Cветодиодная RGB лента: как подключить и правильно настроить

Подключение и установка светодиодов

Убедитесь, что вы знаете, по какой схеме нужно подключать LED к вашему полетному контроллеру и какое требуется напряжение.

Ниже вы увидите самое распространенное 3-контактное соединение полетный контроллер LED: Power (5V), Ground и Data (управление светодиодами). Светодиодные ленты WS2812 направленного действия, каждый светодиод имеет соединения для ввода данных и вывода данных (DI / DO или Din / Dout). DI принимает светодиодный сигнал от FC, а DO подключается к DI следующего светодиода, если вам нужно еще больше светодиодов. В настоящее время Betaflight и Cleanflight могут контролировать до 32 светодиодов.

Теперь можете разместить светодиоды так, как вам хочется. После монтажа проверьте, все ли держится крепко и не отвалится ли от вибрации, так как, если это произойдет, лента попадет в пропеллеры, будет КЗ или остановка двигателя и так далее.

Необходимые для работы материалы и инструменты

Для создания и подключения LED ленты USB могут потребоваться:

сама лента;
провод или отдельный штекер USB под пайку (оптимальный вариант);
паяльник и припой, в идеале — паяльная станция с регулируемой температурой и отсосом дыма;
ножницы, нож или иной инструмент для снятия изоляции;
тестер или мультиметр;
соединительные провода;
токоограничивающий резистор (номинал рассчитывается исходя из рабочего напряжения светодиода);
отвертка, пассатижи (на всякий случай).

В этот перечень намеренно не внесены материалы для крепления ленты, поскольку для каждого случая применяются свои методы монтажа.

Светодиодная лента 220В: подключение без блока питания к обычной сети — недостатки конструкции

Производители постарались учесть запросы обычных потребителей и стали выпускать ленту на 220 вольт.

Ее очень просто подключать к бытовой проводке через небольшой блок из выпрямительных диодов и сглаживающего конденсатора. Его стоимость намного ниже, чем ИБП.

Выходящие из ленты провода просто вставляются в пластиковые наконечники.

Осветительную схему можно собирать последовательными цепочками до 100 метров длиной, а снижения светового потока на ее конце практически не будет заметно.

Вся конструкция помещена в прочную защитную оболочку, которая надежно исключает поражение током от напряжения 220 вольт. Подключение к выходным гнездам выпрямительного блока осуществляется с торца через вмонтированные контактные гнезда.

Порядок сборки следующий. Вначале надевают защитный диэлектрический колпачок.

Через него в контактные гнезда устанавливают переходную колодку.

Подготовленный конец вставляют в разъем выпрямителя с соблюдением полярности: иначе светодиоды не станут светить.

С обратной стороны надевают защитный колпачок.

Остается вставить блок питания в розетку и собранная конструкция станет работать.

Однако я хочу предупредить начинающих мастеров о скрытой опасности: никто не застрахован от ошибок. Их совершают даже опытные электрики. Поэтому любая подача напряжения на новое оборудование должна выполняться через автоматический выключатель.

Он спасет вас и подключенные светодиоды от критической ситуации: случайно созданного короткого замыкания или перегруза электрической схемы.

Однако здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд

Обратите внимание на недостатки, которыми обладает светодиодная лента на 220 вольт:

Питающая сеть подвержена колебаниям напряжения, в ней присутствуют различные электрические помехи и наводки. Вопросы фильтрации посторонних сигналов и стабилизации питания простым выпрямительным устройством не обеспечиваются.
Равномерности освещения нет, глазу заметны небольшие мерцания, обусловленные низким качеством напряжения.
Охлаждение ленты 220 V не предусмотрено, при работе она перегревается, что значительно укорачивает ее ресурс.
Силиконовое покрытие при нагреве выделяет неприятный запах.

Поэтому напрашивается вывод: светодиодная лента 220 В, созданная для подключения без блока питания не должна устанавливаться в жилых помещениях. Ее место на улице или в хорошо проветриваемых местах.

В заключение рекомендую посмотреть короткий видеоролик от интернет магазина Luxiled “Подключение светодиодной ленты к блоку питания”.

Если у вас появились вопросы или желание прокомментироватьполученный материал, то воспользуйтесь специальным разделом.

Пошаговая инструкция по монтажу

При самостоятельном подключении цветной RGB-ленты требуется четкое соблюдение алгоритма:

Поиск места установки и подготовка поверхности. Для начала определитесь с местом установки, а затем выровняйте поверхность, к которой будет крепиться светодиодная лента. Ею может быть потолок, дверь и т. д. Обязательно обезжирьте ее с помощью любого растворителя, иначе двусторонний скотч спустя короткий промежуток времени отойдет. При креплении к металлическим поверхностям требуется дополнительная электрическая изоляция.
Большинство светодиодных RGB-лент самоклеющиеся — снимите с тыльной стороны защитную пленку и аккуратно прижмите изделие к поверхности выбранного места. При выполнении изгибов их радиус должен быть не более 20 мм, в противном случае могут возникнуть неполадки. Разрезайте ленту в строго обозначенных местах. При соединении разных частей пользуйтесь специальными коннекторами или паяльником (подробнее об этом рассказано в отдельной статье).
Подключение электрической цепи. Выберите схему соединения светодиодной ленты из предложенных выше. Объедините изделие с контроллером, усилителем и блоком питания. Последний включите в сеть при помощи электрической вилки. Черный провод блока соедините с клеммой V- на усилителе, красный — V+. Провода светодиодной ленты объедините с контактными площадками контроллера в соответствии с их цветом и обозначением: красный — R, зеленый — G, синий — B. Последний провод подключается к плюсовой клемме — V+.
Подсветка работает от сети 220 В. Проверьте ее работоспособность при помощи пульта ДУ.

Правильные подключение и эксплуатация светодиодной RGB-ленты позволят создать неповторимую атмосферу дома, украсить офисные или жилые помещения, уличную беседку. Наличие тех или иных электротехнических изделий в выбранных схемах зависит от длины платы, количества и типоразмера используемых LED-диодов.

Что такое RGB светодиодная лента

RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) – это светодиодная лента, способная при работе менять свой цвет. В каждом LED модуле находятся три светодиода – красный, синий и зеленый. Изменяя отдельно яркость свечения каждого кристалла, вы получаете любой цвет видимого спектра.

Что такое rgb светодиод

Внешне RGB led отличается от моноцветной только количеством выводов. Здесь их 4 – три из них для питания каждого отдельного кристалла и один общий плюс.

Существуют особые led ленты с пятью выводами. Маркируются они как LED RGB W (W – white). Пятый вывод отвечает за белый свет. Дело в том, что в трехцветном диоде белый цвет получается смешивая все три цвета в равных пропорциях. Такой «белый» отличается от чистого моно- света. Поэтому появился тип led с четвертым кристаллом белого цвета.

Эти ленты (как и моноцветные) имеют несколько классов пыле- влагозащиты:

IP20 – без защиты, боится влаги и пыли;
IP67-69 – не боится пыли, может быть использована во влажной среде (ванна, аквариум).

Структура

Рассмотрим схему трёхцветной ленты. Изначально рулон продукции имеет длину 10 метров. Он разделен на секции, состоящие из трехцветных 9 светодиодов: красные, зелёные, синие. Каждая секция выделяется медной площадкой для точного разрезания.

Светодиоды подключаются последовательно, требуется питание 12в, 24в и 220в. Можно использовать напряжение 9в, но свечение не будет таким же ярким.

Для одного сегмента Led линии нужно около 20 мА. При включении трёх цветов красного, зелёного и синего энергопотребление может составлять 60 мА. Например, в ленте 5 секций (по 10 см). Расход питания при белом цвете составит 60 мА (энергопотребление одной секции) * 5 = 300 мА.

Яркость свечения ленты зависит от числа установленных светодиодов. Количество может быть 30, 60, 120, 240 на метр.

Типичные ошибки при подключении

Мы собрали ТОП-ошибок при сборке RGB светодиодной ленты:

Выбор слабого блока питания, с мощностью «впритык». Дело в том, что потребляемая светодиодами мощность колеблется при работе, то в плюс, то в минус. Запас БП рекомендуем 30% или больше.
Монтаж без теплоотвода. При мощности более 25 ватт/метр светодиоды сильно греются, потому для них нужен теплоотводящий материал. Подойдет в таком случае алюминиевый профиль. Иначе диоды постепенно потеряют мощность, а потом и выйдут из строя.
Неверная последовательность подключения. Напоминаем: блок питания – контроллер – лента – усилитель – лента. Все остальные схемы (без контроллера и/или усилителя) смотрите выше.

Подготовительные работы

Набор «светодиодного самоделкина» не так уж мал:

необходимое количество светодиодной ленты, которая может быть как одноцветной, так и в RGB-исполнении, но обязательно 12-вольтные;
канцелярский или строительный нож, ножницы;
кусачки;
провода;
паяльник с тонким жалом, флюс и припой. Обычный паяльник не подойдёт;
коннекторы, которые подбирают под тип используемой светодиодной ленты (для RGB– четырёхконтактные, для RGBWW – с 6 контактами);
контроллер потребуется, если вы захотите изменить цветность подсветки – без него будут гореть все диоды, присутствующие на ленте;
наконец, чтобы иметь возможность регулировать яркость подсветки, нужно приобрести диммер.

Вот такой несложный набор начинающего светотехника вам понадобится. Стоимость всех приобретаемых компонент – копеечная.

Расчет блока питания для светодиодной ленты 12В: как обеспечить длительную безаварийную работу всей осветительной системы

Начать вычисления необходимо с определения величины мощности, которую должен надежно обеспечивать ИБП.

Расчет блока питания для светодиодной ленты на 12 или 24 вольта проводим по характеристикам, опубликованным производителем на упаковке или в другой сопроводительной документации. Рассмотрим его на примере Flexible led strip на 24 В.

Ее мощность соответствует 19,2 ватта на один метр длины, а всего их 5. Далее я просто показываю картинкой, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты по простой формуле.

С длиной и мощностью в принципе все понятно, а коэффициент запаса обычно выбирают величиной в 30% или 50%.

30% запаса создают для ИБП, работающих при нормальном режиме эксплуатации и имеющих обычные размеры. Для экстремальных условий работы или использования малогабаритных блоков его рекомендуется увеличить до 50%.

В нашем примере расчет блока питания будет выглядеть следующим образом:

Pбп = 19,2 х 5 х 1,3 = 124,8 Вт для обычного ИБП.

Pбп = 19,2 х 5 х 1,5 = 144 Вт для малогабаритного блока.

По условиям надежной работы расчетная мощность не должна превышать реальные возможности выбираемого импульсного блока питания. Сильно завышать эту величину не стоит по экономическим показателям.

Поэтому для работы светодиодного освещения выбираем ближайший оптимальный вариант. Например, во втором случае хорошо подойдет ИБП на 150 ватт, а для первого расчета «с натягом» допустимо применить 120 Вт.

Связаны эти рекомендации со многими факторами:

погрешности конструкций;
предельные нагрузки и аварийные режимы в питающей сети, создающие перегрев электроники;
возможные нарушения теплообмена;
другие случайные процессы.

В общем, учитывайте, что запас мощности нужен для компенсации отклонения реальных условий эксплуатации от идеального расчетного состояния, под которое проектируется ИБП.

Запас должен быть учтен: он сильно не вредит, но его излишняя величина «оттягивает карман» не только на покупку оборудования, но и увеличивает эксплуатационные расходы.

Я объяснил, как выполнить расчет блока питания для светодиодной ленты 12в по мощности. Еще существует аналогичная методика для тока.

Пользоваться ею просто: напряжение ИБП и питания сборки светодиодов одно и то же. Далее потребуется пересчитать величины мощности (ватты) в токи нагрузок (амперы) и сравнивать их, как показано выше.

Что это такое

Для нормальной работы светодиодных светильников требуется специальный контроллер. Он представляет собой блок, который отвечает за режимы работы светодиодов. Сама аббревиатура расшифровывается, как Red Green Blue (красный, зелёный, синий), что означает названия трёх основных типов цвета. Контроллер управляет режимом мигания, цветом свечения ленты, яркостью, смешиванием основных цветов, которые в результате дают самые разные оттенки.

Нулевая интенсивность каждого из трёх компонентов дает самый темный цвет (чёрный), а полная интенсивность каждого дает белый. Качество этого белого цвета зависит от природы первичных источников света, но при условии, если они правильно сбалансированы. В результате получается нейтральный белый цвет. Когда степенb интенсивности всех компонентов одинаковы, в результате получается оттенок серого. Он может быть темнее или светлее в зависимости от интенсивности. В случае? если степени интенсивности различны, в конечном итоге получается оттенок, более или менее насыщенный в зависимости от разницы самых сильных и самых слабых степеней интенсивностей основных цветов.

Само устройство является переключателем цепей источника питания к потребителю. Все три цвета могут быть в виде разных кристаллов либо изготовлены в виде отельного в одном корпусе светодиода, как, например, в SMD 5050.

Серия устройств Arlight Tuya

Под данным брендом выпускается огромное количество различных осветительных приборов — это наружные бра, трековые системы, светодиодные ленты, встраиваемые профили и аксессуары к ним (диммеры, блоки питания, реле, wifi контроллеры и т.д.) Главной особенностью является поддержка всеми модулями беспроводного подключения по WiFi с реализацией управления как через отдельные выключатели, так и при помощи мобильного приложения с телефона. А также возможность работы с голосовыми ассистентами, в том числе Алисой от Яндекс.

Кроме беспроводного подключения преимуществом систем освещения Arlight является возможность их интеграции в уже готовый ремонт в квартире или доме. Для создания умного света не требуется штробить стены и прокладывать километры проводов — все работает «по воздуху». Также для управления включением и выключением ленты не требуется использования умной розетки Яндекс, TP-Link Tapo или им подобных.

Светодиодная лента на кухне

Отдельная тема для обсуждения, это размещение светодиодных лент на кухне.

В этом случае способ подключения зависит от типа свечения устройства и места его расположения.

Условиями, обеспечивающими безаварийную и успешную эксплуатацию светодиодных лент на кухне, являются:

подключение к электрической сети кухонного пространства посредством установки стабилизатора напряжения, обеспечивающего преобразование переменного напряжения 220 Вольт частотой 50 Гц, в постоянное – 12 Вольт.
использование электронных устройств (контроллеров), при использовании светодиодных лент RGB – свечения.
мощность стабилизатора напряжения и используемых устройств управления, должны соответствовать мощности подключаемых к ним светодиодных лент.

Светодиодные ленты, это современное светотехническое устройства, которые широко используется в системах местного освещения и в качестве подсветки различных элементов строительных конструкций, архитектурных форм и элементов дизайна.

Способы подключения RGB-подсветки к компьютеру

Чтобы самостоятельно изготовить подсветку рабочего места, монитора или компьютера, не потребуется опыт и знания профессионального компьютерщика. Рассмотрим подробно самые распространённые варианты создания RGB-подсветки, отличающиеся способом подключения к источнику напряжения.

От блока питания компьютера

Этот способ считается самым безопасным и удобным в реализации. Поскольку на компьютерах устанавливают БП с хорошим запасом по мощности, бояться, что светодиодная лента перегрузит блок питания, не стоит. Но некоторые расчёты всё же потребуются – нужно узнать суммарный ток потребления всех компонент ПК, от центрального процессора и видеокарты до накопителей и метаринки – все эти данные можно отыскать в интернете. Как правило, в распоряжении остаётся порядка 3-5 ампер, чего вполне достаточно для подключения ленты длиной в несколько метров. Упростить расчёты поможет следующая таблица:

ВАЖНО. Все работы по монтажу ленты производятся при выключенном компьютере

Мы настоятельно рекомендуем не использовать кнопку включения блока питания, имеющуюся на корпусе ПК сзади, поскольку при выполнении работ её можно нажать случайно, а вытащить питающий провод из розетки.

Пошаговый алгоритм подключения:

снимаем боковую крышку ПК;
вскрывать БП не нужно. Он имеет достаточное количество проводов для подключения периферии. Желательно использовать разъём для подключения дисковода для НГМД (дискет), которые сейчас практически не используются, или незадействованный разъём для жёсткого диска. На оба подаётся питание 12 В;
отрезаем сам разъём, будем использовать жёлтый и один из чёрных проводов, два остальных (красный и чёрный) нужно заизолировать. Жёлтый провод – питающий, чёрный – это минус, при подключении ленты не перепутайте, иначе она не будет работать;
остаётся аккуратно припаять провода к концам светодиодной ленты (жёлтый – плюс, чёрный – минус);
можно не отрезать разъём, а паять светодиодную ленту непосредственно к штырькам. Такой вариант даже предпочтительнее с точки зрения требований безопасности.

Через материнскую плату

Данный способ ещё проще, но он менее универсален, поскольку не все материнские платы имеют соответствующий разъём. Обычно он располагается с краю МП и имеет надпись RGB (четыре штырька) или RGBW (5 штырьков). Если таких разъёмов на вашей материнской плате нет, этот метод использовать не получится.

Разъём на 4 пина

Разъём на 5 пинов (RGBW)

Подробная инструкция, как подключить RGB-подсветку к корпусу материнской платы:

рассчитываем длину ленты по тому же принципу, который описан в схеме с подключением через блок питания;
отрезаем ленту по отмеченной на обратной стороне линии;
для подключения к разъёму на материнской плате используем специальный коннектор, который можно приобрести в магазине радиодеталей;
в одну сторону коннектора вставляем отрезанный конец ленты, затем надеваем фишку на разъём на материнской плате до упора;
проверяем работоспособность ленты, включив компьютер;
если всё нормально, крепим саму ленту (можно использовать специальный алюминиевый профиль с матовым пластиком, о котором мы уже упоминали).

Подключение RGB-подсветки непосредственно к материнской плате считается оптимальным вариантом, поскольку не требует пайки и обеспечивает более надёжный контакт.

Через USB

Оба описанных выше способа непригодны для ноутбуков, поэтому здесь целесообразнее использовать для подключения подсветки стандартный USB разъём. Метод вполне пригоден и для стационарных ПК, при условии наличия свободных разъёмов. Но здесь придётся учесть тот факт, что номинал напряжения, подаваемого на USB, ограничивается значением в 5 В, и по току ограничения ещё жёстче – всего 0.5 А. Поскольку лента рассчитана на питание 12 В, придётся приобрести специальный преобразователь, благо, стоит он недорого.

Пошаговый алгоритм:

поскольку при повышении напряжения с 5 до 12 В сила тока падает в 2,5 раза до 0,2 А, длинную светодиодную ленту подключить не удастся. Рассчитать её длину легко простым суммированием, если знать потребление тока одним светодиодом. Оптимальный вариант – лента SMD3528 (60 диодов на погонный метр), при этом максимальная длина подсветки составит 0,5 м;
для подключения ленты к разъёму можно использовать специальный коннектор.

ВНИМАНИЕ. Если длина ленты будет больше расчётной, USB разъём будет перегреваться и рано или поздно перегорит.

Комплектация схемы

Эксплуатация светодиодной подсветки предопределяет использование пускорегулировочных устройств: блока питания, контроллера и диммера.

Все необходимое для подключения

Блок питания: Работа светодиодов рассчитана на постоянный ток напряжением 12/24/36 В, а в сети гражданских и промышленных сооружений – ток переменный напряжением 220 В. Поэтому необходимо использовать адаптирующее устройство – блок питания.

Подключение RGB ленты с контроллером

Технические характеристики определяют конструктивные и параметрические показатели блоков питания:

Если создается влагозащищенные системы, то и блок питания должен иметь аналогичное герметическое исполнение. Если система освещения открытого типа, то блок выбирается незащищенный от попадания влаги и пыли.
Соответствие номинального напряжения ленты и питающего блока.
Расчетная мощность БП определяется простым умножением количества метров подключаемой ленты на номинальную мощность 1 метра плюс запас по мощности – не менее 25 %.

Схема подключения

Блоки питания производятся со стандартными электротехническими параметрами, поэтому выбирайте, тот у которого мощность равна или немного больше полученного итогового значения.

Различные реализации подсветки обусловили многочисленные модификации контроллеров:

MIX – для систем с белыми светодиодами разной температуры свечения.
RGB – для трехканального управления красным, зеленым и синим цветами RGB (скорость смены цветов, плавность, цветовые сочетания подсветки).
DMX – для сложных систем многочисленными источниками света (RGB – до 170 ед., белых – до 512 ед.).
DALI – для системы «Умный дом».

Схема подключения RGB-ленты 20 метров

Провода со знаком плюс всегда подключаются к плюсовой клемме выхода диммера (оut).
Провода R, G и B нужно подключить к аналогичным разъёмам диммера.
К выходу блока питания также подключается вход RGB-контроллера. Все процессы соединения должны выполняться с соблюдением полярности.
К сети переменного напряжения (220 В) подключается вход блока питания.
Зачастую у блоков питания имеется следующее обозначение проводов: коричневый отвечает за фазу, синий означает ноль, жёлтый или зелёный – защитное заземление. В блоках питания из пластика наличие защитного заземления не предусмотрено.

Как соединить RGB-ленту между собой

Это можно сделать при помощи коннекторов.

При необходимости следует отрезать нужный кусок LED-полосы

Разрезать надо лишь в специальных местах.
Если контакты в силиконе, тогда надо его аккуратно убрать.
Важно сделать перпендикулярный надрез в нужном месте и с торца отслоить силикон, чтобы не повредить сами контакты.
При соблюдении полярности два отрезка надо положить в коннектор и соединить ленты между собой.

Типичный ошибки при подключении

Последовательное подключение более 5 метров ленты. Этого делать нельзя.

Скрутки вместо пайки проводов (или коннекторов). Если не хотите паять, используйте коннекторы, они копеечные.

Несоблюдение порядка подключения: блок питания ⇒ контроллер ⇒ лента ⇒ усилитель ⇒ лента.

Экономия на блоке питания, покупая «впритык» по мощности. К сожалению, светодиоды гуляют как в плюс так и минус по потребляемым Ваттам. Покупая БП без 20-25% запаса, он будет работать на износ и через год вы купите новый, но уже с запасом.

Покупка контроллера излишней мощности. Хуже не будет, но деньги переплатите. Правильно подбирать по мощности 1 к 1.

Выбор очень мощных лент и монтаж без теплоотвода. Например SMD5050 120 led/m потребляет 28,8 Вт/м. При такой мощности светодиоды греются достаточно сильно и конструкцию нужно монтировать на теплоотвод – алюминиевый профиль. В противном случае диоды начинают деградировать, терять мощность и перегорать.

Подключение RGB ленты и варианты её использования