Устройство, подключение и питание светодиодной ленты

Многообразие видов светодиодных лент

Конкуренция на рынке светотехнического оборудования заставляет производителей закрывать все ниши применения LED-приборов, и даже создавать новые. Делается это путем выпуска разновидностей осветителей, не имеющих аналогов и прототипов в более ранних разработках.

По цвету излучения

Монохромные ленты

С разработкой светодиода с белым цветом излучения у LED-оборудования не осталось препятствий для полного завоевания рынка. Но даже белый свет не одинаков, и имеет градации по спектру излучения, характеризуемого цветовой температурой (в Кельвинах).

Шкала цветовых температур.

Потребитель может выбрать от теплых красно-желтых оттенков до холодных сине-фиолетовых. Также можно приобрести монохромные светильники с цветом, отличным от белого. В их маркировке присутствует название цвета на английском языке (Green, Blue и т.д.).

RGB-светильники

Этот тип лент содержит три светодиода красного, зеленого и синего цветов. Это дает возможность получать свечение практически любого цвета путем смешивания в разных пропорциях трех основных оттенков. И это свечение можно изменять динамически. У дизайнеров в руках оказывается почти неограниченный потенциал по созданию архитектурных подсветок, визуальных эффектов и т.д. Такие приборы в обозначении имеют символы RGB и управляются с помощью контроллеров (промышленных или любительской разработки).

Единственное ограничение такие светильники имеют по белому цвету – чистый белый получить из трех основных цветов невозможно. Для случаев, где это критично, к каждым трем цветным светодиодам добавляется один белый. Он «подкрашивает» синтезированный белый цвет. Маркируется такая лента литерами RGBW (RGB+White).

Светильник на основе адресных светодиодов

Эта разновидность LED-лент не имеет аналогов в мире осветительной техники и обладает безграничной мультимедийной составляющей. Ее главное отличие от обычной RGB-ленты в том, что доступно регулирование свечения каждого трехцветного элемента отдельно. Светильники с шиной SPI могут управляться от промышленных пультов, для приборов с однопроводной шиной (например, на основе элементов WS2812b) используют схемы управления на основе микроконтроллеров (в том числе, на платформе Ардуино). Это позволяет полностью использовать возможности, заложенные разработчиками.

Разновидности по исполнению

Обычные LED-ленты имеют степень защиты IP20. Это означает, что прибор защищен от попадания твердых частиц размером более 12,5 см и совсем не защищен от попадания воды. Такое исполнение не позволяет применять осветитель на открытом пространстве, не говоря о влажных помещениях. Поэтому производятся специальные типы лент с дополнительной защитой:

в виде надетой на полотно прозрачной силиконовой трубки – в маркировке присутствует обозначение P;
полотно может быть залито прозрачным герметиком – обозначается символами SE;
если присутствуют оба способа защиты (силиконовая трубка заполнена герметиком), в маркировке есть символы PGS.

Светодиодный светильник в герметичном исполнении.

Такие методы защиты позволяют выпускать LED-светильники со степенью защиты до наивысшей (IP68) и применять ленты даже под водой.

По применяемым светоизлучающим элементам

Для формирования светового потока LED-лент применяются различные типы светодиодов, включая корпусные цилиндрические. Но наибольшее распространение получили ленты на основе безвыводных элементов (SMD). Такое исполнение наиболее технологично при производстве и позволяет несколько снизить стоимость светотехники. Форм-фактор LED маркируется четырьмя цифрами, обозначающими размеры элемента в плане (длина и ширина). Эти символы обычно входит в маркировку ленты.

Внешний вид основных светодиодов применяемых в лентах.

Таблица размеров LED
Тип светоизлучающего элемента	Габариты, мм
	3,5 х 2,8
	5,6 х 3
	5 х 5
	5,7 х 3

Для лент RGB используются светодиоды, содержащие в одном корпусе три кристалла с различными цветами излучения. Они имеют раздельное управление, но их аноды соединены. Обычно эти элементы применяются также в безвыводном исполнении.

Трехцветная LED-сборка.

Для создания адресных лент используют миниатюрные ШИМ-драйверы, в которые могут быть встроены светоизлучающие p-n переходы. Но также широко применяются микросхемы с внешним подключением трех LED базовых цветов (или светодиодной матрицы в едином корпусе).

Адресный светодиод WS2812B.

Блоки питания и контроллеры RGB

В статьях заострил внимание на блоках питания из Чайны. Желая сэкономить, многие начинают искать подходящий на Алиэкспресс, особенно когда делают это впервые

Честные технические характеристики указаны только у 30% товаров, у тех, которые подороже. Если у недорогой модели указано, что выдает 60W:

это может быть максимальная пиковая мощность;
реальная ориентировочно 40W;
он греется из-за плохой конструкции и радиодеталей низкого качества;
из-за совокупности первых трех факторов он быстро выходит из-строя.

Особых проблем с RGB контроллерами мне не встречалось, пульты дистанционного управления работают хорошо. Наибольшим спросом пользуются 3 модели, которые оптимальны по параметрам и неплохо себя зарекомендовали. Новинкой стали Wi-Fi блоки управления одноцветных и трехцветных RGB. Пультом управления выступает смартфон с вай-фай и специальным приложением. Выбор осуществляется нажатием на цветовой круг. Беспроводный интерфейс WiFi уже есть и на обычных лампочках, объединяя управление через беспроводную сеть, можно легко построить систему «Умный дом». Все функции вашего жилого помещения, например квартиры, будут централизованно управляться, в том числе и удаленно через интернет.

Комплектующие

Несмотря на то, что сама диодная лента может быть достаточно разнообразной, стоит обратить внимание на некоторые аксессуары, которые заметно влияют на работу освещения. Следует начать с профилей, основной функцией которых является защита изделий от физических повреждений и влаги

Основным материалом изготовления данных комплектующих является алюминиевый анодированный сплав, обеспечивающий долгий срок службы.

Некоторые типы профилей предназначены для определенных видов лент, например, закрытых или открытых, а также разной высоты, ширины и прочих характеристик.

Более простые аксессуары оснащены встраиваемым фланцевым, накладным или угловым профилем. Также не стоит забывать, что есть разница между тем, куда будет осуществляться монтаж – к потолку или на пол, ведь и здесь предусмотрены разные варианты комплектующих.

RGB-ленты, как правило, имеют такую опцию, как диммер. Элемент представляет собой специальный пульт управления, с помощью которого пользователь может изменять мощность освещения, а также настраивать цветопередачу.

Защищайте плюсы питания лент предохранителями

А вот это важный момент. Пусть у нас стоит мощный блок питания, например, на 960 ватт 24 вольта. Это 40 ампер. Блок питания качественный, он может кратковременно работать с перегрузом до 150%. К блоку подключены сразу несколько лент, но в одной из них происходит какая-то проблема, например, ленту заливает водой или она частично замыкается. Если произойдёт короткое замыкание, то блок питания это увидит и отключится (это называется «защита от короткого замыкания», есть у большинства блоков питания для лент и, конечно, у всех блоков Meanwell, среди которых есть модели такой мощности). Но если короткого замыкания нет, но частично лента замкнулась, то блок может отдать в эту ленту ток до 60 ампер. При таком токе расплавится и лента, и кабель, и усилитель, а потом сработает защита от КЗ или от перегрузки самого блока. При отключении блока при сработке защиты он через какое-то начнёт периодически включаться, что тоже довольно плохо.

Можно поставить на 24-вольтовые линии автоматы. Существуют специальные автоматы для постоянного тока (в несколько раз дороже обычных), в интернете можно найти много обсуждений того, как срабатывают автоматы на постоянном токе. Моё мнение в том, что автоматы на постоянном токе срабатывают плохо. Недостаточно быстро. Отключение должно происходить мгновенно, даже минимальная задержка здесь недопустима. Поэтому я считаю лучшим вариантом предохранители. На кабель сечением 1.5мм2 ставим предохранитель 10 ампер, на кабель 0.75мм2 ставим предохранитель 5 ампер. Предохранители используем самые простые, 5х20. Вот такой блистер из 10 штук стоит в Чип-Дипе 120 рублей. На радиорынках можно найти дешевле.

На предохранителях написано «250 вольт», это не значит, что он только с этим напряжением работает, это значит, что 250 вольт — максимальное напряжение для него. Предохранитель же срабатывает на превышение тока. Проволочка внутри него является в нашем кабеле от блока питания до ленты самым тонким местом, она сгорит первой при превышении тока.

Предохранитель удобно вставляется в клемму на DIN рейку. Ширина клеммы ABB 8мм, предохранитель легко вынимается, можно быстро отключить цепь, достав предохранитель.

Такие предохранители присутствуют у меня в проектах для защиты всех слаботочных кабелей, отходящих от щита: питание всех приводов и датчиков, питание шины. У ABB есть модель M 4/8.D2.SF с дополнительным проходным вторым контактом. Есть модель M 4/8.D2.SFD с 24-вольтовым светодиодом, который используется для контроля целостности предохранителя и наличия питания.

Более дешёвый и простой вариант — обычный держатель предохранителя, его можно подключить в любом месте кабеля.

Такие предохранители на 1.25 ампера даже прилагаются к диммерам Fibaro Dimmer, чтобы их не забывали ставить. В нашем случае, номинал предохранителя выбирается исходя из максимально допустимого тока для кабеля, возможно, с поправкой на максимальный ток диммера или усилителя.

Покупая предохранители, помните про запас. Если нужно 5 штук, то купите минимум 10, а лучше 20. Бывает, что пока разберёшься с какой-то проблемой, уже десяток предохранителей сгорит.

Предохранитель на каждый кабель нам удобен тем, что он сразу отключит проблемную ветку, всё остальное продолжит работать.

Кстати, предохранитель ставим на плюс питания ленты.

Led лента на 12В – преимущества

Самое главное преимущество двенадцативольтовых лент – это доступность данного напряжения. Подавляющее большинство аккумуляторных батарей выдают именно 12 вольт.

Это
напряжение можно встретить в автомобилях, мотоциклах, в компьютерных системных
блоках.

Специализированные понижающие блоки питания, также идут в первую очередь на 12 вольт.

Чтобы найти
другое напряжение, нужно будет еще постараться. Именно исходя из этой
доступности, сфера применения и ассортимент Led лент на 12 вольт гораздо шире, чем
всех остальных.

Такими
видами делают подсветку в автомобилях, встраивают в портативные лайтбоксы,
рекламные вывески, временно подсвечивают дорожные знаки и т.д.

Там, где ленту можно подключить только от аккумулятора, в виду отсутствия переменного напряжения 220В, всегда выбирают 12-вольтовые источники света.

Второе преимущество – кратность резки. Если вы хоть раз сталкивались с правилами работы со светодиодной лентой, то наверняка знаете, что ее нельзя просто так отрезать в любом месте.

Для этого на
подложке указываются специальные маркеры.

Так вот, у
лент на 12V такая кратность в среднем составляет всего 3 светодиода.

Длина
данного участка зависит от мощности подсветки и колеблется от 2,5см до 5см.

В редких
случаях можно найти модели и с кратностью до 1см!

Представляете, насколько это удобнее в монтаже. Вам не придется ломать голову по поводу того, куда же запрятать лишние хвосты, которые никак не вписываются в длину ваших световых линий на потолке.

Третий плюс
– безопасность. Никто не будет отрицать, что 12в это безопаснее, чем 24в. Такое
низкое напряжение ничего с вами не сделает, даже если вы случайно дотронетесь
до проводов или контактов на ленте мокрыми руками.

Так что в
тех местах, где до ленты могут дотянуться ваши дети, применяйте только 12
вольт. Хотя это никак не отменяет необходимость изоляции всех оголенных
токоведущих частей подсветки.

Сенсорные

Устройства такого плана, имеют специальную сенсорную панель, которая позволяет корректировать яркость света легким прикосновением к ней. Такие модели, как правило, имеют современный дизайн, но что касается функциональных возможностей, то они ничем не отличаются от других видов.

Выключатель – диммер сенсорный 12/24V 48W

Бюджетный регулятор небольших размеров, предназначенный для управления LED — лентами, прост в использовании имеет простую сенсорную панель. Работает при постоянном напряжении 12 или 24 В и относится к одним из лучших бюджетных представителей светорегуляторов этого типа. Часто используют при декоративном освещении в профилях из алюминия. Максимальный ток при работе не должен превышать 4А. чувствительный сенсор позволяет с легкостью устанавливать необходимую яркость. Подойдет для светодиодных светильников.

~~Выключатель – диммер сенсорный 12/24V 48W~~
Достоинства:

цена доступна для всех;
качественная сборка.

Недостатки:

небольшая максимальная сила тока она составляет всего 4А.

Uniel ULC-R22-DIM

Неплохая модель сенсорного регулятора, на дистанционном пульте расположено сенсорное кольцо для осуществления все нужных манипуляции. В диммер встроена функция памяти, сохраняющая все настройки в случае внезапного выключения прибора. Для тог чтобы прибор работал без перебоев в его плату встроена специальная защита от радиочастотных помех. Качественные детали увеличивают срок эксплуатации до 50000 часов. У Uniel ULC-R22-DIM предусмотрена комбинированная подача напряжения, то есть оно может быть и 12, и 24 В.

~~Uniel ULC-R22-DIM~~
Достоинства:

есть функция памяти;
качественные детали;
долгий срок службы;
доступная цена.

Недостатки:

не обнаружены.

Dimmer LN – 200 (12-24V, 72-144W, Touch)

Компактный светорегулятор, позволяющий контролировать освещение всего лишь одним касанием. Быстрое касание регулятора позволяет включить или отключить свет, при длительном нажатии включается функция диммирования. Самые высокие показатели напряжения при работе равны 12-24 В, а мощности достигают 77-144 Вт. Легкий прибор, который размещают на стене создаст комфорт при управлении светом в любом доме.

~~Dimmer LN – 200 (12-24V, 72-144W, Touch)~~
Достоинства:

компактные размеры;
сенсорное управление;
имеет накладной способ монтирования.

Недостатки:

цена завышена для такого простого прибора;
ограниченный ряд функции.

Ecola LED Strip Dimmer Panel 12A 144W 12V (288W 24V)

Модель выпускается в виде сенсорной панели, позволяющей управлять яркостью света в помещении. Подойдет для регулировки разноцветных и одноцветных плат, корпус крепится как наружным(накладным) способом, так и путем врезки в стену. В комплект входит установочная коробка, позволяющая углубить прибор в стенку при его установке. Пользователь получает возможность управлять яркостью света в десяти режимах.

~~Ecola LED Strip Dimmer Panel 12A 144W 12V (288W 24V)~~
Достоинства:

стильный вид;
монтирование может осуществлять врезным или накладным способом;
укомплектованность;
доступная цена;
регулятор оснащен 10 режимами работы.

Недостатки:

при большой нагрузке и скачках напряжения возможен выход из строя;
слабый пластиковый корпус, не выдерживает механической нагрузки.

Диммер для светодиодных лен, прибор благодаря которому люди могут контролировать и регулировать яркость освещения в помещении. Но прежде чем приобретать его следует проверить совместимость устройства и светового полотна и учесть все его функции. Установка, как правило, не вызывает ни каких трудностей и не требует дополнительного оборудования.

Как оформить кухню?

Диодная лента – это уникальная возможность установить подсветку на полках, для декоративных элементов, снизу тумбочек и для освещения самого рабочего пространства. Монтаж выполняется из SMD-диодов, которые обладают разнообразием в цветовой гамме и могут устанавливаться практически в любых условиях. Они различаются по количеству кристаллов, по типу и размерам. Например, они могут быть разноцветными или монохромными.

Перед установкой нужно определиться, свет будет – декоративным или основным. Отталкиваясь от этого, выбираются ленты по количеству кристаллов. Так, трехкристальные способны выдавать яркий и насыщенный свет, который отлично подойдет для основного освещения. Однокристальные неплохо подойдут для подсветки различных полочек или нерабочей зоны. В таком случае, Вам понадобятся светодиоды на клеевой основе. Их можно разместить практически на любой поверхности.

Подбор блока питания

Чтобы светодиодная лента работала, нужно выбрать соответствующий блок питания. Он подбирается в соответствии с потребляемой мощностью светодиодами. Единственное правило, которое должен запомнить будущий покупатель – нельзя брать БП ниже по мощности, чем потребляют диоды.

От возможностей и уровня мощности зависит и внешний вид самого блока. Для красивого оформления, Вам потребуются небольшие, но защищенные модели. Кухня является именно тем местом, где диоды должны иметь определенную степень защиты от проникновения влаги и пыли. В случае её отсутствия, влага может попасть в блок питания или на ленту, тем самым испортив её и приведя в негодность.

Рассчитать необходимую мощность, можно при помощи простого расчета: потребляемое количество электроэнергии ленты, нужно умножить на её длину. Дополнительно, нужно оставить небольшой коэффициент, например, 1,25. Конечный результат – та мощность, на которую следуют рассчитывать покупку БП. Лучше брать тот, который в несколько раз мощнее, чем слабый и непроизводительный для большого количества светодиодов.

Установка ленты на столешницу или тумбу

Чтобы установить светодиодную ленту на определенный предмет мебели, вам потребуется устройство с определенной степенью влагозащиты. Только в таком случае, монтаж будет безопасен и лента сохранит свою долговечность на продолжительное время. У защитных лент есть специальные слой, которые предотвращает влияние паров, грязи или пыли на работающие элементы.

Монтаж осуществляет из специального алюминиевого профиля. При помощи него можно скрыть все провода и придать особой эстетичности. Еще одним актуальным вариантом будут самоклеящиеся ленты, которые обладают собственным клеевым слоем. Достаточно снять защиту и можно крепить прямо к столу или тумбе. Обязательно проверяйте устойчивость всей конструкции, ведь при неправильной эксплуатации это может стать основной причиной, почему лента не продержалась отведенное ей время.

Для подсветки подойдут LED-ленты теплых оттенков – они не изменяют природного цвета пищи и хорошо освещаются все важные элементы. Для основного света можно использовать другие модели, более серьезные в установке. Они устанавливаются в рабочей зоне и создают замечательный рассеянный свет. Подобные конструкции потребляют минимум электроэнергии, что их и отличает от освещения другого типа.

Чтобы не использовать алюминиевые профили и не заниматься монтажом слишком долго, Вы можете воспользоваться кабельным каналом. Закрепить его можно на саморезы или суперклей, также можно использовать любой удобный для вас способ. Кабельный канал среднего размера, легко крепится на поверхностях и совершенно не портит внешнего вида. Светодиодная лента крепится в нем при помощи небольших зажимов и абсолютно защищена от попадания во внутрь каких-либо веществ. Особенно актуально это будет в том случае, если Вы хотите закрепить её над плитой или раковиной.

Напряжение питания светодиодных лент

Наиболее распространены светодиодные ленты с напряжением питания 12 В, реже можно встретить LED ленты на 24 В. Для питания светодиодных лент применяется блоки питания, LED-драйверы. На вход LED-драйвера подается напряжение из сети 220 В, а на выходе получается стабилизированное напряжение 12 В или 24 В. Напряжение должно быть обязательно стабилизированным и не более того значения, которое указано в характеристиках подключаемой светодиодной ленты. Если напряжение будет выше, то LED лента может выйти из строя из-за большего протекающего тока, сильного нагрева и в результате перегорания светодиодов.

Если блок питания будет выдавать напряжение меньше необходимого, светодиодная лента будет светить тускло или его вовсе может не хватить для включения светодиодов. К примеру, если подключить светодиодную ленту, рассчитанную на напряжение питания 24 В, к LED драйверу на 12 В, она просто не включится.

Встречаются светодиодные ленты, которые не требуют блока питания, и подключаются непосредственно к сети 220 В. Такие ленты имеют высокую степень защиты от пыли и влаги, так как размещаются внутри ПВХ трубки.