Как правильно подключить светодиодную ленту?

Сегодня все большую популярность набирают в качестве светодиодных приборов освещения тонкие, гибкие ленты длиной 5 метров с вмонтированными в них микросветодиодами. Такие устройства легко уменьшать или наращивать, отрезая от них кусочки любой длины обычными ножницами.

Сама она работает по принципу печатной платы, на которую напаяны совместно работающие светодиоды. Одноцветные изделия имеют кристаллы излучающие свет одного цветового спектра. А вот RGB оснащаются уже 3 группами кристаллов, каждая из которых имеет свой основной цвет: красный, зеленый, синий.

Подключение своими руками (одноцветной, RGB, более 5 м)

Необходимые материалы и инструменты

Для монтажа потребуются следующие материалы:

• отрезок ленты со светодиодами;
• источник питания, отвечающий основным требования осветительного прибора;
• диммер или RGB-контроллер, необходимый для управления цветной подсветкой;
• провода, а также, если требуется индивидуальными особенностями конструкции отдельные выключатели, резисторы, выпрямители и конденсаторы.

Монтаж выполняется с использованием следующих инструментов:

• для разборки ленты на элементы оптимальной длины – ножницы;
• для соединения всей системы – паяльник малой мощности или клейма, штекеры и клипсы;
• для зачистки проводов – бокорезы.

Схема (описание)

Схема подключения обычной ленты

Чтобы включить элемент с одноцветными кристаллами понадобится: сама планка с диодами и блок питания к ней.

Если в блоке питания отсутствует выключатель, его можно встроить, чтобы не выдергивать каждый раз из розетки все устройство.

Если есть необходимость в динамической настройке свечения ламп, то в последовательную линию питания 12 или 24 вольт между блоком и лентой подключается диммер – это регулятор яркости, с помощью которого можно даже полностью потушить освещение, не выключая блока питания.

Схема подключения RGB ленты

Это так называемые мульти или разноцветные светильники. Схема их подключения такая же, как и у предыдущего варианта, только на место диммера монтируется контроллер, который выполняет функцию не только регулировки яркости, но и смены цвета свечения устройства в зависимости от настройки.

Схема подключения ленты более 5 м

Для декоративного освещения потолков используются ленты более 5 м или несколько светодиодных панелей сразу, что приводит к проблеме недостаточной мощности питающего блока или контроллера. Тогда в схему соединения такой RGB ленты добавляют усилитель, который дает дополнительную мощность контроллеру.

Пошаговое руководство

Подключение ленты к источнику питания производят в несколько шагов:

• Расчет оптимального по длине осветительного элемента. Далее, отмеряют и отрезают элементы нужного размера. У всех изделий сзади под защитным покрытием предусмотрена клейкая поверхность для закрепления осветительного прибора в любом месте.
• Далее, обычную монохромную планку в строгом соответствии с полярностью подключают к блоку питания, плюс к плюсу минус к минусу.
• Подключению многоцветного элемента предшествует подключение к блоку питания контроллера, также соблюдая полярность.
• Как и трех кристальные чипы в RGB элементе, такой контроллер имеет три канала выходного питания на минус и один общий на плюс. Их совмещают в строгом соответствии друг с другом.
• Надежность всех контактов обеспечивается либо пайкой, либо использованием разъемных коннекторов.
• После сборки система готова к работе, может монтироваться практически в любом месте.

Подключение без блока питания

Платы освещения, произведенные на заводе, как правило, рассчитаны на подключение через блок питания, обеспечивающий преобразование переменного тока из розетки в постоянный с понижением напряжения на трансформаторе с 220 до 12 В. Однако, можно подключить такой осветительный прибор и напрямую к домашней электросети. Для этого 5 метровая планка с рабочим напряжением 12 В разрезается на 20 элементов.

Далее, используя диодный мост, обеспечивают выпрямление переменного тока 220 В подключаемого к электроприбору. Потом, выполняется обязательно последовательное соединение элементов ленты, то есть соединяют клейма с разными знаками, плюс к минусу, минус к плюсу. Мерцание с частотой 25 герц идущее от домашней электросети убирают монтируя в систему конденсатор на 300 В, 5-10 мф.

Варианты подключения

К компьютеру

Включение на фоне монитора не очень мощного источника света, существенно снижает нагрузку на глаза пользователя, поэтому сейчас популярны в продаже такие системы со всеми основными составляющими: диодами, блоком управления напряжением и разъемами USB.

Монтаж такой системы очень прост:

• блок питания крепится на двусторонний скотч на задней стороне монитора;
• также с тыльной стороны экрана, но по периметру его краев размещаются светящиеся ленты;
• ленты при помощи проводов соединяются с блоком питания;
• от блока идет провод с USB разъемом для подключения к компьютеру;
• после скачивания и установки необходимых драйверов устройство полностью готово к работе.

К компьютерному блоку питания

Все питающие блоки имеют стандартный набор рабочих напряжений и разнятся только мощностью допустимой нагрузки. Так выходное напряжение каждого провода в блоке соответствует его цвету: оранжевый +3,3 В; красный +5,0 В; желтый +12,0 В; голубой -12,0 В; синий +5,0 В SB; черный GND.

На БП, как правило, есть этикетка с таблицей, в которой обозначены критическая мощность и максимальный ток нагрузки по отношению к разным параметрам напряжения. Например, блок питания рассчитанный на нагрузку 400 W на самом деле по цепи с напряжением +12 В имеет силу тока 16 А, чего хватит для питания любой обычной светодиодной системы подсветки.

Для включения питания LED ламп на 12 В необходимо использовать желтый и черный провод четырех контактного разъема, они наиболее удобны.

Нелишним будет монтаж разъемного соединения при помощи использования стандартных компьютерных разъемов, припаянных к клеймам диодов.

Техника подключения ленты с током 24 В аналогична приборам меньшей мощности. Разница только в цвете и соответственно напряжении подключаемых от блока проводов. Компьютер не имеет устройств требующих питания 24 В, но в нем есть компоненты которым требуется разность напряжения +12 В и -12 В, вот при совмещении этих значений и можно получить 24 В.

Для этого надо подключить элемент к желтому и голубому проводам много контактного разъема. Нагрузка в этой цепи будет существенно ниже, поэтому проверять работоспособность конструкции, придется в каждом конкретном случае на собственном опыте.

К авто

Автомобильная электросеть рассчитана к 12 В, но на самом деле ее значение может быть больше 14,5 В, что вредно для светодиодов, рассчитанных точно на 12 В. Поэтому при подключении напрямую к прикуривателю, рекомендуется использовать резистор, для нивелирования этой разницы.

Другой, более надежный вариант питания через стабилизатор, который можно изготовить своими руками.

Подключиться к сети можно не только через разъем прикуривателя, но и в любом месте салона, где доступны провода подсветки салона. Например, при подключении ее к питающим проводам лампы в багажнике, подсветка, так же как и лампа будет загораться только при его открывании.

К батарейке

Подключение светодиодов к батарейке является одновременно и одним из самых простых вариантов и самым нерациональным так, так в зависимости от длины планки понадобится собрать батарею из нескольких элементов и проработает такой пробор освещения относительно недолго, пока батарейки не «умрут».

С другой стороны, если есть повышенная необходимость в компактности и мобильности то − это лучшее решение, например, для питания подсветки какого-нибудь маскарадного костюма.

В этом случае, как и в других, могут использоваться устройства регулировки и управления свечением.

Область применения

Благодаря универсальности, и возможности скручивать ленту в виде любой произвольной геометрической фигуры, она нашла свое широкое применение в освещении фасадов, подсветке рекламных щитов, как праздничная гирлянда и украшение, и наконец просто, как самый компактный и экономичный бытовой прибор освещения.

Она активно используется для организации подсветки аквариумов, а также освещения на кухне и в устройстве подвесного потолка, где благодаря крайне низкой степени нагрева таких ламп это практически единственный вариант устройства освещения.

Преимущества и недостатки

Диодная подсветка обладает множеством плюсов относительно стандартных источников света:

• повышенный коэффициент энергоэффективности, особенно по отношению к лампам накаливания, в которых большая часть энергии уходит на нагрев нити;
• мгновенный отклик на операции включения и отключения, в отличие от ламп накаливания, которые тухнут с задержкой в несколько миллисекунд, пока остынет нить или люминесцентных ламп, имеющих задержку при включении;
• продолжительный срок работы до выхода из строя, до 50000 часов;
• из-за того, что для питания таких элементов требуется рабочий ток низкого напряжения, они более безопасны в эксплуатации;
• от таких источников света не идет побочное излучение, других диапазонов, например, ультрафиолетового и инфракрасного спектра волны.

Из минусов можно отметить разве, что пока что довольно высокую цену на устройства большой мощности.

Критерии выбора

Ленты

Основным критерием выбора является тип встроенных светодиодов:

• SMD чипы оснащены одноцветными кристаллами и соответственно могут светиться только одним цветом в зависимости от выбранного при покупке оттенка;
• RGB имеют кристаллы 3 типов соответствующих основным цветам, смешивая которые при помощи контроллера можно получить освещение всех цветов радуги.

При выборе между этими двумя основными типами, необходимо понимать, что первый вариант втрое дешевле блока питания:

• При его покупке, как правило, руководствуются, прежде всего, напряжением необходимым для питания источника света, которое обычно указывается на его упаковке. Исходя из этого параметра выбирают между 12 и 24 В источником энергии.
• Не менее важным критерием выбора является выдаваемая им мощность, которая должна иметь запас по отношению к мощности осветительного элемента около 25%. Мощность, потребляемая планкой, зависит от ее длины, а также от силы самих светодиодов. Например, агрегат на 60 Ватт, с учетом запаса может питать не более двух кусков ленты по 24 Ватта каждый. Чтобы узнать мощность, потребляемую конкретным куском планки произвольной длинны, необходимо указанную на упаковке мощность погонного метра устройства умножить на эту длину.

Очень важно правильно подобрать такой трансформаторный блок, так как устройство, не удовлетворяющее минимальным требования по мощности, не позволит освещению включиться, а не имеющее запаса будет перегреваться и рано или поздно выйдет из строя. Аппарат со слишком большим профицитом мощности и напряжения сократит срок службы самих диодов в подсветке.

Характеристики

По своим характеристикам выпускаются разные виды лент:

1. Led и RGB Led, первые обычные с одним типом кристаллов способные светиться только одним тоном, цвет свечения их кристаллов белый, а устройства этого типа продаются с диапазоном свечения от холодного голубого до теплого желтого. Второй вид имеет три группы кристаллов, светящихся разным цветом – это цветные платы.
2. Как и обычные лампы накаливания, эти светильники также различаются между собой по мощности. Она, как правило, зависит от плотности посадки кристаллов освещения, чем их больше, тем мощнее может быть один светильник по сравнению с другим при одинаковой длине, и тем мощнее понадобится источник питания. Сейчас наиболее часто можно встретить приборы мощностью 12 В, но есть и более мощный устройства, работающие от напряжения 24 В.
3. Немаловажный параметр длина планки, которая для личных нужд, как правило, покупается отрезками по 5 м, но можно приобрести изделия более 40 м в длину.
4. Они также различаются в зависимости от конкретных моделей диодов, напечатанных на них. Так бывают SMD диоды отличающиеся компактностью, надежностью и углом свечения 120-160 градусов и DIP диоды диаметром от 3 до 5 мм.
5. Обычной плотностью посадки кристаллов является 60 штук на один погонный метр, однако есть модели с плотностью и 30 и 120 диодов на метр.
6. Шаг резки определяет насколько отдельных автономных элементов – модулей МДС с собственными тремя диодами и резистором, можно разрезать метровый отрезок платы. Этот шаг для изделий разных марок разный, и отмечен производителем на планке как линия резки.
7. По степени герметичности и защищенности от внешнего воздействия бывают приборы с диодами как для монтажа снаружи, так и внутри помещений. Для уличной подсветки используются элементы, покрытые силиконом, который обеспечивает защиту самих кристаллов и дорожек, проводящих ток от влияния внешнего воздействия, например, дождя. Есть даже разделение на классы защиты: А, В, С. Светильники последнего класса можно монтировать даже под водой, в фонтанах и бассейнах.

Советы/рекомендации

• Системы освещения на полупроводниках работают только при условии строгого соблюдения полярности подключения питающих устройств.
• Несмотря на гибкость ленты, не рекомендуется подвергать ее чрезмерным деформациям. Как правило, радиус с которым она изгибается, не должен быть больше 2 см.
• Оборудование с открытыми клеймами и контактами рекомендуется крепить в защитном прозрачном профиле из пластика, либо после пайки на клейма надевать трубку из термоусадочного материала.
• При пайке контактов таких устройств надо быть очень осторожным, чтобы не повредить дорожки из токопроводящего напыления, поэтому для пайки их контактов мощность паяльного инструмента не должна превышать 40 Ватт.
• Если система состоит из нескольких элементов, рекомендуется параллельное их подключение, чтобы избежать неравномерного распределения нагрузки на диоды.