Как устроена светодиодная лента

Подключение к блоку питания и контроллеру

Сигналы по программируемой ленте передаются от
контроллера с SPI микросхемами по цифровым протоколам
связи. После того, как на первый светодиод пришли 24 бита информации, данный
диод переходит в режим передачи.

Все данные, которые до него доходят, транслируются на
выход, то есть на следующий диод в последовательной цепочке.

Ошибка №2
Если к такой ленте напрямую подключить блок питания, работать она не будет.

В данном случае наличие контроллера обязательно.

В управляемые светодиоды нужно “загрузить” их цвета.

Кроме того, отличается и сам принцип передачи сигнала
между элементами. Если присмотреться, то можно увидеть на каждой умной ленте
стрелочки строго в одном направлении.

Они показывают, что управляющий сигнал будет передаваться
от одного элемента к другому именно в эту сторону, а не наоборот.

Ошибка №3
Встроенные микросхемы боятся переполюсовки!

Поэтому, если вы подключаетесь не через специальные коннекторы, а методом прямой пайки, всегда проверяйте “+” и “-” (GND).

Иначе адресная светодиодная лента у вас при первом же подключении сгорит.

Производители светодиодов

Монтаж светодиодов.

В рейтинге производителей лидируют несколько фирм с мировым именем. Именно они выпускают самые качественные изделия на рынке.

1. Philips. Пожалуй, производитель, с самым известным именем. Под этой маркой выпускается множество изделий от лампочек, до телефонов. Фирма имеет заводы более чем в шестидесяти странах. Активно вкладывается в новейшие разработки. Покупает другие, более мелкие заводы и производства, которые изготавливают светодиоды.
2. Cree. Американская фирма, которая начинала свой путь с производства чипов для телефонов. Специализируется на производстве led-изделий разного назначения. РРаРазработали и выпускают светодиоды из карбида кремния, которые ярко светят.
3. Nichia. Японская компания. Одна из старейших в области изготовления светодиодной техники. Именно она разработала и внедрила выпуск синих и белых цветов led. Специализируется на производстве кристаллов. Лидер на рынке по доходам от продаж.
4. Osram. Немецкий изготовитель. Работает более ста лет в паре с Siemens. Выпускает светоизлучающие диоды, которые соответствуют мировым стандартам качества.

Из российских производителей можно отметить «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». Обе фирмы располагаются в Санкт-Петербурге и производят светотехнические изделия. Впрочем, кристаллы для выпуска продукции закупаются за рубежом.

Подключение светодиодной ленты 12 вольт через блок питания

Чаще всего светодиодная лента
подключается к сети через блок
питания на 12 вольт (реже 24 или 36 вольт). Если необходимо создать световые
эффекты или регулировать интенсивность свечения, в схему дополнительно
включается контроллер

При покупке блока нужно обратить внимание на мощность,
указанную на упаковке

Чаще всего требуется резка по размерам,
соответствующим поверхности, на которую прибор будет установлен. Во время
работы остаются отрезки различной длины, их нужно соединить правильно. Самый
простой способ – LED коннекторы, к которым прикладываются контакты, потом
защелкивается крышка. Если отрезков много, не каждого устраивает стоимость этих
элементов.

Пайка дешевле и надежнее. Жало паяльника должно быть шириной 2 мм. Спаиваемые поверхности нужно залудить (покрыть слоем припоя) с обеих сторон. Для этого отклеивается липкая лента. Одна контактная площадка накладывается на другую, перекрытие примерно 3 мм. Для спайки необходимо прогреть их паяльником.

Другой вариант – спаивание с проводами (сечение
0,8 мм). Медные провода нарезаются на куски требуемой длины, с концов на 8-10
мм снимается изоляция, после залуживания лишние 5-7 мм срезаются. Концы
проводов прикладываются к залуженным контактным площадкам, при касании
паяльником получается красивая пайка.

На корпусе блока питания на 12 вольт всегда
имеется табличка с описанием технических характеристик.

Клеммы:

• L
  и N– подключение к сети;
• FG
  – заземление;
• 3
  G – соединены в корпусе, для подключения минуса ленты;
• 3
  V+ – соединены в корпусе, для подключения плюса ленты.

Провода припаиваются так же, как при
сращивании, но концы лучше закрутить колечком. Провода сетевого шнура во время
пайки можно менять местами, провод заземления присоединяется к соответствующей
клемме.

Если подключается несколько отрезков, провода с одинаковой полярностью припаиваются к одной клемме.

Если нужно подключить к блоку на 12
вольт много коротких отрезков, расположенных от него на значительном
расстоянии, прокладывается магистральная проводка. Отрезки к ней присоединяются
любым удобным способом (клеммными колодками, разъемами, пайкой).

При создании системы из отрезков с
разной мощностью они подключаются в любом порядке, последовательно или
параллельно. Главное, чтобы суммарная длина не превышала 5-и метров.  

Для двух или более многоцветных лент
может оказаться недостаточно одного блока на 12 вольт и одного контроллера.
Чтобы снизить нагрузку, в схему включаются усилители.  Они устанавливаются между отрезками, чтобы
обеспечить равномерность свечения.

Если плотность элементов на полосе большая, во время работы возможен перегрев. Для крепления требуется алюминиевый профиль, отводящий тепло.

Устройство и схема светодиодной ленты

Светодиодная лента – это гибкая, узкая
плата, которая состоит из множества небольших кусочков, на каждом из них
установлены 3 диода и 1 резистор. В торговую сеть чаще всего поставляются
отрезки по 5 метров, их можно резать и наращивать.

Размеры светодиодов SMD;

• 2х1,2
  мм – 2012 – для тонких полос;
• 3х1
  мм – 3010 – для тонких полос;
• 3,2х1,6
  – 3216 – для плат с боковым свечением;
• 3х2
  мм – 3020 – для узких полос;
• 3,5х2,8
  – 3528 – для стандартных полос;
• 5х5
  мм -= 5050 (5060) – для изготовления мощных источников.

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

Цвет: RGB Multicolor, UV-ултрафиолет, цвета, белый диапазон CCT

RGB Multicolor

Цветовая температура светодиодной ленты зависит от личных предпочтений. Лента RGB – хороший вариант для тех, кто не хочет привязываться к одному цвету. Ленты RGB – мульти цветные светодиодные ленты, которые отлично подходят для акцентного освещения по всему дому. Если вы используете полосы RGB, просто убедитесь, что вы используете 3-канальный контроллер, он необходим для переключения цветов и создания динамических программ.

UV-ультрафиолет

Также существует ультрафиолетовая (УФ) версия светодиодных лент. Это отличный вариант если вы применяете ультрафиолетовое излучение для работы или для создания собственного черного света.

Что такое CCT?

Вы возможно часто сталкиваетесь с аббревиатурой CCT, давайте разберемся, что это такое.

CCT расшифровывается как Correlated Color Temperature – Корелированная цветовая температура, которая является цветовой температурой света, измеряемой в градусах Кельвина (K). Температурный режим света светодиодной ленты напрямую влияет на то, как выглядит свет. Посмотрите на фотографии ниже для справки. Теплый белый – это то, что мы называем 3000К, который выделяет оранжевый или желтоватый вид. Когда мы увеличиваем градусы Кельвина, цвет меняется от желтого до не совсем белого до натурального белого, а затем до синевато-белого, который известен как холодный белый.

CCT расшифровывается как Correlated Color Temperature – Корелированная цветовая температура

Способы подключения адресной ленты

В отличие от RGB LED, простая подача напряжения на адресную ленту ни к чему не приведет. Для проверки работоспособности необходимо специальное программируемое устройство.

Однако, если просто дотронуться рукой до информационного контакта (DI), загорятся несколько первых модулей. Драйверы воспримут наведенную помеху, как сигнал управления.

Полностью проверить без Ардуино или без контроллера невозможно. Для удобства подключения адресная светодиодная лента имеет обозначение начала и конца. Стрелками указано направление сигнала. Менять местами начало и конец нельзя. Полоса состоит из 60 модулей. Небольшой отрезок (до 5 светодиодов) можно запитать и от самой платы ардуино, но для подключения полосы максимальной длины, применяют дополнительный источник питания.

На рисунке снизу показана схема подключения блока управления к ленте с дополнительным блоком питания.

Как отмечалось выше, для создания необходимого светового эффекта, применяется Ардуино. А также нужна специальная программа, называемая в народе «скетч». Ее не сложно написать своими руками, но можно воспользоваться уже имеющимися, например, воспользоваться проектами блоггера Алекса Гайвера.

Можно подобрать необходимый скетч в интернете. Для этого можно скопировать QR-код, нанесенный на ленте и по нему подобрать необходимый протокол.

Или воспользоваться библиотеками. Например, FastLED и Adafruit NeoPixel, внутри библиотек имеются готовые скетчи. На их основе можно создать свои неповторимые варианты. Остается лишь подключить Ардуино к компьютеру и загрузить в память скетч. После чего можно монтировать и включать систему подсветки.

Технические характеристики светодиодных лент

Светодиодная лента обладает характеристиками, которые учитываются при выборе:

— Цветовая температура белого света (цвет света) делятся на тепло-белый «WW», нейтрально-белый «NW» , холодно-белый «CW». Разброс оттенков белого примерно в пределах от 2700 К до 6500 К (К= кельвин). Читайте внимательно данные на упаковке, так как у разных производителей цветовая температура разная. Помимо белого цвета представлены светодиодные ленты с красным, синим, зеленым, желтым или оранжевым светом. Универсальным решением для любителей цветных эффектов станут RGB-ленты, которые при смешивании красного, зеленого и синего цвета позволяют получить разнообразные оттенки.

Рекомендация: не пытайтесь применять RGB-ленту как источник качественного белого света. Вы его не получите. Оттенок будет с примесями какого-либо цвета. Если хотите нормальный белый свет, выбирайте белые светодиоды.

— Напряжение, от которого работаю светодиодные ленты 12 В или 24 В. Если говорить о светоотдаче, то как пример, лента LS 2835 60 led/m CW luna (60903) длиной 5 м имеет 20 светодиодов на метр, светоотдача одного светодиода около 12 люмен, значит получается 800 люмен на метр (4000 люмен на катушку).

— Потребляемые мощности небольшие 60–90 Вт на 5 м катушку. Так как лента применяется для декоративных целей, обозначения контуров, создания визуальных эффектов, а не для функционального освещения, то угол света светодиодов широкий (120°).

Основные светотехнические понятия мы описывали в статьях на данную тему. 

Виды и цвета

Диодные неоновые ленты делятся на несколько типов.

Классические

LED-неон такого типа используется для оформления домов снаружи и внутри. Они долговечны, стоят недорого и получают отличные характеристики от покупателей.

Профессиональные

Такие ленты характеризуются длительным сроком эксплуатации. Используют их для создания сложных светопроектов. Служит такая подсветка в несколько раз дольше обычной.

Низковольтные

Мощность такой конструкции – 12 вольт. Подключается она через блок питания. Чаще всего тонкая подсветка используется при изготовлении вывесок. Размеры подобных лент обычно небольшие. При этом свет они дают довольно яркий.

Мини

Такие диодные ленты светят очень ярко и чаще всего используются для создания больших рекламных конструкций

Они стоят очень дешево, но при этом сразу привлекают к себе внимание

Круглые

Гибкий неон такого типа отличается большой плотностью покрытия, поэтому служит довольно долго. Используют такие светодиодные ленты для оформления наружной части домов.

Эконом

Название таких лент говорит само за себя. Стоит такая подсветка очень дешево. Поэтому многие используют ее для оформления своих домов. Единственный минус подсветки такого типа заключается в том, что она светит не так ярко.

Современная неоновая подсветка предлагается в разных цветах. Наибольшей популярностью пользуются светящиеся шнуры нейтральных оттенков: белые, синие, зеленые. Подобрать для оформления помещения можно и более яркие цвета, например: синий, желтый, красный, розовый или фиолетовый. Выбирать подходящий оттенок можно, ориентируясь на особенности оформления интерьера или выбранный фон.

Отдельно стоит выделить неоновую подсветку типа «хамелеон». Она стоит недорого, но при этом выглядит очень ярко. Диодные неоновые ленты переливаются разными цветами и часто встречаются в ночных клубах.

Где применяется адресная светодиодная лента

Спектр применения адресных светодиодных лент также широк, как и у обычных RGB лент. Их применяют для декоративной подсветки различных объектов, салонов автомобилей, для декорирования интерьера и особенно активно применяют при оформлении рекламных вывесок. Благодаря возможности управления каждым светодиодом по отдельности с помощью адресных светодиодных лент можно составлять целые ленты для демонстрации текста или даже огромные панели для полноценного показа цветных изображений.

На основе адресных светодиодных лент собирается большинство уличных телевизионных панелей для показа видеорекламы.

Виды источников питания

БП с активным охлаждением, круглое отверстие вверху

В магазинах блоки могут по старинке могут называться «электронный трансформатор». Во времена моей молодости не было сотовых телефонов и импульсных источников питания на микросхемах. Мне и многим другим непонятно современное название «драйвер», что с английского вообще переводится, как «водитель». По смыслу оно никак не связано с электричеством. Фактически термин «блок питания» и «драйвер» обозначают разные устройства. БП является источником напряжения, а драйвер это источник тока, например как в светодиодной лампе.

Пассивное охлаждение, корпус IP20

По системе охлаждения существует два вида, с активным и пассивным:

1. активное охлаждение – в корпусе установлен вентилятор, как в компьютерном ящике. Вентилятор позволяет уменьшить габариты корпуса и повысить мощность. Но недостатком будет шум от вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Через пару лет весь внутренности надо будет чистить, а вентилятор смазывать или менять, большой поток воздуха приносит много пыли. Я как любитель абсолютной тишины не использую такие;
2. пассивное – корпус как у питания ноутбука, или сверху закрыт решеткой.

БП ноутбучного типа

По исполнению делятся на несколько видов:

1. корпус как у блока ноутбука, из черного пластика с наклейкой с техническими характеристиками. Считаю оптимальным вариантом;
2. герметичный корпус из алюминия для влажных помещений, не боится воды и конденсата. Хорошо зарекомендовали себя;
3. металлический корпус с отверстиями и контактной площадкой, применяется для сухих помещений, монтируется в недоступном месте, желательно в закрытом объеме для защиты от пыли.

Герметичный в алюминиевом корпусе IP67

По функциональности:

1. может быть простым, только обеспечивать питание;
2. более функциональные имеют встроенный диммер;
3. может быть встроено дистанционное управление пульта по инфракрасному каналу или радиоканалу;
4. самые дорогие имеют сразу диммер и дистанционное управление, это помогает избавиться от нагромождения этих блоков в разных местах.

Сфера применения

Сейчас стоимость этих лент уменьшается, а популярность растет. С востребованностью расширяется и сфера применения. Их используют для создания различных цветовых эффектов типа волна, бегущий огонь, различных подсветок для телевизора, для компьютера, для подсветки материнской платы, оформления рюкзака и т.п.

Возможность написания программ самостоятельно позволяет получить дополнительные возможности перелива цвета, его мерцание или моргания. Можно использовать для оформления на окна или для подсветки лестницы. Для большей зрелищности совмещают режимы подсветки с цветомузыкой.

Или создать неповторимый вид своего дома, закрепив ее по периметру фасада. Промышленность выпускает ленты не только для использования в помещениях, но и для улицы. Для этого подойдут изделия со степенью защиты IP65-IP68. Часто светодиодные ленты применяют для создания цветовой подсветки и в автомобиле.

Провода и разъемы

Цифровая лента на конце имеет минимум не два, а три
провода.

V+ (5V или 12V)

V- (GND)

управляющий провод

Два из них — это обычное питание, а третий отвечает за
направление сигнала. К проводам на концах уже готового к использованию изделия
припаяны специальные разъемы:

DI (Digital Input) или цифровой вход в начале ленты

DO (Digital Output) цифровой выход

При наличии таких разъемов подключить ленту неправильной
стороной у вас не получится. Второй конец DO
требуется при наращивании длины световой конструкции.

Ошибка №4
А вот без таких разъемов начало и конец ленты можно и перепутать.

В этом случае ничего гореть и светиться у вас не будет.

Ошибка №5
Слишком длинные провода питания от контроллера.

Если у вас наблюдается ситуация, при которой лента не
загорается, пока вы не коснетесь и не проведете рукой по питающим проводам, то
скорее всего они слишком длинные и управляющий провод подвержен помехам.

В этом случае попробуйте их скрутить косичкой. В
некоторых ситуациях помогает.

Принцип работы.

Кристалл состоит из полупроводниковых материалов, которые расположены слоями. Свечение появляется после протекания электричества между границами их соприкосновения. В одном полупроводнике (n) преобладают электроны (отрицательные частицы), а в другом (p) –  ионы – дырки (положительные частицы). Полупроводниковые соединения способны пропускать электричество только  от p -слоя к n -слою, т.е. в одну сторону.

Схема появления излучения.

Под воздействием электричества электроны из n-слоя и дырки из р-слоя начинают двигаться к р-n-переходу. Происходит рекомбинация дырки и электрона — между р-n-границей протекает ток. Электроны переходят на низший энергетический уровень, с высоких орбиталей на более низкие. Освобождается энергия, которая  излучается в виде фотонов.

Описанный процесс протекает во всех полупроводниковых диодах. Но длина волны фотона не всегда находится в заметном человеческому глазу спектре. Для появления видимости необходимо движение элементарных частиц в определенном интервале: от 400 до 700 нм. Это достигается подбором определенных химических веществ. У каждого есть особая длина волны и цвет излучения.

Самые удачные материалы получаются из соединений типа AIIIBV и AIIBVI где II, III, V и VI – валентности элементов. Например, уже упоминавшийся арсенид галлия, фосфат индия или селенид цинка  и теллурид кадмия. Подобные соединения называют прямозонными. Возможно получение разнообразных  по свечению светодиодов: от ультрафиолетовых до инфракрасных.

К другой группе относятся непрямозонные полупроводники. Это карбид кремния, сам кремний, германий и другие. Диоды из них свет светят очень неярко. Впрочем, научные работы по использованию таких веществ продолжаются. Основные поиски решения ведутся в области технологий квантовых точек и фотонных кристаллов.

Кроме света при p-n-переходе освобождается еще и тепло. Для его отвода необходим теплоотвод (часто в этой роли выступает корпус изделия) или радиатор.

ПК как источник питания

Такой вариант подключения достаточно распространён для обеспечения локального освещения околокомпьютерного пространства. Также можно подсветить и сам системный блок ПК изнутри или снаружи. Освещение монитора ПК полезно для снижения нагрузки на зрение в ночные часы работы.

Что касается самого подключения то оно достаточно простое. Штепсель «molex 4 pin» в ПК имеет четыре провода. На один подаётся ток в 12 вольт, на второй 5 вольт, а остальные два разъёма отведены для «земли». Достаточно заизолировать одну «землю» и 5 вольт. К оставшейся проводке лента припаивается в том порядке, как было обозначено выше.

Достоинства и недостатки ленты 220 В

Светодиодные ленты с прямым
питанием от 220 В имеют важные преимущества:

• не требуют использования блока питания;
• способны обеспечивать световое оформление
  участков большой длины;
• относительно недороги и доступны;
• демонстрируют хорошую работу в условиях улицы,
  особенно при низких температурах воздуха.

Говоря о
достоинствах LED лент на 220 В, следует упомянуть и о недостатках. Их немало:

большая протяженность ленты не только важное
достоинство, но иногда серьезный недостаток. Подсветить небольшой отрезок таким
устройством не удастся;
ленты, предназначенные для питания от 220 В, не
имеют липкого слоя, что несколько усложняет монтаж;
простота подключения имеет оборотную
сторону — отсутствие гальванической развязки ленты, которая становится
опасной и требует надежной изоляции всех соединений

Кроме того, для исключения
опасности поражения электротоком необходима защита не ниже IP67;
нагрев светодиодов достаточно велик, а
возможности теплоотведения у них практически нет. Обычно такие ленты хорошо
защищены от внешних воздействий, но, с увеличением надежности защиты резко
уменьшается возможность охлаждения. Это является причиной использования
преимущественно в уличных условиях;
выпрямитель, имеющийся в стандартном проводе
питания, не имеет сглаживающего конденсатора. Это делается из соображений
компактности, но в результате светодиоды при включении начинают мерцать с
частотой 100 раз в секунду (100 Гц). это не заметно невооруженным глазом, но
человеческий мозг способен воспринимать мерцание такой частоты. Оно оказывает
отрицательное воздействие, по санитарным нормам от него следует избавляться;
подобные светильники недороги, что означает использование
материалов низкого качества. Силикон, которым покрыта лента для защиты от
влаги, издает заметный запах, который усиливается при нагреве. Это является еще
одной причиной преимущественного использования на улице.

Количество недостатков превосходит достоинства, но это не настолько страшно, как может показаться. Назначение светодиодных лент на 220 В — подсветка наружных конструкций значительной протяженности. Некоторые из минусов ленты таким образом попросту нивелируются — например, нагрев или запах силиконового покрытия. Мерцание также мало влияет на органы восприятия людей, поскольку подобную подсветку никто не рассматривает подолгу.

Заметным недостатком можно считать невозможность прямого подключения RGB светильников. Каждый из них фактически представляет собой три ленты, нуждающиеся в обособленном питании. Световые эффекты, демонстрируемые разноцветными конструкциями, управляются контроллером, который параллельно является блоком питания.

Обойтись без него нельзя — будет гореть либо только один цвет, либо сразу все три. Кроме того, размер RGB лент не превышает 5 м, что для уличных инсталляций слишком мало.

Преимущества LED-ленты.

В большинство осветительных приборов можно в крутить лампочки разных типов и оттенков, что доставляет массу неудобств и требует времени. Светодиодная лента в квартире, напротив, может переливаться любыми оттенками, пестрить красками и динамично играть цветами без замены диодов и лишних вмешательств. Нажали кнопку на контроллере — загорелся синий цвет, еще раз — зеленый, снова — красный. Не нужно лишний раз подниматься с уютной постели и каждый раз настраивать прибор. Все сделано максимально просто и удобно.

Лента представляет собой уникальную гибкую линейку, которую можно вмонтировать в любую поверхность, специальные аппараты могут даже светиться под водой. Влагозащищенные ленты могут преобразить бассейн, водоемы, домашнюю ванну и даже аквариум для рыбок. Создается сказочный эффект, который затягивает своей необычностью и привлекательностью. Подсветку можно как уменьшить, так и расширить. Поэтому не стоит волноваться, что не получится украсить все желаемые места: ленты хватит на всех.

Светодиодная лента в квартире:

• экономична;
• легка в эксплуатации;
• безопасна;
• универсальная.

Светодиодная лента в квартире – Кухня.

Если на кухне из освещения имеется только лампа, вы испортите себе зрение или даже поранитесь. Почему? Если стоять спиной к источнику света, впереди образуется тень. Это заставляет излишне напрягать глаза и щуриться. Не очень комфортно работать в таких условиях, правда? Однако LED-ленты спасут каждую кухню своим ярким свечением.

Как правильно установить светодиодное освещение на кухне:

1. Снимаем мерки с верхних шкафчиков, плиты, раковины и других мало освещенных мест.
2. Нарезаем ленту небольшими кусочками, равными снятым меркам.
3. Приклеиваем получившиеся полоски к определенным местам.
4. Наслаждаемся полученным результатом.

Если света все равно недостаточно, клеим еще по одной полоске, чтобы свечение стало ярче.

Светодиодная лента в квартире. Кухня-гостиная.

В том случае, когда кухня совмещена с комнатой для гостей, органично будет разделить эти 2 зоны небольшой барной стойкой, оборудованной светодиодными лентами. Простор для экспериментов ограничивается лишь материалом стойки. Если она стеклянная, можно провести светодиоды под стойкой, и свет будет идти изнутри. Стойки из камня и дерева подсвечиваются лишь снаружи, так как не обладают прозрачностью.

Советы по монтажу светодиодных лент

Как подключить светодиодную ленту своими руками? Чтобы сделать это правильно, ознакомьтесь со следующими советами экспертов:

Подключение светодиодного освещения производят параллельно, используя отрезки длиной до 5 м.

Как показано на фото светодиодных лент в интерьере, их монтаж должен осуществляться на алюминиевый профиль – на него возлагается задача теплоотвода. Исключение составляет модель SMD 3528. Это объясняется ее малой мощностью.

Очень важно грамотно подобрать блок питания. Его мощность должна превышать мощность подсветки на 30%.

Организация светодиодного ленточного освещения требует комплексного подхода. Результат будет зависеть и от правильности предварительных расчётов, и от грамотности проведённых работ по установке. Поэтому не стоит жалеть времени на тщательное продумывание каждой мелочи – оно обязательно окупится.

Этапы подключения

Стадии монтажа и пусконаладки диодной ленты включают в себя следующее: нарезка ленты нужной длины, присоединение коннекторов (если они есть в комплекте), электрическая сборка всей схемы и проверка на герметичность перед включением. Неправильное выполнение работ на любой стадии грозит выходом ленты из строя, ударом тока рядом находящихся людей или случайным возгоранием.

Нарезка ленты нужной длины

Лента на 220 вольт обладает важным отличием: длина кластера из-за большего количества – не единицы, а десятки светодиодов – вынуждает потребителя обрезать значительные участки. При подключении ленты непосредственно в розетку производители оставляют от 60 светодиодов на фрагмент. Если светодиоды двойные (последовательные, а не параллельные пары), количество светодиодов может быть снижено до 30. А это значит, что на каждый из них отводится по 7,5-8 вольт (правильно – не более 6,6). Такое парно-последовательное соединение преобладает в готовых цокольных лампочках, в которых драйвер выдаёт от 40 до 80 вольт постоянного тока (6-12 двойных последовательно-парных светодиодов).

Каждый производитель следует собственной тактике, но вывод остаётся неизменным – светодиоды соединяются последовательно. Параллельно включённые последовательные группы здесь отсутствуют, так как в качестве исходного берётся выпрямленное (постоянное) напряжение 220 вольт, получаемое из переменного, на котором и работает бытовая осветительная сеть. С этой целью лента обладает специальными пометками, на которых слой герметика уменьшен, чтобы потребителю было удобно разрезать ленту и зачистить от изолятора выводы для пайки.

Установка и закрепление коннектора

Для удобства светосборки оснащаются коннекторами. Это позволяет, не нарушая пайку и не перекусывая провода, быстро перенести подвес с лентой, кабель с сетевой вилкой в другое место. Для лент, устанавливающихся на значительно долгий период, можно воспользоваться и «глухой» пайкой – лента не переместится на новое место, а значит, нет смысла вставлять коннекторы. Паяные (несъёмные) соединения по всей длине проводки и светосборки считаются самыми надёжными – в отличие от ослабленных клемм они не искрят, так как присоединены наиболее основательно и не являются вынимающимися при выключении. Коннекторы припаиваются к проводам или обжимаются при помощи специального инструмента вроде того, что применяют для зачистки и обжима витых пар в компьютерных и серверных сетях, работающих по протоколам и стандартам локальных вычислительных систем.

Подключение проводов к выпрямителю

Провода, идущие от светодиодной сборки к розетке, должны подключаться к выпрямителю. Если проигнорировать выпрямитель, то свет от такой светоленты станет мерцающим. Провода от светоленты подсоединяются к «плюсу» и «минусу» диодно-выпрямительного моста. В состав последнего входят 4 высоковольтных диода, рассчитанных на мощность от десятков до сотен ватт. Согласно схеме даже литой мост (сборка выпрямителя в цельном, водонепроницаемом корпусе) предполагает подключение встречно включённых диодных катодов и анодов к светодиодной ленте (две точки на схематичном эскизе), а включение выводов диодов «вразнобой» (катод одного к аноду другого) – присоединение к источнику переменного напряжения. Можно использовать и однополупериодный выпрямитель (один диод), но тогда пульсации будут происходить с частотой 50, а не 100 Гц, так как отрицательная полуволна (полупериод переменного тока) отрезается. Двухполупериодный (два диода) выпрямитель также приведёт к ненужной потере мощности, поэтому лучшим вариантом считается именно диодный мост (4 выпрямительных диода). Для сглаживания пульсаций служит параллельно подключённый к «плюсу» и «минусу» выпрямителя конденсатор.

Проверка герметичности

Промышленные ленты помещаются в силиконовую или полиэтиленовую оболочку, в толще которой и находится сама лента. Она имеет вид сплюснутой трубки. На ней не должно быть никаких проколов, повреждений. Дело в том, что, когда постоянное напряжение попадёт, например, в бассейн из-за повреждения защитной оболочки ленты в процессе её работы, то это может привести к гибели людей, пришедших поплавать. Несмотря на то что вода в целом не проводит ток, принудительно её не дистиллируют, а значит, в ней имеются примеси, и соприкосновение контактов с водой под напряжением опасно для жизни людей в бассейне. Многие владельцы бассейнов и аквапарков используют водонепроницаемые светоленты класса IP-68 для подсветки воды – это создаёт красивый и презентабельный вид, но такая инициатива нуждается в тщательной перепроверке светотехники перед погружением последней под толщу воды.

Мощность блока

Чтобы устройства светили на полную мощность, а блок гарантированно справлялся с нагрузками, при его приобретении понадобится произвести несложные расчёты. В большинстве случаев, в маркировке лент обозначена потребляемая мощность одним метром изделия. Поэтому, данное значение следует умножить на требуемую длину и добавить 20% для запаса.

Пульт управления для многоцветной лентыИсточник vahrushi.el43.ru

Например, необходимо установить подсветку общей длиной 13 метров, при этом номинальная потребляемая мощность выбранной ленты составляет 9 ватт на метр длины. Умножаем 13 на 9 и получаем 117 ватт. 20% от этого значения равняется 23,4 ватт. Плюсуем 117 и видим, что для такой подсветки понадобится блок мощностью порядка 140,4 ватт.

Видео описание

Как и к чему подключать светодиодную ленту – смотрите в этом видеоролике:

Основная ошибка

Стоит отметить распространённую ошибку, допускаемую при сращивании двух отрезков – многие выполняют их последовательное подключение. Считается, что достаточно соединить прямым способом два конца ленты и получить требуемую длину. Данная коммутация неправильная, поскольку подключать ленты требуется параллельно.

На практике, эта ошибка ведёт к повышению сопротивления в контуре: к концу цепочки светодиоды будут светить очень тускло или вообще не работать. При этом на начальные отрезки ленты будет поступать избыточное напряжение, что приведёт к быстрому выходу из строя осветительных элементов.

Также повышенное напряжение чревато повышенной температурой светодиодной ленты, что тоже не является плюсом. Практическим путём доказано, что неправильное соединение двух отрезков ленты приводит к их быстрому износу и в разы сокращает срок эксплуатации.

Подсветка зоны ПКИсточник pinimg.com

Заключение

Мы рассмотрели, что такое светодиодная лента как правильно установить и подключить это осветительное устройство. В целом, все эти работы не представляют большой сложности. Если придерживаться приведённых выше рекомендаций, монтаж ленты не составит труда.

Однако если нет хотя бы небольшого опыта по подобным работам, то лучше обратиться за помощью к специалисту. Это позволит избежать досадных ошибок и обезопасит от последствий неправильной работы с электроприборами.

Герметичные блоки питания

Герметичные модели полностью запечатаны в водонепроницаемом корпусе.

Внутри них помещается схема со всей электроникой и заливается силиконовым компаундом. Доступ влаги или влажного воздуха внутрь таких изделий перекрыт на 100%.

С одной стороны это и хорошо, но с другой стороны, вы тем самым ухудшаете условия охлаждения. Нагревающиеся электронные компоненты, просто не будут успевать толком охлаждаться.

И стоит хоть чуть-чуть нагрузить такую модель даже до номинальных параметров, как вам тут же будет обеспечен поход в магазин за новым экземпляром.

Чтобы подобного избежать, выбирайте БП не в пластиковых корпусах, а в алюминиевых.

Теплоотвод у них на порядок лучше. И на улице им не страшен не только дождь, но и солнце и мороз.

Эти блоки питания имеют степень защиты IP67. Их можно устанавливать:

на улице

во влажных помещениях

Однако при этом их запрещено погружать в воду. Для подводной подсветки бассейнов, прудов или фонтанов, лучше воспользуйтесь иными устройствами.

Из-за своих компактных размеров их часто применяют для подсветки потолка. Они хорошо встают в узкую нишу и без проблем прячутся за не высокими бортиками.

Главный их недостаток — это стоимость. Они дороже не герметичных моделей минимум в 2-3 раза.

Второй существенный минус — малая мощность. В пластиковом корпусе можно найти разновидности до 75Вт включительно. В алюминиевом — до 100Вт.

Зачем нужен контроллер

Одноцветной светодиодной ленте контроллер не требуется, она просто подключается к блоку питания, который обычно имеет маркировку DC12V для 12-ти вольтных моделей, если лента отличается по напряжению, нужно подобрать соответствующий БП. В принципе, наиболее распространенными являются модели на 12 – 24 В, причем экземпляры с большим напряжением достаточно экзотичны. Встречаются и виды светодиодных лент для подключения к сети 220 В напрямую, но их не бывает в RGB исполнении.

Контроллер играет роль переключателя цепей от источника питания к потребителю. На ленте расположено три ряда светодиодов, различающихся по цвету, либо все три цвета выполнены в виде отдельного кристалла в одном корпусе светодиода, например, типа 5050:

1. Зеленый.
2. Синий.
3. Красный.

Контроллеры бывают различного исполнения, в том числе герметичного, на них указана степень защиты от воды и пыли в виде IPхх, причем IP20 – самый нежный, его нельзя использовать на улице или во влажных помещениях, а IP68 – защищен хорошо. Ленты тоже бывают разными по степени защиты, маркируются таким же образом. Иногда производители используют более понятную пометку, надпись «Waterproof» гласит о водонепроницаемости прибора.