СВЕТОДИОДНАЯ ЛЕНТА

Техническое решение относится к светодиодным лентам.
- источник света, собранный на основе светодиодов. Представляет собой гибкую печатную плату, на которой равноудаленно друг от друга расположены светодиоды (преимущественно SMD LED). Для ограничения тока через светодиоды, в электрическую схему ленты вводятся ограничительные сопротивления (резисторы), которые также монтируются на ленте». (https://ru.wikipedia.org/wiki/светодиодная_лента)
Ленты бывают с монохромным свечением (красного, зеленого, синего, желтого, белого цвета) и многоцветные (с возможностью создания практически любого оттенка, RGB).
По подключению к источнику питания светодиоды конструктивно объединяются в группы (сегменты), в которых они схемотехнически соединены последовательно как между собой, так и с токоограничительным резистором (в зависимости от выбранного напряжения питания, количество светодиодов в сегменте - от одного до шести). Все сегменты идентичны по составу и подключены к питанию параллельно.
Управление яркостью свечения таких лент осуществляется по всей их длине или изменением напряжения питания (что технически достаточно сложно и малоприменимо), или с помощью контроллера, - методом ШИМ - регулирования. Причем включение/выключение светодиодных лент, а также изменение их яркости свечения во времени, можно программировать с помощью тех же контроллеров. В случае с RGB-лентами с помощью контроллеров можно создавать множество оттенков свечения, но, опять-таки, по всей длине ленты одновременно.
Для управления яркостью светодиодов (в случае RGB-цветом свечения) посегментно, в патенте ЕР 3070999 А1 (Control of pixel addressable led strips) предложено использование протокола SPI (SPI англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus - последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) - последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, предназначенный для обеспечения простого и относительно недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии.)
Так, около каждого светодиодного сегмента на ленте устанавливается микросхема адресного контроллера и такая лента подключается к управляющему контроллеру. В работе https://svetoyar.pro/instrukcii/svetodiodnye_lenty_begushchij_ogon_cifrovoj_protokol_spi показаны как «плюсы» такой организации подключения светодиодов, позволяющее получать интересные эффекты, такие как «бегущие огни», «северное сияние» и другие, так и ограничения - по максимальному количеству одновременно подключаемых управляемых светодиодных сегментов, по строгому соблюдению направления подключения. К очевидным плюсам можно отнести также возможность получения как статической «картины» свечения, так и динамической, причем с возможностью изменения направления перемещения статической «картины» вдоль ленты.
Однако, необходимость подключения микросхем адресного управления у каждого светодиодного сегмента, сложность программирования и дороговизна управляющего контроллера, увеличивают в разы, если не на порядок, стоимость такого светотехнического устройства по сравнению со «стандартной» светодиодной лентой с идентичными светотехническими возможностями.
В патенте US 9844117 B2 (Apparatus And Method For LED Running Light Control And Status) для получения исключительно эффекта «бегущего огня» к каждому светодиоду также подключаются полупроводниковые элементы (стабилитроны и транзисторы). Такая система менее дорога в стоимостном выражении, но имеет ограничения - отсутствует возможность получения статичной «картинки» включения светодиодов, нет возможности изменения направления бегущего огня, выход из строя всей светодиодной системы при повреждении любого одного светодиода. Есть, также, и существенное ограничение по максимальной длине такого устройства.
У приведенных двух технических решений по сравнению с «обычной» светодиодной лентой есть одно общее - для получения некоторых динамических возможностей управления свечением вдоль светодиодной ленты, введенные в ее конструкцию элементы (микросхемы адресных контроллеров в одном случае, стабилитроны и транзисторы - в другом) позволяют подключать к питанию отдельные светодиодные сегменты.
Задачей технического решения является расширение функциональных возможностей светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.
Поставленная задача решается благодаря тому, что светодиоды по подключению сгруппированы в трех или более идентичных сегментах ленты, имеющих у каждого сегмента независимое подключение к питанию и образующих последовательную цепь, которая, в свою очередь, периодически повторяется вдоль светодиодной ленты.
Техническое решение иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 1. Для примера приведена схема стандартного светодиодного сегмента, состоящая из 3 светодиодов и токоограничительного резистора, характерная для светодиодных лент с питанием 12 Вольт. Сегменты, обозначенные C1, С2 и С3, идентичны и отличаются друг от друга тем, что при общем подключении к плюсовой шине питания имеют раздельное подключение к минусовым шинам. Такие группы, состоящие из трех сегментов, отличающихся друг от друга раздельным подключением к шинам питания, повторяются по всей длине ленты. При подключении такой ленты к питанию в случае объединения всех минусовых шин, приведенная светодиодная лента по функционированию ничем не отличается от «стандартной».
В случае, когда минусовые шины подключаются к источнику питания независимо - то возникает возможность осуществления различных динамических световых сценариев вдоль ленты.
Таким образом, образуется функциональная вариативность светодиодной ленты без введения дополнительных элементов в ее конструкцию.
Так, например, последовательное включение/выключение минусовых шин «1», «2», «3», «1», создает эффект «бегущий огонь», перемещающийся слева направо. При замене подключения на «3», «2», «1», «3»… направление «бегущего огня» меняется на противоположное. Причем сохраняются все функциональные возможности стандартной светодиодной ленты - резкое кратковременное включение/выключение - «строб», плавное изменение яркости. При этом- с перемещением этих эффектов вдоль ленты.
На показанном на фиг. 1 примере разделение питания сегментов произведено по минусовой шине. Это удобно для управления этими лентами стандартными контроллерами, разработанными для RGB-лент, где управление каждым цветом осуществляется по минусовой шине.
Таким образом, техническая осуществимость полезной модели вытекает из детального описания конструкции светодиодной ленты, приведенных нескольких вариантов ее подключения в сочетании с практическим достижением указанного технического результата.