Светодиодная лента — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Светодиодная лента на светодиодах SMD3528, 120 светодиодов на 1 метр. Поперечной линией с контактными площадками обозначены отдельные блоки светодиодов, по которой при необходимости отрезается лента необходимой длиныСветодио́дная ле́нта — источник света, собранный на основе светодиодов. Представляет собой гибкую печатную (монтажную) плату, на которой равноудалённо друг от друга расположены светодиоды. Обычно ширина ленты составляет 8-20 мм, толщина (со светодиодами) 2—3 мм. При изготовлении лента сматывается в рулоны длиной 1 до 30 м. Для ограничения тока через светодиоды, в электрическую схему ленты вводятся балластные сопротивления (резисторы), которые также монтируются на ленте.
Светодиодные ленты производятся с использованием SMD- и DIP-технологий. Цифры в обозначении означают размер чипа кристалла в десятых долях миллиметра (SMD 3528 — размер 3,5 мм на 2,8 мм).
В зависимости от типа светодиодов ленты разделяются по величине светового потока (количеству светодиодов в 1 метре ленты) и цвету свечения. Бывают ленты с монохромным свечением (красного, зелёного, синего, жёлтого, белого цвета) и многоцветные (с возможностью создания практически любого оттенка, RGB). Так же, как и светодиоды с белым цветом, светодиодные ленты бывают различной цветовой температуры — от 2700 К до 10000 К.
В конструкции RGB-ленты используются либо размещённые на одной основе (ленте) чередующиеся светодиоды трёх цветов (красный, зелёный, синий), то есть эту ленту можно представить как три одноцветные ленты, либо трёхкомпонентные RGB-светодиоды, имеющие в своём составе три полупроводниковых излучателя красного, зелёного и синего свечения, объединённые в одном корпусе.
Светодиодная лента работает от постоянного тока и подключается к постоянному напряжению, величиной обычно 12 В, реже 24 В и 5 В. Поэтому для подключения светодиодной ленты к сети электропитания дополнительно необходим преобразующий блок питания.
Для плавного управления яркостью и цветом свечения цветной светодиодной ленты применяются контроллеры, принцип работы которых состоит в изменении яркости свечения светодиодов отдельно по каждому цвету. Многие контроллеры могут управляться с помощью пульта дистанционного управления.
Большинство лент имеют ограничение по длине последовательно подключенных участков в 5 метров (ограничено сопротивлением току токопроводящих дорожек ленты, соответственно с падением напряжения и нагревом их при большей длине), поэтому реализуя проекты с большим количеством ленты следует использовать параллельную схему подключения. При этом также следует учитывать сечение провода: чем больше расстояние между блоком питания и лентой, тем выше потери, и соответственно тем больше требуется сечение провода.
Расчет необходимой мощности блока питания осуществляется исходя из номинальной мощности ленты, длины подключаемых участков, а также коэффициента запаса, который обычно следует принимать как 1,15. Так к примеру для ленты 240 SMD 3014, общей длиной в 4 метра потребуется блок питания мощностью = 24 Вт (номинальная мощность ленты) * 4 м * 1,15 (коэффициент запаса) = 110,4 Вт.
| Применяемый светодиод | Количество светодиодов в 1 метре ленты | Напряжение на которое рассчитана лента | Cила тока возникающая в цепи питания ленты и на которую должен быть рассчитан блок питания | Мощность потребления 1 метра ленты |
|---|---|---|---|---|
| 3528 | 60 | 12 В | 0,4 А | 4,8 Вт |
| 120 | 0,8 А | 9,6 Вт | ||
| 240 | 1,6 А | 19,2 Вт | ||
| 5050 | 30 | 0,6 А | 7,2 Вт | |
| 60 | 1,2 А | 14,8 Вт | ||
| 120 | 2,4 А | 29 Вт | ||
| 240 | 24 В | 2,4 А | 58 Вт |
Преимущества[править | править код]
- Простота монтажа. Многие ленты имеют на обратной стороне двухсторонний скотч, что позволяет её легко крепить практически на любые поверхности.
- Невысокая цена эксплуатации. По отношению световой поток/стоимость эксплуатационных расходов светодиоды имеют один из самых высоких показателей.
- Надёжность. По сравнению с традиционными лампами накаливания и люминесцентными лампами, светодиоды имеют бо́льший срок службы.
- Неограниченный потенциал в увеличении светового потока по сравнению с точечными источниками, совместимыми со старой арматурой. Нет опасности перегрева элементов — световой поток пропорционален длине ленты.
- Возможность реализации оригинальных дизайнерских решений за счет гибкости и небольшой толщины светодиодной ленты [3].
- Возможность выбора желаемого цветового оттенка сцены при использовании RGB-светодиодных лент с контроллерами, позволяющими управлять независимо яркостью каждого канала
- Отсутствие необходимости в дополнительной влагозащитной арматуре при использовании влагозащищённых светодиодных лент и блоков питания (или размещении блоков питания вне помещений с повышенной влажностью).
- Электробезопасность обусловленная низким напряжением питания самих лент (при условии использования блоков питания имеющих трансформаторы и гальванический разрыв между цепями питания ленты и питания самого блока).
Недостатки[править | править код]
- При одинаковом световом потоке, стоимость светодиодной ленты выше, чем традиционных источников света, таких как лампа накаливания или люминесцентная лампа (на 2012 год).
- Полностью несовместима со старой арматурой.
- Худшие показатели цветопередачи при использовании RGB-ленты по сравнению с белым светодиодом. Это связано с тем, что применяемые светодиоды 3528/5050 имеют невысокий индекс цветопередачи на уровне 80, а некоторыми производителями вовсе не нормируется [5].
Синий светодиодный шнурКомпактные размеры, большая гамма цветов и малое потребление электроэнергии определили широкое применение светодиодной ленты. Подсветка интерьера домов и квартир (потолков, напольная, периметров помещений, арок и ниш), дизайн экстерьера (контуры зданий, фонтаны, бассейны, архитектурные элементы), рекламная подсветка, автомобильный дизайн, мебельное освещение — все это сферы, где можно применять и использовать светодиодные ленты[2][3].
Герметичные (влагозащищённые) светодиодные ленты и шнуры c IP6X используются для внешней подсветки зданий и сооружений и для сигнализации на дорогах (в том числе для размещения на транспортных средствах), а также применяются в помещениях с повышенной влажностью
Подключение светодиодной ленты через блок питания
Очень часто можно увидеть, что фасады магазинов и лицевые стороны домов украшены яркими мигающими разноцветными огнями, которые выполняют рекламную или декоративную функцию. Разнообразия цветового оформления удаётся достичь благодаря такому материалу, как светодиодная лента, которая может быть разных размеров и принимать любую форму. Кроме этого, она способна воспроизводить различные, заранее запрограммированные, световые эффекты.
С внутренней стороны ленты обычно приклеивается двухсторонний скотч, которой значительно облегчает её монтаж и фиксацию на нужную поверхность.
На строительных рынках имеется огромное количество и разнообразие светодиодных лент. Они могут различаться: по типу свечения (холодный или тёплый свет), по цветовым характеристикам (одного цвета или комбинация различных цветов), а также, по количеству светодиодов на один метр (этот параметр влияет на потребляемую энергию и светоотдачу).
Как подключить светодиодную ленту в домашних условиях
В настоящее время широкое распространение получили светодиодные ленты длиной 5 метров. Их можно легко наращивать или, наоборот, разрезать на отрезки необходимой длины, вплоть до нескольких сантиметров. Лента легко гнётся и принимает абсолютно любую форму, поэтому, кроме монтажа на фасадах домов и магазинов, она применяется и в домашнем интерьере. С её помощью украшаются подвесные потолки, подсветка кухни, а также, аквариумы, террариумы и т.д.
Каждая лента характеризуется количеством светодиодов, которые приходятся на один метр длины. Этот параметр обязательно должен указываться в маркировке. Поэтому, стоит учитывать, чем больше светодиодов приходится на один погонный метр, тем больше светоотдача и, соответственно, потребляемая мощность. Сами светодиоды могут располагаться в один ряд или в два. Также, они могут быть покрыты лаком или силиконом, или быть вообще без защиты.
Питание светодиодной ленты происходит от постоянного тока с напряжением 12 В или 24 В. Поэтому, при выборе ленты обязательным условием идёт приобретение трансформатора, который будет понижать напряжение при подключении к стандартной сети. Его характеристики выбираются в соответствии с заявленной мощностью, которую будет потреблять светодиодная лента. В основном, это 12 В или 24 В.
Как указывалось выше, для каждого типа ленты существует определённая заявленная мощность, рассчитываемая на один погонный метр, которая указывается в паспорте. В зависимости от этих данных и подбирается необходимый блок питания, подходящий для этих параметров. Если длина ленты оказывается существенно больше, то её необходимо разрезать на несколько частей и каждую из них подключить к отдельному трансформатору.
Для того, чтобы не ошибиться с параметрами блока питания при его выборе, необходимо знать полную мощность ленты, подключаемой в сеть. Маркировка с техническими характеристиками указывается на катушке. Потребляемая мощность на прямую зависит от того, сколько диодов будет находиться на одном метре ленты.
Например, если вы задумались, как подключить светодиодную ленту SMD LED 3528, то следует знать, что плотность светодиодов на ней может быть: 60, 120 или 240 (штук на метр). В этом случае, потребляемая мощность составит: 4,8 Вт/метр, 9,6 Вт/метр, 19,2 Вт/метр, соответственно.
В этом случае, если мы имеем 5 метров 3528 ленты с 60 диодами на метр (300 шт. на катушке) и напряжением 12 В, то нам будет необходим источник питания: 4,8 х 5 = 24 Вт. Желательнее выбирать блок питания с запасом на 25-30%, поэтому оптимальным решением будет устройство, рассчитанное на 36 Вт.
На что следует обратить внимание перед подключением светодиодной ленты
1. Длина ленты.
Изначально необходимо подсчитать общую протяжённость того места, куда будет монтироваться лента. Здесь необходимо заранее учитывать, что её резку можно производить только через определённые расстояния, в зависимости от количества диодов.
2. Соблюдайте полярность.
В отличии от нагревательных приборов и ламп накаливания, светодиодная лента является полупроводниковым устройством, поэтому, при её подключении, обязательно нужно соблюдать полярность. Но, не стоит бояться подсоединить её к сети не правильно. С лентой ничего не произойдёт — она просто не включится, поэтому можно смело менять подключение питающих проводов.
3. Резка ленты.
Часто случается, что необходимо подключить к сети только небольшую часть ленты, а не все 5 метров, как в стандартной катушке. В этом случае, она разрезается по заранее обозначенному на ней месту. Обычно, линия реза наносится через каждые три светодиода. Это связано с тем фактором, что они последовательно запараллеливаются по три штуки.
Конечно, обрезав ленту, не по заранее намеченной заводом-изготовителем линии, ничего страшного не произойдёт, а пара диодов, у которых разомкнулась цепь, просто не будут гореть.
4. Соединение кусков светодиодной ленты
Соединение двух кусков ленты осуществляется при помощи пайки. Около каждой линии реза имеются специальные контактные площадки. Перед пайкой их необходимо предварительно зачистить и залудить. Далее, каждую площадку на торце одной части ленты необходимо соединить с аналогичной площадкой на другом торце, с помощью проводов, диаметром не более 0,5 мм2.
Разрезаем ленту в указанном месте. Давайте для примера разберем как подключить светодиодную ленту с помощью пайки. Допустим имеется три куска ленты которые необходимо подключить.
Для начала нужно добраться до контактных площадок, для этого снимаем силиконовое покрытие на ленте (имеется только на герметичных экземплярах). После этого припаиваем провода к этим площадкам.
Также, существуют такие светодиодные ленты, которые соединятся между собой без пайки, а с помощью специальных разъёмов — соединительных коннекторов. Об этом мы расскажем в одной из следующих статей.
А так коннектор выглядит в закрытом виде. Получается очень аккуратно.
Место соединения двух кусков ленты пайкой
Все три куска подключаем последовательно
Подключение светодиодной ленты к сети 220в схема
После выбора источника питания, нужно произвести подключение светодиодной ленты к этому источнику.
1) Схема один блок питания — одна лента стандартной длины
Обычно, стандартная светодиодная лента продаётся намотанной на катушку по 5 метров. На её внешнем конце присоединены короткие провода для подключения. Если проводов нет, то их необходимо припаять самостоятельно. Для этого, берём многожильные провода разных цветов (красный — «+», чёрный — «-«), отмеряем их по длине, так, чтобы они могли достать до блока питания и зачищаем их с двух сторон.
С помощью канифоли и олова лудим провода и припаиваем их к дорожкам ленты. Эту процедуру необходимо производить маломощным паяльником и как можно быстрее, чтобы повышенной температурой не повредить светодиоды.
Желательно, на свободные концы проводов установить наконечники НШВИ. С их помощью можно добиться более качественного контакта с клеммами в блоке питания. Здесь стоит учитывать, что для обжатия провода в наконечнике необходим специальный инструмент, который используют электромонтажники.
Места пайки необходимо качественно заизолировать с помощью термоусадочной трубки. Далее, светодиодную ленту необходимо подключить к блоку питания.
2) Схема с одним блоком питания и двумя лентами (мощность блока рассчитана на такую нагрузку).
Рассмотрим следующий вариант: вам необходимо установить и подключить светодиодную ленту длиной 8 метров. Цельный 8-ми метровый кусок найти очень сложно, т.к. стандартный размер составляет всего 5 метров.
В этом случае остаётся один единственный выход — один кусок оставить 5 метров, а от второго отрезать 3 метра и соединить их. Для этого необходимо найти линию, по которой обычными ножницами разрезать ленту. Далее, проводами с помощью пайки нужно замкнуть разорванную цепь (эта технология была приведена выше).
После того как провода будут припаяны и оба куска светодиодной ленты будут готовы можно приступать к подключению.
| Хочу обратить ваше внимание на то, что эти два отрезка нужно подключить параллельно между собой. Многие делают наоборот и выполняют такие подключения последовательно, то есть к концу первой ленты просто подключают второй – это не правильно. |
Существуют варианты, когда к одному блоку питания необходимо подсоединить большое количество светодиодных лент, которые находятся от него на разном расстоянии (например, подсветка витрины магазина или одновременное освещение нескольких картинок, висящих на разном расстоянии).
Для этого не обязательно к блоку питания тянуть провода от каждой участка. Можно проложить одну главную магистраль и уже непосредственно к ней подсоединять светодиодные ленты.
Ошибки при подключении светодиодной ленты
В статье было рассмотрено, как подключить стандартную светодиодную ленту в сеть (обычно она бывает длиной 5 метров). Зачастую же, их необходимо подключить две и более. Здесь, большинство людей совершают главную ошибку, они просто соединяют напрямую два конца ленты и получается, как бы одна, 10-ти метровая. Это получается не правильная схема подключения и так делать категорически нельзя.
Проблема кроется в том, что схема подключения светодиодной ленты была выбрана не правильно, и провода, соединяющие диоды, очень тонкого сечения, которые рассчитаны исключительно на одно изделие. Соединяя несколько лент последовательно, значительно увеличивается сопротивление.
Это приводит к тому, что вторая и последующие части будут гореть гораздо тускнее. Кроме этого, через первую подключённую ленту будет протекать значительно увеличенный от номинального ток, следовательно, увеличится теплообмен и светодиоды будут быстрее выходить из строя.
Как уже не однократно доказано, такое соединение уменьшает срок службы ленты в разы. Поэтому, старайтесь использовать правильную схему подключения.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — сохрани на стену!
Гайд по адресной светодиодной ленте
Итак, данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте, я решил сделать его познавательным и подробным, поэтому дойдя до пункта “типичные ошибки и неисправности” вы сможете диагностировать и успешно излечить косорукость сборки даже не читая вышеупомянутого пункта. Что такое адресная лента? Рассмотрим эволюцию светодиодных лент.
Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянки и 220 переменки. Да, в розетку. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.
RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят ргб (читай эргэбэ – Рэд Грин Блю) светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет. И, как вы уже поняли, да, управлять такой лентой с ардуино очень просто. Берем три полевика, и ШИМим их analogWrit’ом, изи бризи.
Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Да, внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами! Внутри каждого! Ну дают китайцы блэт! Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (то бишь яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.
Лента “умная” и управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя. Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды. Для управления лентой используются готовые контроллеры, но гораздо интереснее рулить лентой вручную, используя, например, платформу ардуино, для чего ленту нужно правильно подключить. И вот тут есть несколько критических моментов:
Монтаж и установка светодиодной ленты своими руками
В статье «О светодиодных лентах и их подключении» подробно рассмотрена теоретическая сторона вопроса – как расшифровать маркировку, как выбрать ленту исходя из необходимой освещенности в помещении, как выбрать блок питания и многие другие. Задаваемые мне вопросы по электронной почте свидетельствуют, что многие домашние мастера сталкиваются с трудностями при монтаже и установке светодиодной ленты при реализации задачи подсветки объектов и освещения помещений. Эта статья заполнит пробел и поможет получить ответы на многие вопросы, возникающие при практическом выполнении монтаже и установке светодиодной ленты своими руками.
Способы подключения светодиодной ленты к источнику питания
Светодиодная лента обычно поставляется намотанной на катушки отрезками длиной пять метров с припаянными на внешнем конце короткими проводами, как на фотографии.
Для защиты места пайки контактных площадок светодиодной ленты от внешних воздействий и из эстетических соображений их обычно сверху закрывают отрезком термоусаживающейся трубкой.
Подключение питания с помощью LED коннектора
При подготовке светодиодной ленты к установке, отрезок ленты длиной пять метров приходится разрезать на более короткие отрезки, исходя из размеров поверхностей или предметов, на которые лента будет устанавливаться. Поэтому возникает необходимость самостоятельного присоединения проводников к контактным площадкам.
Самым простым и быстрым способом присоединения проводов к контактным площадкам светодиодной ленты для ее питания является механический способ, с помощью специального LED коннектора, один из разновидностей которых Вы видите на фотографии. Достаточно приложить ленту контактными площадками к контактам коннектора и защелкнуть крышку. Но этот способ очень дорогой, так как цена одного коннектора сравнима со стоимостью полметра самой ленты и менее надежный, чем подключение с помощью пайки припоем. Не каждый домашний мастер захочет нести такие расходы, особенно если система освещения состоит не из одного отрезка светодиодной ленты, а множества.
Подключение питания способом пайки припоем
При самостоятельной подготовке к монтажу светодиодной системы освещения или подсветки дешевле и надежнее выполнить подключение проводов к светодиодной ленте методом пайки. При кажущейся на первый взгляд сложности, припайка проводов к контактам светодиодной ленты не сложней, чем любая другая пайка. Главное соблюдать технологию и паять паяльником с нагретым до требуемой температуры узким концом жала шириной около 2 мм. Искусству пайки паяльником на сайте посвящен ряд статей.
Отрезанный конец светодиодной ленты обычно приобретает вид, какой Вы видите на фотографии. Количество контактных площадок зависит от вида ленты. Например, RGB лента на фото имеет четыре контактных площадки и к каждой из них необходимо припаять отдельный проводник.
Для получения качественной пайки в обязательном порядке нужно подготовить спаиваемые поверхности, покрыв их слоем припоя. Посмотрев видеоролик, Вы убедитесь, что лудить контактные площадки светодиодной ленты не сложная работа.
Всего просмотров: 78601
Контактные площадки светодиодной ленты не являются исключением и прежде, чем припаять к ним провода, их тоже необходимо залудить, как показано на фотографии.
Далее необходимо залудить концы проводов. Для этого необходимо предварительно нарезать их на куски нужной длины и снять с концов изоляцию. Цвет изоляции проводов значения не имеет, просто, когда используют провода с разным цветом изоляции, то не нужно будет в дальнейшем заниматься их прозвонкой мультиметром. Снять изоляцию на пару миллиметров и залудить провода сложно. Поэтому изоляция снимается на 8-10 мм,а после залуживания концов проводов, они подрезаются бокорезами до длины трех миллиметров.
Теперь осталось приложить залуженные концы проводов к контактным площадкам и по очереди касанием каждой площадки жалом паяльника с каплей припоя в течение пару секунд получить пайку, как на фотографии. После пайки нужно внимательно осмотреть, не соприкоснулись ли капли припоя соседних площадок. Для уверенности в отсутствии короткого замыкания между соседними площадками желательно воспользоваться мультиметром.
Напряжение на контактах светодиодной ленты не превышает 24 В, поэтому место пайки можно не изолировать. Но, все же, лучше обернуть его пару витками изоляционной ленты или надеть термоусадочную трубку с последующим прогревом строительным феном.
Как резать и соединять отрезки светодиодной ленты
При монтаже и установке светодиодной ленты зачастую приходится ее резать на отрезки равные размеру поверхности, на которую она приклеивается. При организации подсветки помещения приходится монтировать ленту под прямым углом, как в одной плоскости (угол на потолке), так и во взаимно перпендикулярных плоскостях (внешний или внутренний угол стен в помещении). При этом, как правило, остаются отрезки светодиодной ленты недостаточной длины, и встает вопрос, а как их правильно соединить вместе?
Как резать светодиодную ленту
Светодиодная лента тонкая, эластичная и легко режется на отрезки обычными канцелярскими ножницами. Для разрезания ленты на куски со знанием дела необходимо ознакомиться с ее устройством и электрической схемой.
Светодиодная лента, вне зависимости от ее длины, состоит из множества параллельно соединенных между собой сегментов, как на фотографии. Один сегмент светодиодной ленты, рассчитанный на питающее напряжение 12 В состоит из трех корпусов со светодиодами и трех сопротивлений. В каждом корпусе установлено по три полупроводниковых кристалла красного, зеленого и синего цветов свечения. Кристаллы одного цвета свечения включены последовательно, как показано на электрической схеме. Для ограничения силы тока, протекающего через цепочки светодиодов, последовательно с ними установлены сопротивления R1- R3.
Если посмотреть на светодиодную ленту со стороны липкого слоя с отклеенной защитной пленкой на просвет, то можно увидеть идущие вдоль токоведущие медные дорожки. По ним подается питающее напряжение вдоль ленты на каждый сегмент.
Теперь Вы поняли, что светодиодную ленту можно разрезать на множество отрезков, но шаг резки должен быть равен длине одного сегмента. Резать разрешено посередине контактных площадок, обычно место разрешенного реза обозначено линией, иногда наносится пиктограмма в виде ножниц.
Как сращивать светодиодную ленту
При подготовке к монтажу светодиодной ленты могут появиться ее отрезки недостаточной длины. Их можно успешно срастить между собой без ущерба для работы ленты в целом. Срастить отрезки светодиодной ленты можно двумя способами, с помощью LED коннектора и пайкой. Соединить ленты пайкой можно тоже двумя способами, непосредственная спайка между собой отрезков ленты или с помощью дополнительных проводов.
Обращаю Ваше внимание, что сращивать светодиодную ленту можно только до длины не более пяти метров. Это связано с тем, что сечение печатных дорожек на ленте маленькое и при длине ленты более пяти метров будет происходить большое падение напряжения на дорожках. При нарушении этого требования ничего непоправимого не произойдет, просто светодиоды на конце ленты буду светиться не в полную яркость.
Сращивание светодиодной ленты пайкой без проводов
Технология подготовки контактных площадок светодиодной ленты не отличается от подготовки для припайки к ним проводов.
На фотографии представлена перерезанная канцелярскими ножницами на две части лента. Так как контактные площадки не окисленные, то можно сразу приступать к их покрытию припоем.
Контактные площадки со стороны установки светодиодов покрыты толстым слоем припоя и готовы для сращивания ленты.
На этом этапе подготовка ленты для сращивания пайкой не заканчивается. Необходимо еще покрыть припоем контактные площадки, которые находятся со стороны липкого сл
принцип работы, схема подключения, преимущества и недостатки
Наиболее популярной среди светодиодных лент уже около 10 лет остается 12-вольтная. На 220 В – ее основной конкурент. Давайте разберемся, в каких местах она лучше подходит, а где ее использовать нельзя. В статье также будут рассмотрены базовые сведения о монтаже и эксплуатации такой ленты.
Принцип работы сетевой светодиодной ленты
Обычно светодиоды не работают в цепях переменного тока. Их используют с драйверами или блоками питания. Это применимо как для отдельных элементов, так и для конструкций, собранных на плате, ленте или другими способами. Но в продаже имеется светодиодная лента, которую можно подсоединить напрямую к сети переменного тока 220 В.
На деле все обстоит не совсем так. Схема не имеет понижающих трансформаторов и фильтрующих сглаживающих конденсаторов. Конструкция работает без блока питания в его классическом понимании, его функции выполняют ограничительные резисторы и выпрямительный диодный мост.
Давайте разберемся, из чего состоит лента:
- SMD-светодиоды;
- резисторы для ограничения тока;
- гибкая печатная плата;
- самоклеящаяся основа;
- двухполупериодный выпрямитель;
- вилка для подключения в розетку.
С одной стороны, такая конструкция ведет к удешевлению и упрощению схемы, с другой – лимитирует возможности применения в жилых помещениях. Но об этом мы расскажем позже, в разделе о преимуществах и недостатках.
к содержанию ↑Применение
Светодиодная лента 220 В дает яркий свет. Но яркий не всегда значит хороший. Главный недостаток — пульсация светового потока. Она возникает из-за подключения без блоков питания со стабилизацией, через обычный диодный выпрямитель. Это ограничивает область применения. Идеальный вариант — уличное освещение, вывески, подсветка фасадов домов, архитектурных строений, приусадебных участков. В жилых помещениях использовать можно, но только в декоративных целях, например, на кухне или в подвесном потолке, расположив светодиодную ленту в нише или профиле.
Мерцание света может быть незаметно глазу, но, работая при таком освещении, вы начнете быстрее уставать, могут появиться головные боли. Значения коэффициентов пульсации для освещения установлены в нормативных документах – ГОСТах и СНИПах.
к содержанию ↑6 отличий и критериев выбора ленты на 220 В
Рассмотрим 6 параметров выбора и отличий светодиодных лент.
- Форма продажи.
Чаще всего в магазинах встречается два вида ленты:
- с выпрямителем и вилкой;
- в бухте.
Для быстрого монтажа небольшой подсветки подойдет комплект на 220 В. Обычно это отрезок ленты от 1 до 5 м со всем необходимым для работы. Светодиодная лента в бухте — отличное решение для крупных проектов. Только не забудьте купить выпрямительный диодный мост для запитки, рассчитанный на напряжение не ниже 400 В. Его можно собрать своими руками, например, из диодов 1n4007, которые вы легко найдете в зарядных устройствах от мобильных телефонов или в сгоревших энергосберегающих лампах.
- Цвет свечения:
- белый;
- одноцветный;
- RGB.
- Тип светодиода
От этого зависят яркость и потребляемая мощность:
- 3528;
- 5050;
- 2835;
- 5730 (5630).
- Количество светодиодов.
Основные номиналы:
- Класс защиты от воздействия внешних факторов. Обозначается как IPxx, где xx – это цифры от 0 до 8. Чем они больше, тем лучше. Например, IP68 может применяться на улице и не боится воды.
- Кратность резки.
Ленту можно резать только в строго обозначенных местах согласно кратности отреза. Поэтому при покупке обратите внимание на этот параметр. Обычно это 1 м, или 60 светодиодов, но бывают другие, например 0,5 м и 60 диодов для 120 led/м.
Управление яркостью
Чтобы создать соответствующие световые эффекты, нередко приходится прибегать к регулировке яркости. Для работы с 220 В моделями подсоедините специализированный диммер. Особый вид ленты – RGB, для ее работы и регулировки не обойтись без RGB-контроллера для светодиодной ленты на 220 В. Главное – не перепутать с контроллерами для 12-24 В.
Подключение в сеть
Чтобы собрать схему, нужно сделать следующее:
- отрезать ленту нужной длины;
- в случае необходимости соединить несколько отрезков, используя проходные коннекторы;
- подключить диодный мост;
- присоединить кабель с вилкой;
- включить в сеть.
К вышеперечисленному добавится RGB-контроллер, если у вас соответствующая модель.
Совет! При монтаже светодиодной ленты не сгибайте ее резко, чтобы не повредить. Промазывайте места соединений и разрезов герметиком для защиты от влаги. Во избежание потерь электроэнергии и лишнего нагрева маломощную ленту (например, из светодиодов 3528) можно соединять в линию не более 100 м длиной. Если лента мощная (5730) – 40 м.
Преимущества и недостатки в сравнении с 12 В лентой
Светодиодные ленты для подключения в электросеть 220 В обладают следующими преимуществами:
- Простота подключения. В отличие от 12 В моделей им не нужен дорогой блок питания, только розетка. Меньше элементов в цепи — больше надежность.
- За счет предыдущего пункта – снижается стоимость готовой конструкции.
В остальном достоинства такие же, как у низковольтных аналогов. Но есть два существенных недостатка:
- 220 вольт — это высокое напряжение, опасное для человека, не стоит применять такую ленту в бассейне.
- Из-за пульсации светового потока 220 В ленту нельзя применять как источник освещения.
Кроме того, при скачке или повышенных значениях напряжения в питающей сети 220 В лента, в отличие от низковольтной, быстро выйдет из строя.
Светодиодная лента на 220 В: принцип работы, схема подключения, преимущества и недостатки
мощность на метр, виды и полярность
Содержание статьи:
Декоративное освещение помещений и отдельных участков уличных пространств организуется самыми различными способами. Один из них – использование современных светодиодных лент, работающих от пониженных напряжений (12 и 24 Вольта). Эффективность их применения зависит от правильности выбора модели и характеристик конкретного изделия, монтируемого в нужном месте. Для их подключения к блоку питания (БП) потребуется учесть тип подсветки, общую мощность потребления, а также необходимый запас по этому параметру.
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.
Величина питающего напряжения светодиодных лент обычно составляет не более 12 Вольт.
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.
Преимущества и недостатки
Лед-ленты занимают небольшое пространство
Достоинства и недостатки светодиодных лент следует рассматривать с привязкой к их назначению и виду. Для монохромных изделий, чаще всего применяемых в качестве подсветки ограниченных зон или труднодоступных мест, заявленные производителем преимущества выражаются в следующем:
- низкое энергопотребление;
- небольшие размеры ленточки, почти не занимающей места в рабочей зоне;
- возможность регулировки освещенности путем изменения общей длины шлейфа;
- сравнительно низкая стоимость без учета блока питания.
Некоторые достоинства достигаются за счет ограничений, характерных для других показателей. Небольшие размеры, в частности, являются причиной недостаточной освещенности. Необходимость в пониженном напряжении приводит к дополнительным расходам на приобретении блока питания или мощного источника тока. То же самое отмечается и у трехцветных декоративных ленточек, когда за положительный эффект игры красок приходится расплачиваться высокой стоимостью контроллера RGB или специального сетевого модуля.
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.
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.
В ряде случаев возможно отклонение от основного профиля. Это касается ситуации, когда элементы, входящие в осветительную ленточку, подходят для установки в автомобильные фары.
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.
Одно из возможных применений led-изделий – использование в маркетинговых целях. Оригинальность исполнения трехцветных LED приборов способствует привлечению внимания потенциального покупателя. Они широко используются при оформлении внутренних пространств торговых залов, а также размещаемых на улице рекламных конструкций.
Адресная светодиодная лента ws2812b Arduino — подключение и скетч
Адресная светодиодная лента – это украшение любого проекта Arduino. С ее помощью вы можете создавать светомузыку, умную подсветку для телевизора, бегущие строки и другие проекты, в которых требуется отобразить информацию на широком экране. Благодаря встроенным контроллерам, вы можете управлять каждым из светодиодов ленты в отдельности, управляя ими как пикселями на экране. В этой статье мы разберемся, как работает адресная светодиодная лента, как ее подключить к Ардуино и какие библиотеки лучше использовать для управления.
Адресные светодиодные ленты
Светодиодная лента – это набор связанных светодиодов, на которые может одновременно подаваться напряжение питания. Обычные ленты хорошо всем знакомы, они используются сегодня повсюду. В адресной светодиодной ленте так же используются светодиоды, но светоизлучающий диод может управляться отдельно и независимо от других. Таким образом, адресные ленты можно использовать для более интеллектуального управления световым потоком на отдельных участках ленты, включая или выключая подсветку в нужное время и в нужном месте.
Адресная светодиодная лента WS2811Сегодня наибольшей популярностью пользуются разноцветные светодиодные ленты RGB-формата, позволяющие получать множество цветов. Благодаря конструкции есть возможность управления цветом каждого светодиода, что позволяет создавать оригинальные световые эффекты. Главное отличие адресной светодиодной ленты от обычной RGB ленты – это наличие специальных контроллеров (конструктивно выполненных в виде микросхем) возле каждого светодиода, что и дает возможность индивидуальной адресации и регулирования каждого оттенка.
Как правило,л ента содержит 3-4 контакта для подключения. Два вывода используются для питания – 5 Вольт и земля, остальные один или два – логический, для управления свечением.
Управление умной лентой производится по цифровому протоколу. Это значит, что без управляющего контроллера управлять устройством нельзя. Кстати, при прикосновении к цифровому входу может загореться несколько диодов – это связано с тем, что появляются помехи, которые контроллер принимает за команды.
Самыми популярными адресными светодиодными лентами являются устройства на чипах WS2812b и WS2811. В первом случае чип находится прямо внутри светодиода, то есть один прибор управляет свечением одного излучающего диода. Питание ленты составляет 5 вольт. Во втором случае чип помещается отдельно, и к нему подключаются 3 диода. Мощность – 12 вольт.
Купить адресную светодиодную ленту
Ленты ws2812 достаточно распространены на российском рынке, их без труда можно найти в многочисленных специализированных магазинах. Можем посоветовать интернет-магазин Giant4.Ru с достаточно широким ассортиментом различных светодиодных лент и вполне низкими ценами, сопоставимыми с али. Если же есть возможность и желание ждать товар с Алиэкспресса, то ниже мы собрали вместе некоторые популярные варианты у надежных поставщиков:
Как работает адресная светодиодная лента
Принцип работы ленты следующий. Она поделена на сегменты, в каждом из которых находятся светодиод и конденсатор. Они все подключены параллельно, а данные передаются последовательно от одного сегмента к другому. Управление осуществляется контроллером, в котором прописывается программа функционирования. Управлять лентой можно через платформу Ардуино.
Маркировка адресной ленты:
- Black PCB / White PCB – цвета подложки;
- 1м/5 м – длина адресной ленты;
- 30/60/74 и т.д. – сколько светодиодов приходится на 1 метр ленты;
- IP30, IP65, IP67 – степень влаго- и пылезащищенности ленты =.
Адресные светодиодные ленты используются для сборки полноценных модулей, в конструировании ламп с управлением soft lights, для декоративной подсветки, в построении диодных экранов уличной рекламы.
Видео инструкции и ролики
Обучающее видео на канале HomeMade:
Видео по созданию бегущей строки на базе ленты ws2112
Лента на базе ws2812b
Лента на базе ws2812bЛента на чипе ws2812b является более совершенствованной, чем ее предшественник. ШИМ драйвер в адресной ленте компактен, и размещается прямо в корпусе светоизлучающего диода.
Основные преимущества ленты на основе ws2812b:
- компактные размеры;
- легкость управления;
- управление осуществляется всего по одной линии + провода питания;
- количество включенных последовательно светодиодов не ограничено;
- невысокая стоимость – покупка отдельно трех светодиодов и драйвера к ним выйдет значительно дороже.
Лента оснащена четырьмя выходами:
- питание;
- выход передачи данных;
- общий контакт;
- вход передачи данных.
Максимальный ток одного адресного светодиода равняется 60 миллиамперам. Рабочие температуры лежат в пределах от -25 до +80 градусов. Напряжение питания составляет 5 В +-0,5.
ШИМ драйверы ленты 8-мибитные – для каждого цвета возможно 256 градация яркости. Для установки яркости нужно 3 байта информации – по 8 бит с каждого светодиода. Информация передается по однолинейному протоколу с фиксированной скоростью. Нули и единицы кодируются высоким и низким уровнем сигнала по линии.
1 бит передается за 1,25 мкс. Весь пакет из 24 бит для одного светодиода передается за 30 мкс.
Пример подключения к ардуино
Любая адресная светодиодная лента имеет начало и конец, которые важно не перепутать во время сборки. На них есть специальные обозначающие стрелки, которые указывают направление сигнала.
Лента ws2812B подключается к Ардуино следующим образом.
Лента ws2812B подключается к Ардуино следующим образомЕще один вариант подключения:
Подключение ws2128 к АрдуиноВыходы питания с ленты 5В и земля соединяются с соответствующими контактами на микроконтроллере Ардуино. При подключении отрезка с более чем 13 светодиодами потребуется выносной блок питания. Земля и минус блока питания должны быть соединены друг с другом. DINможно подключить к любому цифровому порту на Ардуино. Он используется для получения данных с контроллера.
Цифровой вход ленты идет на вход контроллера, поэтому между ними нужен токоограничивающий резистор номиналом 100-500 Ом. С его использованием нагрузка на пин будет ниже. На другом конце ленты также есть 3 контакта, к которым можно подключить отрезки различной длины.
Каждый блок ленты состоит из трех светодиодов. Соответственно, для управления подсветкой потребуется 3 байта – по одному на каждый свет. Каждый байт принимает значение от 0 до 255 – это значит, что есть возможность задания более 16 миллионов оттенков.
Данные передаются следующим образом:
- ШИМ драйвер забирает первые 3 байта, остальные передаются на выход D0;
- затем пауза длительностью 50 мкс;
- второй драйвер принимает следующие 3 байта.И так далее.
- Когда длительность задержки становится более 50 мкс, передача окончена и начинается второй цикл.
Причины проблем при работе с адресной светодиодная лентой:
- неправильное соединение с землей;
- сигнальный провод идет не в начало схемы;
- перепутаны земля и 5 В;
- если получаются цвета ближе к красному, проблема с блоком питания, пайкой линии или слишком тонкие провода;
- после подключения без резистора пин на Ардуино может сломаться, поэтому придется переключать на другой.
Библиотеки Ардуино для работы со светодиодной лентой
Для управления адресной светодиодной лентой существует 3 библиотеки: FastLED, AdafruitNeoPixel и LightWS2812. Наиюолее популярной является первая. Она поддерживает все версии Ардуино и различные протоколы данных, которые используются не только для адресной ленты. Но надо иметь в виду, что FastLED более ресурсоемкая.
Вторая библиотека, AdafruitNeoPixel, чаще используется при работе со светодиодными кольцами. Возможностей меньше, скорость ниже, но она менее требовательна к ресурсам, в ее составе только самое нужное. Поддерживает все версии Ардуино. Третья библиотека используется не очень часто.
Работать с библиотеками FastLED и Adafruit NeoPixel одинаково просто. Их отличия заключаются в функциональности и объеме занимаемой памяти.
Основные моменты подключения ленты:
- Команды передаются друг за другом, и нужно не перепутать начало и конец. D1 принимает команды, D0 используется для подключения дополнительных отрезков.
- Для подключения цифрового входа нужно резистор.
- При монтаже адресной светодиодной ленты нельзя допускать статического электричества.
- Если между лентой и Ардуино расстояние более 15 см, сигнальный провод и землю нужно перекрутить в косичку. Это поможет избежать наводок.
- Питание. Каждому светодиоду в сегменте нужно 20 мА. Суммарный ток будет составлять 60 мА. Нужно просчитать общий ток ленты, и, исходя из полученного значения, подбирать блок питания. Например, лента длиной 1 м с 60 диодами будет потреблять 60*60=3600 мА=3,6 Ампер. Блок питания подбирается с похожей мощностью.
- Силовые точки должны быть запаяны качественно. Провода должны иметь такое сечение, чтобы выдерживать подаваемую нагрузку. Минимальное сечение 1,5 кв.м. При тонких проводах заданный программно белый цвет будет отдавать красным оттенком.
- Помехи. Лента, которая мигает, может создать помехи на линии. Если она с контроллером получает напряжение от одного источника, то помехи пойдут на микроконтроллер. Это может привести к нестабильности работы и различным сбоям. Решением проблемы будет установка электролитического конденсатора емкостью 470 мкФ на питание микроконтроллера и конденсатор на 1000 или 2200 мкФ на питание ленты.
- Если лента и устройство управления питаются от источников с разным напряжением, нужно использовать преобразователь уровня.
- Рекомендуется подавать на ленту менее 5 В питания.
- Питание в длинной ленте советуется распределить по всей длине. В ином случае моет произойти перегрев токопроводящих дорожек.
- На ленте имеется толстый слой меди. От точки питания по ленте может падать напряжение. Для удаления подобной проблемы нужно дублировать питание при помощи медного провода сечением минимум 1,5 кв.м. через каждый метр.
Соблюдение основных моментов и следование инструкции позволяет самостоятельно подключить адресную светодиодную ленту к вашему проекту.