Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 0

Устройство и подключение питания светодиодной ленты

Как устроена светодиодная лента

Гибкая основа ленты служит печатной платой с токоведущими нитями для SMD светодиодов. На лицевой поверхности расположен диодный блок. Он сгруппирован по три элемента, включающие диод и ограничительный резистор.

Каждый блок отделяет разметка в виде рисунка ножниц. На этом месте светодиодная лента перерезается, если надо ее укоротить или повернуть при прокладке в другую сторону. Светодиодный блок имеет токоведущие контакты для припаивания проводов или установки соединительных коннекторов.

С тыльной стороны нанесен клеящий слой, закрытый защитной пленкой. Во время монтажа лента просто приклеивается к алюминиевому профилю или на любую чистую поверхность.

Работает лента от постоянного тока напряжением 12 или 24 вольта. Источником служит блок питания. Бывают ленты, рассчитанные на напряжение 36 и 48 вольт, но в быту они редко используются.

Для светодиодных лент применяют одноцветные и трехцветные SMD диоды. Самый распространенный – первый вариант с одним кристаллом. Диоды светятся белым, синим, красным или другим цветом.

Второй вариант – это лампочки с тремя кристаллами. Один RGB диод способен светиться, например, красным, синим и зеленым цветом. Переключение свечения осуществляется контроллером.

Продаются светодиодные ленты рулонами длиной по 5 м. На каждый 1 м может быть припаяно 30, 60 и более лампочек. Для защиты от влаги и механических повреждений производят изделия с силиконовым покрытием.

Управление через смартфон

Управление современными адресными лентами легко
осуществляется через смартфон и Wi-fi.
Последовательность здесь следующая.

устанавливаете на телефон специальное приложение

Зачастую на корпусе контроллера указывают QR код,
отсканировав который, вы найдете нужную программу в интернете.

регистрируетесь и добавляете свое устройство

в настройках wi-fi на телефоне находите его

При первом подключении настраиваете девайс. Выбираете
последовательность свечения RGB (GBR, BRG), а
также тип ленты (ws2811, ws2812 и
т.п.)

Обязательно указываете количество пикселей. После этого
можно переходить к выбору эффектам свечения:

таймер (время вкл. и откл. ленты)

динамический режим (с регулировкой скорости и изменения эффектов)

Таких прописанных по умолчанию режимов может быть
несколько сотен!

яркость подсветки

Не понравились заводские настройки? Можете создать свою
собственную программу расцветки через ручную настройку динамического режима.

Более подробно с пошаговой установкой и настройкой множества других режимов работы можете ознакомиться из ролика ниже.

Помимо прочего такие умные контроллеры могут иметь
музыкальный процессор.

Они визуализируют звуки через встроенный микрофон телефона. Получается очень неплохой аналог цветомузыки в домашних условиях.

Песню можно записать в память смартфона и при ее
проигрывании эффекты будут аналогичными.

При выборе такого контроллера обратите особое внимание, что есть дешевые модели, которые при работе через wi-fi могут блокировать вам интернет. Поэтому заранее интересуйтесь у продавца о такой функции и покупайте только модели с одновременной работой интернета и управлением подсветкой

Поэтому заранее интересуйтесь у продавца о такой функции и покупайте только модели с одновременной работой интернета и управлением подсветкой.

Схемы, конструкции светодиодных лент декоративной подсветки

Многочиповые светодиоды имеют наиболее сложную схему, то есть те, в корпусах которых имеется по несколько элементов, вырабатывающих свет. К ним относятся элементы класса SMD 5050 (5060), которые бывают одноцветными и многоцветными (RGB). В первом случае чипы, излучающие свечение, выполнены из одного материала, выдающего один цвет. Если речь идет о RGB, то там расположено три чипа, выполненных из разных материалов, каждый из которых светится своим цветом.

Составные обслуживающие элементы (токоограничивающие резисторы) и количество контактов, которое вмещает в себе схема светодиодной ленты RGB, не настолько велика, как на основе пятичиповых SDM 5050, так как имеет всего четыре действующих контакта. Но принцип все тот же: три чипа в светодиоде – три управляющих, замыкающих цепь контакта, плюс общий 12 В.

Первый в секции светодиод запаян на силовой контакт с одной стороны, а далее идет последовательное соединение одного за другим тремя токопроводящими дорожками, в цепь каждой включен токоограничивающий резистор, отводящий излишек тока от своего чипа

Стоит обратить внимание на саму конструкцию светодиода в данном случае, которая отличается от пятичиповой, в которой имеется один общий силовой 12 В контакт, который, как правило, расположен посередине в нижнем ряду, а остальные – замыкающие

Управление чипами производится отдельно каждым, и соответственно, комбинациями различной яркости из трех разноцветных, можно добиться практически любого оттенка, а также белого цвета. Также можно дискретным образом, просто включать или выключать определенный чип. В одноцветных многочиповых светодиодах такой дискретный способ управления яркостью освещения является более удобным, чем метод плавного регулирования реостатом.

На схеме секции можно наблюдать, что подключение светодиодов происходит в последовательном порядке, но подключение самих секций в ленте осуществляется параллельно. Разъединение секций производится путем разреза по токопроводящим незащищенным контактам, по намеченным линиям разреза.

Одночиповые светодиоды довольно просты в подключении на ленте, и они имеют всего один чип, соответственно, излучают свет одного оттенка, настроить можно только яркость с помощью реостата. Наиболее простой считается схема подключения светодиодной ленты на основе одночиповых SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 и других (разнообразие их велико, описаны наиболее широкие в применении). Секция такой ленты декоративного освещения имеет три светодиода, на которых приходится один токоограничивающий резистор, все это на две дорожки – силовую и нулевую.

Подключение элементов в секции ленты последовательное, а подключение секций – параллельное. Такие ленты, как правило, более тонкие, так как светодиоды менее громоздкие, чем многочиповые (плюс к тому только один резистор на секцию), и могут помещаться в один ряд при таком количестве, котором потребуется два ряда SMD 5050. Но при этом светоотдача их естественно, меньше.

Выше приведены основных два вида светодиодных лент, но существуют и гибридные, многочиповые с одночиповыми, а также с секционным управлением, которое обеспечивает эффект «бегающий огонь», различные мерцания и т. д., подобно новогодним гирляндам. Для этого нужен еще специальный контроллер, но об этом далее.

Расположение дорожек и размещение элементов на ленте может отличаться от приведенных выше схем, но принципиальная составляющая остается все та же. Лента может иметь различного цвета защитное покрытие, под которым спрятаны дорожки, а также класс защиты IP, первая цифра которого указывает на степень защиты от пыли и твердых тел, вторая – от влажностных воздействий. В статье «Виды, устройство и маркировки современных электрических бытовых розеток» имеется полная таблица расшифровки всех классов защиты, от IP 00 до IP 69.

Подключение светодиодной ленты к бытовой электросети 220 В

В отличие от электрических ламп, светодиодные ленты нельзя подключать непосредственно в бытовую электрическую сеть 220 В. Для них нужно питающее напряжение постоянного тока величиной 12 В или 24 В. На ленте напряжение питания указано по всей ее длине. Для получения необходимого напряжения применяют преобразователи напряжения. Пока нет устоявшейся терминологии, их называют по-разному: драйверы, адаптеры, преобразователи, блоки питания, источники питания. Всеми этими словами называют одно устройство, преобразующее сетевое напряжение переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока требуемой величины, для лент в зависимости от типа, 12 В (используется часто) или 24 В (применяется редко, как правило, в RGB лентах).

Основные технические характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В
Тип светодиодаРазмер светодиода, мм2Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт.Потребляемая мощность одного метра длины светодиодной ленты, ваттСветовой поток метра длины светодиодной ленты, лмЭквивалентная мощность лампы накаливания, ватт
SMD35282,8×3,5302,415010
604,830020
1209,660040
SMD50505,0×5,0307,236024
6014,472048

Для выбора блока питания для светодиодной ленты важна не только величина постоянного напряжения на выходе, а и величина тока, которую он сможет выдать в нагрузку. Для выбора подходящего блока питания для конкретного случая нужно узнать суммарную величину тока, которую будут потреблять все установленные светодиодные ленты.

Справочная таблица потребления тока светодиодными лентами на напряжение 12 В
Тип светодиодной лентыКоличество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, штПотребляемый ток (А), на единицу длины каждого типа ленты
1 м2 м3 м4 м5 м
SMD3528300,20,40,60,81,0
600,40,81,21,62,0
1200,81,62,43,24,0
SMD5050300,61,21,82,43,0
601,22,43,64,86,0

Как сращивать светодиодную ленту

При подготовке к монтажу светодиодной ленты могут появиться ее отрезки недостаточной длины. Их можно успешно срастить между собой без ущерба для работы ленты в целом. Срастить отрезки светодиодной ленты можно двумя способами, с помощью LED коннектора и пайкой. Соединить ленты пайкой можно тоже двумя способами, непосредственная спайка между собой отрезков ленты или с помощью дополнительных проводов.

   1. Подключение питания с помощью LED коннектора

При подготовке светодиодной ленты к установке, отрезок ленты длиной пять метров приходиться разрезать на более короткие отрезки, исходя из размеров поверхностей или предметов, на которые лента будет устанавливаться. Поэтому возникает необходимость самостоятельного присоединения проводников к контактным площадкам.

 Подключение светодиодной ленты с помощью специального LED коннектора

Самым простым и быстрым способом присоединения проводов к контактным площадкам светодиодной ленты для ее питания является механический способ, с помощью специального LED коннектора, один из разновидностей которых Вы видите на фотографии. Достаточно приложить ленту контактными площадками к контактам коннектора и защелкнуть крышку. Но этот способ очень дорогой, так как цена одного коннектора сравнима со стоимостью полметра самой ленты и менее надежный, чем подключение с помощью пайки припоем. Не каждый домашний мастер захочет нести такие расходы, особенно если система освещения состоит не из оного отрезка светодиодной ленты, а из множества.

2. Подключение питания способом пайки припоем

При самостоятельной подготовке к монтажу светодиодной системы освещения или подсветки дешевле и надежнее выполнить подключение проводов к светодиодной ленте методом пайки. При кажущейся на первый взгляд сложности, припайка проводов к контактам светодиодной ленты не сложней, чем любая другая пайка. Главное соблюдать технологию и паять паяльником с нагретым до требуемой температуры узким концом жала шириной около 2 мм.

    Подключение светодиодной ленты с помощью пайки

Отрезанный конец светодиодной ленты обычно приобретает вид, какой Вы видите на фотографии. Количество контактных площадок зависит от вида ленты. Например, RGB лента на фото имеет четыре контактных площадки и к каждой из них необходимо припаять отдельный проводник.

Для получения качественной пайки в обязательном порядке нужно подготовить спаиваемые поверхности, покрыв их слоем припоя. Сначала покрываем припоем контактные площадки светодиодной ленты. Далее необходимо залудить концы проводов. Для этого необходимо предварительно нарезать их на куски нужной длины и снять с концов изоляцию. Цвет изоляции проводов значения не имеет, используемые провода с разным цветом изоляции, в дальнейшем легче подключать. Изоляция снимается на 8-10 мм, а после залуживания концов проводов, они подрезаются бокорезами до длины трех миллиметров.

Теперь осталось приложить залуженные концы проводов к контактным площадкам и по очереди касанием каждой площадки жалом паяльника с каплей припоя в течение пару секунд получить пайку. После пайки нужно внимательно осмотреть, не соприкоснулись ли капли припоя соседних площадок. Для уверенности в отсутствии короткого замыкания между соседними площадками желательно воспользоваться мультиметром.

Обращаю Ваше внимание, что сращивать светодиодную ленту можно только до длины не более пяти метров. Это связано с тем, что сечение печатных дорожек на ленте маленькое и при длине ленты более пяти метров будет происходить большое падение напряжения на дорожках

При нарушении этого требования ничего непоправимого не произойдет, просто светодиоды на конце ленты буду светиться не в полную яркость.

Мощность (яркость) ленты

Понятно, что яркость зависит от плотности расположения светодиодов на погонный метр, и от мощности этих диодов.

Сейчас в основном в продаже ленты с двумя типами светодиодов — 3528 (менее мощные, пример в статье) и 5050 (более мощные). На взгляд их отличить очень просто — 5050 крупнее и имеют форму квадрата.

  • Лента с диодами типа 5050
    — много цветов на выбор, цена от 50 руб/метр
  • Лента с диодами типа 5050 IP65
    Водонепроницаемая — от 280 руб/метр
  • LED Strip 3528

    — можно выбрать разные типы лент

  • LED Strip 5050 waterproof

    — маломощная, водонепроницаемая

Сравните по ассортименту и ценам в Вашем местном магазине электротоваров)

Для информации, SMD-светодиоды, которые используются в светодиодных лентах. Их параметры сведены в таблицу. Первые две цифры и вторые две цифры в названии — соответственно, длина и ширина. А размер косвенно указывает на мощность.

Подключение RGB-ленты с помощью контроллера

Контроллеры бывают разных видов:

  • обычные — самые дешёвые. Прячутся в витрине для подсветки или крепятся на стене. Могут иметь пульт или сенсорную панель
  • с инфракрасным пультом дистанционного управления. Этот пульт, как на телевизоре, управляет устройством в пределах прямой видимости.
  • с радиопультом. Работают на расстоянии, даже из соседней комнаты. Имеют все функции остальных пультов, не намного дороже, но при утере пульта необходимо менять сам контроллер.
  • с WI-FI. Самые дорогие, но позволяют управлять с помощью смартфона. Подключаются к системе «умный дом».

Лента с контроллером типа «бегущий огонь» подключается аналогично обычной RGB-ленте. Главное отличие заключается в том, что в ленте типа «бегущий огонь» каждый светодиод управляется отдельным чипом.

Независимо от типа, необходимо правильно выбрать мощность. Недостаточная мощность приведет к быстрому выходу контроллера из строя, а слишком мощный стоит дороже необходимого.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации