Как подключить светодиодную ленту: самостоятельно подключаем питание через блок и без блока. Пошаговая инструкция по подключению светодиодной ленты Расчет провода для светодиодной ленты

Сегодня трудно представить себе какой-либо интерьер, выполненный без качественной подсветки светодиодной лентой.

Однако те, кто впервые сталкивается с выбором и монтажом такого освещения, часто допускают ошибки в самом первоначальном этапе. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

Напряжение питания

Зачастую люди покупают ленту, не особо задумываясь о ее напряжении. То, что насоветовал продавец, то и берут. А они далеко не всегда компетентны.

Наиболее оптимальным является выбор led подсветки на 12 вольт. У нее есть ряд преимуществ:

• большой ассортимент, который всегда есть в наличии во многих магазинах

Легко можно найти на замену кусок выгоревшей подсветки или вышедший из строя блок питания на 12В. Однако есть здесь и свои ограничения.

Данная лента поставляется в бобинах по 5 метров. Соединять последовательно их друг с другом нельзя.

На 12 вольтах, при большой протяженности (свыше 5м), идут существенные потери напряжения. Ток в цепи возрастает, и в конечном итоге светодиоды выходят из строя.

Еще из преимуществ:

• данную марку можно резать на маленькие кусочки по 5см

Тем самым, очень легко подобрать оптимальный размер по габаритам конструкции.

К тому же, такие маленькие кусочки легко запитать напрямую от батарейки, без всяких громоздких источников напряжения.

Из-за больших потерь напряжения, источник питания должен быть размещен как можно ближе к началу ленты. Если у вас нет такой возможности, то выбирайте модели на 24 или 36 вольт.

У светодиодной ленты 220В тоже есть ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам можно отнести тот факт, что она поставляется строительной длиной до 100м.

Это очень удобно, когда необходимо подсветить участки фасада дома, либо какие-то металлоконструкции.

Вдобавок ко всему, она изначально идет в герметичном исполнении. Но ее толщина в данном силиконе является одновременно и недостатком.

Использовать такую ленту внутри помещений не удобно, так как она будет занимать много места.

Помимо этого, существенным недостатком является тот факт, что резать ее можно только каждые полметра. Ну и стоимость качественных экземпляров будет существенным образом отличаться от низковольтных моделей.

Дешевая светодиодная лента

Самая распространенная ошибка и проблема, это покупка недорогой подсветки. Такие экземпляры исправно проработают максимум 1 год.

После чего, вам придется ее перекладывать и дополнительно оплачивать как само изделие, так и стоимость работ.

Поэтому здесь сэкономить не получится точно.

Выбор мощности блока питания

Многие покупая БП, выбирают его ровно такой же мощности, как и сама светодиодная лента. Это в корне не правильно.

Если вся ваша led подсветка имеет мощность 60Вт, то нельзя покупать источник питания тоже на 60Вт. Необходимо взять его с запасом 30%. То есть, если лента 60-70Вт, берите смело 100 ваттный.

Если у вас очень мощная лента, или подсветка состоит из множества параллельных участков, то и источник питания нужно выбирать соответствующий.

Однако не многие знают, что блоки от 250Вт и больше, зачастую комплектуются вентиляторами охлаждения.

Закажите такие изделия на АлиЭкспресс и только после распаковки посылки обнаружите сюрприз.

А представьте, что вам его устанавливать в спальне. Первый месяц он может быть и будет работать относительно бесшумно, зато в дальнейшем, такое освещение из-за постоянного гула, ничего кроме раздражения вызывать не будет.

Поэтому всегда обращайте внимание на этот, казалось бы несущественный момент. Лучше заказать 2шт поменьше, чем один большой.

Это будет достойной альтернативой мощному блоку с вентилятором. Половину участка подключите от одного, половину от другого.

Место установки

Не нужно прятать блоки питания в тех местах, куда по окончании ремонта не будет доступа.

Речь идет о закрытых гипсокартоном и натяжных потолках. Дело в том, что БП это такой же расходный материал, как лампа для любого светильника.

И рано или поздно его придется менять. По сути, блок питания это одно из самых слабых звеньев во всей подсветке. Поэтому позаботьтесь заранее, чтобы к нему был доступ.

Провода для подключения

Вы можете идеально подобрать блок и купить качественную ленту, но подключив ее слишком тонким проводом, так и не получите хорошего результата. Как правильно подобрать и рассчитать сечения проводов питания?

Для этого можно применить два способа.

Выбор по нагрузке ленты

Во-первых, они должны быть медными. Во-вторых, чтобы не изучать таблицу соответствий номинальных токов и подходящих сечений проводов (а она не всегда будет под рукой), примените универсальную формулу.

На каждые 10А нагрузки требуется медный провод сечением 1мм2.

Этого сечения вам хватит с запасом, и все будет работать исправно. Как узнать какой ток потребляет вся подсветка?

Путем простого расчета. Допустим, у вас SMD 5050 напряжением 12В и мощностью 14,4Вт/метр. Общая длина всей led подсветки – 15 метров (3 куска по 5м параллельно подсоединены к блоку).

Для одного 5 метрового отрезка мощность будет равна:
P=14,4Вт/м*5м=72Вт

Данную мощность делим на напряжение и получаем ток:
I=P/U=72Вт/12В=6А

Осталось расчетную величину тока 6А разделить на 10А, согласно универсальной формуле и получим требуемое сечение провода для монтажа:
6А/10А=0,6мм2

Ближайшим стандартным значением будет провод сечением 0,75мм2.

Однако учтите, такой расчет приемлем, только если лента находится в непосредственной близости от источника питания.

Если же блок спрятан за 5м и более от самой подсветки, тогда желательно применять провода, начиная от 1,5мм2 и более.

Даже несмотря на то, что расчет будет давать меньшие значения.

Когда у вас RGB подсветка, общий ток, который получается при вычислениях по формуле I=P/U нужно разделить на три канала (R-G-B). Ведь каждый цвет вы будете подключать отдельным проводником.

Выбор по мощности блока

Второй способ опирается не на мощность ленты, а на мощность блока питания.

Согласно ему, провода должны быть такого сечения, чтобы спокойно выдержали 135% номинального тока, который способен выдать источник питания.

Помимо нормальной работы подсветки, никто ведь не отменял возможные короткие замыкания. Защита блока срабатывает обычно при перегрузке от 105% до 135%.

Если в БП есть ”Hiccup” защита, то он будет периодически отключаться и пробовать включаться заново. Провода вы в этом случае не спалите. Блок будет клацать и щелкать, пока не устранится КЗ.

Есть и другая защита – ”Constant current limiting”. Благодаря ей, выходное напряжение будет снижаться до той величины, пока ток не достигнет приемлемого значения.

Но значение это будет приемлемо для блока, а не для тонких проводов!

И если ваш провод слишком слабый, это может привести к пожару.

Марки провода

Рекомендуемые марки проводов для подключения – ШВВП, КСПВ, ПуГВ, акустические провода. Только не путайте подключение ленты и подключение блока питания.

Для БП уже необходим полноценный электрический кабель ВВГнг-Ls или NYM, по которому можно будет безопасно передать 220В.

Применение здесь проводов акустики или пожарно-охранной сигнализации будет грубейшей ошибкой и нарушением.

Герметичная лента

По степени влагозащиты ленты подразделяются на 4 вида:

• IP-20

Не имеет защитного покрытия и их можно применять только внутри сухих помещений.

• IP-33

Имеет двойной слой лака защищающий от пыли, но не от воды. Можно различить по характерному блеску.

• IP-65

С защитой от пыли и струй воды.

Полностью погружены в силиконовую оболочку и имеют двойную изоляцию проводов.

Их можно использовать в воде для подсветки бассейнов и аквариумов.

Для монтажа внутри помещений (подсветка мебели, потолка в спальне, зале) некоторые выбирают герметичную светодиодную ленту с защитой IP65. Она не полностью в силиконовом шланге, а просто сверху как бы пролита герметиком.

Это дает ей защиту от брызг воды. Люди думают, что будет здорово и удобно протирать с нее пыль.

Однако применение такой модели в сухом помещении никогда себя не оправдает. Вы получите больше минусов, чем плюсов.

В таких комнатах, особенно в зимний период работы отопления, наблюдается низкая влажность. И герметик, нанесенный поверх ленты при таких условиях, имеет свойство быстро усыхать.

В некоторых случаях силикон просто будет выкрашиваться как стекло и осыпаться. А еще этот силикон при высыхании начинает ”вести”.

Он тянет за собой подложку и происходит обрыв мест соединения с платой. Начинает пропадать контакт и подсветка местами тухнет, горит не равномерно.

Никакой ремонт здесь уже не поможет. Придется менять все целиком.

А еще у многих не получается нормально запаять герметичную ленту. Здесь есть свои нюансы и особенности.

Тот же силикон начинает со временем желтеть, что в итоге изменяет (загрязняет) цвет подсветки. Проверить качество силикона в магазине проблематично.

Этот эффект (пожелтение), скажется только через несколько месяцев. Не забывайте еще и о запахе, который неизменно будет исходить от герметика, когда лента нагреется.

Поэтому герметичную ленту применяйте там, где ей место – во влажных помещениях ванных комнат, на кухне под фартуком, возле раковины.

Ошибки подключения полярности

Многие задаются вопросом, а что будет, если неправильно подключить светодиодную ленту? То есть, перепутать полярность, плюс и минус местами.

Она взорвется, загорится, выйдет из строя? Нет, ничего подобного произойти не должно.

Led лента состоит из светодиодов. А светодиод в свою очередь, хоть и светоизлучающий, но все же ДИОД.

Диод это полупроводник, который в одну сторону пропускает ток, а в другую сторону, если изменить полярность - нет. То есть в этом случае, led изделие у вас просто не будет светиться.

Подключили неправильно – не светится. Поменяйте полярность, и она обязательно загорится.

Однако помните, что это только касается светодиодной ленты.

Если вы перепутаете полярность при подключении контроллера или усилителя, то эти электронные приборы запросто могут выйти из строя.

Выбор цвета свечения

Почему-то мало кто обращает внимание, на такой важный момент, как точность воспроизведения цветов. Сами цвета подразделяются на:

• теплый белый

• нейтральный белый

Подключение одной стандартного размера (5 метров) достаточно просто. Для этого просто необходимо подключить её к , а его к электрической сети 220 В. Стандартная цветовая маркировка шнура блока питания для подключения светодиодной ленты следующая: красный цвет - это плюс, а черный или синий соответственно это минус. Возможна также другая вариация маркировок. Перед окончательным подключением проводов, попробуйте запитать светодиодную ленту и проверить её. Если вы перепутаете минус с плюсом, не чего страшного не случится. Светодиодная лента просто не будет светиться. Поменяйте местами провода и проверьте работоспособность ленты. Есть также блоки питания, в которых изначально нет выведенных проводов. В данном случае вам придётся подключить необходимые провода к зажимам блока питания. Подключить провода не сложно, так как зажимы блока питания промаркированы.

Пример маркировки зажимов блока питания

Блок питания оснащен тремя контактами для подключения внешней бытовой сети 220В (“N”, “L” и “GND”), и двумя контактами для подключения светодиодного освещения (“-V” и ”+V”).

Для подключения проводов к светодиодной ленте необходимо обеспечить хороший контакт. Существует два способа подключения питающего провода к светодиодной ленте:
1) Использование специального коннектора. Для подсоединения питающего провода достаточно взять коннектор, отодвинуть специальную зажимную пластину, надвинуть коннектор на край светодиодной ленты и вернуть на место зажимную пластину. Теперь осталось присоединить провод, идущий от коннектора к блоку питания.

Пример специальных коннекторов

2) Присоединить питающий провод с помощью пайки. Если вы имеете навыки пайки проводов, то вы сможете без труда присоединить провод к светодиодной ленте, сэкономив средства на приобретение коннекторов, особенно если вы планируете установку нескольких светодиодных лент. Данный способ соединения отличается высокой надежностью.

Пример подключения 5 метров одноцветной светодиодной ленты к блоку питания

Схема подключения от 1 до 5 метров светодиодной ленты к блоку питания

В этой схеме подключения используется один блок питания. При этом его мощность должна соответствовать суммарной мощности светодиодной ленты.

Если у вас есть необходимость подключения нескольких светодиодных лент, то вам необходимо знать некоторые нюансы. Не рекомендуется подключать вторую ленту к первой последовательно, так как на подключенной ленте будет наблюдаться значительное падение напряжения и она будет тусклее светиться. Кроме того, первая лента может перегреваться, так как ее токопроводящие дорожки рассчитаны на ток одной ленты. Перегрев в свою очередь значительно сокращает срок службы светодиодов.

Для подключения двух светодиодных лент необходим блок питания большой мощности. Если пространство для установки блоков питания ограничено, например, вы хотите его установить непосредственно в каркас подвесного потолка, то можно подключить ленты несколько иным способом.

Следующая схема подключения двух одноцветных светодиодных лент предусматривает использование двух блоков питания. То есть в данном случае каждая из светодиодных лент будет запитана от отдельного блока питания. Примеры подключения приведены ниже.

Пример подключения более 5 метров одноцветной светодиодной ленты к блоку питания

Схема подключения двух и более светодиодных лент от одного блока питания

В этой схеме подключения используется один блок питания. При этом, его мощность должна соответствовать суммарной мощности двух или более светодиодных лент.

Для того чтобы подвести питание 12 вольт до второй ленты, необходимо к выходу блока питания подсоединить удлиняющий провод. Второй конец провода подсоединить ко второй ленте. Таким образом, ток потечет по проводу, а не по дорожкам первой светодиодной ленты.

Пример подключения светодиодных лент использую два блока питания

Схема подключения светодиодных лент с двумя блоками питания

При такой схеме, удлиняющий провод подключается к сети 220 вольт и протягивается к блоку питания второй ленты. В этом случае сечение провода достаточно 0,75 мм.

Схема подключения одной и нескольких RGB светодиодных лент

Основной отличительной особенностью подключения - это наличие еще одного устройства - . Контролер предназначен для управления цветами ленты и интенсивностью свечения светодиодов.

Данный тип светодиодной ленты несколько отличается от одноцветной ленты. Подключение RGB ленты осуществляется при помощи четырех проводов. Три провода предназначены для управления цветами: синим, красным и зеленым. Четвертый провод - общий. Как на контроллере, так и на концах светодиодной ленты нанесена маркировка выводов: «B» - синий; «R» - красный; «G» - зеленый; «V+» - провод питания.

Подключение светодиодной ленты к контроллеру может быть выполнено как пайкой, так и при помощи специальных коннекторов.

Специальный коннектор для подключения RGB ленты

Если вы хотите подключить еще одну светодиодную RGB ленту, то вам необходимо учесть общую суммарную нагрузку светодиодных лент. Она должна быть меньше номинальной нагрузки контроллера и блока питания.

Контроллер рассчитан на определенный ток нагрузки.
Для подключения нескольких светодиодных лент существует . Усилитель сохраняет синхронность управления цветами и интенсивностью свечения светодиодов. То есть в данном случае обе ленты будут работать синхронно.

Вторая светодиодная лента подключается к RGB усилителю, а он, в свою очередь, к основной ленте. Питание усилителя осуществляется от блока питания. Можно использовать как отдельный блок питания для усилителя, так и основной. Соответственно, общий блок питания для контроллера и усилителя будет сравнительно больших размеров. Поэтому целесообразнее будет приобрести два блока питания для подключения отдельно контроллера и усилителя.

Различные варианты подключения светодиодной RGB ленты приведены ниже.

Схема подключения светодиодной RGB ленты

Схема параллельного подключения двух светодиодных RGB лент

Схема подключения второй светодиодной RGB ленты через RGB усилитель

Добавлено 28.07.10

Расчет сечения проводов является обязательным и очень важным пунктом при расчете схемы любой электрической установки. При расчете электрической монтажной схемы, в которой задействованы светодиодные изделия, например, светодиодные модули, необходимо вычислить, как сечение жил проводов, через которые будет осуществляться подвод электричества к блокам питания светодиодов, так и сечение жил проводов, идущих от блока питания непосредственно к светодиодным модулям.

Напряжение в сети достаточно высокое (220 Вольт), поэтому падением напряжения на длине линии до блока питания светодиодов можно пренебречь. Выбор сечения жилы для питающей линии блоков питания светодиодов может быть сделан лишь с точки зрения соответствия данного сечения интенсивности протекающего тока.

Расчет сводится к суммированию потребляемой мощности всех блоков питания, которые планируется подключить к данной линии, и вычислению силы тока, который будет протекать в данном проводнике при максимальной нагрузке данных блоков питания во время рабочего цикла.

Зная вероятную максимальную силу тока в питающей линии, и зная также, что допустимая сила тока для медной жилы сечением 1 кв. мм составляет приблизительно 10 А, можно легко вычислить требуемое сечение проводника для данной линии. Как правило, сечение проводника выбирается с запасом, экономить в данном случае не стоит.

Обычно на этикетке указаны как потребляемая сила тока блока питания, так и сила тока нагрузки. Если значение потребляемой силы тока отсутствует, то его можно вычислить самостоятельно.

Допустим, например, что мощность одного блока питания составляет 100 Вт, а его эффективность равна 0,78. Отсюда получаем: 100 Вт: 220 В = 0,45 А; 0,45 А: 0,78 = 0,58 А - это максимальная сила тока, которая будет протекать в питающей линии одного блока питания. Если нам нужно запитать 10 таких блоков питания, то общая сила тока в цепи составит 5,8 А. Таким образом, получаем, что сечение каждой жилы проводов для питания данных 10-ти блоков питания должно быть не менее 1 кв. миллиметра (а лучше 1,5 кв. мм).

Следующий шаг - вычисление сечения жилы для питания светодиодных изделий. Схема расчета, которая изложена выше, в данном случае не подходит, так как нам важно не только то, будет ли греться проводник и выдержит ли нагрев его изоляция, а также и то, будет ли свечение всех подключенных светодиодных модулей одинаково ярким и равномерным.

Чтобы свечение всех светодиодов было одинаковым, к каждому световому светодиодному элементу должно приходить одинаковое напряжение питания. Допустимое отклонение от нормируемого напряжения (12 Вольт) в данном случае составляет не более 0,5 Вольта. При такой разнице напряжения (12 В и 11,5 В) свечение светодиодов будет практически одинаковым на всех участках вывески.

Ниже изображена стандартная схема подключения светодиодных модулей к блоку питания светодиодов, которую можно считать неким стандартом для светодиодных изделий с последовательно-параллельным соединением световых элементов, таких как светодиодные шлейфы, светодиодные линейки и ленты.

Оптимальное количество световых элементов в светодиодном изделии (модулей или кластеров в шлейфе, светодиодов в линейке или ленте и т.п.) определяется изготовителем. Таким образом, производитель гарантирует, что при подключении данного изделия к источнику питания, все световые элементы изделия будут светиться равномерно и с одинаковой яркостью.

Если блок питания светодиодов расположен в непосредственной близости от светодиодных световых элементов (модульных светодиодных шлейфов, светодиодных лент или линеек) и все они подключены правильно, то проблем с равномерностью свечения, вызванных падением напряжения на линии, обычно не возникает.

В тех случаях, когда конструктив рекламной установки по каким-либо причинам предполагает удаленное расположение блока питания от светодиодных изделий, для обеспечения нормального свечения всех светодиодов требуется вычислить эффективное сечение жил проводов. Выходное напряжение блока питания достаточно низкое, в данном случае оно составляет 12 Вольт, поэтому сопротивление проводящих жил провода обязательно должно быть принято в расчет.

Вычислить требуемое сечение проводника для линии питания светодиодных
модулей, идущей от блока питания, достаточно просто. Разберем это на примере.

Сначала нам потребуется определить какова должна быть мощность блока питания для необходимого нам количества светодиодных модулей. Это легко можно сделать воспользовавшись таблицей, в которой указано рекомендуемое количество светодиодных модулей определенного типа и цвета свечения, которое будет оптимальным для блока питания определенной мощности. Вы также можете самостоятельно сделать расчет количества светодиодных модулей, используя данные, которые приведены на странице о светодиодных модулях.

Таблица для подбора количества светодиодных модулей

Допустим, мы имеем блок питания мощностью 150 Вт, который установлен в пяти метрах от ближнего края рекламной вывески, при этом расстояние до дальнего края вывески составляет 8 метров. Итак, начнем расчет.

1. Определяем сопротивление линии.
Допустимое падение напряжения на линии "блок питания - светодиоды", в нашем случае, составляет 0,5 вольта . Делим его на максимальный ток, который будет протекать в линии: 0,5 В/ (150 Вт/ 12 В) = 0,04 Ом . Таким образом, общее сопротивление линии "блокпитания - светодиоды" должно быть не более 0,04 Ом .

2. Вычисляем сечение проводника.
Сечение жилы проводника вычисляется по формуле: S = (r * L)/R , где r - удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*кв.мм/м ), L - длина жилы (м) и R (Ом) - сопротивление жилы.

Подставив значения в формулу получим требуемое сечение одной жилы: S = (0,0175 * 8)/0,04 = 3,5 кв. мм . Таким образом, для линии "блок питания - светодиоды" потребуется кабель из двух жил сечением 3,5 кв. мм каждая. Такое сечение токопроводящих жил гарантирует, что падение нормируемого напряжения на конце линии не превысит 0,5 Вольта .

Если использовать провод меньшего сечения, например, 2,5 кв.мм , то падение напряжения на конце линии составит уже 0,7 Вольт .

3. Определяем реальный диаметр провода .
Он будет соответствовать вычисленному нами сечению. Так как проводники, как правило, имеют в сечении окружность, то воспользуемся формулой для вычисления геометрической площади окружности: , таким образом, . Подставив данные в формулу, получаем значение радиуса r = 1,06 мм , и диаметра d = r*2 = 2,12 мм .

В качестве наглядного примера потери яркости свечения светодиодных изделий при уменьшении напряжения питания, рассмотрим стандартный короб размером 1 х 1 метр и глубиной 140 мм с различными светодиодными изделиями в качестве световых элементов.

Разница в освещенности поверхности при визуальной оценке не очень хорошо заметна, но, тем не менее, она есть и может быть весьма существенной. Об этом свидетельствуют показания люксметра со специально настроенной (избирательной) чувствительностью фотоэлемента, который интерпретирует видимый спектр излучения почти так же, как воспринимает его человеческий глаз.

В качестве световых элементов в коробе использованы (сверху вниз): 2-х диодные smd-модули (78 шт.), гибкие герметичные ленты PL-99 (7,5 шт.), 4-х диодные модули LedexPro (126 шт.) и 3-х диодные smd-модули (80 шт.). Количество светодиодных изделий подобрано таким образом, чтобы общая освещенность поверхности была достаточно высокой.

Для сравнения: нормальная освещенность на поверхности рабочего стола в офисе варьируется от 450 до 750 Люкс; освещенность поверхностей световых рекламных изделий варьируется от 250 Люкс (объемные буквы с цветной лицевой поверхностью) до 3200 Люкс (белый акрил, подсвеченный белым неоном при токе 50 мА).

Показания, предложенные для сравнения, также были получены путем измерений люксметром. Они не могут претендовать на сверх-точность и, разумеется, не могут быть использованы в каких-либо точных расчетах, так как прибор имеет погрешность измерений (+/- 5%).

В то же время, общая информативность данных является вполне достаточной для того, чтобы, во-первых, получить представление о степени потери яркости свечения у различных светодиодных изделий при падении напряжения на некую величину, превышающую допустимую норму, во-вторых, оценить различия светодиодных изделий в отношении друг друга, и, в-третьих, использовать полученную сравнительную информацию в дальнейшем для наиболее целесообразного использования светодиодных изделий в тех или иных конкретных случаях.

Это искусственный источник света, представляющий собой узкую гибкую ленту с проводниками, длиной до 5 м, на которой равноудаленно установлены светодиоды. Светодиоды на ленте разбиты на группы. Каждая группа состоит из нескольких включенных последовательно светодиодов и является законченной схемой, что позволяет разрезать ленту поперек на отрезки любой длины кратной длине одной группы.

Светодиодные ленты

Светодиодные ленты выпускаются монохромные, светящиеся только одним цветом (красным , синим , зеленым , желтым или белым ) и универсальные (R G B ), цвет свечения которых можно изменять самостоятельно с помощью пульта дистанционного управления, включая один из основных цветов или выбирая любой, существующий в природе.

Возможно также включать режим, при котором цвет свечения светодиодной ленты будет плавно меняться во всем диапазоне с заданной скоростью изменения во времени.

R G B светодиодные ленты

По организации излучения света R G B светодиодные ленты бывают трех типов.

У первого типа ленты используются светодиоды LED-R-SMD3528 или LED-R-SMD5050 (красный ), LED-G-SMD3528 или LED-G-SMD5050 (зеленый ) и LED-B-SMD3528 или LED-B-SMD5050 (синий ), припаянные по три штуки рядом повторяющимися триадами по всей длине ленты. Изменение цвета свечения ленты достигается групповым изменением интенсивности свечения светодиодов каждого цвета. Такие светодиодные ленты хорошо подойдут для подсветки интерьера в случаях, когда светодиоды спрятаны от глаз человека. Если светодиоды будут видны, то изменение цвета свечения будет менее эффективным.

R , G и B светодиоды серии SMD3528 имеют размер 3,5×2,8 мм 2 и излучают световой поток от 0,6 до 2,2 люменов, в зависимости от цвета свечения. Светодиоды серии SMD5050 по размеру больше (их размер 5×5 мм 2) и соответственно светят ярче, световой поток составляет в зависимости от цвета свечения от 2 до 8 люменов. Поэтому по размеру припаянных светодиодов на ленте, даже не зная технических характеристик, легко определить какая из них будет светить ярче.

Во втором типе лент применяются R G B светодиоды серии LED-RGB-SMD3528 или LED-RGB-SMD5050. Отличительная особенность этих светодиодов в том, что в одном корпусе смонтированы сразу три светодиода – красный , зеленый и синий . Поэтому световой поток у у них намного меньше и составляет у LED-RGB-SMD3528 всего 0,3-1,6 люменов, у LED-RGB-SMD5050 всего 0,6-2,5 люменов. Но благодаря тому, что излучатели цветов расположены практически в одной точке, достигнута высокая эффективность градации цветов.

Совсем недавно появился новый тип светодиодов WS2812B (имеет четыре вывода) и WS2812S (имеет шесть выводов). По геометрически размерам и внешнему виду эти светодиоды не отличаются от LED-RGB-SMD5050. Однако благодаря установке в корпусе светодиодов WS2812 ШИМ-контроллера WS2811 появилась возможность каждым из светодиодов, установленных на светодиодной ленте управлять персонально всего по двум проводам.

Таким образом, у дизайнеров появилась возможность изменять цвет свечения любого участка ленты вне зависимости от ее длины по своему усмотрению. Широкое распространение светодиодной ленты, созданной на базе светодиодов WS2812, сдерживается высокой ценой и необходимостью применения дорогостоящего специализированного контроллера. Без подачи с контроллера управляющего сигнала на светодиод WS2812 он светить не будет.

Маркировка светодиодных лент

Маркируются светодиодные ленты всеми производителями, как правило, по единому международному стандарту. Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952.

Рассмотрим, например, как расшифровывается маркировка светодиодной ленты LED-CW-SMD-5050/60 IP68. LED – светодиодная лента, CW – белого света, SMD – сделана на базе без выводных светодиодов, 5050 – размер корпуса светодиода 50х50 мм 2 , 60 – на одном метре длины ленты установлено 60 светодиодов, IP68 – по степени защищенности лента рассчитана для длительной работы на глубине (например, для подсветки аквариума или бассейна изнутри).

Если в маркировке параметр IP отсутствует, значит светодиодная лента не имеет никакой степени защиты, то есть степень защиты соответствует IP00.

Стойкость светодиодных лент к воздействию влаги

По степени защиты от воздействия влаги светодиодные ленты можно разделить на три категории: влагонезащищенные, влагозащищенные и влагостойкие.

Влагонезащищенные можно применять только в сухих помещениях, где нет высокой влажности. Влагозащищенные предназначены для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, бани, фасады зданий, где исключено прямое попадание воды на ленту).

Влагостойкие ленты предназначены для работы непосредственно в водной среде, например в аквариуме, их можно разместить для подсветки на дне бассейна.

На фотографии светодиодная лента, полностью герметизированная силиконом, поэтому светодиоды и резисторы надежно защищены от воздействия воды. Влагозащищенные светодиодные ленты можно использовать без ограничений для наружной рекламы, светового украшения улиц и зданий. При выборе влагозащищенной ленты следует учитывать, что часть светового потока при прохождении через слой силикона теряется.

Для уличной декоративной подсветки существуют специальные светодиодные ленты под названием Дюралайт , которые относятся к влагозащищённой категории.

Плотность размещения светодиодов на ленте

Яркость свечения светодиодной ленты зависит не только от типа установленных светодиодов, но и от их количества. За единицу измерения принято считать количество светодиодов, установленных на один метр длины ленты. Чем светодиодов больше, тем, естественно, световой поток будет больше. Обычно количество светодиодов на метр длины ленты лежит для светодиодных лент на 12 В в пределах от 30 до 120 штук. Для светодиодных лент, рассчитанных на питающее напряжение 24 В, число светодиодов может доходить до 240 штук на метр длины, в таких лентах светодиоды размещены параллельно в два ряда.

Но надо учесть, что чем больше светодиодов на метре длины светодиодной ленты, тем мощнее потребуется блок питания и тем дороже обойдется покупка. К выбору этого параметра нужно подходить с позиции «необходимо и достаточно». Например, на метре ленты имеется 30 светодиодов, следовательно, расстояние между ними составляет 3,3 см, что в подавляющем числе случаев вполне достаточно.

Выбор светодиодной ленты по величине светоотдачи

Главной светотехнической характеристикой является интенсивность светового потока, которая выражается в люменах на метр (лм/м). Величина светового потока определяется типом и количеством светодиодов, установленных на одном метре ленты. Зная тип светодиодов и их количество, легко самостоятельно определить световой поток.

Например, на метре светодиодной ленты белого света установлено 30 светодиодов типа LED-CW-SMD3528 (размер 3,5×2,8 мм 2), имеющий световой поток 5 лм каждый. Умножаем 5 лм на 30, получаем 150 лм. Такой световой поток излучает 10-ваттная лампочка накаливания. Если лента сделана на основе 30 светодиодов LED-CW-SMD5050 (размер 5×5 мм 2), имеющих уже световой поток 12 лм, то 12×30=360 лм, что равносильно применению 24-ваттной лампочки накаливания. Опытом применения ламп накаливания обладает каждый, поэтому, воспользовавшись вышеприведенной методикой, легко определиться с типом установленных на ленте светодиодов, их количеством и длиной ленты. А если длина ленты уже определена, то выполнить обратный расчет.

Выполним обратный расчет на конкретном примере. Вам нужно сделать потолочное освещение в комнате размером 5 м×4 м. Периметр комнаты такого размера составит 5+4+5+4=18 метров. Вы хотите создать мягкое и не очень яркое освещение. Если использовать лампы накаливания, то суммарная их мощность должна будет составлять порядка 200 ватт, световой поток от которой составит 3000 лм (15 лм×200). Длина ленты должна быть равна длине периметра комнаты, то есть 18 метров. Для определения светового потока, который должен излучать один метр светодиодной ленты, нужно разделить 3000 лм на 18 метров. Получается 166 лм/м. Для нашего случая подойдет лента с 30 светодиодами LED-CW-SMD3528 на метре длины. Расчет делался без учета потерь на отражение от потолка, а они составляют не менее 50%. Следовательно, для гарантированной освещенности комнаты нужно выбрать ленту с большим в два раза световым потоком. Есть два варианта, либо взять ленту с 30 светодиодами LED-CW-SMD5050, или LED-CW-SMD3528, но уже в количестве 60 шт. на метре. Первый вариант предпочтительнее, так как обеспечит гарантированный запас.

Для R G B и монохромных светодиодных лент расчет выполняется точно так же, как и для лент белого свечения.

На светодиодных лентах не всегда нанесена маркировка, что затрудняет расчеты. Но узнать технические параметры светодиодной ленты очень просто, если воспользоваться данными, приведенными в справочной таблице. В современных светодиодных лентах, как правило, применяются три типа светодиодов: SMD3014 (сверхяркие) размером 3,0 мм×1,4 мм, SMD3528 размером 2,8 мм×3,5 мм и SMD5050 размером 5,0 мм×5,0 мм. Поэтому по размеру светодиодов можно определить, какой тип светодиодов запаян на ленте. Посчитав количество светодиодов на метре длины, по приведенной ниже справочной таблице можно получить данные о технических характеристиках светодиодной ленты.

Таблица основных характеристик светодиодных лент
на напряжение 12 В

С помощью таблицы несложно подобрать тип и длину светодиодной ленты – аналога лампочкам накаливания. Например, чтобы заменить одну лампочку накаливания мощностью 80 Вт светодиодной лентой, нужно взять 8 метров SMD3528 (30) или два метра светодиодной ленты SMD3528 (120) или SMD5050(60).

Как подключить светодиодную ленту к электросети

Подключение светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля

Светодиодные ленты идеально подходят для непосредственного подключения к бортовой сети автомобиля. Главное, чтобы лента соответствовала по напряжению питания напряжению бортовой сети автомобиля. Для легковых автомобилей нужно выбирать влагозащищенную ленту, рассчитанную на напряжение питания 12 В, для грузовых – на 24 В.

На какое напряжение установлен в автомобиле аккумулятор, на такое напряжение и нужно брать ленту. При подключении светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля необходимо соблюдать полярность, на ленте нанесены обозначения «+» и «–». Если полярность попутать, то ничего плохого не произойдет, просто светодиоды не будут светиться.

Подключение светодиодной ленты к бытовой электросети 220 В

В отличие от электрических ламп, светодиодные ленты нельзя подключать непосредственно в бытовую электрическую сеть 220 В. Для них нужно питающее напряжение постоянного тока величиной 12 В или 24 В. На ленте напряжение питания указано по всей ее длине. Для получения необходимого напряжения применяют преобразователи напряжения.

Пока нет устоявшейся терминологии, их называют по-разному: драйверы, адаптеры, преобразователи, блоки питания, источники питания. Всеми этими словами называют одно устройство, преобразующее сетевое напряжение переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока требуемой величины, для лент в зависимости от типа, 12 В (используется часто) или 24 В (применяется редко, как правило, в RGB лентах).

Для выбора блока питания для светодиодной ленты важна не только величина постоянного напряжения на выходе, а и величина тока, которую он сможет выдать в нагрузку. Для выбора подходящего блока питания для конкретного случая нужно узнать суммарную величину тока, которую будут потреблять все установленные светодиодные ленты.

Пример расчета блока питания для светодиодной ленты

Для примера, подберем блок питания (БП) для светодиодной ленты, которую мы выше выбрали для подсветки потолка. Обычно потребляемый ток метра ленты указывается в сопроводительной документации, но если таковой нет, то несложно расчет выполнить самостоятельно. Достаточно количество установленных светодиодов умножить на ток потребления каждого из них.

Мы выбрали светодиодную ленту с установленными светодиодами типа LED-CW-SMD5050, длина ленты 18 метров, и на метре длины по 30 светодиодов. Общее количество светодиодов получается 18×30=540 шт. Один светодиод LED-CW-SMD5050 (по справочной таблице) потребляет ток 0,02 А, следовательно суммарный ток потребления всей подсветки составит: 540×0,02 А = 10,8 А.

Но мы не учли, что светодиоды при напряжении питания ленты 12 В подключаются по три последовательно через резисторы, следовательно расчетный ток нужно уменьшить в три раза: 10,8 А / 3 = 3,6 А. Но в одном корпусе светодиода LED-CW-SMD5050 находится три элементарных светодиода, поэтому полученный ток нужно умножить на 3. То есть результирующий ток составит 10,8 А. В результате расчета определено, что потребуется блок питания напряжением 12 В с током допустимой нагрузки до 10,8 А.

Для расчета мощности требуемого БП нужно умножить напряжение на ток: 12 В×10,8 А = 130 Вт, получилось, что нужен БП мощностью 130 Вт. Для надежной работы БП необходим 20% запас по мощности. В результате потребуется блок питания мощностью 156 Вт. Практически можно использовать любой блок питания, который удовлетворяет необходимым требованиям.

Устройство и монтаж светодиодной ленты

На гибкой пластиковой ленте длиной до 5 м находятся тонкие медные токопроводящие дорожки требуемой конфигурации. К дорожкам припаиваются припоем светодиоды типа SMD3528 или SMD5050 и токоограничивающие SMD резисторы типа Р1–12 мощностью 0,125 Вт. Обратите внимание, что в обозначении светодиода заложен его размер, например SMD5050 имеет размер 5,0 мм×5,0 мм. При питающем напряжении 12 В устанавливается три последовательно соединенных светодиода и один или несколько токоограничивающих резисторов. Количество резисторов определяется в зависимости от величины рассеиваемой на них мощности. Резистор можно ставить в любом месте схемы, на схеме он стоит со стороны подвода плюса, можно установить его и со стороны минуса или между любыми светодиодами.

Электрическая принципиальная и монтажная схема
сегмента светодиодной ленты

Маркировка резисторов

На резисторе нанесена маркировка в виде числа 151. Это означает, что номинал резистора составляет 150 Ом. Расшифровать маркировку просто. Она обозначается трехзначным числом. Последняя цифра в числе говорит, сколько нулей нужно приписать к первым двум цифрам. Например, на резисторе нанесена маркировка 153, значит нужно к 15 приписать 3 нуля, получим 15000 Ом.

Для наглядности привел ниже эклектической схемы электромонтажную. Полная схема светодиодной ленты представляет собой многочисленное количество таких схем, соединенных параллельно. При питающем напряжении 24 В количество последовательно включенных светодиодов в схеме может доходить до 10 штук. Обратите внимание на маркировку светодиодов, со стороны подключения к катоду (минусу), угол корпуса светодиода имеет срез. На фото нижний правый угол.

Соединение и крепление светодиодных лент

На сторону ленты, противоположную светодиодам, нанесен липкий слой, защищенный пленкой. Для того, чтобы ленту закрепить на поверхности, достаточно удалить защитную пленку и приложить липкой стороной на место установки. При организации подсветки с помощью светодиодных лент, часто длина в 5 метров является избыточной, поэтому предусмотрена возможность разрезать ленту на отрезки. Места, где можно ленту разрезать, обозначены изображением условных ножниц и линией разреза. Шаг разрезки светодиодной ленты на отрезки задают количество последовательно включенных светодиодов. Рядом с линией разреза с двух сторон имеются контактные площадки, позволяющие припаивать к ним провода в случае сращивания отрезков ленты между собой. Паять нужно очень аккуратно маломощным паяльником.

Рядом с контактными площадками нанесена маркировка полярности подключения и величина напряжения питания. Существуют специальные клипсы, позволяющие соединять между собой светодиодные ленты без пайки.

К одному из концов светодиодной ленты обычно уже припаяны проводники для подключения к блоку питания. Для подключения монохромных лент требуется два провода, для RGB лент - четыре провода: черный (общий подключается к положительной клемме) и три цветных. Длина проводов составляет не более полметра, и если блок питания невозможно установить рядом со светодиодной лентой, то проводники придется нарастить до нужной длины.

Светодиодные ленты незаменимы, когда нужно обеспечить освещение или подсветку на большой длине. Разрезать на части можно только светодиодные ленты, не защищенные от влаги, то есть только те, которые предназначены для эксплуатации в помещениях. Влагозащищенные и влагостойкие светодиодные ленты без последующей герметизации разрезать недопустимо.

Для устранения этого недостатка созданы светодиодные модули, позволяющие осуществлять подсветку интерьера и световую рекламу легко, быстро и надежно. Область применения светодиодных модулей на практике ограничена только фантазией человека. Особенно удобны модули для подсветки в автомобиле. Достаточно подключить через предохранитель к бортовой сети и приклеить или закрепить саморезами модуль внутри салона автомобиля или с наружной его стороны.

Конструкция светодиодных модулей представляет собой неглубокую кроватку из пластмассы или металла, в которой установлена печатная плата со светодиодами. Сверху плата залита прозрачным силиконом. Таким образом, обеспечивается защита от воздействия влаги и брызг воды. Светодиоды подключены по такой же схеме, как и в светодиодной ленте, приведенной выше.

На внешней стороне дна кроватки имеется липкий слой, открыв который удалением защитной пленки, модуль можно фиксировать на любой плоской поверхности. Предусмотрена возможность крепления за проушины модулей с помощью саморезов. Все светотехнические и электрические расчеты, приведенные выше на странице для светодиодной ленты, справедливы и для светодиодных модулей.

Прямоугольные светодиодные модули продаются в виде блоков, на фото блок из 20 модулей.

Модули легко отделяются от блока по одному или группами. Электрически все модули уже соединены между собой. Достаточно подать питание на любой крайний из них и засветятся светодиоды на всех модулях. Блоки можно наращивать в любом количестве, соединяя их параллельно.

О выборе сечения провода для подключения LED ленты

Светодиодная лента потребляет небольшую мощность, и потребляемый ток при длине ленты в один метр, даже самой яркой SMD5050 (60), составляет не более 1,2 А. Поэтому о сечении провода при подключении такого отрезка ленты можно не задумываться, подойдет практически любой имеющийся под рукой многожильный провод.

А вот при подключении ленты длиной 18 метров типа LED-CW-SMD5050(30), которую мы подобрали для подсветки потолка комнаты выше, следует уже задуматься серьезно, как ток суммарный ток потребления составит 10,8 А. К сожалению, нигде не нашел, какой ток допустим по медной дорожке самой ленты. Но, зная потребляемую мощность одного метра светодиодной ленты и напряжение питания, рассчитал величину тока, который будут потреблять светодиодные ленты разной длины популярных типов, и свел результаты в таблицу.

Так как светодиодные ленты выпускаются максимальной длиной до 5 метров, то производителем должно быть обеспечено необходимое сечение дорожек, выдерживающее ток потребления светодиодной лентой, и можно брать его величину за основу для разработки электромонтажной схемы подключения светодиодной ленты к источнику питания.

Исходя из экономических соображений, запас дорожек по току нагрузки не превышает 20%. Следовательно, подключать все четыре наши отрезка ленты последовательно, спаивая конец одного отрезка перемычками с началом следующей светодиодной ленты, не допустимо, так как по проводникам ленты, подключенной непосредственно к блоку питания, потечет ток, троекратно превышающий допустимый.

Это приведет к перегреву первой ленты, что чревато выходом ее из строя, и слабому свечению включенных за ней. Поэтому необходимо двойным проводом с сечением жилы не менее 0,5 мм 2 подключать каждую ленту по отдельности непосредственно к выходу блока питания. Ниже приведена типовая схема подключения светодиодных лент к источнику питания при организации освещения помещения установкой светодиодных лент вдоль углов потолка за карнизами.

Так как один блок питания рассчитан на ток потребления 6 А, то пришлось применить два одинаковых блока, запитав каждым по половине длины подсветки. Выключателем подключаются оба блока одновременно. Если применить двойной выключатель, то можно будет включать ленты участками. При подключении к блоку питания параллельных участков ленты, можно будет включать их по отдельности или все одновременно, меняя световой дизайн. RGB ленты подключаются по точно такой же монтажной схеме. Только вместо двух проводов прокладываются 4. Один общий и по одному на каждый цвет.

Если устанавливается один мощный бок питания в значительном удалении от лент, то целесообразно от блока питания протянуть пару толстых проводов к светодиодным лентам. Подобрать необходимое сечение провода для заданного тока можно по таблице . Например, для нашего случае при токе 10,8 А понадобится провод диаметром жилы 1,6 мм (сечением 2,0 мм 2). Поставить распределительную коробку и уже в ней тонкими проводами подключить ленты через клеммную колодку или пайкой к приходящему проводу от блока питания. В каждом конкретном случае нужно принимать индивидуальное решение, исходя из граничных условий.

Мощные блоки питания обычно имеют большие габариты, и зачастую целесообразнее применить несколько менее мощных блоков, размещая их в непосредственной близости со светодиодными лентами.

В разговорах с покупателями при обсуждении галогенного освещения на 12 вольт почему-то очень часто мелькает слово "слаботочка", что характеризует соответствующее отношение к выбору проводов - что есть под рукой, то и используем, напряжение ведь безопасное.

Напряжение 12 вольт, действительно безопасное, в том смысле, что прикосновение к оголенному проводу с таким напряжением просто не ощущается, но вот токи в таких цепях текут достаточно большие (см. ).

Рассмотрим для примера питание мощностью 50 W, ток в первичной цепи трансформатора I=50W/220V=0.23A (или, точнее, чуть больше с учетом КПД трансформатора), при этом во вторичной цепи 12 V течет ток I=50W/12V= 4.2 A, что уже в 18 раз больше. Если не учесть этот факт, можно столкнуться с очень неприятными неожиданностями.

Однажды ко мне за консультацией зашёл человек и рассказал, что он сделал в своем доме галогенное освещение , использовал надежный индукционный трансформатор 1000W при нагрузке 900W, провел от отдельный провод к каждой лампе, но в момент включения провода просто загорелись, причем те провода, которые вели от выхода трансформатора к монтажной коробке.

На вопрос о сечении проложенных проводов - ответ: "Обыкновенное сечение, как везде - 1,5 мм 2 ". В стационарном режиме по этому проводу должен был течь ток I=900W/12V=75A, а при включении и того больше. Сечение медного провода в таких условиях должно быть не менее 16 мм 2 . Отсюда вывод: важно не забывать о повышенных токах в цепях 12 вольт и соответственно выбирать провода . Этого, впрочем, иногда бывает совершенно недостаточно.

Очень часто приходится сталкиваться с жалобами на то, что при использовании трансформаторов большой мощности (в данном случае уже 200W является большой мощностью), питающих несколько ламп, яркость свечения ламп заметно убывает с увеличением расстояния от трансформатора . Попытки справиться с этой проблемой путём увеличения мощности трансформатора, естественно, не приводят к улучшению ситуации, тем более не помогает увеличение мощности используемых ламп. Дело в том, что причиной данного явления является банальное падение напряжения на проводах в соответствии с законом Ома .

Проиллюстрируем сказанное на конкретном примере:

Допустим, надо запитать группу из трех ламп по 50W каждая, расположенную на расстоянии L от трансформатора, как показано на рисунке:

Эквивалентная схема имеет вид:

Сопротивление каждой лампы Rl= U 2 /P = 2.88 Ом, а сопротивление провода длиной L и сечением S

где ρ - удельное сопротивление, в данном случае меди (0,0173 Ом мм 2 /М).

Если на выходе трансформатора поддерживается напряжение U 0 = 12 V, то ток через каждую лампу

а мощность, выделяемая в лампе

Как видно из таблицы, мощность довольно быстро падает с увеличением длины проводов , еще более наглядно это видно на графиках:

Рис.3. Потеря мощности ламп в зависимости от длины питающих проводов

Избежать заметной неравномерности светового потока ламп можно не только за счет применения провода большого сечения, но и разделяя лампы на группы, питаемые отдельными проводами, в пределе запитывая каждую лампу своим проводом . В любом случае, приобретая осветительное оборудование полезно попросить продавца дать точные рекомендации по выбору сечения проводов и схеме монтажа.

Таблицы для выбора сечения проводов в низковольтных цепях освещения

Как показано ранее, из анализа потерь мощности в сетях освещения 12 В, сечение проводов для галогенного освещения 12 вольт следует выбирать с учетом суммарной мощности ламп, подключаемых к трансформатору, и длины этих проводов.

Подход к определению сечения проводов зависит от того, какой источник используется для питания цепи: электронный или индукционный. Допустимая длина проводов во вторичной цепи электронных блоков питания, как правило, не может превышать 2 метров (в очень редких случаях для трансформаторов большой мощности допускается длина до 3 метров). В этом случае следует использовать провод с сечением указанным в документации на трансформатор . Если такие данные отсутствуют можно ориентировочно воспользоваться данными из таблицы:

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В длиной до 2 метров (для электронных блоков питания). Если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате.

При использовании индукционных трансформаторов длина провода во вторичной цепи ограничена только падением напряжения на проводах и, следовательно, может быть значительно большей, чем у , при условии компенсации за счет увеличения сечения провода.

Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых ко вторичной обмотке индукционного трансформатора и длины этих проводов . Следует иметь в виду, что лампы могут быть разделены на группы, подключаемые каждая своим проводом, в этом случае сечение группового провода определяется по таблице для каждой группы отдельно. В пределе возможно подключение каждой лампы своим проводом.

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В (для индукционных трансформаторов).