Схема светодиодной ленты

Выбираем подходящую схему подключения светодиодной ленты своими руками

Светодиодная лента представляет собой узкую и гибкую полосу, на которой расположены светодиоды и контролирующие ток резисторы. Лента, теоретически, может быть любой длины, допускается разрезание или наращивание. Обычно в продажу поступает 5-метровые отрезки. Светодиодная полоса находит широкое применение в различных дизайнерских решениях.

Проекты подсветки могут предусматривать использование ленты какой-то конкретной длины или многоцветного ее варианта (RGB). Подключение светодиодной ленты не вызывает особых сложностей, требуется соблюдать определенные рекомендации при выполнении этой работы, учитывающие тип подсветки, суммарную мощность, расчет запаса блоков питания и усилителей RGB.

Особенности работы LED лент от сети 220В

Светодиодные ленты заводского производства рассчитаны на подключение к сети постоянного тока напряжением 12в при помощи специального блока питания. Тем не менее, существует схема подключения к сети 220 вольт, требующая определенной доработки. Так как питающее напряжение светодиодов, расположенных на ленте меньше, чем 220в, то при прямом подключении к такому источнику произойдет пробой светодиодов и порча полосы в целом. Принципиальная схема запитывания предполагает:

лента длиной 5 м и рабочим напряжением 12в, режется на 20 отрезков;
напряжение сети 220в выпрямляется при помощи диодного моста (VD1-VD4);
отрезки ленты собираются между собой, таким образом, чтобы плюсовый выход отрезка соединялся с минусовым выходом последующего куска;
возможное мерцание сглаживают конденсатором (300в, 5-10 мф).

Требуется проверить величину протекающего тока по дорожкам ленты и если она больше допустимого в цепь включается резистор или добавляется еще отрезок ленты.

Подобный метод подключения описан в ознакомительных целях, и производить такие работы нежелательно, так как оголенные места пайки всех составляющих будут находиться под высоким напряжением и при эксплуатации ленты может произойти поражение электрическим током.

Подключение светодиодной ленты 12 вольт через блок питания

Все выпускаемые светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 или 24в. В связи с этим правильное подключение возможно только через импульсный блок питания. который понижает напряжение и на выходе дает постоянный ток. Блок питания имеет маркировку + и – для корректного подключения. Продающиеся светодиодные полосы могут иметь разное количество светодиодов, соответственно имеют разную потребляемую мощность.

Важным условием является подбор блока питания необходимой мощности. Если это требование не будет удовлетворено, то светодиодная полоса не сможет давать яркий свет, питающий блок придет в негодность от перегрузки. При расчете мощности добавляют к полученному значению 20-30%, для компенсации потерь, в удлиняющих проводах.

Мощность одного метра ленты зависит от количества и типа светодиодов. Например, светодиоды SMD 3528, в количестве 60 штук на одном метре, дают суммарную мощность – 4.8 Вт. Значит, 5-метровая лента потребляет 24 Вт. С учетом запаса по мощности необходим блок питания мощностью 32 Вт.

Как установить одноцветную ленту

Подключение одной одноцветной ленты, после подбора нужного блока питания, не вызывает сложностей. Стандартная полоса, длиной 5 метров подключается к двум отводам, выходящим из блока питания. На его корпусе нанесена маркировка полярности тока. Провода от блока питания припаиваются к специальным контактам, расположенным на ленте. Обязательно соблюдается полярность (контакты имеют маркировку + и −).

Пайка ведется паяльником малой мощности (например, паяльником для микросхем ), чтобы не повредить материал ленты. Если необходимо, ветвь между блоком и лентой удлиняют, используя при этом жилы сечением 1.5 мм 2. Обычно, красный провод, выходящий из блока питания, является плюсом, а синий или черный минусом.

Соединение двух одноцветных лент

Соединение двух лент одноцветного типа имеет свои особенности. Типичной ошибкой считается последовательное подключение двух светодиодных лент. То есть, к концу первой припаивается начало второй. При таком варианте монтажа вторая лента не будет светиться должным образом или произойдет перегрев токоведущих дорожек первой полосы, в результате светодиоды придут в негодность.

Для корректного подключения используют параллельное подключение двух светодиодных лент. Первая полоса соединяется так же, как и при одинарном монтаже. Для второй полосы подводят индивидуальные провода от блока питания. Понятно, что при этом используется удлиняющий провод. В результате каждая лента будет подключена отдельно.

Нужно обратить внимание на мощность блока питания. Она должна соответствовать суммарной мощности двух полос и иметь 30 процентный запас.

Иногда монтаж подсветки потолка невозможен из-за габаритных размеров блока питания, рассчитанного для подключения двух лент, по причине того, что его невозможно поместить в межпотолочном пространстве. Тогда используют два блока питания подходящей мощности, к каждому из которых подводится отдельная линия сети 220в. В дальнейшем присоединение светодиодных полос производят так же, как и в случае с одной лентой.

Схема подключения светодиодной ленты RGB

Лента типа RGB представляет собой полосу, которая может давать различный цвет излучения или его вариации. В отличие от подключения одноцветных лент, она имеет в своей схеме монтажа контроллер, который управляет каждым отдельным цветом. Сама поверхность полосы содержит четыре участка контактов, к которым припаиваются соответствующие провода, идущие от контроллера.

От контроллера выходят четыре провода:

R (красный);
G (зеленый);
B (синий);
V+ (или иное обозначение), который теоретически выполняет одну и ту же функцию.

Выводы с обозначением цвета на контроллере, подключаются к клеммной колодке, которая содержит провода соответствующего цвета. То есть, красный провод идет к выходу R, зеленый к выходу G, синий к выходу B.

Диодные лампы для дома в наше время вполне заслуженно имеют наиболее стабильный спрос. Это объясняется их долговечностью и высоким уровнем экономии потребляемой электроэнергии.

Все подробные характеристики и принцип работы разных видов галогенных ламп можно изучить с помощью этой статьи.

Принцип монтажа при подключении RGB светодиодной ленты состоит в следующем: к сети 220в подключается блок питания (требуемой мощности), выводы блока питания соединяются с контроллером, учитывая полярность. Провода, выходящие от контроллера (4 штуки), припаивают к светодиодной ленте, таким образом, чтобы красный провод был подсоединен к соответствующему контакту, маркированному на ленте.

В случае неверного соединения, полоса будет светиться неправильно (несоответствие включаемого цвета и истинного излучения).

Подключение двух светодиодных цветных лент

Так же, как и в случае монтажа двух одноцветных лент, требуется рассчитать мощность блока питания и контроллера RGB. Стандартные полосы длиной 5 метров рассчитаны на отдельное подключение и к блоку питания и к контроллеру. То есть предполагается параллельное соединение, при котором каждая светодиодная лента получает отдельное присоединение выводов, идущих от контроллера.

На практике приходится сталкиваться с тем, что проект освещения требует использование блока и контроллера с большими габаритными размерами и его не всегда удается разместить в нишах потолка. В этом случае используют следующую схему соединения:

первая лента подключена к отдельному блоку питания и контроллеру,
вторая лента подсоединяется к своему блоку и усилителю RGB.

Усилитель имеет маркировку «вход» и «выход» RGB и клеммы плюса и минуса для его питания, согласно этому на клемму «вход» подключают конец первой ленты, а провода от клеммы «выход» присоединяют к началу второй ленты.

Сам усилитель соединяют со вторым блоком питания, соответственно маркировке полюсов. При таком варианте каждая полоса со светодиодами получает отдельный контроллер RGB.

Использование совместно с диммером

Подключение с использованием диммера для светодиодных ламп предусматривает возможность изменять яркость свечения ленты. Для правильного соединения нужно, чтобы регламентируемая мощность диммера соответствовала мощности ленты или монтажному комплекту из нескольких светодиодных лент.

В случае подключения одноцветной ленты блок питания соединяют с диммером, соблюдая полярность. Выводы диммера, подключают непосредственно к ленте, согласно полярности тока. Если монтируются две полосы, то также, как и в случае с двумя лентами, проводят параллельное подключение после диммера или используют усилитель.

Светодиодная лента, имеющая каналы RGB, может также содержать в схеме своего подключения диммер, управляющий яркостью свечения всех каналов. Для подобного монтажа диммер соединяют с блоком питания, и а его выводы подключаются к контроллеру RGB сигналов. При этом обязательно рассчитывается суммарная мощность и сопоставляется с мощностью диммера.

Если применяются две полосы RGB, то диммер в схеме подключение занимает место сразу после блока питания, а его выводы также идут контроллеру.

Решающее значение в этом схеме оказывает мощность диммера. Так же, как и при расчете параметров блока питания, этот показатель должен превышать расчетную мощность потребления лент на 20-30%.

Некоторые особенности при работе с LED лентами

При необходимости корректировки длины, полосы могут быть разрезаны или, наоборот, удлинены. Для разрезания ленты используют обычные ножницы, разрез делается по специально обозначенным контурам. Если требуется соединить две полосы, применяют предназначенные для этого коннекторы. Концы двух полос вставляются в это устройство, после чего его защелкивают. В результате получается жесткое и надежное соединение.

Возможна стыковка отрезков лент при помощи паяльника. В этом случае концы полос зачищают и наносят луженый слой на контакты. После этого концы ленты накладывают друг на друга и сверху проводят жалом паяльника. Его мощность не должна превышать 60 Вт.

Места подключения проводов к ленте лучше закрыть специальной термоусадочной трубкой. Для этого, перед припаиванием концов проводов к контактам полосы, предварительно надевают трубку. Затем проводят пайку. а по окончанию работы надвигают трубку и слегка разогревают феном. Получается плотная и фиксированная изоляция контактов.

В заключение требуется добавить, что качество произведенных работ напрямую зависит от расчета необходимых параметров мощности и соблюдения представленных рекомендаций. Крайне не рекомендуется проводить нерегламентированные подключения лент к сети 220в без блоков питания во избежание поломок и поражения электротоком.

Как устроена светодиодная лента, что нужно знать при подключении

За последние годы светодиодная лента прочно заняла свое место на рынке осветительных приборов благодаря целой массе достоинств, которые позволяют использовать ее для создания подсветки в различных сферах человеческой деятельности.

Главным достоинством такого изделия является простота сборки и монтажа своими руками. Но чтобы это сделать, нужно знать устройство светодиодной ленты и принцип ее работы. При этом многие предпочитают делать вместе с ней систему управления для освещения. Разобраться в вопросе устройства изделия постарается помочь эта статья.

Где используется

Контроллер и пульт

Многие люди для управления системой освещения и создания неповторимой игры света у себя дома очень часто используют светодиодные ленты. Но чтобы система управления с таким источником света заработала, необходимо дополнительное оборудование: контроллер и пульт дистанционного управления.

Сегодня без светодиодной ленты невозможно обойтись в следующих ситуациях:

создание на потолке скрытой подсветки;
ночное освещение рекламных щитов и витрин магазинов;
тюнинг автомобилей;
ночная подсветка дома;
создание романтической атмосферы и многое другое.

Все это разнообразие основывается на широком ассортименте видов такого источника света.

Имеющееся разнообразие

Рынок осветительных приборов сегодня удивляет нас своим многообразием. Но если мы возьмем только ту часть, которая представлена исключительно светодиодными лентами, нам также будет на что посмотреть. На сегодняшний день самыми популярными являются следующие модели:

Кроме этого подобная продукция может иметь разный вольтаж: 12 вольт и 220 вольт. Для подключения изделия в 12 вольт к сети электропитания на 220 вольт обязательно необходимо использовать блок питания. Он позволит без лишних проблем подключить ленту на 12 вольт к стандартной сети в 220 вольт.
Знание того, как устроена лента дает возможность правильного управления ее световым потоком с помощью дополнительного оборудования. Рассмотрим отдельно каждый вид ленты в плане ее устройства.

Первая модель

Модель SMD 3528 – одна из самых популярных лент, которые сегодня широко используются в самых разнообразных областях. Устройство такой ленты простое и она легко подключается к блоку питания или контроллеру.
Устройство SMD (SLW) 3528 предполагает размещение в одном метре ленты 30 светодиодов. Они располагаются с интервалом в 33 мм. Схема такого устройства показана ниже.

Каждый светодиод обладает яркостью в 5 Люменов при белом свечении. В результате яркость одного метра SMD 3528 составит 150 Люменов.
Светодиодная лента SMD 3528 может быть дополнительно защищена от негативного воздействия влаги специальным слоем силикона. С такой модификацией она может быть установлена в такие места, как на потолке в ванной комнате или кухне. При этом ее можно использовать даже в воде, например, для подсветки бассейнов.

Обратите внимание! При установке данного источника света необходимо помнить, что нарезку на куски нужной длины следует делать только в специально отведенных для этого местах. Для создания системы управления к ленте в местах контактов нужно будет припаять провода от дополнительного оборудования. Схема подключения здесь такая же, как и при соединении двух отрезков изделия.

Стоит отметить, что места разреза у влагозащищенных моделей SMD 3528 также снабжены силиконовой защитой.
В продаже имеется лента SMD (SLW) 3528 у которой на один метр приходится 60 светодиодов. В этом случае устройство имеет интервал между диодами в 17 мм. Следовательно, такая продукция характеризуется яркостью в два раза большей, чем предыдущий вариант.
Устройство данного типа состоит из следующих частей (схема приведена ниже):

металлическая подложка;
3 провода, которые проходят внутри этой подложки. Из этих проводов один – общий минус»-«, второй – общий плюс «+» и третий – перемычка между светодиодами, входящих в состав блока.

Каждый блок содержит три светодиода. Такое устройство обусловлено напряжением питания. При напряжении в 12 вольт на три последовательных соединенных светодиода приходится 4 вольта. Это является номинальным напряжением. Поэтому нарезка ленты происходит блочно – каждые три светодиода.

Вторая модель

Светодиодная лента модели SMD 5050 имеет совершенно иное устройство, нежели предыдущий вариант. Схема ее устройства имеет следующий вид.

Отличие заключается в том, что здесь имеется другое количество диодов. Здесь в одном светодиоде есть три кристалла. Но на этом отличия не заканчиваются, так как кристаллы здесь имеют разное цветовое оформление. В SMD (SLW) 5050 используются три базовых цвета:

При этом светиться такое устройство будет одним цветом – соответственно красным, синим или зеленным. Но имеется и еще один вариант – свечение всеми тремя цветами сразу. В такой ситуации свечение получится белого цвета. Для управления яркостью и световым потоком можно использовать дополнительное оборудование. Для управления подключаем контролер и здесь уже можно фантазировать: сделать яркость одного кристалла минимальной, а двух остальных оставить на прежнем уровне и т.п.

Обратите внимание! Используя с лентой SMD 5050 контроллер можно получить световой поток до 16 млн. разнообразных вариаций оттенков.

Если вам нужно организовать подсветку на потолке с помощью SMD 5050, необходимо учитывать яркость свечения ленты. SMD 5050 имеет яркость в 12 люмен. Такая лента выдает яркость в три раза больше, чем можно получить при использовании других видов светодиодной продукции.
Как правило, модель 5050 имеет напряжение во все те же 12 вольт. Поэтому для нее также необходим блок питания для подключения к сети 220 вольт. Но есть модели, которые имеют напряжение в 220 вольт. Здесь блок питания не нужен, так как лента с сетью будут иметь одно напряжение. Но SMD 5050 в 220 вольт используют реже, чем 12-вольтные.

Подключение

Светодиодные модели SMD 3528 или 5050 подключаются к контроллеру для управления светом по одной и той же схеме, как при подключении 12-вольтной ленты к сети в 220 вольт. В данном случае следует подключить блок питания, который сделает возможным понижение напряжения до 12 вольт Эта схема показана внизу.

В мотке изделия идут по 5 метров. Поэтому очень часто их следует нарезать, чтобы прикрепить, например, к мебели. Впоследствии эти кусочки любо соединяются друг с другом, либо прикрепляются к блоку питания (для подключения к сети в 220 вольт) или контроллеру. Поэтому рассмотрение схемы подключения начнем с процедуры подготовки источника света.
Схема подключения реализуется следующим образом:

отмеряем требуемый участок ленты и отрезаем в строго отведенном для этого месте;

Обратите внимание! Длина требуемого отрезка изделия определяется тем, куда вы намерены его прикрепить.

после разрезания провода, которые следует подключать к источнику света, нужно зачистить на концах;
к контактным площадкам, которые появились на конце ленты, следует подсоединить провода. Для этого при помощи паяльника и паяльного набора (канифоль и олово) припаиваем провода к контактным площадкам;
после того как провода, в строгом соответствии со своим знаком («-» и «+»), были припаяны к контактным площадкам, проводим обработку рабочей поверхности;
затем необходима изоляция контактов. Если изоляция будет плохой, то возникает риск короткого замыкания, и осветительный прибор в дальнейшем будет работать некорректно и недолговечно.

Отдельно стоит отметить, что самым простым способом подсоединения проводов будет использование специального LED коннектора. Это так называемый механический способ.

Такой коннектор достаточно просто приложить к контактным площадкам (контакты обоих изделий должны обязательно совпадать) и захлопнуть крышку. Вот и все, нет необходимости в работе с канифолью и оловом.

Обратите внимание! Использование LED коннектора – дорогое удовольствие. По цене один такой контакт обойдется вам примерно как полметра светодиодной ленты. А она сама по себе не самое дешевое приобретение.

Поэтому старый способ паяния контактов на сегодняшний день остается более чем востребованным и актуальным.

Заключение

Прежде чем выбирать светодиодную ленту для создания подсветки на потолке или в любом другом месте дома, необходимо четко понимать различия в устройстве двух основных видов светодиодной продукции. При этом также стоит обратить внимание на то, что напряженность источника света и электросети, которая имеется у каждого из нас дома, обычно отличаются. Поэтому вам в этой ситуации понадобится качественный блок питания, а если вы хотите управлять цветом освещения помещений, необходимо дополнительно приобрести контроллер и пульт дистанционного управления.
Соблюдая правила подключения светодиодной продукции обоих типов к блоку питания и контроллеру, вы сможете создать у себя дома неповторимую игру света, красок и теней.

Полезные материалы

Принцип работы, устройство и возможные неисправности светодиодной ленты

Для монтажа светодиодной ленты требуется комплект оборудования, состоящий из блока питания, самой ленты и контроллера, если это RGB-светотехнический прибор. Эти элементы продаются в готовом виде, и изобретать ничего не требуется. Соединить их вместе может любой, даже абсолютно не знакомый с электротехникой человек. Просто как детский конструктор. Однако совсем нелишним будет знать принцип работы светодиодной ленты, поскольку она, как и всякая техника, способна ломаться, и причин тому может быть множество, из которых неграмотный монтаж – на первом месте.

Немного теории

Если вы не имеете совершенно никакого представления о том, как работает светодиодная лента, стоит познакомиться с самим принципом ее работы. Ее основной элемент, дающий свет, – это полупроводниковый прибор, состоящий из двух кристаллов. В атомной структуре одного из них преобладают отрицательно заряженные ионы (электроны), а в другом – положительные (так называемые дырки). Если этот кристаллический «бутерброд» подключить к гальванической батарее, то при совпадении полюсов – плюс к элементу с «дырками», а минус к тому, где преобладают электроны – через него потечет ток. Он и вызовет свечение на стыке материалов.

Заметьте, что эффект свечения возникает только при совпадении плюсов и минусов. То есть, если вы подключите светодиод к источнику переменного тока, то он начнет моргать. Но и это еще не все. Кристаллы эти довольно малы – не более пяти миллиметров в диаметре. Если через них пропустить бытовой ток в 15 А, то они попросту сгорят. По этой причине светодиодные ленты подключают к особым источникам питания, понижающим напряжение и выпрямляющим его.

В источнике питания обязательно есть выпрямляющий диодный мост и RC-фильтр на входе, сглаживающий пульсации (нестабильность) питающего напряжения. От этого фильтра и зависит качество блока питания. В самых надежных и дорогих использованы стабилизаторы тока на микросхемах. В простых – те самые RC-фильтры.

Промышленностью выпускаются светодиодные ленты, питающиеся как от 24-х, так и от 12-ти вольт. Выходное напряжение блока питания должно соответствовать этому номиналу.

Электрическая схема БП светодиодных лент похожа на те, что используются для питания осветительных ламп того же типа.

Как она устроена

Светодиодная лента – это отрезок плоского пластичного диэлектрика, с одной стороны которого установлены светодиоды, а на другую нанесен слой клея, закрытый защитной пленкой, снимаемой при монтаже. Стандартная длина этого светотехнического прибора пять метров.

Полупроводниковые приборы, на ней смонтированные, соединены последовательно. Токопроводящие дорожки сделаны из фольги методом травления – по тому же принципу, что создают печатные платы. Дорожки обычно закрыты сверху слоем пластика, чтобы уберечь их от повреждения. Кроме светодиодов, в схему ленты входят и некоторые другие элементы. Обычно это балластные сопротивления, единственное назначение которых – сглаживать возможные пульсации тока, чтобы лента не моргала, если ей не задано такого режима. Каждая цепь светодиодов паяется на отдельной дорожке. Если полупроводниковые приборы маленькие, то могут быть включены попарно, параллельно друг другу. Это делается для увеличения интенсивности свечения.

Каждая дорожка RGB-ленты может работать самостоятельно, но будет светить одним цветом. Изменение спектра происходит при их совместной работе – включенные одновременно, они излучают белый свет. Варианты создает контроллер – дополнительный управляющий элемент, обычно идущий в комплекте её поставки.

Тот конец ленты, к которому подключается блок питания, обычно имеет припаянные выводы – провода разного цвета. Черный – всегда нулевой. Красный – фазный (сигнальный). Если лента цветная, то питающих проводов не два, а четыре – черный, красный, синий, зеленый. Если перепутать сигнальные провода в RGB-ленте, то катастрофы не произойдет, просто пульт управления будет включать не те эффекты, что предусмотрено. Путать нулевой провод с сигнальным не рекомендуется – ленту можно сжечь. На конце, противоположном блоку питания, все дорожки соединены пайкой.

Источники света сгруппированы по 6–12 штук. Это сделано для того, чтобы ленту можно было разрезать при необходимости. На концах каждой из них устроены дополнительные группы контактов, а также указан номинал питающего напряжения и полярность. У RGB-лент четыре контакта, а у одноцветных два.

Теперь, зная в общих чертах принцип работы светодиодной ленты и ее устройство, давайте перейдем к практике – рассмотрению типичных неисправностей.

Источник: remontonly.ru

Подключение светодиодной ленты напрямую к сети 220 В без блока питания

Подавляющая часть имеющихся в продаже светодиодных лент рассчитана на подключение к блоку питания постоянного тока напряжением 12 В. Реже встречаются светодиодные ленты с питанием 5 вольт либо 24 вольт и выше. Включать такие осветительные приборы напрямую в сеть переменного тока 220 В нельзя – не пройдёт и секунды, как все SMD светоизлучающие диоды и резисторы попросту перегорят.

Тем не менее существует один рабочий способ, позволяющий запитать низковольтную светодиодную ленту от сети 220 В. Для его реализации ленту на 12 В любого типа и цвета свечения разрезают на 24 равных отрезка. Затем их необходимо соединить между собой последовательно. Для этого с помощью короткого провода соединяют минусовой контакт первого отрезка с плюсовым контактом второго отрезка. Далее припаивают провод к минусу второго и плюсу третьего отрезка и так далее. В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение 288 вольт. Для подключения получившейся конструкции к сети 220 В придётся выпрямить и сгладить напряжение с помощью диодного моста VD1 (U_обр=600 В, I_пр=10 А) и полярного конденсатора C1 на 10 мкФ – 400 В, на выходе которого получится примерно 280 В.

Несмотря на то что данная схема вполне работоспособна, у неё есть ряд недостатков:

на каждом из отрезков в местах пайки присутствует опасное для жизни высокое напряжение;
конструкция имеет низкую надёжность из-за огромного количества соединений;
низкая эргономичность готового изделия.

Чтобы не заниматься самостоятельной переделкой светодиодной ленты с 12 на 220 вольт, можно купить готовую ленту промышленного производства, рассчитанную на прямое подключение к однофазной бытовой сети переменного тока. Её конструктивное отличие состоит в том, что SMD светодиоды соединены последовательно в группы не по 3 шт., а по 60 шт., а диодный мост входит в комплект поставки. Подробную информацию о таких LED-лентах, линейках и модулях можно найти в отдельной статье о светодиодных лентах на 220 вольт.

Использование бестрансформаторной схемы

Желание сэкономить на покупке качественного источника питания для светодиодной ленты подталкивает некоторых радиолюбителей к использованию бестрансформаторного блока питания (БТБП). Простая схемотехника, недорогие компоненты и возможность быстрого изготовления своими руками – вот основные преимущества БТБП. Действительно их можно встретить фактически во всей электронной китайской продукции, работающей от сети 220 В (настенные часы, люстры с ПДУ, реле напряжения и т.д.) Но на самом деле схемы питания, в которых нет трансформатора, имеют два существенных недостатка:

Отсутствие гальванической развязки, в результате чего потенциал высокого напряжения присутствует на всех участках электрической цепи. Другими словами, прикосновение к оголённым проводникам опасно для жизни и может вызвать сильный удар током.
Низкая надёжность. Со временем конденсатор теряет ёмкость, напряжение на выходе снижается, и устройство перестаёт работать. Если же случится пробой конденсатора, то подключенная светодиодная лента полностью перегорит.

Простейший классический вариант бестрансформаторного блока питания показан на рисунке выше. Его главный элемент – гасящий конденсатор (С₁), который снижает сетевое напряжение до нужного значения. Затем оно проходит через выпрямитель – диодный мост (VD1), стабилитрон (VD2) и сглаживающий фильтр (С₂). Расчёт ёмкости гасящего конденсатора производят, исходя из заданного напряжения и тока в нагрузке. Ввиду перечисленных выше недостатков подключать светодиодную ленту через такой блок питания не рекомендуется.

Активное применение БТБП в китайской электронике обусловлено исключительно экономией средств.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант — импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

Принять правильное решение в пользу того или иного источника питания поможет статья о выборе блока питания для светодиодной ленты.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой. Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм²;
свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров. Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Рассмотренные способы включений LED-лент являются типовыми, но их вариации могут использоваться для разработки более сложных схем с целью реализации определенных задач или удовлетворения требований заказчика.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Для удобства читателей все основные схемы, правила монтажа, примеры и нюансы включения мультицветных лент собраны в отдельной статье о схемах подключения светодиодных RGB и RGBW-лент.

Подключение через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. Если выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

Несколько важных моментов

Руководствуясь описанными рекомендациями, несложно будет разработать схему для реализации подсветки или полноценного освещения, рассчитать длину проводов и определить оптимальное место размещения каждого функционального блока. Но прежде чем приступить к выполнению работ следует помнить о правилах техники безопасности:

работы по подключению и монтажу выполнять только на отключенном оборудовании;
перед первым включением дополнительно проверить надёжность всех контактов и правильность собранной схемы.

Также рекомендуется заранее приобрести некоторые расходные материалы:

термоусадочную трубку для изоляции спаянных участков проводов;
наконечники для проводов;
коннекторы для последовательного соединения двух участков лент;
алюминиевый профиль, чтобы не допустить перегрев светоизлучающих диодов.

В статье были определены все основные моменты, касающиеся подключения светодиодных лент на 12 В как с блоком, там и без блока питания. К сожалению, рассмотреть все схемы невозможно, ввиду многообразия их вариаций. К тому же постоянное совершенствование светодиодной продукции способствует появлению новых схемных решений, которые могут вызывать у рядовых пользователей вопросы с подключением и проведением расчётов.

Если у Вас возникли сложности с подключением – задайте вопрос в комментариях ниже, наши технические специалисты обязательно помогут.

Источник: ledjournal.info

Бестрансформаторный блок питания для светодиодов

Суть такого блока заключается в использовании балластного (гасящего) конденсатор. На нашем сайте есть подробная статья о таком БП, в которой вы можете найти калькулятор для расчёта конденсатора. В общем виде схема выглядит следующим образом:

Такой вариант имеет массу недостатков:

Нет стабилизации выходного напряжения;
нет гальванической развязки (трансформатора);
нет разряжающего резистора на балластном конденсаторе, поэтому есть риск поражения электрическим током от C1.

Приняв эти недостатки и доработав схему, получаем следующее бестрансформаторное питание светодиодов на 12В.

Вместо D1, микросхемы линейного стабилизатора L7812, может быть установлена любая другая на необходимое напряжение (7805 и т.д. а также отечественные стабилизаторы КРЕН).

Альтернативный вариант схемы БП для светодиодной ленты, при сборе своими руками – вместо линейного стабилизатора использовать стабилитрон или параметрический стабилизатор из стабилитрона и транзистора. Преимуществом такого решения есть гибкость в настройке напряжения стабилизации, ведь если у вас нет подходящего стабилитрона, вы можете два других соединить последовательно и добиться нужной величины напряжения.

Для изготовления самодельного блока питания для светодиодной ленты подойдёт отечественный стабилитрон серии Д818Д, рассчитанный на напряжение порядка 12-13 В.

Другой способ стабилизации – собрать стабилизатор тока на двух транзисторах. Ток стабилизации задается резистором R2.

R2 = 0,7 * Iст; R1 = 3,9кОм.

Стабилизатор тока стремится выдать заданный ток, это оптимальный вариант для бестрансформаторного питания отдельных светодиодов.

Переделка готовых БП для работы со светодиодами

Начнем с самых распространённых блоков питания – зарядных устройств от мобильного телефона. Выходное напряжение от 5 до 9 вольт постоянного тока, стабилизированная схема и гальваническая развязка от сети. Это делает использование подобных схем блока питания для светодиодной ленты безопаснее предыдущего варианта.

Самым простым вариантом будет использование токоограничительного резистора, для удобства есть онлайн калькулятор для расчета резистора.

Схемы дешевых блоков питания от зарядок

Для начала взгляните на схемы от различных зарядных устройств, с виду они отличаются, а принципиально – идентичны (картинки можно листать).

Большинство зарядных устройств для мобильного телефона построены на базе блокинг-генератора, или как его еще называют – автогенератора.

Выпрямленное напряжение поступает на схему, состоящую из силового транзистора, который управляется через базовую обмотку и резистор смещения базы, трансформатора, и цепи обратной связи. Это простейший импульсный блок питания. Подойдет как схема для блока питания светодиодной ленты, если её немного модернизировать.

Принцип работы

Обмотки трансформатора подключены таким образом, чтобы на базе транзистора и коллекторной обмотки, напряжения наводились в противофазе, иначе говоря «наоборот». Когда транзистор открывается до конца через резистор базы, нарастание тока в коллекторной обмотке прекращается и на базовой обмотке возникает противо-ЭДС, закрывающее транзистор. Ток в коллекторной цепи снижается, а после достижения нулевого значения процесс повторяется.

Однако это описание очень упрощено, дано только для понимания общего принципа возникновения колебаний высокой частоты переменного тока на импульсном трансформаторе.

Вы могли заметить, что на каждой из схем выше я обвел красным цветом один из элементов – это стабилитрон (диод Зенера). Он установлен как раз в цепи обратной связи по напряжению. Когда выходное напряжение достигает напряжения стабилизации, в работу вступает отрицательная обратная связь, которая закрывает транзистор.

В более дорогих (см. вторую схему) обратная связь заведена через оптопару, это повышает надежность схемы в целом.

Обобщенная схема блокинг-генератора изображена на рисунке ниже, все остальные компоненты в зарядных устройствах нужны для стабилизации (обратной связи), индикации, защиты от аварийных режимов работы и т.д.

Делаем блок питания

Раз стабилитрон имеет напряжение стабилизации — с его помощью осуществляется обратная связь. Значит, чтобы изменить выходное напряжение, нужно его заменить на другой по величине Uстаб.

Выходное напряжение зарядного устройства приблизительно равно номиналу стабилизатора. Оно отличается от номинального на стабилитроне от 0,3 до 1В и зависит от некоторых особенностей схемы. Обратите внимание, в приведенных примерах стоят стабилитроны от 5 до 7 вольт.

При изменении выходного напряжения изменяется и ток, который может выдать зарядное устройство. Причем изменение тока обратно-пропорционально величине изменения напряжения. Т.е. увеличив напряжение наполовину, допустим до 7,5 вольт, ток упадет в два раза.

Чтобы своими руками сделать блок питания для светодиодов, нужно определиться как вы будете подключать нагрузку, чтобы сделать выводы о необходимом напряжении.

Если вы собираетесь питать один светодиод или несколько соединенных параллельно, вам нужно выходное напряжение порядка 3-х вольт (как определить напряжение светодиода). Далее подобрать необходимый стабилитрон, например подобный – на 3,3В. При параллельном подключении не забудьте проверить напряжение через каждый из светодиодов и скорректировать его дополнительным резистором.

Многие блоки питания, не только зарядки для мобильных, сделаны по этой схеме. Более мощные и дорогие модели (незначительно), и модели с другими силовыми схемами оборудованы несколько иной и более простой в настройке обратной связью. Зачастую которая выполнена на микросхеме TL431 (или любые другие буквы и «431» в названии).

Эта интегральная микросхема выполняет роль обычного стабилитрона. Отличия в том, что TL431 – это регулируемый стабилитрон и имеет корпус с 3-мя выводами

Выходное напряжение задается изменением соотношения резисторов R1 и R2 (см. следующую схему), далее размещена типовая схема блока питания с TL431. Кругом обведены резисторы, которые нужно подбирать для подстройки, формула подбора такова:

Vout = 1 + (R1 / R2) * Vref, где Vref – приблизительно 2,5В

Мнемоническое правило: В обвязке TL431 есть 2 резистора, задающие напряжение стабилизации. Верхний чем больше – тем выше напряжение, соответственно, чем ниже сопротивление, тем меньшее напряжение выдаст БП. Нижний – наоборот, чем больше сопротивление – тем ниже напряжение (верхний повышает, нижний уменьшает).

3 варианта блока питания из зарядного

Первый вариант. Вы можете сделать регулируемый блок питания таким образом: замените один из резисторов потенциометр, в зависимости от того куда вы его впаяете (вместо верхнего или нижнего) пределы регулировки будут изменяться.

Идеальный вариант поставить последовательно постоянный резистор и потенциометр, выставив за счет постоянного минимальный уровень напряжения на выходе блока питания, воспользовавшись приведенной формулой.

Описанными способами можно своими руками сделать блок питания для светодиодной ленты практически из любого старого блока питания, зарядного устройства и пр. Однако в некоторых случаях придется доматывать вторичную обмотку несколькими витками, этот способ несколько труднее и рассматривать его не будем.

Вторая схема. Регулировка аналогична, на R7 и R5.

Подобный блок питания, сделанный своими руками, превосходит бестрансформаторное питание светодиодов по всем параметрам. А что насчет цены – то не забывайте о том, что порывшись у себя в кладовой – вы наверняка найдете парочку заготовок.

Третий вариант – это модернизировать или доделать старые трансформаторные блоки питания.

Если выходное напряжение с диодного моста превышает 14 вольт, установите L7812 по указанной схеме и получите готовый БП для LED ленты, сделанный своими руками.

Если вы хотите сделать блок питания для отдельных светодиодов, схема изменится только номиналом стабилизатора – нужно будет установить 3-хвольтовую модель (7803). Или собрать параметрический стабилизатор как было описано выше. Такой блок питания лучше чем первый рассмотренный, но хуже чем второй. Он больше и имеет меньший КПД.

Блок питания для LED ленты из зарядного от ноутбука

Блоки питания от ноутбуков, мониторов и другой бытовой и компьютерной техники имеют напряжение от 12 до 19 и более Вольт. Если напряжение 12В – отлично, это идеально для светодиодной ленты. Но как изменить выходное напряжение, если оно не подходит под ваши нужды?

Вот такой регулируемый импульсный понижающий преобразователь напряжения выполнен на довольно старой надёжной и популярной микросхеме – LM2596. Модель, которая изображена на фото, имеет регулировку напряжения и тока, что позволяет его использовать как драйвер для мощных светодиодов, обеспечивающий очень качественное питание.

На фотографии видно в обозначении сокращение ADJ (adjustable) – что говорит о том, что это регулируемая модель. В продаже есть готовые схемы и отдельные ИМС для работы с фиксированным выходным напряжением, а именно: 3В, 5В и 12В. В вариантах на ток 2 и 3 Ампера каждая, имеют немного упрощённую схему.

Назначение элементов описано здесь, разница лишь в том, что на схеме выше отсутствует стабилизация тока и нет регулировки напряжения, как в предыдущем фото.

Понижающие преобразователи напряжения на LM2596 довольно популярны. Найти их можно в магазинах радиодеталей, но на Aliexpress можно купить в разы дешевле.

Схема их подключения проста, входные и выходные контакты подписаны, некоторые платы поставляются с запаянными зажимными клеммами. Подключите его к готовому БП на более высокое напряжение (от ноутбука, например) и блок питания для светодиодных ламп готов.

Такой вариант подходит для начинающих, если вы не хотите влезать в схему с паяльником или нет возможности добраться до элементов блока для модификации схемы (в случае трудно разбираемого корпуса и когда детали залиты компаундом).

Источник: SvetodiodInfo.ru

Виды светодиодных лент декоративной подсветки

Плотность светодиодов на метр погонный ленты – это та характеристика, которая определяет (большей частью) яркость освещения. Самая высокая плотность составляет 240 светодиодов на метр погонный, то есть, 24 на секцию 10 см, как можно видеть на рисунке ниже. Там же видно, что ленты плотностью 120 штук на м/п, выполнены в двух вариантах – в один и в два ряда. Также можно видеть, что 240 располагается в два ряда, а 140 – в три. Это все связано с габаритными размерами светодиодов, их цветностью, а также архитектурой схемы и резисторов самой ленты, об этом еще пойдет речь далее.

Само расположение не принципиально, тут показано лишь, что бывает лента в один, два и три ряда, различного расположения (вряд, в «шахматку»). Мелкие светодиоды могут располагаться в один ряд и достигать плотности 120 штук на метр, а более громоздкие для такой же плотности приходится располагать в два ряда, но и светоотдача у них, как правило, больше, и/или они способны излучать несколько цветов. В последнем случае, расположение усугубляет большее количество дорожек и обслуживающих резисторов.

Типы светодиодов для ленты условно делятся на одноцветные и многоцветные. Первые могут излучать оттенки одного из основных цветов спектра (красного, зеленого, синего), а также разной мягкости белого (от солнечного до чисто-белого). Они обычно меньшего размера и потребляют немного электричества, имеют два контакта для подключения в схеме ленты и один обслуживающий токоотводящий резистор на стандартную секцию из трех светодиодов.

Многоцветные же обозначаются аббревиатурой RGB, что в переводе на русский КЗС – красный, зеленый, синий. Их конструкция такова, что вмещает в одном корпусе одного кристалла три проводниковых элемента, каждый из которых при подаче напряжения излучает свой цвет. В таких светодиодах конструктивно можно наблюдать шесть контактов, три на одной стороне, три на другой, каждый ведет на свой проводниковый элемент в кристалле. На секцию из трех таких светодиодов положено три обслуживающих токоотводящих резистора – на каждый цвет трех светодиодов по одному.

Различают светодиодные ленты подсветки и по размеру, который можно узнать, судя по маркировке. Наиболее распространенные варианты цифровых значений – 3528 и 5050, которые указывают на размер светодиода. Первые две цифры в маркировке 3528 например, обозначают размер в миллиметрах (целое и дробное значения) одной габаритной стороны светодиода – 3,5 мм. Вторые две соответственно – габариты по второй стороне: 2,8 мм.

Одноцветные ленты производят на базе светодиодов SMD (Surface Mounted Device, или монтированный на поверхность прибор), различных размеров, основные из них – это SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 с соответствующими размерами 3,5х2,8 мм, 3х2 мм, 3х1,5 мм, 2х1,2 мм. Бывают более мощные одноцветные устройства с тремя и более проводниковыми источниками света в кристалле, а также многоцветные RGB, с маркировками SMD 5050 (5х5 мм) и SMD 5060 (5х6 мм). Имеется еще аббревиатура DIP, которая указывает на цилиндрический корпус светодиода, и соответственно, прикрепленная к ней цифра обозначает диаметр корпуса.

Характеристики потребляемой энергии светодиодных лент бывают самые разнообразные, в зависимости от плотности и типа используемых светодиодов. Еще один нюанс «прожорливости» этих источников света – цвет освещения, но это больше относится к одноцветным видам, а в RGB можно самостоятельно настроить оттенок, тем самым немного изменить характеристику потребления.

Есть ленты, которые рассчитаны на потребление напряжения 12, 24, 36, 48 и 220 Вольт. Наиболее распространенные – 12 и 24 В, которые выпускаются в бухтах по 5 м и имеют размер секции равный 10 см. Ленты на 36 и 48 В выпускаются в большем количестве случаев под заказ, бухтами по 30 м, с секциями по 15-20 см, но стоимость по метру погонному с одинаковыми характеристиками 12/24-х вольтовых лент одинакова.

Потребляемая мощность указывается производителем на 1 м/п ленты, и зависит она от плотности светодиодов, а также потребления вида светодиода. К примеру, если взять ленту с маркировкой SMD 3528 4,8W 60 LED R, то судя по ней, можно увидеть светодиоды 3,5х2,8 мм (SMD 3528), с мощностью потребления на метр ленты 4,8 Вт (4,8W), плотностью 60 светодиодов (60 LED) красного цвета (60 LED R) на метр погонный. Каждый светодиод серии SMD 3528 LED R потребляет 0,08 Вт, из этого следует: 60*0,08=4,8 Ватт потребляемой мощности на метр погонный ленты из шестидесяти светодиодов.

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.

Источник: mastery-of-building.org