.п.
6500 К	Холодный дневной, бело-сиреневый, холодная часть спектра	Создает яркую, но несколько тревожную атмосферу.	Уличное освещение, освещение промышленных объектов.

Если у вас возникли сложности с выбором наиболее подходящей цветовой температуры лампы – вы всегда сможете обратиться за помощью к нашим консультантам. Подобрать красивую люстру или светильник можно в каталоге интернет-магазина «Свет Депо». Мы предлагаем покупателям только качественные осветительные приборы ведущих мировых производителей.

Выводы

Цветовая температура – это один из важнейших параметров светодиодных осветительных приборов. Используя ее, можно повлиять на эмоциональное состояние и визуальное восприятие пространства.

Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками.

05 Июн 2016г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Практически у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, возникало желание собрать цветомузыкальную приставку или бегущий огонь, чтобы разнообразить прослушивание музыки в вечернее время или в праздничные дни. В этой статье речь пойдет о простой цветомузыкальной приставке, собранной на светодиодах, которую под силу собрать даже начинающему радиолюбителю.

1. Принцип действия цветомузыкальных приставок.

Работа цветомузыкальных приставок (ЦМП, ЦМУ или СДУ) основана на частотном разделении спектра звукового сигнала с последующей передачей его по отдельным каналам низких, средних и высоких частот, где каждый из каналов управляет своим источником света, яркость которого определяется колебаниями звукового сигнала. Конечным результатом работы приставки является получение цветовой гаммы, соответствующей воспроизводимому музыкальному произведению.

Для получения полной гаммы цветов и максимального количества цветовых оттенков в цветомузыкальных приставках используются, как минимум, три цвета:

Разделение частотного спектра звукового сигнала происходит с помощью LC- и RC-фильтров, где каждый фильтр настроен на свою сравнительно узкую полосу частот и пропускает через себя только колебания этого участка звукового диапазона:

1. Фильтр низких частот (ФНЧ) пропускает колебания частотой до 300 Гц и цвет его источника света выбирают красным;
2. Фильтр средних частот (ФСЧ) пропускает 250 – 2500 Гц и цвет его источника света выбирают зеленым или желтым;
3. Фильтр высших частот (ФВЧ) пропускает от 2500 Гц и выше, и цвет его источника света выбирают синим.

Каких-либо принципиальных правил для выбора полосы пропускания или цвета свечения ламп не существует, поэтому каждый радиолюбитель может применять цвета исходя из особенностей своего восприятия цвета, а также по своему усмотрению изменять число каналов и ширину полосы частот.

2. Принципиальная схема цветомузыкальной приставки.

На рисунке ниже предоставлена схема простой четырехканальной цветомузыкальной приставки, собранной на светодиодах. Приставка состоит из усилителя входного сигнала, четырех каналов и блока питания, обеспечивающего питание приставки от сети переменного тока.

Сигнал звуковой частоты подается на контакты ПК, ЛК и Общий разъема Х1, и через резисторы R1 и R2 попадает на переменный резистор R3, являющийся регулятором уровня входного сигнала. От среднего вывода переменного резистора R3 звуковой сигнал через конденсатор С1 и резистор R4 поступает на вход предварительного усилителя, собранного на транзисторах VT1 и VT2. Применение усилителя позволило использовать приставку практически с любым источником звукового сигнала.

С выхода усилителя звуковой сигнал подается на верхние выводы подстроечных резисторов R7,R10, R14, R18, являющиеся нагрузкой усилителя и выполняющие функцию регулировки (подстройки) входного сигнала отдельно по каждому каналу, а также устанавливают нужную яркость светодиодов канала. От средних выводов подстроечных резисторов звуковой сигнал поступает на входы четырех каналов, каждый из которых работает в своей полосе звукового диапазона. Схематично все каналы выполнены одинаково и различаются лишь RC-фильтрами.

На канал высших частот сигнал подается от среднего вывода резистора R7.
Полосовой фильтр канала образован конденсатором С2 и пропускает только спектр верхних частот звукового сигнала. Низкие и средние частоты через фильтр не проходят, так как сопротивление конденсатора для этих частот велико.

Проходя конденсатор, сигнал верхних частот детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT3. Появляющееся на базе транзистора отрицательное напряжение открывает его, и группа синих светодиодов HL1 — HL6, включенных в его коллекторную цепь, зажигаются. И чем больше амплитуда входного сигнала, тем сильнее открывается транзистор, тем ярче горят светодиоды. Для ограничения максимального тока через светодиоды последовательно с ними включены резисторы R8 и R9. При отсутствии этих резисторов светодиоды могут выйти из строя.

На канал средних частот сигнал подается от среднего вывода резистора R10.
Полосовой фильтр канала образован контуром С3R11С4, который для низких и высших частот оказывает значительное сопротивление, поэтому на базу транзистора VT4 поступают лишь колебания средних частот. В коллекторную цепь транзистора включены светодиоды HL7 – HL12 зеленого цвета.

На канал низких частот сигнал подается со среднего вывода резистора R18.
Фильтр канала образован контуром С6R19С7, который ослабляет сигналы средних и высших частот и поэтому на базу транзистора VT6 поступают лишь колебания низких частот. Нагрузкой канала являются светодиоды HL19 – HL24 красного цвета.

Для разнообразия цветовой гаммы в цветомузыкальную приставку добавлен канал желтого цвета. Фильтр канала образован контуром R15C5 и работает в частотном диапазоне ближе к низким частотам. Входной сигнал на фильтр поступает с резистора R14.

Питается цветомузыкальная приставка постоянным напряжением 9В. Блок питания приставки состоит из трансформатора Т1, диодного моста, выполненного на диодах VD5 – VD8, микросхемного стабилизатора напряжения DA1 типа КРЕН5, резистора R22 и двух оксидных конденсаторов С8 и С9.

Переменное напряжение, выпрямленное диодным мостом, сглаживается оксидным конденсатором С8 и поступает на стабилизатор напряжения КРЕН5. С вывода 3 микросхемы стабилизированное напряжение 9В подается в схему приставки.

Для получения выходного напряжения 9В между минусовой шиной блока питания и выводом 2 микросхемы включен резистор R22. Изменением величины сопротивления этого резистора добиваются нужного выходного напряжения на выводе 3 микросхемы.

3. Детали.

В приставке могут быть использованы любые постоянные резисторы мощностью 0,25 – 0,125 Вт. На рисунке ниже показаны номиналы резисторов, у которых для обозначения величины сопротивления используют цветные полоски:

Переменный резистор R3 и подстроечные резисторы R7, R10, R14, R18 любого типа, лишь бы подходили под размер печатной платы. В авторском варианте конструкции использовался отечественный переменный резистор типа СП3-4ВМ, подстроечные резисторы импортного производства.

Подробнее о резисторах можно почитать здесь и здесь.

Постоянные конденсаторы могут быть любого типа, и рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 16 В. При возникновении трудности с приобретением конденсатора С7 емкостью 0,3 мкФ его можно составить из двух соединенных параллельно емкостью 0,22 мкФ и 0,1 мкФ.

Оксидные конденсаторы С1 и С6 должны иметь рабочее напряжение не ниже 10 В, конденсатор С9 не ниже 16 В, а конденсатор С8 не ниже 25 В.

Оксидные конденсаторы С1, С6, С8 и С9 имеют полярность, поэтому при монтаже на макетную или печатную плату это необходимо учитывать: у конденсаторов Советского производства на корпусе обозначают положительный вывод, у современных отечественных и импортных конденсаторов обозначают отрицательный вывод.

Диоды VD1 – VD4 любые из серии Д9. На корпусе диода со стороны анода наносится цветная полоска, определяющая букву диода.

В качестве выпрямителя, собранного на диодах VD5 – VD8, используется готовый миниатюрный диодный мост, рассчитанный на напряжение 50В и ток не менее 200 mA.

Если вместо готового моста использовать выпрямительные диоды, придется немного подкорректировать печатную плату, или диодный мост вообще вынести за пределы основной платы приставки и собрать на отдельной небольшой плате.

Для самостоятельной сборки моста диоды берутся с теми же параметрами, что и заводской мост. Также подойдут любые выпрямительные диоды из серии КД105, КД106, КД208, КД209, КД221, Д229, КД204, КД205, 1N4001 – 1N4007. Если использовать диоды из серии КД209 или 1N4001 – 1N4007, то мост можно собрать прямо со стороны печатного монтажа непосредственно на контактных площадках платы.

Светодиоды обычные с желтым, красным, синим и зеленым цветом свечения. В каждом канале используется по 6 штук:

Транзисторы VT1 и VT2 из серии КТ361 с любым буквенным индексом.

Транзисторы VT3, VT4, VT5, VT6 из серии КТ502 с любым буквенным индексом.

Стабилизатор напряжения типа КРЕН5А с любым буквенным индексом (импортный аналог 7805). Если использовать девятивольтовые КРЕН8А или КРЕН8Г (импортный аналог 7809), то резистор R22 не ставится. Вместо резистора на плате устанавливается перемычка, которая соединит средний вывод микросхемы с минусовой шиной, или при изготовлении платы этот резистор вообще не предусматривается.

Для соединения приставки с источником звукового сигнала применен разъем типа «джек» на три контакта. Кабель взят от компьютерной мыши.

Трансформатор питания – готовый или самодельный мощностью не менее 5 Вт с напряжением на вторичной обмотке 12 – 15 В при токе нагрузки 200 mA.

В дополнение к статье посмотрите первую часть видеоролика, где показывается начальный этап сборки цветомузыкальной приставки

На этом первая часть заканчивается.
Если Вы соблазнились сделать цветомузыку на светодиодах, тогда подбирайте детали и обязательно проверьте исправность диодов и транзисторов, например, мультиметром. А во второй части произведем окончательную сборку и настройку цветомузыкальной приставки.
Удачи!

Литература:
1. И. Андрианов «Приставки к радиоприемным устройствам».
2. Радио 1990 №8, Б. Сергеев «Простые цветомузыкальные приставки».
3. Руководство по эксплуатации радиоконструктора «Старт».

Схемы светомузыки на 12 вольт на светодиодах — как сделать и подключить своими руками

Первые эксперименты по связи света и музыки проводил композитор Скрябин А.Н. еще в царской России. В СССР развитие идеологии медиаискусства принял на себя Галеев А.М., НИИ «Прометей», г. Казань. В это время Ваш покорный слуга занимался разработкой цветомузыкальных устройств в ОКБ при ВЗЭМ г. Волгограда. Сегодня я предлагаю обзор наиболее интересных схем светомузыки с профессиональными комментариями.

Преимущества цветомузыки на светодиодах

В применении к цветомузыкальным устройствам (ЦМУ) светодиоды с ярким свечением имеют ряд преимуществ, по сравнению с лампами накаливания:

• потребляют заметно меньше энергии;
• их не нужно красить или ставить перед ними цветные фильтры;
• схемы ЦМУ проще, не требуется гальваническая развязка.

Простейшая схема светомузыки на 12 В

По этой причине с них и начнем. Для тех, кто не имеет опыта в радиоэлектронике, имеет смысл собрать для начала совсем простую схему на одном биполярном транзисторе. В качестве источника питания можно использовать, например, «крону». Также подойдет любой низковольтный блок питания, который найдется в доме, сгодится и зарядка для мобильника с выходом 5 Вольт. В последнем случае сопротивление резистора, ограничивающего ток через светодиод, нужно уменьшить до 220 Ом.

Маркировка полупроводников указана на фото. Подключаете схему к колонке или громкоговорителю машины, и светодиод начинает мигать. Если он светится постоянно, нужно уменьшить уровень громкости, если совсем не горит – наоборот увеличить. Транзистор будет открываться и обеспечивать ток питания нагрузки каждый раз, когда напряжение на его базе будет превышать определенное значение. Получилась простейшая светомузыка, так как свечение излучателя связано с громкостью музыки.

Далее мы будем постепенно наращивать функционал схем, естественно, усложняя их. Советую последовательно ознакомиться со всем материалом, так как при этом Вы научитесь комбинировать части схем, создавая собственное устройство с нужными характеристиками. При этом во всех случаях используются однотипные, взаимозаменяемые элементы.

Самая простая цветомузыка на транзисторах

Это схема именно цветомузыки, так как устройство обеспечивает связь частоты звука с цветом светового излучателя. Три канала различаются RC фильтрами, установленными перед транзисторами. В результате нижний канал цветомузыки, к которому подключен красный светодиод, реагирует на звуковые сигналы частотой ниже 300 Гц, средний, с синим светодиодом, работает в диапазоне 300-6000 Гц, а верхний, к которому подключен зеленый светодиод, работает от сигналов выше 6000 Гц. Звуковой сигнал, как и в прошлом варианте, подается с выхода для наушников, колонок или динамиков авто.

Деление на частотные диапазоны в ЦМУ условное и может быть выбрано другим. Более того, границы каналов по частоте получаются нечеткие из-за низкой избирательности фильтров, а еще они заметно сдвигаются из-за разброса параметров радиоэлементов. При этом три переменных резистора на входе схемы позволяют отрегулировать ее так, чтобы светодиоды мерцали примерно с одинаковой интенсивностью.

Маркировку керамических конденсаторов смотрите на фото. Транзисторы все те же КТ315 или КТ3102. Подойдут вообще почти любые биполярные структуры р-n-р. Можно использовать элементы проводимости n-р-n, если сменить полярность подключения питания и светодиодов.

Если установить мощные транзисторы, например, КТ805, то к выходу устройства можно подключить много светодиодов или светодиодную ленту. Еще лучше использовать составные транзисторы КТ829 с большим коэффициентом усиления, с которыми чувствительность устройства заметно вырастет.

Количество светодиодов, которые можно подключить параллельно, определяется их рабочим током и максимальным током коллектора транзистора. Например, максимальный ток коллектора транзисторов КТ315 с индексом Ж, И составляет 50 мА, значит, допускается в нагрузке один светодиод с рабочим током 30 мА. Эти же транзисторы с другими индексами допускают нагрузку до 100 мА, значит, можно подключить параллельно пару аналогичных светодиодов.

Мощные транзисторы могут использоваться с радиаторами, так что для них нужно принимать максимальный ток коллектора в том режиме, в котором Вы собираетесь их использовать. Какой ток потребляет конкретная светодиодная лента, нужно читать на ее упаковке.

Светодиоды имеют разброс параметров, так что, если их соединить параллельно без отдельных резисторов, свечение будет разным. Токоограничивающие резисторы легко рассчитать, пользуясь законом Ома. Для этого надо знать рабочее напряжение и ток используемых светодиодов. Если считать не хочется, можно сначала подключить сопротивление 200 Ом в любой из рассматриваемых схем. Если светодиод горит плохо, сопротивление надо уменьшать до того, пока ток через светодиод не достигнет нужного значения (от 10 до 30 мА в зависимости от марки).

Фильтры в этой схеме несколько другие, но сути это не меняет. Как и в прошлом случае, на входе можно предусмотреть подстроечные или переменные резисторы для выравнивания чувствительности каналов. В следующем видео демонстрируется сборка представленного выше устройства.

Маркировку электролитических конденсаторов смотрите на фото. Для монтажа простой схемы в домашних условиях нет смысла травить печатную плату. Удобно использовать навесной монтаж на макетной плате. В простейшем случае радиоэлементы самодельной приставки можно закрепить горячим клеем на пластике выводами вверх. После застывания клея радиодетали надежно зафиксированы, и их выводы нетрудно соединить пайкой с помощью провода.

Звуковой сигнал в рассмотренных схемах подается с выхода для наушников или колонок. Для того, чтобы повысить чувствительность устройства и обеспечить его работу от сигнала с линейного выхода любого гаджета, необходим предварительный усилитель. Представленная схема подключается к входу всех рассмотренных выше схем. Переменный резистор R1 обеспечивает согласование уровня сигнала, чтобы светодиоды работали оптимально.

Можно вовсе избежать электрического соединения, если снабдить самодельную цветомузыку микрофоном с подключением по представленной схеме. Переменный резистор R4 обеспечивает согласование уровня. Подойдет почти любой электретный микрофон. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С1.

Как сделать своими руками четырехканальную приставку

Если собрать вместе рассмотренные выше схемы цветомузыки, получится примерно такой вариант. В данном случае частотный диапазон звукового сигнала разделен на 4 полосы, соответственно предусмотрено 4 канала, и RC фильтры перед транзисторами немного другие.

На входе четырехканальной цветомузыки имеется предварительный усилитель на транзисторах VT1, VT2, так что сигнал на ЦМУ можно подавать с линейного выхода компьютера и любого другого прибора. При этом переменный резистор R3 обеспечивает регулировку практически любого входного сигнала. Резисторы R1, R2 обеспечивают развязку стереосигнала по входу. Подстроечные резисторы R7, R10, R14, R18 позволяют отрегулировать чувствительность каждого канала по отдельности. Диоды на базах транзисторов «срезают» положительную составляющую сигнала переменного тока, и транзисторы открываются отрицательной полуволной сигнала с фильтра.

В схеме предусмотрен стабилизированный источник питания на КР142ЕН5. Для его сборки требуется трансформатор, и зачастую проще использовать любой имеющийся блок питания постоянного тока с выходным напряжением 9-12 В. Восемь цепочек светодиодов с рабочим током по 30 мА потребуют питание порядка 240 мА, так что блок питания с максимальным током нагрузки 500 мА и более точно подойдет. Подойдет и нестабилизированный источник напряжения, так как светодиоды имеют низкий динамический диапазон свечения, и пульсации по питанию не будут вызывать их ложное срабатывание.

Мы уже обсуждали возможность параллельного включения светодиодов с токоограничивающими резисторами. В этой схеме они соединены еще и последовательно. При этом нужно обеспечить, чтобы суммарное падение напряжения на включенных последовательно светодиодах была заведомо меньше напряжения питания схемы.

Например, для двух включенных последовательно светодиодов с рабочим напряжением 3,6 В получаем 2х3,6 В =7, 2 В, что меньше 9 В питания. «Запас» по напряжению нужно погасить резистором с учетом дополнительного падения напряжения на открытом транзисторе порядка 0,7 В. В качестве примера считаем «запас» по напряжению для двух светодиодов: 9 В – 7,2 В – 0,7 В = 1,1 В. Теперь по закону Ома, для светодиодов с рабочим током 20 мА получаем: 1,1 В: 20 мА = 55 Ом.

Таким образом, подавая более высокое напряжение, можно включать последовательно больше светодиодов, не увеличивая мощность транзисторов. При этом безопасным следует считать напряжение не более 36 В и нужно использовать транзисторы и электролитические конденсаторы, которые имеют соответствующие параметры.

Собирать устройство удобно на печатной плате, эскиз которой представлен на фото. Размеры платы 80х45 мм.

Транзисторы КТ502 (с любым буквенным индексом) можно заменить на КТ503 с полярностью n-p-n. При этом одновременно необходимо заменить КТ361 на КТ315 или КТ3102 (с любым буквенным индексом), а также сменить полярность подключения питания, диодов, светодиодов и электролитических конденсаторов. В этом случае вместо предварительного усилителя можно подключить микрофон по рассмотренной выше схеме.

Маркировку конденсаторов мы рассмотрели выше. При параллельном соединении их емкость суммируется, что облегчает подбор элементов для фильтров. Напряжение, указанное на корпусе электролитических конденсаторов, должно быть заведомо больше напряжения источника питания. Конденсатор С8 должен быть рассчитан не менее, чем на 25 В.

Резисторы подойдут любые мощностью 0,125-0,25 Вт. Цветная маркировка поможет определить их номиналы. Подстроечные резисторы мы рассмотрели выше, переменный резистор подойдет любой, подходящий по размерам.

Диоды VD1 – VD4 любые малогабаритные. Для Д9 маркировка указана на фото.

В блоке питания в качестве выпрямителя удобнее использовать готовый диодный мост. При его отсутствии подойдут дискретные диоды типа КД105, КД106, КД209 и прочие с рабочим током не менее 300 мА. Если подобрать малогабаритные элементы, их удастся установить на плату вместо диодного моста. Светодиоды нужного цвета выбирайте с ярким свечением. Желательно знать их рабочее напряжение и номинальный ток питания.

Вместо КР142ЕН5 удобнее использовать КР142ЕН8А,Г, которая обеспечивает 9 В на выходе без резистора R22. В этом случае вместо него ставится перемычка. Трансформатор нужно подобрать с напряжением на выходе 12-15 В с током нагрузки не менее 300 мА. В следующем видео пошаговая инструкция по сборке ЦМУ.

Установка с микрофоном на светодиодной ленте RGB

Следующее ЦМУ 3-х канальное. Здесь операционные усилители (ОУ) А1.2, А1.3, А1.4 вместе с набором RC элементов образуют активные фильтры. На ОУ А1.2 собран низкочастотный фильтр, и к выходу канала подключены красные светодиоды, на ОУ А1.3 собран среднечастотный фильтр, и к выходу канала подключены зеленые светодиоды, на ОУ А1.4 собран высокочастотный фильтр, и к выходу канала подключены синие светодиоды.

Фильтры активного типа обеспечивают заметно более высокую избирательность, чем рассмотренные выше схемы. При этом частотных диапазонов всего три, и эффект связи уровня звучания музыки соответствующих частот с яркостью свечения светодиодов определенного цвета становится более выразительным.

ОУ А1.1 выполняет роль предварительного усилителя сигнала с встроенного микрофона. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон М1 – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С3.

Переменный резистор R6 обеспечивает регулировку общей чувствительности устройства. Элементы R18, R21, R24 обеспечивают настройку яркости мерцания каждого канала по отдельности.

Для питания устройства используется однополярный источник, поэтому для ОУ с двухполярным питанием выполнена схема «виртуальная земля». Она выполнена на элементах R2, R3 и С2 и обеспечивает половину напряжения источника питания. Прямые входы всех ОУ подключены к «виртуальной земле» через резисторы 100 кОм.

Четыре ОУ схемы находятся в одном корпусе микросхемы КР1402УД2 (зарубежный аналог LM324). Конечно, можно использовать четыре ОУ общего применения в отдельных корпусах, например, КР140УД708. При этом топология печатного монтажа изменится.

Выходные каскады каналов выполнены по схеме составных элементов и состоят из пары транзисторов. К коллекторам транзисторов средней мощности КТ817 подключены минусы соответствующего цвета светодиодной ленты RGB. Подстроечные элементы R19, R22 и R25 позволяют установить начальное напряжение смещения, при котором светодиоды будут немного светиться при отсутствии звукового сигнала. Такой режим работы позволит избежать резких вспышек света и сделает работу ЦМУ более плавной. Однако в этом случае на транзисторах будет выделяться значительная мощность, и они могут перегреться при использовании без радиаторов.

Хотя КТ817 допускают максимальный ток до 3000 мА, однако максимальная рассеиваемая мощность с применением без радиатора составляет 1 Вт. В пересчете это означает, что в обозначенном выше режиме при использовании без радиатора нельзя подключить более 3-х светодиодов параллельно. На практике это значит, что чем больше рабочий ток RGB ленты, тем большей площади радиаторы необходимо использовать. Все прочие радиоэлементы схемы подбираются по тем же принципам, что и для всех вышеизложенных схем.

Таким образом, мы рассмотрели схемы светомузыкальных устройств в порядке возрастания их функциональности и сложности. Цветомузыка своими руками — хороший опыт в освоении электроники, а также интересная самореализация. Если внимательно изучить материал, можно создать своими руками устройство для вечеринок по собственным требованиям, с учетом имеющихся радиодеталей. В заключение посоветую серьезно отнестись к оформлению собственно подсветки. Для создания праздника цвета и музыки ее исполнение может оказаться даже более значимым, чем выбор схемы устройства.

Крутая цветомузыка своими руками

ОБНОВЛЕНИЯ

22.05.2019 colorMusic_v2.10: Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

• Добавлена плавность режиму цветомузыки по частотам! Настройка SMOOTH_STEP
• Добавлен режим стробоскопа с целой кучей настроек!

• Добавлено управление с ИК пульта! Купить пульт можно по этой ссылке, цена вопроса 50р
• 7 режим – Режим подсветки
• 8 режим – Режим бегущих частот
• 9 режим – Анализатор спектра (Версия 2.1)
• У некоторых режимов появились подрежимы
• Возможна работа БЕЗ потенциометра. Читайте ниже в инструкции по эксплуатации

• Настройки сохраняются в память (энергонезависимую)

• Улучшена производительность, почищен мусор
• в 7 режиме радугу можно остановить и пустить вспять

• Добавлена настройка RESET_SETTINGS для сброса настроек в случае некорректной работы. Читайте ниже в FAQ

11.05.2018 ночь colorMusic_v2.5:

• Код оптимизирован, библиотеки FastLED и IRremote заменены на более оптимальные Adafruit_NeoPixel и IRLremote (для работы версии 2.5 и выше необходимо установить новые библиотеки из общей папки с библиотеками!)
• ИК пульт теперь срабатывает почти в 100% случаев вместо прежних 30%
• Поддержка максимум 410 светодиодов

11.05.2018 день colorMusic_v2.6:

• Возвращена библиотека FastLED (как оказалось, функции FastLED работают гораздо быстрее, чем NeoPixel, а также поддерживает такое же количество светодиодов!)
• ИК пульт всё ещё срабатывает почти в 100%, по сравнению с 30% в версиях 2.0-2.4
• Поддержка максимум 410 светодиодов (работа может быть нестабильной)

• Исправлен небольшой баг

• Добавлено сохранение состояния “включено/выключено” в энергонезависимую память. Штука опциональная, в настройках можно выключить (настройка KEEP_STATE)

28.09.2018 colorMusic_v2.7 (by Евгений Зятьков):

• Настройка пульта внесена в скетч, тип пульта настраивается в IR_RCT
• Добавлена поддержка Arduino Mega и Pro Micro
• Исправлены мелкие баги

22.11.2018 colorMusic_v2.8:

• Добавлено ограничение тока для всей системы, настройка CURRENT_LIMIT
• Слегка оптимизированы настройки

22.05.2019 colorMusic_v2.10:
• Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

ОПИСАНИЕ

Крутейшая свето- цветомузыка на Arduino и адресной светодиодной ленте WS2812b. Работает с лентой любой длины (до 450 светодиодов (версия 1.1), до 350 светодиодов (версия 2.0)), и может быть размещена в любом месте в квартире или автомобиле.

Режимы работы (переключаются кнопкой или с ИК пульта (версия 2.0)):

• VU meter (столбик громкости): от зелёного к красному
• VU meter (столбик громкости): плавно бегущая радуга
• Светомузыка по частотам: 5 полос симметрично
• Светомузыка по частотам: 3 полосы
• Светомузыка по частотам: 1 полоса
• Стробоскоп (Версия 2.0)
• Подсветка (Версия 2.0)
  • Постоянный цвет
  • Плавная смена цвета
  • Бегущая радуга
• Бегущие частоты (Версия 2.0)
• Анализатор спектра (Версия 2.1)

• Плавная анимация (можно настроить)
• Автонастройка по громкости (можно настроить)
• Фильтр нижнего шума (можно настроить)
• Автокалибровка шума при запуске (можно настроить)
• Поддержка стерео и моно звука (можно настроить)
• Лента не гаснет полностью (Версия 2.0)
• (Версия 2.1) все настройки сохраняются в памяти и не сбрасываются при перезагрузке
  • Сохранение настроек происходит при выключении кнопкой звёздочка (*)
  • А также через 30 секунд после последнего нажатия на любую кнопку ИК пульта

ВИДЕО

КОМПОНЕНТЫ

Каталоги ссылок на Алиэкспресс на этом сайте:

Стараюсь оставлять ссылки только на проверенные крупные магазины, из которых заказываю сам. Также по первые ссылки ведут по возможности на минимальное количество магазинов, чтобы минимально платить за доставку. Если какие-то ссылки не работают, можно поискать аналогичную железку в каталоге Ардуино модулей . Также проект можно попробовать собрать из компонентов моего набора GyverKIT .

• Arduino Nano купить в РФ, aliexpress, aliexpress, искать
• Адресная лента
  • Купить в РФ, 60 свет/метр, 30 свет/метр
  • Купить на Али ссылка, ссылка
  • Black PCB / White PCB – цвет подложки ленты, чёрная / белая. В видео была чёрная
  • 1m/5m – длина ленты в метрах (чтобы заказать 2 метра, берите два заказа 1m, очевидно)
  • 30/60/74/96/100/144 – количество светодиодов на 1 метр ленты. В видео использовалась лента 60 диодов на метр
  • IP30 лента без влагозащиты (как на видео)
  • IP65 лента покрыта силиконом
  • IP67 лента полностью в силиконовом коробе
  • Постфикс ECO – лента чуть более низкого качества, меньше меди, на длинной ленте будет сильно проседать яркость
• Понижайка для автомобиля https://ali.ski/2I7QI
• Гнездо 5.5×2.1 aliexpress, aliexpress, искать
• Аудио гнездо https://ali.ski/7f3W9
• Разветвитель наушников https://ali.ski/BGyNE2
• ИК пульт (для версии 2.0 WAVGAT) https://ali.ski/WVANd
• Микрофонный модуль aliexpress, aliexpress, искать
• Кнопки, конденсаторы и крутилки ищите в любых магазинах для радиолюбителей, так как у китайцев можно купить только мешок 50 штук!
• Алик
  • Куча резисторов https://ali.ski/few1rq
  • Куча кнопок https://ali.ski/2A_nxM
  • Куча конденсаторов https://ali.ski/lwuDxJ
  • Куча потенциометров (можно обойтись без него! Читайте инструкцию) https://ali.ski/pttk-
  • Куча конденсаторов для микрофона http://ali.ski/eqALT
• ЧипДип (Россия)
  • Резистор https://www.chipdip.ru/product0/27226
  • Кнопка https://www.chipdip.ru/product/tyco-2-1825910-7-fsm14jh
  • Конденсатор 10нф https://www.chipdip.ru/product0/42179
  • Конденсатор для микрофона https://www.chipdip.ru/product0/9000261766
  • Потенциометр (можно обойтись без него! Читайте инструкцию) https://www.chipdip.ru/product/r-0901n-b20k

СХЕМЫ

ПРОШИВКА

УПРАВЛЕНИЕ

НАСТРОЙКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ. Потенциометр настройки опорного напряжения настраивается “методом тыка” пока не заработает (у меня стоит в середине). Подстройка нужна при смене источника аудио или изменении его потенциальной громкости.

• Если во время работы в режиме VU метра (первые два режима) шкала всё время горит – слишком низкое опорное напряжение, Ардуино получает слишком высокий сигнал
• Если не горит – опорное слишком высокое, системе не удаётся распознать изменение громкости с достаточной для работы точностью

МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

НАСТРОЙКА НИЖНЕГО ПОРОГА ШУМОВ является очень важной, в идеале выполняется 1 раз для любого нового источника звука или смены громкости старого. Есть 3 варианта настройки:

• Ручная: выключаем AUTO_LOW_PASS и EEPROM_LOW_PASS (ставим около них 0), настраиваем значения LOW_PASS и SPEKTR_LOW_PASS вручную, методом тыка
• Автонастройка при каждом запуске: включаем AUTO_LOW_PASS, выключаем EEPROM_LOW_PASS . При подаче питания музыка должна стоять на паузе! Калибровка происходит буквально за 1 секунду.
• По кнопке: при удерживании кнопки 1 секунду настраивается нижний порог шума (музыку на паузу!)
• Из памяти (ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ): выключаем AUTO_LOW_PASS и включаем EEPROM_LOW_PASS
  • Включаем систему, источник звука подключен проводом
  • Ставим музыку на паузу
  • Удерживаем кнопку 1 секунду (либо кликаем кнопку 0 (ноль) на ИК пульте
  • Загорится светодиод на плате Arduino, погаснет через

  1.5 секунды

• Значения шумов будут записаны в память и будут САМИ загружаться при последующем запуске!

Номер режима	Режим	Кнопки ← →	Кнопки ↑ ↓	Кнопка #
1	Шкала громкости (градиент)	Плавность анимации	–	–
2	Шкала громкости (радуга)	Плавность анимации	Скорость радуги	–
3	Цветомузыка (5 полос)	Плавность анимации	Чувствительность	–
4	Цветомузыка (3 полосы)	Плавность анимации	Чувствительность	–
5	Цветомузыка (1 полоса)	–
5,1	3 частоты	Плавность анимации	Чувствительность	Смена подрежима
5,2	Низкие	Плавность анимации	Чувствительность	Смена подрежима
5,3	Средние	Плавность анимации	Чувствительность	Смена подрежима
5,4	Высокие	Плавность анимации	Чувствительность	Смена подрежима
6	Стробоскоп	Плавность вспышек	Частота вспышек	–
7	Цветная подсветка	–	–	–
7,1	Постоянный	Цвет	Насыщенность	Смена подрежима
7,2	Плавная смена цвета	Скорость	Насыщенность	Смена подрежима
7,3	Бегущая радуга	Скорость	Шаг радуги	Смена подрежима
8	Бегущие частоты	–	–	–
8,1	3 частоты	Скорость	Чувствительность	Смена подрежима
8,2	Низкие	Скорость	Чувствительность	Смена подрежима
8,3	Средние	Скорость	Чувствительность	Смена подрежима
8,4	Высокие	Скорость	Чувствительность	Смена подрежима
9	Анализатор спектра	Шаг цвета	Цвет	–
Общие настройки (перекл. ОК)	Все режимы	Общая яркость горящих светодиодов	Яркость “не горящих” светодиодов
				Остальные кнопки: цифра 0 – калибровка шума, * – вкл/выкл систему,

ОШИБКИ И FAQ

FAQ:
Большинство проблем можно решить, прочитав вот эту статью: https://alexgyver.ru/ws2812_guide/

В: Купил ленту, на ней контакты G, R, B, 12. Как подключить?
О: Это не та лента, можешь выкинуть

В: Прошивка загружается, но выползает рыжими буквами ошибка “Pragma message….”
О: Это не ошибка, а информация о версии библиотеки

В: Что делать, чтобы подключить ленту своей длины?
О: Посчитать количество светодиодов, перед загрузкой прошивки изменить самую первую в скетче настройку NUM_LEDS (по умолчанию стоит 120, заменить на своё). Да, просто заменить и всё.

В: Сколько светодиодов поддерживает система?
О: Версия 1.1: максимум 450 штук, версия 2.0: 350 штук

В: Как увеличить это количество?
О: Варианта два: оптимизировать код, взять другую библиотеку для ленты (но придётся переписать часть). Либо взять Arduino MEGA, у неё больше памяти.

В: Какой конденсатор ставить на питание ленты?
О: Электролитический. Напряжение 6.3 Вольт минимум (можно больше, но сам кондер будет крупнее). Ёмкость – минимум 1000 мкФ, а так чем больше тем лучше.

В: Как проверить ленту без Arduino? Горит ли лента без Arduino?
О: Адресная лента управляется по спец протоколу и работает ТОЛЬКО при подключении к драйверу (микроконтроллеру)