Светодиоды, ленты и их питание от эт переменного тока

Как правильно рассчитать требуемый параметр

Чтобы определить, сколько ампер или какой ток будет потреблять led на 12 или 24 вольт, нужно просто выяснить тип приобретенной продукции и по таблице, приведенной выше, выяснить искомый параметр. Из таблицы мы получим уже готовые значения для изделий с длиной до пяти метров. При этом, если длина подсветки будет превышать 5 метров, к конечному значению таблицы нужно просто приплюсовать необходимую длину. Гораздо проблематичнее дела обстоят при вычислении нужного параметрам в ситуации, когда длина подсветки составляет, например, 2,4 м. В таком случае необходимо вычислить, сколько светодиодов приходиться на кусочек (в данном случае 0,4 м). Это можно выяснить, подсчитав количество диодов вручную. После этого, используя метод пропорций, можно легко вычислить, сколько тока будут потреблять конкретное количество источников света.

Расположение диодов

Как видим, каждая осветительная установка будет носить исключительно индивидуальный характер. Поэтому расчет нужно проводить для каждой отдельной подсветки. Это позволит избежать ситуации преждевременного выхода из рабочего состояния источников света вследствие нарушения условий эксплуатации. После этого можно спокойно подбирать блок питания. Поскольку вычисленное количество потребляемого тока это и будет тот параметр, по которому необходимо подбирать преобразователь. От блока питания можно запитать led с напряжением в 12, 18 и 24 вольт. Вычислив, какую мощность имеет 1 м изделия, можно легко вычислить данный параметр для всей длины подсветки. Для этого полученное значение просто умножает на общую длину осветительного прибора

Обратите внимание! Осуществляя расчеты для подбора оптимального блока питания, обязательно необходимо закладывать в них 20-30 % от полученного конечного результата, формируя тем самым запас прочности покупаемого преобразователя. Такой объем запаса необходимо делать из-за того, что в сети напряжения иногда встречаются скачки

Они, в ситуации, когда блок питания был выбран без хотя бы минимального запаса в 20%, могут вывести его из строя. Это означает, что преобразователь может просто перегореть. В результате вы не сможете пользоваться свой подсветкой, пока его не замените. Но бывают ситуации, когда от перенапряжения из строя выходят и сами диоды.

Светодиодная подсветка в комнате

Чтобы вычислить энергопотребление подсветки, необходимо потребляемую мощность всей подсветки (с учетом 20-30 % запаса) нужно просто умножить на то количество времени, сколько она будет включена в день. К примеру, предполагается, что работать светодиодное изделие будет в течение четырех часов. Но здесь в расчетах необходимо учитывать цвет светодиодов.

Подключение светодиодной ленты

Подключение “трансформатора” (адаптера) к светодиодной ленте совсем несложное, и вряд ли вызовет у тебя трудности. Здесь достаточно решить 3 основных вопроса:

1. Разобраться с полярностью подключения.
2. Подобрать провод нужного сечения.
3. Выбрать схему включения.

Полярность подключения

Внимательно осмотри блок питания и найди, где у него на выходных (output или out) клеммах обозначение «плюс», а где «минус». Если вместо клемм у блока провода, то дополнительно они расцвечены: красный «плюс», черный «минус» соответственно. То же самое сделай и со светодиодной лентой:

Важно! Расцветка проводов – красный и черный – условна. Очень многие производители не придерживаются этого стандарта, провода у их БП могут быть любого цвета, поэтому ориентируйся только на маркировку

Выбор сечения провода

Теперь по сечению. То, что СЛ питается относительно низким напряжением, не говорит о том, что током, протекающим по питающим проводам, можно пренебречь. Напротив, чем ниже напряжение питания, тем больший ток потребуется для развития мощности.

Если, к примеру, через 70-ваттную лампочку на напряжение 220 В будет течь ток всего 300 мА (70\220=0.31), то для питания 12-вольтовой светодиодной ленты той же мощности потребуется ток почти в 6 А!

Если подключить такую ленту тонкими проводами, то, во-первых, на них упадет напряжение и лента будет светить вполнакала. Во-вторых, перегруженные провода могут нагреться и устроить пожар. Поэтому сечением провода пренебрегать нельзя.

Как узнать, какой ток будет течь по питающим СЛ проводам? Расчет несложен. Для этого достаточно мощность ленты в ваттах разделить на напряжение ее питания в вольтах. Этот расчет я сделал выше, показав, что 70-ваттная 12-вольтовая лента потребует тока в 5.83 А. Если СЛ несколько, то мощность их перед расчетами нужно сложить.

Как сечение провода зависит от тока? Тут даже расчет не нужен, просто обратись к приведенной ниже табличке и выбери провод с сечением не ниже рекомендуемого:

Зависимость сечения провода от тока и длины линии (провод медный многожильный)

Ток, А	Сечение провода мм², не менее, при длине линии
2 м	3 м	4 м	5 м	6 м	8 м	10 м
1.6	0.3	0.4	0.6	0.7	0.9	1.1	1.4
3	0.5	0.8	1.0	1.3	1.5	2.0	2.5
4.1	0.7	1.1	1.4	1.8	2.1	2.9	3.6
8.5	1.5	2.3	3.0	3.8	4.5	6.0	7.5
12	2.1	3.2	4.3	5.4	6.4	8.6	10.7
16	2.9	4.3	5.7	7.1	8.6	11.4	14.3
20	3.6	5.4	7.1	8.9	10.7	14.3	17.9
25	4.3	6.4	8.6	10.7	12.9	17.1	21.4

Очень часто диаметр питающего провода выбирают такой же, какой имеют выходящие проводки из адаптера. Так делать нельзя! Чем длиннее питающая линия, тем большее должно быть сечение провода.

Выбор схемы включения

Если СЛ одна, то схема подключения будет элементарной, ее даже стыдно рисовать:

Немного сложнее, если лент несколько. Типичная ошибка начинающего дизайнера – последовательное соединение нескольких СЛ в одну длинную линию:

Такое подключение перегружает питающие шины первой ленты и они, как правило, сгорают. И тогда СЛ можно выбросить. Если лент несколько, единственно правильным решением может быть только такое:

№10. Выбор светодиодной ленты по месту установки

Учитывайте функции, которые возлагаются на светодиодную ленту (декоративная подсветка или основной свет), а также специфику места установки (влажность, температура и т.д.).

Эксперты рекомендуют при выборе светодиодной ленты руководствоваться такими советами:

• для подсветки рабочей зоны на кухне отлично подойдет одноцветная лента белого света, достаточно яркая с уровнем защиты IP43/44;
• для освещения гаража также используют яркую белую ленту, защита от влаги и пыли будет очень кстати;
• для подсветки спальни или зала можно взять одноцветную неяркую или многоцветную ленту. Защита от воды не потребуется – куда важнее, чтобы свечение было приятно глазу;
• для основного освещения натяжного или подвесного потолка выбирают яркую одноцветную ленту, расчет светового потока обязателен;
• для ванных комнат используют только защищенный вариант ленты, IP43/44. Для потолка подойдет белая одноцветная лента, а для подсветки зеркала, ниш, ванны – цветная или RGB лента;
• в детской комнате слишком яркий свет неуместен. Светодиодную ленту лучше использовать только в игровой зоне, для украшения интерьера. Выбирайте изделие с мягким, приглушенным свечением;
• для подсветки полок шкафов подойдет самая простая лента без защиты;
• для подсветки арок используют специальные ленты, которые могут спокойно гнуться даже под углом 90 градусов;
• для уличного освещения берут ленту с защитой IP 54/55 и напряжением 220 В, блок питания не понадобится, вместо него используют выпрямитель напряжения. Украшать такой подсветкой можно фасад дома, витрины, садовые дорожки и т.д.;
• для подводного освещения необходима лента в ПВХ-коробе. Цвет выбирайте сами – эффект в любом случае будет сказочным.

Светодиодной лентой можно подсвечивать ниши, подиумы, потолочные и напольные плинтусы, барные стойки, карнизы, лестницы и даже мебель (контур кровати или полки в шкафах) – простор для творчества не знает границ. Главное – правильно выбрать LED ленту, а наши советы должны помочь вам разобраться в этом вопросе.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Разновидности блоков питания

На данном этапе развития блоки питания для разнообразных светодиодных светильников классифицируются на три категории:

1. Открытый тип. Данный вариант является бюджетным, но громоздким, причем максимальная мощность питания светодиодов ограничивается отметкой в 100 Вт. Даже в силу своего низкого бюджета данное устройство редко используется в бытовом освещении, ведь его трудно сделать незаметным без привлечения посторонних предметов. Часто его прячут в шкафы, ниши или же распределительные щитки.
2. Пластиковый каркас закрытого типа. Каркас самого блока питания герметичен и компактен, что позволяет его уложить между подвеской и базой потолка. Максимальна отметка мощности данного блока питания достигает отметки в 75 Вт. Для того, чтобы обеспечить количество ленты, рассчитанное ранее, придется покупать три блока, что является отрицательной чертой данного устройства.
3. Алюминиевый каркас закрытого типа. Принцип работы данного устройства такой же, как и у предыдущего, но отличается большим весом и габаритами. Компенсируется это повышенной мощностью — 100 Вт. Чаще всего данный прибор применяется в уличном освещении. Корпус обладает хорошей герметичностью и защищен от физических воздействий окружающей среды.

Ещё одна простая схема на основе LM2596

Для полностью самодельного БП-устройства потребуется много времени и большое количество деталей, поэтому стоит упомянуть ещё одну схему для сборки двенадцативольтного блока. Его можно будет подключать в электрическую сеть с двухсотдвадцативольтным напряжением.

Речь идёт об использовании популярной микросхемы LM2596 или его регулируемой модификации – LM2596ADJ. Этот элемент является прекрасным вариантом для решения рассматриваемой здесь задачи. Он имеет следующие характеристики:

• максимальное входящее напряжение – 40 В;
• величина выходного тока – 3 А;
• вольтаж на выходе – от 3 В до 37 В;
• частота преобразования – 150 кГц;
• токовая защита срабатывает при значении более 3 А.

Что нам потребуется для подключения RGB ленты

На фото изображены все составляющие цепочки для правильной работы диодной ленты. Разберемся для чего нужен каждый из них и какую они несут функцию.

RGB лента, которую важно тщательно выбирать. Это первый элемент, с чьими характеристиками вам нужно определиться заранее

Все зависит от того, где и в каких условиях она будет размещена. При покупке учитывайте влагостойкость и защищенность от внешних воздействий.

Контроллер – дополнительное звено, которое необходимо для осуществления работы цветных диодов. Подключение контроллера к RGB светодиодной ленте позволяет выполнять функцию выбора и регулирования цвета. При его помощи вы можете составить собственный оттенок подсветки. Заглавные буквы RGB расшифровываются как:
R – red, в переводе с английского красный цвет, G – green (зеленый цвет), B – blue (синий).

При помощи пульта для управления контроллером дистанционно, вы также можете регулировать яркость свечения, устанавливать фиксированный оттенок, включать и выключать светодиодную ленту.

Чтобы выбрать контроллер, необходимо рассчитать требуемую мощность. Это легко сделать, применив следующую формулу:

Потребляемая мощность одного метра умножить на длину светодиодной ленты. Итоговый цифровой показатель и будет являться мощностью контроллера (Вт).

1. Трансформатор (блок питания) – это еще одна важная деталь для работы всей цепи. Выбирать его следует индивидуально, определив условия помещения и правильно рассчитав требуемую мощность для бесперебойной работы светодиодной подсветки.

Подготовьте место для монтажа трансформатора заранее, где воздух циркулирует свободно, чтобы избежать перегрева прибора. При этом не располагайте его вблизи с легковоспламеняющимися предметами. Рассчитайте требуемую мощность.

Важно! Она должна быть на 20–30% выше суммарной мощности всех светодиодных лент. Этот запас мощности блока питания необходим для того, чтобы снабдить стабильным током всю конструкцию без перебоев и скачков напряжения

Если избежать этого правила, вы рискуете тем, что светодиоды быстро выйдут из строя или будут недостаточно хорошо работать. Как выполнить расчеты мощности, а также еще больше дельных советов по выбору трансформатора, вы можете найти здесь.

Усилитель применяется по желанию и когда этого требует отдельный случай. Его стоит использовать для диодной ленты, длина которой более 5 м, если вся конструкция получает питание от одного трансформатора.

Особенно рекомендуется использовать RGB-усилитель при последовательном подключении нескольких светодиодных отрезков. Таким образом он реализует подачу тока непосредственно от трансформатора к каждой отдельной составной части.

Усилитель благоприятно влияет на работу блока питания и контроллера. Он снижает нагрузку, снабжая стабильным питанием без перепадов напряжения.

Также, если вы решили создать сложную осветительную конструкцию из RGB-ленты, вам в этом очень поможет усилитель.

1. Пульт дистанционного управления. Единственное примечание относительно него – проверьте присутствие батареек внутри.
2. Алюминиевый профиль можно использовать по желанию. Большинство светодиодных лент уже защищены от внешних факторов при помощи силиконового покрытия, поэтому в профиле нет особой необходимости. Но если ваша светодиодная лента относится к моделям с высоким электропотреблением, то такой профиль необходим. Он будет играть роль радиатора охлаждения.

Подключение ленты

Для соединения выпрямителя и светодиодной ленты необходимо использовать медные провода сечением не менее 1,5 кв. мм. Желательно, чтобы провод был двужильным и цветным. Стандартные цвета – это коричневый, черный, красный, розовый, белый. Желательно для подключения к плюсовому выводу использовать красный, коричневый, розовый. Для соединения с минусовым источником — черный или белый. Так будет намного проще проводить ремонт впоследствии.

Если необходимо подключить две и более ленты, их нужно соединять параллельно. При этом обязательно соблюдайте полярность, чтобы не вышли из строя светодиоды. Но такая схема приемлема в случае, если можно применить мощный блок. Если нет возможности установить такой, то нужно каждую ленту запитывать от отдельного малогабаритного источника.

При включении маленьких источников в сеть переменного тока достаточно применить провод сечением 0,75 кв. мм. Преимущество такой схемы подключения в том, что источники постоянного напряжения имеют малые габариты, их можно установить в любом месте.

Как починить светодиодную ленту

Если один из чипов перегорел, его можно заменить и полностью восстановить работу подсветки. Когда речь идет о поломке СОВ пластины, ремонт не поможет. Для начала нужно приступить к проверке тестером, затем выпаять повреждённый диод, соединить цепь без него или с другим элементом. На большинстве изделий печатная плата изготовлена из алюминия. Этот материал необходим для эффективного отвода тепла на радиатор.

Строение LED-ленты.

С обратной стороны также находится подложка для отвода тепла, её припаивают к токоотводящей дорожке. В процессе демонтажа её также придётся отпаять. Если печатная плата пластиковая, здесь тоже присутствуют такие дорожки. Опираясь на материал, необходимо подобрать правильный метод пайки. Для работы понадобятся следующее:

• лезвие;
• тестер;
• держатель;
• пинцет;
• флюс;
• паяльник (рекомендуется, чтобы его жалобы было тонким). Для стандартного паяльника жало придётся сделать самостоятельно. Для этого подойдет медная проволока.

Чтобы снять алюминиевую плату, корпус отделяется от платы. Для этого можно использовать нож. К основанию плата обычно припаяна двумя проводами, их нужно отпаять. Для удобства ленту можно зафиксировать в держателе. На следующем этапе проверяется каждая дорожка с помощью тестера. Поскольку перегоревший диод заметно невооружённым глазом, этого делать не обязательно. Но по мнению мастеров, проверка нужна, так как светодиод не всегда меняет внешний вид после перегорания.

Перегоревший диод.

Также следует осмотреть качество пайки. Если на производстве допустили брак, это повлияет на срок службы диодов. Когда сгоревший чип будет определен, алюминиевая плата закрепляется в держателе. Далее нужно взять паяльник и пинцет. Горелка должна находиться с другой стороны платы. Когда пайка размягчится, диод снимается пинцетом. Новый чип необходимо успеть закрепить до того, как основание из алюминия остынет.

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.

Справочная таблица потребления тока светодиодными лентами на напряжение 12 В
Тип светодиодной ленты	Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт	Потребляемый ток (А), отрезка светодиодной ленты длиной:
1 м	2 м	3 м	4 м	5 м
SMD3014	60	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5
120	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0
240	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0
SMD3528	30	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
60	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0
120	0,8	1,6	2,4	3,2	4,0
SMD5050	30	0,6	1,2	1,8	2,4	3,0
60	1,2	2,4	3,6	4,8	6,0

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 мм2 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 блок 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 . Например, для нашего случая при токе 10,8 А понадобится провод диаметром жилы 1,6 мм (сечением 2,0 мм2). 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.

Назначение блока питания

Светодиодные ленты – это прекрасная альтернатива мощному освещению, к примеру, от лампы накаливания или энергосберегающего светильника. Подобрать светодиоды не сложно, больше всего проблем вызывает их подключение к сети. Для того чтобы организовать удобную и красивую диодную подсветку, Вам понадобится специальный блок питания.

Фото — Блок питания для светодиодной ленты

Блок питания, также известный как малогабаритный трансформатор или проводник, является одним из наиболее важных компонентов системы LED и предназначен для питания светодиодов. Его размеры маленькие, поэтому Вы без проблем сможете крепить прибор под подвесным потолком или в мебели. Использование неправильного типа устройства электропитания может не только навредить светодиодной ленте, но и стать причиной возгорания жилища

Важно также знать, какое входное напряжения переменного тока Вам необходимо, и быть уверенным, что выбранный аппарат соответствует этим параметрам. Для сооружения корпуса в основном используется пластик, который противостоит многим внешним разрушающим факторам (его можно использовать на улице, во влажных комнатах)

Рассмотрим, как правильно выбрать блок питания:

1. Определите нужное напряжение.

Постоянное напряжение, которое требуется светодиодной продукции до работы имеет ключевое значение при выборе модели трансформатора и его уровня питания. В основном в магазинах предлагается контроллер нерегулируемый, т.е. он всегда выдает одно и то же напряжение. Это не означает, что яркость ламп не будет контролироваться, напротив, данный показатель контролируется специальным ШИМ-диммером, который значительно упрощает работу блока питания. Наиболее популярны модели со встроенным диммером марок Feron (для RGB ленты LB005 30W 12V), Led Lamp, 450W GEMBIRD ATX (120mm fan) CCC-PSU, Arlight, ARPV LV-35-12, NS-LV-50-12(12V, 4A, 50W), HTS-100, YGY-121000, ZC-BSPS 12V3,3A=40W jaZZway.

1. Определите ​​общую длину ленты освещения.

После того как Вы определили напряжение светодиодного продукта, который хотите использовать, нужно рассчитать расстояние всей светодиодной ленты.

1. Подобрать мощность бока питания.

Подбор мощности для любого блока питания светодиодной ленты производится согласно специальной таблице, рекомендуем Вам ознакомиться с инструкцией выбранной фирмы

Очень важно не экономить на приспособлении с нужной мощностью

1. Расчет прибора.

Перед тем, как установить маломощный или многоканальный трансформатор, нужно подсчитать некоторые параметры. Если Вы знаете длину светодиодной ленты и мощность, то необходимо перемножить эти показатели и добавить к ним 10-5 процентов погрешности. Полученное число будет являться показателем теплового потока Вт/м2, и в зависимости от него нужно подбирать блок питания. Это поможет уберечь себя и свою семью от коротких замыканий и перегораний кабеля.

1. Монтаж блока.

Теперь осталось только собрать блок питания и ленту в одну рабочую систему. Если Вы не используете компьютерный трансформатор, то Вам нужно:

Взять небольшой кусочек проволоки и короткий зеленый, и черный провод. Так мы разметим кабеля фазы и заземления. Подключите электричество в желтый и черный провода. Предположим, Желтый = 12 + Красный = 5В + черный = Земля. Для чистоты установки Вам, возможно, понадобится полностью разобрать трансформатор. Вырежьте все провода, оставляя пару черных шнуров, зеленый кабель и некоторые желтые.

Фото — Подключение блока питания

Снимите зеленый и черный шнуры, скрутите их вместе и отложите в сторону. Проверьте правильность соединения черных и желтых проводов, после чего подключите прибор в сеть. Убедитесь, что прибор герметичный, кабель выхода хорошенько запаян, а другие места контактов не соприкасаются.

Фото — Компактный блок питания для светодиодной ленты

После окончания работы, наденьте корпус на место, включите напряжение, проверьте правильность последовательности горения светодиодов. Как видите, подключения трансформатора своими руками – это достаточно простая задача.

Видео: подключение светодиодной ленты к блокам питания