Как подключить светодиодную ленту - схемы подключения питания через блок и без блока

Содержание

Преобразователь напряжения 5В → 12В

При использовании специализированного ШИМ-контроллера, к примеру LM2577, потребуется минимальное количество элементов. Стоимость его невысока, а собранное устройство начинает работать сразу, без дополнительной настройки.

Схема преобразователя:

Простейший преобразователь напряжения 5 – 12В

Что необходимо иметь:

Микросхема ШИМ-контроллера LM2577;
несколько радиоэлементов согласно принципиальной схемы;
разборный USB разъем;
соединительные провода.

Данная схема является универсальной и позволяет получить на выходе напряжение в широком диапазоне. За уровень напряжения отвечают резисторы R1 и R2:

Uвых = 1.23 * (1 + R1 / R2)

Несколько подробнее об элементной базе и работе схемы. Схема представляет собой широтно-импульсный преобразователь в стандартном включении микросхемы так, как показано в технической документации. Электролитические конденсаторы на входе и выходе питания предназначены для сглаживания пульсаций постоянного напряжения. Их емкость не критична. Главное, чтобы она была не меньше указанной на схеме. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше максимально используемого, то есть, в нашем случае не менее 20В.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу 1 микросхемы являются частотозадающей цепью. Здесь номиналы должны быть соблюдены строго.

То же самое относится к индуктивности между выводами 4 и 5. Значение индуктивности катушки должно составлять 100 мкГн. Не больше и не меньше.

Специфические требования предъявляются к диоду. В данной схеме используется высокочастотный диод Шоттки. Диоды такого типа обладают высоким быстродействием, а самое главное, низким падением напряжения на переходе. Применяя обычный высокочастотный выпрямительный диод, получим сильные просадки выходного напряжения при изменении тока потребления нагрузки. Марка диода может быть любой, поскольку в данной схеме используется низкие значения напряжения и тока. Главное условие – использование диода Шоттки.

Разборный USB штекер

Для начала распайка USB разъема. В гнезде имеется четыре контакта. Два крайних это те, которые нам нужны. Чтобы не путаться с расположением лицевой и тыльной стороны, проще определить полярность любым вольтметром, воткнув штекер в любое свободное гнездо. Пометьте чем-нибудь плюсовой вывод.

Схема собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Собранный преобразователь выглядит следующим образом:

Преобразователь в сборе

Как видно, светодиодную ленту подключить через USB самому не так уж трудно. Самое главное при подключении светодиодной ленты USB, это правильно выполнить монтаж радиоэлементов.

Разнообразные схемы подключения подсветки в устройствах

Как уже указывалось, в выключателях могут применяться светодиодные или неоновые лампы. Схемы их подключения также отличаются. Эти моменты необходимо учитывать при покупке готовых приборов в магазинах и при изготовлении их своими руками. Никаких особых сложностей эти схемы не содержат. Для человека, даже отдаленно знакомого с электротехникой, они будут простыми и понятными.

Тем не менее, некоторые нюансы необходимо знать и учитывать, потому что от них может зависеть работоспособность устройства. Особенно это касается мощности и номинала применяемых резисторов. Номинальное сопротивление рассчитывается по формуле:

R= (Uc—Un)I{\displaystyle \Delta ABC}

где (Uc-Un) – разница между напряжением сети и значением падения напряжения при загорании лампочки,
I – сила тока в лампочке.

Если данные о светодиоде или неонке отсутствуют, то в расчет можно взять средние показатели: падение напряжения на светодиоде — 2 В, минимальный ток свечения – 2 мА, у неоновой лампочки соответственно – 70В и 0,1 мА.

Однако пользоваться этими формулами и значениями станет только опытный электронщик, которому эти данные известны уже давно. А для простого пользователя достаточно знать:

для неоновой подсветки берется резистор мощностью более 0,25 Вт, сопротивлением от 0,5 до 1 МОм;
для светодиодной индикации при подключении через сопротивление — резистор более 1 Вт и 100-150 кОм;
при подключении светодиода с использованием конденсатора – более 0,25 Вт и 100-500 ОМ.

Теперь каждую схему нужно рассмотреть более подробно.

Светодиодная подсветка через сопротивление

Использование светодиодных устройств встречается наиболее часто. Это объясняется доступностью составляющих элементов. Но следует помнить о недостатках такой схемы, указанных выше. Здесь, обязательным условием является установка шунтирующего диода VD1, защищающего световой элемент VD2 от действия обратного напряжения.

Простая схема подключения выключателя с подсветкой на светодиоде и резисторе

Элемент R1 имеет мощность 1 или более Вт, а сопротивление в пределах 100-150 кОм. При таком подключении расход электроэнергии составляет примерно 1 кВт в месяц.

Светодиодная подсветка с использованием конденсатора

Конденсатор С1 играет роль токоограничителя, а функция резистора R1 сводится к ограничению тока заряда конденсатора. Данная схема сложнее предыдущей, но КПД подсветки возрастает, а сопротивление резистора снижается в 1000 раз. Потребление электроэнергии также заметно снижается.

Простая схема подключения выключателя с подсветкой на светодиоде и конденсаторе

Мощность R1 должна составлять не менее 0,25 Вт, а емкость конденсатора – 1 мкФ. К сожалению, недостатки, присущие предыдущей схеме сохраняются и при таком подключении.

Подсветка выключателя через неоновую лампочку

Данный вариант в настоящее время встречается редко. Применяемая схема предельно проста и сводится к параллельному подключению к контактам выключателя резистора, последовательно соединенного с неоновой лампой. Такой способ не имеет недостатков, как при использовании светодиодов.

Простая схема подключения цепи выключателя с подсветкой из неоновой лампочки

Способы соединения

Подключение светодиодной ленты к блоку питания последовательное

Потому обращаем внимание на полярность: соединяем «+» только к такому же полюсу, а «-» — к минусу

На конце ленты, которая приходит на бобине припаяны проводники. Если свечение монохромное, проводников два — «+» и «-«, у многоцветных 4, — один общий «плюсовой» (+V) и три цветных (R — красный, G — зеленый, B — синий).

Бобины в чистом виде

Но не всегда нужен 5-метровый кусок. часто требуются более короткие отрезки. Разрезают ленту по нанесенным линиям.

Линии разреза на светодиодных лентах

На фото вы видите по обе стороны от линии разреза контактные площадки. На каждой ленте они подписаны, так что запутаться при подключении довольно сложно. Чтобы было еще проще, используйте проводники разных цветов. Так будет нагляднее и вы точно не запутаетесь.

Коннекторы

Соединить светодиодную ленту можно без пайки. Для этого есть специальные коннекторы. Это специально разработанные устройства — пластиковые корпуса, которые обеспечивают должный контакт. Есть коннекторы:

для подключения к ленте проводников;
соединение двух лент. Разные типы коннекторов

Все очень просто: открывается крышка, вставляется лента или проводники с оголенными концами. Крышка закрывается. Соединение готово.

Способ очень простой, но не очень надежный. Контакт обеспечивается только давлением, и если немного крышка ослабляется, начинаются проблемы.

Пайка

Если есть хоть какие-то навыки пайки, лучше использовать этот способ. Для работы потребуется паяльник средней мощности, с тонким или заточенным жалом. Нужна канифоль или флюс, а также олово или припой.

Зачищаем от изоляции концы проводников, скручиваем их в плотный жгут. Берем разогретый паяльник, укладываем проводник на канифоль, прогреваем его. Берем на жало паяльника немного припоя, снова прогреваем провода. Жилы должны затянутся оловом — залудиться. В таком виде проводники легко паять.

Как подсоединить диодную ленту

Аналогичным образом пролудить желательно и контактные площадки: окуните паяльник в канифоль, прогрейте площадку. Следите, чтобы олово не вытекало за пределы площадок. Возьмите подготовленный проводник, уложите его на площадку, прогрейте паяльником. Олово должно расплавиться и затянуть проводник. Секунд 10-20 удерживайте проводник на месте (иногда проще держать тонкогубцами или пинцетом — проводник греется), подергайте. Он должен крепко держаться. Аналогичным образом паяем все необходимые проводники.

НА RGB лентах с 4-мя проводами следите, чтобы площадки не соединились во время пайки. Расстояние меду контактами очень маленькое, малейшие потеки могут испортить все дело. Действуйте аккуратно.

Посмотрите процесс пайки диодной ленты в видео. Вам нужно будет повторить все.

Подключение светодиодной ленты

Большая часть светодиодных лент работает от напряжения 12 В или 24 в. Если линейка кристаллов одна, питание требуется 12 В, если их две — 24 в. Подходит любой источник постоянного тока, выдающий такое напряжение: аккумулятор, блок питания, батарея и т.д.

Схема подключения светодиодной ленты к сети 220 В через блок питания

Чтобы подключить ленту к бытовой сети 220 В требуется преобразователь или адаптер (еще называют блоками или источниками питания, адаптерами).

Недавно появились ленты, которые сразу можно подключать к сети в 220 В. Все они запаяны в пластиковые трубки — 220 Вольт это уже не шутки. Режутся тоже по намеченным линиям, соединяются при помощи специального коннектора, который вставляется в проводники. К коннектору подключается шнур со встроенным выпрямителем (это диодный мост и конденсатор).

Подключение специальной светодиодной ленты к сети 220В

Отличается эта лента от обычной тем, что в ней небольшие участки (20 шт) со светодиодами подключены не последовательно, а параллельно, еще и так, что диоды направлены навстречу друг другу. За счет этого получаем требуемое напряжение в 220 Вольт или около того. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи диодного моста, а пульсация гасится конденсатором.

Схема подключения светодиодной ленты без блока питания

В принципе, такую ленту можно собрать из обычной, но нужно будет позаботиться об изоляции: прикосновение к элементу, подключенному к бытовой сети без переходника чревато серьезными последствиями.

Как подключить несколько светодиодных лент

Каждая из лент, в зависимости от используемых модулей и количества элементов на одном метре, потребляет различное количество тока. Средние параметры приведены в таблице. Зная, какой длины вы хотите смонтировать подсветку, можно выбрать адаптер, который будет выдать требуемый ток.

Таблица потребляемого тока светодиодными лентами, питающимися от 12 В

Иногда требуемая длина ленты превышает 5 метров — когда необходимо подсветить комнату по периметру. Даже если блок питания может выдать требуемый ток, соединять последовательно две или больше пятиметровые ленты нельзя. Максимально допустимая длина одной ветки — вот те 5 метров, которые приходят в бобине. Если дорастить ее, подключив вторую последовательно, по дорожкам первой ленты будет проходить ток, многократно превышающий расчетный. Это приведет к быстрому выходу элементов из строя. Может даже расплавится дорожка.

Если мощность блока питания такова, что к нему можно подключить несколько лент, к каждой из них тянут отдельные проводники: схема подключения параллельная.

Как подключить несколько светодиодных лент к одному блоку питания

В таком случае удобно блок питания располагать посредине, например, в углу, а от него — две ленты по обе стороны. Но часто дешевле купить несколько менее адаптеров, чем один более мощный.

Подключение RGB ленты через контроллер

Последовательно подключаются сначала блок питания, потом контролер. Между собой они подключаются двумя проводами. Из контроллера выходят уже 4 проводника, которые разводятся по соответствующим контактным площадкам ленты RGB.

Подключение светодиодной ленты RGB через контроллер

Точно также, как и в монохромных лентах, и в этом случае максимально допустимая длина одной линии — 5 метров. Если необходимо большая длина, то от контроллера отходят два пучка проводов по 4 штуки в каждом, то есть соединяются они параллельно. Длинна проводников может быть разной, но более рационально, чтобы блок питания и контроллер находился посередине, а в стороны уходят две ветки подсветки.

Как выполнить подключение RGB ленты через контроллер

Как подключить RGB ленту к контроллеру стоит разобрать отдельно, так как есть некоторые особенности.

На фото ниже изображена схема подключения РГБ ленты к контроллеру, соединяющаяся при помощи четырех проводов: 3 из них цветные и 1 соединительный для подачи тока от блока питания. Контроллер должен строго устанавливаться между трансформатором и диодным отрезком.

Первое, что нужно сделать – с одной стороны где только два провода «+» и «-», соединить контроллер с трансформатором, соблюдая полярность проводов.

Далее, с другой стороны, нужно подключить отрезок светодиодной ленты с контроллером, как это сделать смотрите подробно на картинке выше. Соедините четыре провода, 3 из них с соблюдением цветной маркировки, а четвертый провод прикрепите на оставшееся место (он обычно белого или черного цвета).

На деле, если выполнить подключение правильно, процесс оказывается совсем не сложным. Если с первого раза не получилось выполнить соединение верно, то не волнуйтесь – током не ударит. Просто поменяйте провода местами.

Основные схемы подключения RGB-ленты

Когда разобрались с подключением контроллера к RGB-ленте, ваш следующий шаг – соединить все оставшиеся детали в общую цепь. Рассмотрим несколько схем подключения, когда требуется соединить один и более отрезок, а также в каком случае необходим усилитель.

Простой вариант установки всех элементов между собой. Эта схема будет полезна для тех, кто собирается подключить только одну диодную ленту, длиной не более, чем 5 метров. При этом способе достаточно применить один блок питания и RGB контроллер. Если требуемая мощность блока рассчитана правильно, то усилитель не понадобится. Ниже представлена наглядная схема подключения.

Способ для подключения двух светодиодных отрезков, каждый длиной не более 5 м. Этот метод подключения RGB ленты также прост, но требует некоторых условий для его реализации:

мощности блока питания и контроллера должно быть достаточно для обслуживания током нескольких диодных отрезков, у которых суммарная длина не более 10 м.
потребуются дополнительные провода. Как показано на схеме ниже, это можно выполнить путем присоединения к соответствующим выходам контроллера по два провода, которые идут на две разные ленты, соединяя их параллельно друг другу. То есть к одному контакту контроллера присоединяются сразу два провода.

Насколько эффективен этот способ остается только гадать. Ведь мощности одного блока питания может не хватить на долгое время обслуживания двух отрезков лент, а если вы допустили ошибки в расчетах, то конструкция может вовсе не работать.

Для подключения двух отрезков диодных лент существуют более надежные способы. Подразумевается два основных метода соединения всей цепи, длиной свыше 5 м: при помощи дополнительного блока питания и при помощи усилителя.

Рассмотрим схему подключения РГБ ленты к двум источникам питания, которая представлена ниже. Эта цепь гораздо лучше подходит для обслуживания более длинных участков лент, так как мощность распределяется равномерно на оба отрезка в необходимом объеме. Недостаток этого способа кроется в том, что трансформатор стоит дороже, чем усилитель.

Следующий метод соединения заключается в добавлении нового элемента – усилителя. При его выборе не требуется рассчитывать мощность всей ленты, а только отдельного отрезка, к которому он присоединяется. Его удобнее использовать, так как трансформатор выглядит более громоздким и тяжелым. К тому же не каждый контроллер выдерживает такое напряжение тока. Здесь на помощь приходит использование RGB усилителей сигнала. В итоге оба отрезка будут синхронно работать. Чтобы было понятнее, взгляните на схему.

Способ подключения, который позволяет создать более сложную конструкцию из светодиодов любой длины и сложности. Для этого потребуется несколько блоков питания и усилителей, в соответствии с количеством светодиодных лент. Нужно ли добавлять дополнительный трансформатор зависит от мощности освещения. Ниже следует схема того, как вы сможете постепенно наращивать длину подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.

Вот еще одна возможная схема подключения сложных конструкций, схожая с предыдущими. Как ее выполнить смотрите ниже.

Вот такое существует разнообразие вариаций подключения, и это не предел, дальше все зависит от вашей фантазии. Главное, найти место для размещения всего этого оборудования.

С балластным элементом

Подключение светодиодной ленты к сети 220 В без блока питания возможно, но нежелательно из соображений безопасности. Каждая точка цепи будет находиться под полным сетевым напряжением, поэтому все манипуляции надо производить при полном отключении ленты. Но если более безопасные варианты недоступны, можно подключить к сети через резистор, который погасит излишек напряжения. Его номинал выбирают так, чтобы при рабочем токе (определяемым мощностью светильника) на нем падала разница между напряжением сети и номинальным напряжением ленты:

Rб=(Uсети-Uном)/( Iном), где:

Rб – значение балластного сопротивления;
Uсети – сетевое напряжение;
Uном – номинальное напряжение ленты;
Iном – номинальный ток ленты, вычисляемый по формуле Руд*L /Uном.

Если задаться значениями номинального напряжения ленты 5 вольт, мощностью 1 метра полотна 10 Вт и общей длиной 5 м, можно вычислить значение Rб:

Rб=(310-5)/((10*5)/5)=305/10=30,5 Ом. Можно взять ближайший стандартный номинал 33 Ом. На первый взгляд, такое подключение намного дешевле и проще, чем с блоком питания.

Подключение ленты через гасящий резистор.

На самом деле, все не так радужно. Для начала надо посчитать мощность, рассеиваемую на балласте, как ток, умноженный на напряжение (здесь берется действующее значение напряжения 220 В):

Рб=Iном*220В = 10А*220В=2200 Вт. Найти резистор такой мощности сложно, да и габариты у него будут соответствующие. И с ростом мощности полотна расчетное сопротивление будет падать, а рассеиваемая (впустую!) мощность – расти, поэтому такой способ применим только для маломощных светильников. Эту проблему можно обойти применением в качестве балласта конденсатора вместо резистора. Его емкость рассчитывается по приведенной формуле:

С=4,45 (Uсети-Uном)/( Iном), где С – емкость в мкФ.

Применение конденсатора в качестве балласта.

Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В, а в схему надо добавить два резистора:

R1 – сопротивлением в несколько сот килоом для разрядки конденсатора после выключения;
R2 – для ограничения тока заряда в момент включения, его номинал может составлять несколько десятков Ом.

Но эта проблема не единственная:

Упоминалось о вопросах с электробезопасностью при эксплуатации лент с таким подключением. Поэтому запитать таким образом можно лишь ленту в силиконовой оболочке, а места соединений должны быть тщательно изолированы. И совсем плохой идеей будет применить такое подключение во влажных помещениях (бассейнах, банях, аквариумах).
Расчет верен только для определенной ленты заданной длины. При любой замене или изменении длины полотна балласт надо пересчитать заново.
Напряжение в сети в нормальном режиме может отклоняться в пределах 5%, максимально допустимым считается 10%. Также точность самых распространенных резисторов составляет 10%. С учетом разброса параметров лент относительно заявленных, напряжение на ленте (и ток через светодиоды) может значительно отличаться от расчетных, даже если уточнить расчеты фактическими замерами – просто по причине колебаний напряжения сети. Итогом может стать с одной стороны снижение яркости свечения, с другой – выход светильника из строя из-за сверхтока. Эта проблема проявляется тем отчетливей, чем ниже напряжение питания ленты. При применении конденсатора проблема лишь усугубляется, потому что ряд номиналов емкостей реже, чем ряд сопротивлений, а фактическая точность ниже.
При применении диммера для регулирования яркости или контроллера для управления цветом свечения RGB-лент ток через светодиоды будет изменяться, одновременно будет меняться падение напряжения на балласте, что также усугубит нестабильность падения напряжения на ленте синхронно с изменением тока. Поэтому применение устройств для регулирования интенсивности излучения исключено.

По совокупности проблем такое подключение надо применять лишь при полной невозможности использования блока питания на соответствующее напряжение.

Параллельное включение полотен с индивидуальным балластом.

Если применяется несколько отрезков полотна общей длиной более 1 метра, их надо соединять параллельно. В противном случае проводники ленты не смогут выдержать общего тока системы освещения. Еще лучше рассчитать балласт для каждого отрезка раздельно. При необходимости замены пересчету будет подлежать только заменяемое полотно. Диодный мост должен с запасом выдерживать суммарный ток всех отрезков ленты.

Полугерметичные блоки

Если же вас не устраивает ни один из вышеприведенных вариантов и переплачивать вы не намерены, то обратите внимание на третий вид блоков. Это полугерметичные модели

По английски они называются Rainproof, хотя полноценной защиты от дождя и не обеспечивают.

Поэтому ставить их непосредственно на улице под открытым небом нельзя. Здесь индекс влагозащиты равен IP54.

Где же их можно монтировать? Они идеально подойдут для следующих помещений:

большие склады

чердаки

садовые беседки

подсобные и неотапливаемые помещения

крыши

У этих полугерметичных блоков есть защитный корпус и крышка, которая легко открывается, предоставляя доступ ко всем внутренностям. По бокам расположены вентиляционные отверстия.

Но в отличие от простых насверленных «дырок» в негерметичных экземплярах, эти отверстия имеют защиту от капель в виде выпуклого ската.

Главная конструктивная особенность таких БП — наличие встроенного внутреннего вентилятора.

К примеру в негерметичных блоках, вентилятор ставится в мощные экземпляры, начиная от 300Вт.

В этих же моделях, встроенное охлаждение идет уже в девайсах мощностью всего 60Вт.

Недостаток отверстий для охлаждения приходится компенсировать принудительным обдувом. Также сама микросхема здесь заливается прозрачным эпоксидным материалом.

Существенный их недостаток — шумность. Поэтому применять их в жилых помещениях не рекомендуется.

Также при одинаковой мощности, они имеют самые большие габариты среди всех остальных блоков питания. Поэтому чтобы спрятать такую коробку, придется хорошенько поискать подходящее место, либо мастерить отдельную площадку.

Подобрать себе подходящие блоки питания можно у проверенных китайских товарищей:

негерметичные — тута

Slim модели — здесь

герметичные — отсюда

Использование с помощью компьютера

Дюралайт можно использовать для освещения рабочего места. В этом случае можно не подключать его к розетке или через выключатель и использовать устройство без блока питания, достаточно подвести LED-ленту непосредственно к компьютеру. Это можно сделать несколькими способами.

Через USB разъем

Большинство стандартных дюралайтов требуют напряжение питания 12 В или 24 В, в то время, как на USB-порту присутствует напряжение 5 В с допустимым током до 500 мА.

Самый простой вариант в этом случае – приобрести нестандартный 5-вольтовый дюралайт с разъемом для USB подключения (например, китайского производства), его можно подключать к любому устройству, оснащенному USB-портом.

Вариант с использованием USB является единственно возможным для подключения к ноутбуку, для питания от системного блока стационарного компьютера есть другие менее трудозатратные способы.

Через один из molex разъемов

Данных разъемов в ПК несколько, они находятся под боковой крышкой системного блока и имеют 4 контакта с цветовой маркировкой изоляции – желтый (+12 В), 2 черных (GND) и красный (+5 В). Для подключения LED-ленты используются желтый и 1 из черных проводов. Чтобы соединение было разъемным, можно использовать переходник MOLEX-SATA. Для подключения дюралайта необходимы следующие действия.

Выключите компьютер и снимите боковую крышку системного блока.
Удалите с переходника штекер SATA, он не понадобится.
Припаяйте к освободившимся концам 1 из черных проводов контакт дюралайта со знаком “-“, к желтому – контакт со знаком “+”.
Отрежьте или изолируйте оставшийся черный и красный контакты.
Найдите незадействованный разъем molex и соедините с переходником для пробного включения дюралайта.

Напрямую к материнской плате

Некоторые модели ПК позволяют подключить LED-ленту к соответствующему коннектору на материнской плате, но он есть не на каждом устройстве. Самый простой и удобный способ подключения дюралайта к материнской плате – это покупка готового набора для установки, в него входит RGB лента и все комплектующие для монтажа.

Подключение светодиодной ленты

Схема подключения светодиодной ленты к сети 220 В через блок питания

Подключение специальной светодиодной ленты к сети 220В

Схема подключения светодиодной ленты без блока питания

Как подключить несколько светодиодных лент

Таблица потребляемого тока светодиодными лентами, питающимися от 12 В

Как подключить несколько светодиодных лент к одному блоку питания

Подключение RGB ленты через контроллер

Подключение светодиодной ленты RGB через контроллер

Выводы и полезное видео по теме

Инструкция по подключению светодиодного выключателя:

Как установить подсветку своими руками:

Что делать, если энергосберегающие лампы светятся или мигают после выключения:

Выключатель с подсветкой может участвовать практически во всех схемах электрического освещения. Но для его правильного монтажа необходимо изучить конструкцию, принцип работы и нюансы, возникающие при взаимодействии с другим электротехническим оборудованием.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения светодиодного выключателя. Пожалуйста, оставляйте , задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.