Устройство и подключение светодиодной ленты на 12 В

Подключение светодиодной ленты

Большая часть светодиодных лент работает от напряжения 12 В или 24 в. Если линейка кристаллов одна, питание требуется 12 В, если их две — 24 в. Подходит любой источник постоянного тока, выдающий такое напряжение: аккумулятор, блок питания, батарея и т.д.

Схема подключения светодиодной ленты к сети 220 В через блок питания

Чтобы подключить ленту к бытовой сети 220 В требуется преобразователь или адаптер (еще называют блоками или источниками питания, адаптерами).

Недавно появились ленты, которые сразу можно подключать к сети в 220 В. Все они запаяны в пластиковые трубки — 220 Вольт это уже не шутки. Режутся тоже по намеченным линиям, соединяются при помощи специального коннектора, который вставляется в проводники. К коннектору подключается шнур со встроенным выпрямителем (это диодный мост и конденсатор).

Подключение специальной светодиодной ленты к сети 220В

Отличается эта лента от обычной тем, что в ней небольшие участки (20 шт) со светодиодами подключены не последовательно, а параллельно, еще и так, что диоды направлены навстречу друг другу. За счет этого получаем требуемое напряжение в 220 Вольт или около того. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи диодного моста, а пульсация гасится конденсатором.

Схема подключения светодиодной ленты без блока питания

В принципе, такую ленту можно собрать из обычной, но нужно будет позаботиться об изоляции: прикосновение к элементу, подключенному к бытовой сети без переходника чревато серьезными последствиями.

Как подключить несколько светодиодных лент

Каждая из лент, в зависимости от используемых модулей и количества элементов на одном метре, потребляет различное количество тока. Средние параметры приведены в таблице. Зная, какой длины вы хотите смонтировать подсветку, можно выбрать адаптер, который будет выдать требуемый ток.

Таблица потребляемого тока светодиодными лентами, питающимися от 12 В

Иногда требуемая длина ленты превышает 5 метров — когда необходимо подсветить комнату по периметру. Даже если блок питания может выдать требуемый ток, соединять последовательно две или больше пятиметровые ленты нельзя. Максимально допустимая длина одной ветки — вот те 5 метров, которые приходят в бобине. Если дорастить ее, подключив вторую последовательно, по дорожкам первой ленты будет проходить ток, многократно превышающий расчетный. Это приведет к быстрому выходу элементов из строя. Может даже расплавится дорожка.

Если мощность блока питания такова, что к нему можно подключить несколько лент, к каждой из них тянут отдельные проводники: схема подключения параллельная.

Как подключить несколько светодиодных лент к одному блоку питания

В таком случае удобно блок питания располагать посредине, например, в углу, а от него — две ленты по обе стороны. Но часто дешевле купить несколько менее адаптеров, чем один более мощный.

Подключение RGB ленты через контроллер

Последовательно подключаются сначала блок питания, потом контролер. Между собой они подключаются двумя проводами. Из контроллера выходят уже 4 проводника, которые разводятся по соответствующим контактным площадкам ленты RGB.

Подключение светодиодной ленты RGB через контроллер

Точно также, как и в монохромных лентах, и в этом случае максимально допустимая длина одной линии — 5 метров. Если необходимо большая длина, то от контроллера отходят два пучка проводов по 4 штуки в каждом, то есть соединяются они параллельно. Длинна проводников может быть разной, но более рационально, чтобы блок питания и контроллер находился посередине, а в стороны уходят две ветки подсветки.

Блоки от техники б/у

На 12 В

С ним никаких доработок делать не придется. Главное – рассчитать требуемую мощность. Естественно, с некоторым запасом (порядка 10 – 15%). Если светодиодная лента куплена не на «блошином рынке», к ней обязательно прилагается хоть какая-то инструкция. По крайней мере, основные характеристики в ней указываются. Если вообще никакой информации нет, то придется искать ответы в интернете. В помощь домашним умельцам – следующие таблицы.

В некоторых случаях подобранный трансформатор подходит по мощности, но сила тока больше, чем нужно. В подобной ситуации выручит ограничительное сопротивление, которое включается в цепь питания светодиодной ленты последовательно с ней. Точные расчеты всех элементов электрических цепей – отдельная тема. Но для большинства лент достаточно R на 150 Ом мощностью 0,5 Вт.

На 19 В

Такой источник питания можно взять от большинства образцов оргтехники или списанного компьютера. Но для подключения светодиодной ленты ему требуется некоторая схемная доработка. Ее смысл заключается в снижении величины выходного напряжения.

Решение 1 – с помощью стабилизатора. Подходит микросхема КРЕН 7812. Если ее закрепить на радиаторе, то ток до 1 А она вполне выдержит.

Нюанс в том, что здесь многое зависит от длины ленты. Возможно, понадобится несколько микросхем (до 5), каждая со своим радиатором. В результате конструкция получится довольно громоздкая. Но для короткого LED-прибора – неплохой вариант.

Решение 2 – с помощью готовой платы импульсного стабилизатора.

Такой или аналогичный несложно найти в технике б/у. Стабилизаторы импульсные предпочтительнее еще и тем, что характеризуются более высоким КПД – до 90%.

Наиболее популярные запросы:

  • 12v switching regulator;
  • LM2596 power supply;
  • voltage regulator 12v 7a.

В радиомагазинах встречаются и готовые модули. Стоят они недорого, так как все «made in China». Модификаций множество – на основе LM2596-12, LM2596ADJ или их аналогов ST1S10 (или 14), L5973D. На выходе можно получить ток в 3 А и напряжение в пределах 3 – 37 В. Хотя есть и другие, не менее эффективные схемы.

Плотность размещения светодиодов на ленте

В зависимости от того, какую мощность необходимо получить, производители варьируют количество размещаемых чипов на ленте. Наиболее распространенное минимальное количество диодов – 15, максимальное – 240 (располагаются в два ряда ). Данное количество указывается в характеристиках на упаковке за 1 метр. Не смотря на то, что товар выпускают в катушках по 5 метров эта цифра относится к 1 метру погонному.

Ниже на картинке я указал каким образом располагаются SMD диоды, в зависимости от типов.

Все, что касается SMD 5050, также относится и к более современным 5630 (5730) и 2835.

В зависимости от используемых диодов и схемы подключения ленты могут резаться по группам диодов, кратным трех. Т.е. простыми словами лента делится на сегменты по три, шесть и т.д. светодиодов. Места разреза легко найти на ленте. Там нарисованы ножницы)

Виды наиболее популярных светодиодных лент

1 из 2

Схема подключения усилителя

У усилителя есть входные-input и выходные-output клеммы. На входе и выходе те же контакты, что и у контроллера – общий плюс и цвета.

R

G

B

V+

Также присутствуют и клеммы подключения питания:

VDD или “+”

GND или “-”

Напряжение 12-24В можно подавать как от дополнительного блока, так и от общего, если позволяет его мощность.

Для подключения, общие концы предыдущего отрезка светодиодной ленты, заводите во входные клеммы усилителя.

Далее подсоединяете выход. Вставляете в RGBV+ разъемы, провода от дополнительного участка светодиодной ленты.

После этого под винты VDD и GND заводите проводники питания от блока.

Опять же полярность здесь строго соблюдаете! VDD – это плюс, GND – минус.

12345

Собранная подсветка по такой схеме будет работать и управляться с одного пульта.

Если вам нужно подключить еще 5-10 метров ленты, в схему добавляется еще один усилитель, а возможно и дополнительный блок питания (зависит от мощности освещения).

Только имейте в виду, что параллелить напрямую между собой сами блоки питания нельзя. Делать это нужно через диодный мост. Поэтому они должны быть разделены между собой через отдельные участки лент.

Таким образом можно собрать разноцветную подсветку любой длины под ваши запросы. Главное найти место для размещения всего этого оборудования.

Когда места не хватает, вместо большого усилителя можно использовать микро модель.

Он напоминает из себя что-то типа переходника, и размер у него соответствующий. При этом со своей задачей усиления сигнала справляется хорошо.

Кроме этого, его можно использовать, если вам не хватает мощности вашего контролера. Например, мощность всей светодиодной ленты 110Вт, а контроллера всего 70Вт.

Чтобы не менять его, просто докупаете такой мини усилитель, последовательно соединяете два элемента и наслаждаетесь освещением.

Виды и типы светодиодных лент

Условно СДЛ делятся на виды, исходя из их функций и рабочих характеристик:

Монохромные

Монохромные (одноцветные) ленты характеризуются одним цветом свечения. Для достижения определенного свечения кристалл диода окрашивается в нужный цвет, что приводит к снижению яркости и напрямую сказывается на цене.

Зависимость палитры led элементов от их стоимости (указана средняя цена за 1 метр с аналогичными рабочими характеристиками):

  1. Белый цвет (CW) 145 руб./м.

Светодиодная лента белого цвета

  1. Синий цвет (B) 232 руб./м.

СДЛ синего цвета

  1. Зеленый цвет (G) 238 руб./м.

СДЛ зеленого цвета

  1. Красный цвет (R) 240 руб./м.

СДЛ красного цвета

Кристаллы с белым свечением возможно применять для основного освещения, т.к. они обладают более высокой яркостью. Цветные кристаллы имеют менее яркое свечение и применяются для контурного освещения дизайна.

Контурная подсветка

RGB ленты

RGB лента – это разноцветная светодиодная лента, в конструкцию которой включен контроллер, отвечающий за цветовой поток, интенсивность свечения и режим работы.

RGB лента

Разные оттенки получаются суммарным свечением трех кристаллов основных цветов: синий, зеленый, красный. Контроллер регулирует интенсивность свечения каждого отдельного кристалла, в результате при суммарном смешивании цветов получаются различные оттенки. В зависимости от модификации контроллера можно получить от 3 до 16 млн. оттенков палитры, кроме чисто белого цвета.

Для возможности белого свечения применяется лента типа RGBW, которая содержит led элемент белого цвета. Отдельный «белый канал» также регулируется контроллером и может работать в самостоятельном белом режиме или в общей совокупности цветов, тем самым разнообразив палитру.

Стоимость за 1 метр от 200 руб. до 1600 руб.

Применяется для реализации дизайнерских решений, например, контурная подсветка рабочей или уличной зоны.

Пример RGB подсветки лестничного проема

Ленты «бегущий огонь»

Конструкция led ленты «бегущий огонь» состоит из микросхем и контроллера. У каждой группы диодов есть своя микросхема, которая управляет цветом и яркостью свечения каждого отдельного кристалла. Сигналы о «нужном параметре» на микросхему подает контроллер, который задает нужный эффект (бегущий огонь, мерцание, переливание определенных цветов).

СДЛ бегущий огонь

Например, новогодние гирлянды, контурные подсветки в общественных заведениях.

Стоимость за 1 метр от 370 руб. до 1400 руб.

Ленты бокового свечения

Цилиндрические светодиоды прикрепляются вдоль края (бок) платы. За счет такого расположения световой поток распространяется вдоль плоскости, на которую прикреплена конструкция и не имеет ослепляющего эффекта.

СДЛ бокового свечения

Применяется для контурной подсветки рекламных щитов, вывесок названий, периметра плазменных панелей.

Стоимость за 1 метр от 450 руб. до 1600 руб.

Все рассмотренные виды можно разделить на два типа:

Открытые

Открытая светодиодная лента – это плата, конструкция которой не защищена специальной оболочкой. Кристаллы данной ленты могут быть любого цвета, оттенка, конструкции и т.д.

СДЛ открытого типа

Её детали находятся на открытой части, что приводит к быстрой поломке из-за внешнего механического воздействия, попадания пыли и влаги. Это обуславливает низкую цену от 70руб./м.

Применяется чаще всего в мебельной подсветке и декоративных частях интерьера. Для сохранения работоспособности и более широкой эксплуатации её укладывают в специальные защищенные каналы.

Герметичные

Герметичная лента – это открытая светодиодная лента с нанесенным на неё герметичным диэлектрическим составом. Такая конструкция защищает кристаллы, резисторы, проводящие части платы и увеличивает срок её эксплуатации.

Показатель защищенности IP XZ характеризует степень защиты конструкции от внешних частиц и твердых предметов (X), и влаги (Z). Чем выше показатели XZ, тем лучше защита.

СДЛ открытого типа имеет показатель IP20, герметичная – IP68.

Степени защищенности светодиодной ленты

От толщины нанесенного состава зависит степень защищенности:

  1. IP33 – защита от крупных внешних элементов, влаги и брызг воды направленных под углом 60 гр.;
  2. IP65 – защита от частичек пыли, влаги и струи воды независимо от их направления;
  3. IP67 – защиты от частичек пыли, влаги и воды при погружении в неё на глубину 1 м.

Высокая степень защиты от влаги позволяет применять герметичные платы для подсветки бассейнов, водоемов, бань и сауны.

СДЛ герметичного типа

Стоимость за 1 метр составляет от 180 до 1600 руб.

Led лента на 24 вольт

Здесь
главное преимущество – это ток, то есть то, что было недостатком у ранее
рассмотренной модели.

У 24-х
вольтовой при одинаковой мощности, потребляемый ток будет в два раза меньше.
Что это дает на практике?

Во-первых,
вы сможете подключить всю подсветку проводами в два раза тоньше.

Вместо медного кабеля сечением 1,5мм2, хватит всего лишь 0,75мм2. Из-за меньшего тока вдвое уменьшатся и потери. А значит и подсветку можно сделать гораздо длиннее.

Так, стандартный отрезок для подключения светодиодной ленты на 12В равняется 5 метрам.

После чего, до следующего участка в 5 метров вы должны протянуть отдельное питание, и подключить его параллельно.

Нельзя ленту последовательно наращивать свыше этого расстояния.

У лент на 24V такой отрезок вдвое больше – 10 метров.

Фактически, двумя “кусками” можно осветить весь потолок в комнате по окружности.

Стоимость светодиодных лент на российском рынке

Приобрести качественную LED-ленту сегодня довольно сложно – рынок заполонили подделки, которые по виду практически не отличаются от фирменных изделий, но при этом имеют более низкую стоимость. Для того чтобы наш уважаемый читатель не ошибся при выборе, редакция Seti.guru произвела обзор цен. В таблице ниже приведена средняя стоимость на качественные светодиодные ленты, по состоянию на май 2018 года, с некоторыми техническими характеристиками.

ПроизводительТип чипаЦветСтепень защитыСтоимость, руб./м

Navigator 71 424

5050Холодный белыйIP20450

ActivLed

2835СинийIP20700

White LUX DesignLED

5050Холодный белыйIP65500

Feron LS612

2835БелыйIP20850

Warm2700

3528Тёплый белыйIP33400

Существуют и более дорогие изделия. В частности, это касается RGB-лент, однако, и здесь многое зависит от известности бренда.

А этот адаптер имеет IP68, а значит, его можно использовать для освещения ванной комнаты

Современные производители адаптеров для светодиодной ленты

Любое электрооборудование, рано или поздно, выходит из строя. Блок питания для светодиодных ламп не исключение. Большинство производителей СЛ заявляют о сроке эксплуатации от 30 000 до 100 000 часов. При таком длительном сроке, БП должен обеспечивать их работоспособность. Это условие может быть соблюдено только при покупке надежного оборудования.

Лидерами по надежности являются:

  1. Elektrostandard
  2. Feron
  3. Gauss
  4. Navigator
  5. Osram

Стоимость этих блоков питания LED ленты высока, в отличие от китайских «ноунеймов», но и надежность – на несколько порядков выше. Главное, они безопасны, в отличие от китайской продукции, в плане короткого замыкания и возгорания – основной причины пожаров.

Питание от батарейки

Если покупка аккумулятора – дорогое удовольствие, а заряжать его негде, то заставить светодиодную ленту светиться можно с помощью батареек. Рассмотрим 3 наиболее распространённых варианта подключения.

Вариант №1 предусматривает использование 6 пальчиковых батареек на 1,5 В, соединённых последовательно. Почему именно 6 штук? Потому что светодиодная лента даже при питании от 9В будет работать примерно в половину своей мощности. Во-первых, такого уровня света от ленты вполне хватит для подсветки чего-либо. Во-вторых, через светодиоды будет протекать вдвое меньший ток (нелинейность ВАХ), что позволит значительно продлить срок службы батареек. Но при желании можно увеличить количество элементов питания до 8.

  • с помощью коротких проводков все батарейки запаивают между собой последовательно, скрепляют их изолентой и к крайнему «+» и «–» припаивают два провода для подключения светодиодной ленты;
  • в кассету (контейнер) вставляют 6 батареек, соблюдая указанную полярность. Провода, выходящие из кассеты, вместе со светодиодной лентой зажимают в коннекторе.

Вариант №2 предполагает использование в схеме питание от одной 9 В батарейки «Крона». Ёмкость щелочной кроны примерно равна 0,5-0,6 А*ч. Это значит, что, например, лента на SMD 3528 длиной 30 см будет непрерывно светить в течение 5 часов. Крону часто используют для светодиодного тюнинга велосипеда.

  • надёжность и долговечность;
  • компактность (размер конвертера соизмерим с flash-накопителем);
  • приемлемая стоимость (конвертер 3,7 В-12 В – 2$, батарея – 10$);
  • аккумулятор легко зарядить от смартфона или зарядного устройства, а его ёмкость достигает 2000 мА*ч;
  • светоизлучающие диоды светят на полную яркость.

К конвертеру можно подключать батарейки и аккумуляторы любого типа. Главное, чтобы их напряжение совпадало с входным напряжением конвертера.

Принцип действия светодиодного блока питания

Блок питания светодиодной ленты (адаптер для светодиодной ленты) представляет собой электронное устройство. Для многих пользователей ассоциируется с понижающим трансформатор. Это не совсем так. Принцип работы трансформатора основан на преобразовании переменного тока в постоянный за счет прохождения через две проволочные катушки. Единственная функция трансформатора – понизить или повысить напряжение на выходе.

Блок питания СЛ принципиально отличается по устройству от трансформатора, хотя, выполняет схожие функции: понижение напряжения до приемлемых для работы светодиода значений и стабилизирует его, не позволяя светодиодам мерцать в процессе работы.

Принцип действия импульсного блока питания наглядно представлен на рисунке:

РИСУНОК 1

Устройство импульсного блока питания СЛ

 

В отличие от обычного трансформатора в импульсном блоке питания (RGB) преобразование переменного тока сети в постоянный происходит на первоначальном этапе. После этого постоянный ток 220 вольт поступает на электронное устройство – генератор импульсов. В отличие от бытовой частоты в сети, равной 50 Гц, генератор импульсов задает очень большую частоту: от 30 до 150 КГц (30 000 – 150 000 колебаний в секунду). За счет этого достигается практическая бесшумность работы устройства. Человеческое ухо не способно уловить шум, возникающий при работе прибора, в отличие от постоянно гудящего обычного трансформатора.

Ток высокой частоты поступает на миниатюрный трансформатор, имеющий привычный вид, только в десятки раз меньший по размерам. На трансформаторе происходит понижение напряжения до требуемых значений (чаще всего 12 или 24 вольта).

После снижения напряжения на трансформаторе, переменный ток 12 вольт поступает на электронную схему выпрямителя, где преобразуется в постоянный, имеющий полярность  «+» и «-». Импульсный блок питания имеет очень высокий КПД, от 90 до 98%, по сравнению с традиционным, у которого КПД всего

Характеристики светодиодных лент

Различают три основных вида характеристик световых полос:

  • по типу устройства чипа;
  • по цвету свечения и количеству единиц на метр;
  • по степени защищённости к внешним воздействиям.

Рассмотрим подробно каждый из этих пунктов.

DIP-ленты сегодня встречаются крайне редко

Светодиодная лента 12 Вольт: тип устройства чипа

Разделяют 2 типа устанавливаемых световых диодов – DIP и SMD. По сути, световые полосы на DIP-элементах (цепочка из элементов в виде цилиндров с контактами-ножками) в наше время уже практически не применяются. Более удобны для монтажа SMD-ленты. Они занимают меньше места, более долговечны.

Виды светодиодных лент по цвету свечения и количеству чипов на метр

Цвет свечения светодиодной полосы каждый мастер выбирает в зависимости от своих предпочтений. Обозначения, указываемые в маркировке, редакцией Seti.guru уже были даны выше. Однако в последнее время наиболее популярными в качестве декоративной подсветки становятся RGB-полосы, дающие возможность изменять оттенок в зависимости от пожелания. Для основного освещения используются чипы с маркировкой CW (белый цвет).

Комплект RGB-ленты с дистанционным управлением

Мнение эксперта
Игорь Мармазов
Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО “АСП Северо-Запад”

“Количество элементов на метр полосы имеет значение для интенсивности свечения. Чем это количество больше, тем ярче будет освещение и выше потребляемая мощность”.

Степень защищённости от внешних факторов

Степень защищённости IP играет важную роль и влияет не только на то, в каком помещении будет монтироваться световой прибор, но и на его стоимость. Попробуем расшифровать цифры этого параметра. Для этого обратимся к таблице ниже (цифры в первой колонке обозначают расположение показателя в маркировке светодиодной ленты).

Устройство и схема светодиодной ленты

Светодиодная лента – это гибкая, узкаяплата, которая состоит из множества небольших кусочков, на каждом из нихустановлены 3 диода и 1 резистор. В торговую сеть чаще всего поставляютсяотрезки по 5 метров, их можно резать и наращивать.

Размеры светодиодов SMD;

  • 2х1,2мм – 2012 – для тонких полос;
  • 3х1мм – 3010 – для тонких полос;
  • 3,2х1,6– 3216 – для плат с боковым свечением;
  • 3х2мм – 3020 – для узких полос;
  • 3,5х2,8– 3528 – для стандартных полос;
  • 5х5мм -= 5050 (5060) – для изготовления мощных источников.

Линии разреза указываются изображением ножниц. Кратность резки: 5 см для SMD 3528 и 10 см для SMD 5050.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий