Устройство и подключение светодиодной ленты на 12 В

Способы подключить светодиодную ленту 12В к сети 220В

Переделка шуруповерта на питание от сети

При включении светодиодной полосы 12В просто в розетку она сгорит. Поэтому для включения таких устройств в бытовую сеть необходимы дополнительные устройства.

Импульсный блок питания

Такие устройства есть самодельные или фабричного производства – это лучший, хотя и самый дорогой вариант. Эти блоки обеспечивают постоянную величину напряжения и отсутствие видимых пульсаций.

Более дорогие устройства опционально оснащаются регулятором яркости света (диммером) и пультом ДУ.

Питание устройств от трансформатора

В этих аппаратах находятся понижающий трансформатор 220/12, выпрямительный мост и конденсатор, сглаживающие пульсирующее напряжение после диодного моста.

Такой блок питания можно изготовить самостоятельно из питающего трансформатора от старого лампового приёмника или телевизора, если намотать на нём вторичную обмотку 12В и собрать в корпусе вместе с диодным мостом и конденсатором.

Бестрансформаторный блок питания

Короткий отрезок ленты, например, для ночника или настольной лампы, можно подключить без понижающего трансформатора, через токограничивающий конденсатор. По похожей схеме собраны недорогие светодиодные лампы.

Недостаток этих конструкций в том, что если обычное питающее устройство потребляет из сети ток, приблизительно в 20 раз меньше необходимого для питания светодиодов (за счёт понижающего трансформатора), то бестрансформаторное устройство потребляет полный ток светодиодной ленты. Поэтому подключать к такому блоку длинную LED-полосу нецелесообразно.

Емкость конденсатора С1 необходима 1,4mkF на 0,1А тока ленты, а напряжение от 300В. Тип – МГБО или К73. Требуется фильтрующий конденсатор С2 ёмкостью 20mkF на 0,1А тока и напряжением 15В.

Ток потребления уменьшается при соединении кусочков ленты последовательно. В этом случае он равен току отдельного кусочка. При соединении нескольких отрезков последовательно напряжение конденсатора С2 умножается на их количество.

Для определения тока конструкции необходимо:

1. Количество светодиодов в метре ленты разделить на 3. Получится число неделимых отрезков;
2. Мощность метра ленты разделить на число отрезков с тремя светодиодами и на 12В – напряжение питания. Получится ток потребления одного участка;
3. Умножить ток одного отрезка на количество таких участков. Получается общий ток конструкции.

Ток диодов в выпрямительном мосте определяется током устройства, а напряжение 300В.

Например, в метре ленты SMD3528 плотностью 60 диодов содержится 10 участков по три светодиода. Один участок имеет мощность 4,8Вт/10-0,48Вт и ток, 0,48Вт/12V – 0,04А. В куске длиной 0,5 метра таких участков 5 общим током 0,2А. Следовательно, емкость С1 2.8mkF или меньше, а C2 – не меньше 40mkF.

Бестрансформаторный блок питания

Важно! На всех элементах такой конструкции, в том числе и на LED-ленте, присутствует высокое напряжение

Последовательное подключение

Последовательное подсоединение отрезков светодиодной ленты позволяет обойтись без блока питания. Это получится при соблюдении некоторых условий:

• Количество светодиодов должно делиться на 60. Это необходимо, чтобы после разрезания получилось 20 отрезков по три диода;
• Все отрезки должны быть одинаковыми, с одним количеством одинаковых светодиодов. Иначе на куске с меньшим количеством или менее яркими диодами будет большее напряжение, и он быстро выйдет из строя.

Подключается конструкция через диодный мост и фильтрующий конденсатор, аналогично безтрансформаторному блоку питания.

Подключение 12 вольтовой ленты к сети 220В

Светодиодная лента 220 вольт – это удобное осветительное устройство, которое имеет множество применений, благодаря своим преимуществам, а питание таких приборов от выпрямителя вместо блока питания позволяет сэкономить на его приобретении.

Описание, принцип работы и конструкция светодиодной ленты

Светодиодная лента на 12 вольт

Светодиодные ленты – это гибкие печатные платы с размещенными на равном удалении полупроводниковыми элементами. На них также монтируются миниатюрные резисторы, ограничивающие протекающий через полупроводники ток. Изготавливаются эти изделия по хорошо известным технологиям SMD и DIP. Первая из них наиболее распространена в области светового оформления интерьеров, поскольку предполагает поверхностный монтаж осветительных элементов.

В аббревиатуре каждого из них указаны тип и размеры полупроводника. Маркировка SMD 3528, к примеру, соответствует электронному кристаллу с рабочими размерами 3,5 и 2,8 мм. Ширина ленточного основания составляет 0,8-2,0 см, а ее толщина вместе с диодами равна 0,2-0,3 см.

В основу функционирования ленточных осветительных элементов заложен принцип последовательного включения точечных источников (LED светодиодов) в шлейф нужной длины. В простейших изделиях в монохромном исполнении в состав ленточки входят однотипные элементы, питание на которые подается со специального блока.

Понять принцип работы поможет знакомство с устройством этого гибкого осветительного изделия.

Конструкция

Конструкция ленты

Конструкция и схема светодиодной ленты 12 Вольт отличаются своей простотой и надежностью, поскольку содержат всего несколько элементов. В них входят сами светодиоды, включенные шлейфом в виде ленточной цепочки, и ограничивающие резисторы в расчете один на 3 диода. Через каждые три элемента предусмотрены медные контактные пятачки, используемые, если кусок нужной длины отрезается от рулона в этом месте. При подключении светодиодных изделий обязательно соблюдение полярности, указываемой сбоку на ленточке вместе с обозначением величины питающего напряжения.

В более сложных и привлекательных конструкциях применяются трехцветные светодиодные изделия, позволяющие получать оригинальные сочетания основных спектральных цветов (красного, синего и зеленого). Для управления их комбинациями применяются специальные электронные устройства – контроллеры.

Источники питания для светодиодных лент 12 Вольт

Блок питания для светодиодной ленты, Standard 12v

В качестве источников питания светодиодных лент 12 Вольт традиционно используются фирменные блоки питания, предназначенные специально для этих целей. Рядом отечественных и зарубежных производителей разработана целая линейка схожих по конструкции устройств, отличающихся только выходной мощностью.

Все эти модели рассчитаны на включение различного количества монохромных светодиодных элементов (ленточек различной длины).

Для светодиодных лент 12 Вольт мощность на метр длины – это основной параметр, определяющий их выбор для конкретных целей. Его значение зависит от количества и типа используемых в ленте светодиодов. Для изделий марки SMD 3528, например, размещенные на одном метре 60 диодов потребляют суммарную мощность в 4,8 Ватта. Отсюда следует, что для работы 5-метровой ленты со светодиодами этого типа потребуется 24 Ватта. Поскольку БП выбирается всегда с небольшим запасом, в данном  случае подойдет питающее устройство с заявленной мощностью порядка 32 Ватта. С учетом этих особенностей выбора нужного показателя максимальное его значение может достигать сотен Ватт и более.

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.

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.

• 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.

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.

Разновидности схем и их особенности

Существует 3 схемы драйверов светодиодных ламп, это варианты создания оптимального напряжения в устройствах на светодиодах. Они отличаются сборкой драйвера. Он может быть собран на основе схемы с понижающим трансформатором, такой вариант применяется в мощных и ярких лампах.

Более дешевый вид – сборка по схеме с конденсатором.

А третий вариант используется для схем с большим количеством диодов или при сборке диммируемых ламп. Их называют инверторные схемы.

Вариант N1 – с конденсаторами для снижения напряжения

Это самый распространенный тип сборки, который используется в бытовых лампочках. Основными элементами для снижения напряжения выступают конденсаторы С2, С3 и резистор R1. Во время включения лампы резисторы R2 и R3 предохраняют прибор от короткого замыкания и ограничивают ток. Встроенный защитный диод VD1 нужен для преобразования напряжения.

Резистор R4 разряжает прибор, когда ток перестает поступать. В некоторых конструкциях для светодиодных ламп используются не все 4 резистора, а других их комбинации. Такую схему можно сделать и своими руками, используя новые и старые детали.

Преимущества схемы светодиодных ламп с конденсатором:

• невысокая стоимость;
• разнообразные значения напряжения на выходе;
• простая сборка.

Недостатки:

1. Поскольку гальваническая развязка отсутствует, есть вероятность удара током. Поэтому во время ремонта ламп запрещено прикасаться к токоведущим частям, находящимся под фазой.
2. Напряжение на нагрузке диодов зависит от напряжения входящего тока. Светодиоды могут перегореть, потому что нет стабильной величины подачи электричества.
3. Из-за достаточно малой емкости конденсаторов не получится достичь большого светового потока.

Вариант N2 – с импульсным драйвером

Импульсный драйвер гарантированно защищает диоды от помех в подаче тока и перепадов напряжения. Это его главное отличие от драйвера с конденсатором. В данной схеме используются конденсаторы, резисторы и мостовой выпрямитель.

Практически у каждого производителя светотехнического оборудования существует своя схема устройства. Рассмотрим для примера микросхему СРС9909 компании Clare. Она используется для энергосберегающих и экономичных приборов, эффективность применения составляет 98%.

Для сборки своими руками такая схема может использоваться при мощности светильников не более 25В. Широко применяется в электросетях резервного и аварийного освещения.

Преимущества:

1. Питание схемы может происходить напрямую от 550В.
2. Драйвер комплектуется встроенным стабилизатором.
3. Возможность работы в сети с переменным напряжением. Входной диапазон в зависимости от типа модели может быть от 5 до 65В.
4. Широкий температурный диапазон применения: от -55°С до +85°С.
5. Компактность.
6. Высокий КПД в сочетании с низким уровнем пульсации.

Недостатки:

1. Более сложная схема, чем с применением линейной конструкции.
2. Более высокая стоимость по сравнению с вариантом с конденсатором.
3. Нагревается при работе, значительные длительные перегревы могут приводить к уменьшению срока эксплуатации.
4. Для предотвращения электромагнитных помех, источником которых является импульсный драйвер, необходимо устанавливать дополнительный фильтр. В дешевых вариантах он не используется.
5. Образует нелинейную нагрузку на сеть.

Вариант N3 – с диммируемым драйвером

Схема подключения светодиодной лампы с диммируемым драйвером позволяет регулировать яркость свечения. С помощью ламп с использованием такой схемы можно варьировать степень освещенности помещения или рабочей зоны. Такие схемы широко используются в интерьерном освещении.

Различают 2 основных варианта диммируемых драйверов. Первый работает с ШИМ-управлением. Он монтируется между блоком питания и лампой. В этом случае электричество подается в виде разных по длительности импульсов. Часто такие схемы используются в бегущих строках.

Второй вариант используется для приборов со стабилизированным током, в этом случае драйвер воздействует напрямую на источник тока. Изменение цвета свечения происходит при регулировании подаваемого тока. При увеличении подачи электричества белые диоды начинают светиться синеватым, а при уменьшении излучают желтоватый свет.

По виду управления устройства с диммером могут быть:

• кнопочные;
• механические;
• дистанционные.

Преимущества:

1. Простота реализации.
2. Возможность регулирования освещения.
3. Приемлемая стоимость.

Недостатки:

1. Некоторые диммеры с ШИМ-управлением имеют стробоскопические эффекты, которые могут быть очень опасными в промышленности.
2. Высокий уровень излучаемых помех.
3. Повышенная утомляемость зрения.

Сборка и подключение

Убедимся, что приготовлено необходимое для работы:

• лента лежит рядом, необходимый кусок с нужным количеством диодов выбран, спецификации известны;
• элементы питания куплены, емкость, напряжение, время работы рассчитаны, если батареек много — подготовлен бокс;
• паяльник мощностью 25-40 Вт, флюс, припой;
• гибкие провода (желательно, с разноцветной изоляцией), сечение может быть небольшим, 0,5-0,75 мм2;
• нож-кусачки для зачистки изоляции;
• кусок наждачной бумаги либо что-то аналогичное для зачистки контактов;
• по желанию, тумблер и коннекторы.

Помним, что при последовательном соединении общее напряжение складывается из суммы напряжения всех элементов питания. При параллельном — равно напряжению каждого отдельного элемента.

Приступаем к подключению:

1. Зачищаем контакты на батарейках — плюс и минус обрабатываем наждачной бумагой.
2. Концы проводов залуживаем.
3. Припаиваем один проводок к зачищенному плюсу батарейки, другой — к минусу.
4. Если подключаете тумблер, на его вход припаивается провод с батарейки, выход идет на минус ленты.
5. Делаем аккуратные разрезы в строго отмеченных для этого местах светодиодной полоски (обычно линия разреза находится между парами контактов для припоя).
6. Плюс, минус, а также рабочее напряжение подписаны непосредственно рядом с контактами. RGB-контакты — всегда минусы.
7. Припаянный к батарейке плюс (либо выходящий из бокса плюсовой провод) припаиваем к плюсу на ленте, минус (либо выход тумблера) — к минусу. Припаянный “зеленый” контакт заставит ленту светиться зеленым цветом, красный — красным. Иногда минус маркируется как GND.
8. Коннекторами могут соединяться как отдельные участки друг с другом, так и вся лента с источником питания или контроллером. Каждому типу (RGB, RGBW) требуется свой коннектор.
9. Если нужно, повторяем шаги, указанные выше, с остальными батарейками и участками ленты.
10. На контактах не должно оставаться остатков припоя.

Жало паяльника нельзя держать на одном месте дольше 5 секунд, в идеале — 1-2 секунды. Если светодиодная полоса покрыта силиконом, перед пайкой его нужно будет аккуратно счистить с контактов. Паяльник не должен дымить, а флюс (его стоит использовать некислотный) — закипать.

На цветных лентах 4 контакта находятся очень близко друг к другу. Следим, чтобы при пайке не образовалось оловянной дорожки, покрывающей сразу несколько контактов. Если такое произошло, заново разогреваем их и зубочисткой убираем лишнее олово между контактами. Проигнорируем — и в лучшем случае перепутаются цвета, в худшем — сгорит или лента, или блок питания, или всё разом.

Светодиодные ленты: типы и их классификация

На сегодняшний день можно найти три разных типа светодиодной продукции. Достаточно популярными принято считать MD светодиоды, которые являются одноцветными. Совершенно все ленты, изготовленные на основе таких светодиодов, могут излучить только какой-то один определенный цвет. Это очень часто, может быть белый, зеленый, красный. В свою очередь белый делится на три вида: теплый белый, обычный оттенок белого и этот же цвет, но холодный.

Вторым типом светодиодных лент является RGB лента. Отличительной чертой от первого типа является то, что такие ленты могут гореть самыми разными цветами, это цветной тип. Следует отметить, что каждый отдельный светодиод состоит из трех разных, который объединен друг с другом. Совершенно все остальные цвета можно достичь путем смешивания свечения.

Интересным фактом есть то, что такие светодиодные ленты для дома могут работать только вместе со специальными контроллерами. На них нужно указать цвет свечения и скорость мерцания изделия. На каждой ленте есть несколько разных режимов мерцания светодиодов.

Буквально несколько лет назад был изобретен еще один интересный тип светодиода: WS2812B имеющие четыре разных вывода и WS2812S с шестью выводами.

Если говорить о внешнем виде, то данная новинка ничем не отличается от известных нам светодиодных лент, но при этом непосредственно в корпусе изделия находиться специальный ШИМ-контроллер. Таким образом, можно легко управлять каждым отдельным диодом, используя для этого только два провода. Это большое преимущество, ведь можно изменить цвет на свой вкус на каждом отдельном участке ленты.

На сегодняшний день такие типы пользуются не очень большой популярностью, ведь имеют достаточно высокую стоимость и нуждаются в использовании весьма дорогого контроллера. Стоит отметить, что если контроллер не будет подавать сигнал, то светодиодная лента не будет светить.

Области применения LED лент

Применение ленты для подсветки зеркала

Основная функция LED-устройств – организация искусственного освещения в конкретном помещении или за пределами строения. В данном случае светодиодная лента подменяет обычные лампочки, располагаясь по периметру потолка или в заранее размеченной зоне. Подобный подход к декорированию свободных пространств позволяет улучшить качество световой картины и равномерно осветить обслуживаемые объекты. Благодаря этому удается повысить комфортность пребывания людей в местах отдыха или в рабочей зоне.

Обычно для этих целей применяются ленты с элементами повышенной яркости, отличающиеся теплым белым свечением. Использование маломощных осветительных устройств, даже если они равномерно распределены по всему периметру, потребует установки дополнительного светильника.

Использование в декоративных целях

Светодиодная лента под натяжным потолком

Современные осветительные LED приборы пользуются большой популярностью в практике декорирования и широко применяются в следующих областях:

• подсветка полок, строительных ниш и лестниц;
• архитектурное зонирование рабочих пространств;
• подсвечивание элементов ландшафтных зон, с имеющимися на них клумбами и деревьями;
• декорирование фасадов зданий, а также отдельных архитектурных деталей.

Помимо этого к их помощи прибегают при необходимости акцентирования внимания на элементах окружающей обстановки: мебели, зеркалах, картинах и других предметах. Для удовлетворения постоянного спроса производителями разработано множество разновидностей светодиодных лент, в которых предусмотрены различные визуальные эффекты.

Как подключить LED-ленту

Светильники на гибкой основе по способу подключения делятся на несколько категорий:

1. Монохромные 220 В. Подключаются к сети через выпрямительное устройство.
2. Монохромные низковольтные. К этой категории относятся LED-светильники на рабочее напряжение 5/12/24/36 вольт. Их лучше всего запитывать от блоков питания на соответствующее напряжение. Если лента применяется на автомобиле, ее можно подключать непосредственно к бортсети.
3. RGB-светильники. Для полной реализации возможностей такие LED-ленты запитываются от источника соответствующего напряжения, а управляются от промышленного или самодельного контроллера. Можно включить на постоянное свечение, но экономический смысл отсутствует – монохромная лента стоит дешевле.
4. Светильники на основе адресных элементов. Напряжение на шины питания подается от отдельного источника, управление производится только посредством контроллера – другого способа нет.

Тематическое видео: Всё, что ты хотел знать о светодиодной ленте.

Многообразные виды светодиодных лент позволяют реализовать практически любые варианты освещения для любых целей. Решение об экономической и эстетической целесообразности всегда принимается пользователем.

Техника безопасности при установке и эксплуатации

При монтаже, подключении и дальнейшем использовании лент со светодиодами соблюдайте следующие правила безопасности.

1. Первое и самое главное правило — отключайте аккумулятор перед началом любых работ с электропроводкой. Это касается и монтажа лент.
2. Выбирайте тип ленты в зависимости от места крепления: открытая и незащищённая лента IP20 выйдет из строя, если будет находиться на кузове авомобиля. А ленты с плотным расположением крупных диодов могут слепить водителя внутри салона.
3. Не следует изгибать ленты слишком сильно — это может повредить внутреннюю проводку.
4. Используйте паяльник только с малой мощностью.
5. Длина участка ленты не должна превышать 5 метров. Ели вам нужно подключить несколько таких участков, нужно делать это параллельно.
6. Внимательно следите за полярностю контактов. Минусы и плюсы должны находиться на своих местах. Специалисты утверждают, что эта лента способна пережить разовое неправильное подключение, но всё же не стоит проверять этот факт. Будьте аккуратны.
7. Полезной будет установка стабилизаторов напряжения, чтобы на устройство поступало не более 12 В.
8. Если вы используете отдельный блок питания, запас его мощность должен составлять минимум на 20%.
9. При укладке на металлическую поверхность, рекомендуется сделать изолирующую прокладку.
10. Если вы делали отверстия в кузове автомобиля для крепления или заведения проводки, обязательно обработайте их составом, предотвращающим коррозию.
11. Прежде чем включать аккумулятор, ещё раз проверьте правильность установки проводки.

Видео: главные правила при подключении светодиодной ленты

Светодиодная лента — это простое и удобное устройство для модернизации внешнего вида вашей машины. Она значительно превосходит по своим характеристикам обычные лампы и неоновые трубки, так как более долговечна, а её использование безопаснее. Установка и подключение не вызовут особых сложностей, но если вы не до конца уверены в своих силах, попробуйте украсить светом небольшой элемент автомобиля. Скорее всего, этот процесс затянет вас, и уже через некоторое время ваш автомобиль будет светиться всеми цветами радуги.