Принцип работы 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.

Светодиодная лента: подключение на видео
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.

Рекомендуемые статьи по теме

Расчет люменов на одного квадратного метра под разные помещения

Как своими руками сделать люминесцентный светильник?

Как правильно организовать освещения рабочих зон

Руководство по сборке напольных светильников своими руками

Как правильно повесить люстру

Общее освещение бжд: как рассчитать, пример расчета

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.

Основные неисправности

Внешне неисправности светодиодных лент выглядят так:

1) не горит совсем;

Если основная неисправность «забыл включить» исключена, то лента может не гореть по следующим причинам: