Монтаж и подключение светодиодной ленты через блок питания 12-24 вольт

Как подключить светодиодную ленту с меньшим напряжением к 220В

Кроме светодиодных лент на 220В, подключение которых осуществляется без блока питания, на рынке присутствуют led-ленты, рассчитанные на напряжение 12, 24 и 110 вольт, и таких изделий большинство. Как же подключать такие диодные ленты к 220 В?

Выше неоднократно упоминались так называемые блоки питания или адаптеры, и именно на них ложится такой функционал, как запитка светодиодной ленты от 220 вольт. Адаптеры представляют собой мини-трансформаторы, где присутствуют 2 катушки-обмотки. Соотношение количества витков этих катушек соответствует отношению входящего и исходящего напряжений. Поэтому у адаптеров показатели сетевого напряжения, с которым он может работать, и напряжения, которое он готов предоставлять для диодной ленты всегда детерминированы.

Современные адаптеры для led-излучателей обычно оснащены одновременно и выпрямителями, и контроллерами, а кроме того, еще и ограничителями силы тока. Именно поэтому такой блок и называют блоком управления. В итоге на выходе пользователь имеет электропитание, соответствующее потребностям его led-ленты, даже если у нее нестандартная длина.

Однако следует помнить, что если самостоятельно подсоединить светящуюся ленту, рассчитанную на 12-110 вольт к розетке без блока питания, то лента сгорит вне зависимости от того, был или нет в цепи выпрямитель. Дело в том, что такое напряжение генерирует слишком большой для ленточного сечения проводки ток, в результате чего жилы очень быстро оплавятся.

Перед тем как подсоединить светодиодную ленту с меньшим напряжением к 220В, удостоверьтесь, что в цепи присутствует блок питания, чья мощность соответствует нормативу: совокупное потребление led-ленты + 25%.

Мощность (яркость) ленты

Понятно, что яркость зависит от плотности расположения светодиодов на погонный метр, и от мощности этих диодов.

Сейчас в основном в продаже ленты с двумя типами светодиодов — 3528 (менее мощные, пример в статье) и 5050 (более мощные). На взгляд их отличить очень просто — 5050 крупнее и имеют форму квадрата.

• Лента с диодами типа 5050
  — много цветов на выбор, цена от 50 руб/метр
• Лента с диодами типа 5050 IP65
  Водонепроницаемая — от 280 руб/метр

• LED Strip 3528

  — можно выбрать разные типы лент

• LED Strip 5050 waterproof

  — маломощная, водонепроницаемая

Сравните по ассортименту и ценам в Вашем местном магазине электротоваров)

Для информации, SMD-светодиоды, которые используются в светодиодных лентах. Их параметры сведены в таблицу. Первые две цифры и вторые две цифры в названии — соответственно, длина и ширина. А размер косвенно указывает на мощность.

Светодиодная лента 220В – что это такое и как ее подключить

Обычная светодиодная лента имеет стандартную длину 5 метров. Как правило, она разделена на 5-сантиметровые отрезки. Разрезать ленту можно исключительно по данным линиям, которые в некоторых случаях даже выполнены в виде перфорации. Каждый такой 5-сантиметровый блок содержит несколько излучающих кристаллов, соединенных последовательно – это сводит напряжение для каждого кристалла до требуемого значения.

В зависимости от того, на какое напряжение рассчитана вся лента, на каждом 5-сантиметровом участке находится определенное количество светодиодов, кратное трем:

• если лента рассчитана на 12 вольт, то на одном отрезном участке расположено 3 кристалла;
• если на 24 вольта, то кристаллов уже 6;
• если на 110 вольт, то излучателей уже 30, а отрезной участок имеет длину не 5, а уже 50 см;
• а если светодиодная лента рассчитана на 220В, подключение которой будет подробно разобрано далее, то светодиодных кристаллов на полуметровом отрезном участке будет уже целых 60.

В лентах, рассчитанных на подключение к сети 220 вольт напрямую, каждый SMD-кристалл потребляет 3,5 Вольта: это диоды SMD 5630; 3528; 5050; 2835; 3014. На отрезном блоке сосредоточено 60 соединенных последовательно диодов, то есть, общее потребляемое напряжение в теории должно составлять 210 В.

Однако сеть дает 220 В, а иногда даже 230 В, и особенностью 220-вольтовых лент с особо яркими излучателями SMD 5630 является то, что диоды в них работают с небольшим перенапряжением – на каждый кристалл приходится максимум 3,83 Вольта.

У led-лент с 60 кристаллами на 0,5 метра диоды располагаются в 2 ряда. При этом если посчитать, то получается, что на стандартном 5-сантиметровом участке располагается 6 кристаллов с крайне высокой светимостью. Кроме того, такая светодиодная лента на 220В без блока питания используется для оформления объектов, располагающихся вне ограждающих конструкций – под открытым небом.

Ленты с диодами SMD 5630 имеют следующие уникальные характеристики энергопотребления:

• Потребляемая мощность составляет 10 Вт/п.м. длины ленты.
• Светоизлучающие диодные кристаллы имеют крайне высокий КПД – более 83% потребляемой ими энергии превращается в полезный свет, однако, оставшиеся 17% неизбежно переходят в тепло. В результате лента изрядно нагревается. Чтобы не допустить оплавления такой ленты, для ее изготовления в качестве основы задействуется толстая фольга, покрываемая термостойким полимером с обеих сторон. Металл не только обеспечивает прочность всей ленты в целом, но и эффективно рассеивает тепло по всей своей длине.

Как же подключить светодиодную ленту на 220 Вольт? Казалось бы, подключение диодной ленты к 220 В можно осуществлять по-простому, то есть, напрямую. Но диоды устроены так, что они пропускают ток в одну сторону и не пропускают в другую. Поэтому если подключение светодиодной ленты к сети 220 В осуществить без предварительно вставленного в цепь выпрямителя, то все кристаллы на ленте будут мигать с частотой 50 раз в секунду.

Такая, и даже в 2 раза большая частота (то есть, 100 Гц), согласно СанПИН, не является допустимой, особенно в жилых помещениях. Для человеческого глаза такой свет будет восприниматься, как мерцающая рябь, от чего будут быстро уставать глаза.

Перед тем как подключить диодную ленту к 220 В переменного тока, следует вставить в цепь выпрямитель. Это устройство содержит несколько конденсаторов, которые накапливают в себе заряд, когда ток идет в одном условном направлении и выдают этот заряд в цепь, когда направление движения тока меняется. Таким образом, выпрямитель делает из переменного тока постоянный без какого-либо понижения напряжения.

Однако и на этом еще не все. Работа выпрямителя «груба». Его главная функция – это обеспечить, чтобы электроны следовали в одном направлении. Поэтому схема подключения светодиодной ленты к 220 В, помимо выпрямителя, должна включать в себя еще и контроллер. Этот прибор – аналог выпрямителя, только в его задачу входит стабилизация, сглаживание любых, даже очень слабых, колебаний разности потенциалов. Современные выпрямители, как правило, содержат внутри себя блок контроллера, что позволяет им выдавать ровный ток и даже сглаживать колебания в сети.

Если речь идет о светодиодной ленте 220В RGB, которая является цветной, то ее монтаж должен производиться через такой же RGB-контроллер.

Схема подключения обычной ленты

Обычная, или монохромная лента может быть подключена к ПК несколькими способами:

• к блоку питания посредством одного из molex разъемов;
• через USB
• к
  материнской плате компьютера.

Для подключения к системному
блоку подойдут все три варианта, а для ноутбука годится только второй способ.

Одним из наиболее простых
способов подключить ленту к компьютеру является использование разъема molex. Он имеет 4
контакта — желтый, два черных и красный. Схема распиновки:

• желтый — +12 В;
• черный — земля;
• черный — земля;
• красный — +5 В.

Проще всего подключить ленту,
используя желтый и один из черных проводов. Красный и второй черный можно
отрезать или изолировать. Необходимо выполнить следующие действия:

• отключить компьютер;
• отрезать нужные провода от колодки;
• зачистить концы и припаять к ним либо контакты
  ленты (это удобно, если подсвечивается изнутри системный блок), либо удлинительные
  провода от подсветки;
• сразу надо вставить кусочки термоусадочной
  трубки, чтобы после изолировать места спайки.

Необходимо учесть, что лента
будет светиться в постоянном режиме. Если надо ее отключать, придется
установить выключатель. Некоторые пользователи устанавливают диммер,
позволяющий настроить яркость по своему вкусу.

О других вариантах подключения
будет рассказано ниже. Они используются либо при необходимости подключить ленту
к разъему USB, либо для полихроматического оформления компьютера.

Подключение без блока питания

Есть еще один вариант подсоединения, позволяющий установить светодиодную ленту к 220 В (подсоединение без адаптера). Данную процедуру сможет выполнить лишь опытный электрик. В данном случае нагрузка подается непосредственно на прибор освещения. Схема этого соединения применяется во время изготовления светодиодных ламп. Когда два диода параллельно подключаются навстречу друг другу, то их можно на длительное время запитать от источника переменного тока.

Чтобы не допустить мерцания освещения, используют специальное устройство, а именно электролитический конденсатор С1 с токовым напряжением 300 Вт (емкость 4,6−10 мФ). Еще одно устройство потребуется, чтобы выровнять переменный ток сети. Это диодный мост VD1-VD4. После подключения системы нужно узнать напряжение. Когда оно выше необходимого значения, то добавляют еще кусок ленты либо перед диодным мостом устанавливают конденсатор или резистор.

Зачем требуется блок питания?

Любой изготовитель указывает необходимым элементом в схеме подключения блок питания. Без этого устройства светодиодная лента не эксплуатируется. Подключение без блока питания к сети 220 Вольт можно сделать, если в этом будет необходимость, но все же это очень сложно. Кроме того, по правилам безопасности на прибор освещения подается ток только через адаптер.

Дело в том, что в выше рассмотренной схеме элементы пайки не имеют защиты. Можно случайно прикоснуться рукой к оголенным участкам системы. Причем удар током будет такой же, как от провода «фазы». На сегодняшний день в продаже есть светодиодные ленты, которые называются «Дюралайт». Их можно подсоединять без адаптера. Их схема подключения соответствует вышеприведенной технологии. Однако при этом лента расположена в специальной трубке для защиты.

Особенности подключения

Для удобства присоединения проводов на диодной ленте имеются контакты в местах реза (часто называются «контактные пятаки»). Места реза обозначены, делить ленту в других местах нельзя – это приведет к выходу из строя группы диодов.

Если случайно или по незнанию лента разрезана не в указанном месте, необходимо удалить нерабочий участок, обрезая до заданной линии.

Для замыкания контактов используется пайка (наиболее распространенный и дешевый способ) или LED-коннекторы. В первом случае контакты замыкаются способом термического соединения выходов диодной ленты и подключенного провода, во втором -используется механический способ.

При использовании коннектора достаточно захлопнуть крышку, контакты замкнутся. Однако этот способ не дает такого надежного соединения, как пайка.

Подробно процесс соединения контактов светодиодной ленты с проводами показан на видео.

Основные этапы работы:

• освободить контактные пятаки на конце ленты (иногда к ним уже подпаяны провода, длины которых не хватает для нормального подключения или соединение которых с лентой нарушено);
• нанести припой на контактные площадки;
• подготовить провода для пайки – зачистить концы на 7…8 мм, залудить их и обрезать до длины 3 мм;
• соединить подготовленные провода с контактными площадками. Необходимо проверить, нет соединяются ли капли припоя на разных площадках (лучше мультиметром);
• установить термоусадочную трубку на спаянные контакты и нагреть ее строительным феном (спичками, зажигалкой) до плотного облегания места пайки.

Важно: при подключении светодиодной ленты к блоку питания важно использовать провода с разным цветом оплетки, особенно это значимо для работы с RGB-лентами. Это позволит в дальнейшем обойтись без прозвона проводов

Для лент с двумя контактами рекомендуют использовать красный провод для плюса, черный – для минуса. Для четырех контактов можно подобрать провода по цвету контакта (желтый, красный, синий) и сиреневый или коричневый для общего питания.

При необходимости соединения двух участков лент можно воспользоваться двусторонним коннектором или спать фрагменты. Спаивать их можно непосредственно или с помощью проводов. При использовании проводов технология не отличается от описанной выше. Если же необходимо срастить ленты непосредственно, выполняют такую последовательность действий:

1. освобождают нижнюю сторону одного фрагмента ленты от защитной пленки (со стороны клеящего слоя) и покрывают контакты слоем припоя;
2. наносят припой на контактные площадки с лицевой стороны второго участка ленты;
3. стыкую площадки и пропаивают их до получения плотного соединения.

Важно: выбор способа сращивания ленты – напрямую или с помощью провода – зависит от положения сращенного участка на поверхности. Чтобы без проблем изогнуть фрагмент, лучше создать гибкую перемычку из провода (саму ленту изгибать под углом 90 градусов нельзя)

Для размещения на плоскости удобно спаивать концы фрагментов.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64. 106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Основные ошибки при подключении светодиодной ленты к сети 220в

Разберем самые часто встречаемые ошибки при подключении диодной ленты к 220 В:

• Запрещается удлинять ленты свыше стандартной длины – максимум 5 метров, припаивая к ним дополнительные отрезки. Ведь чем длиннее лента, тем большая энергия «течет» по жилам ее проводки. Если вы удлинните ленту, то соответственно, прибавите и потребителей на ленточную проводку. А значит, в ней могут возникнуть уже недопустимые токи, которые будут греть жилы и могут привести к их расплавлению.
• Недопустимо подключать к блоку питания светодиодные ленты, соединенные последовательно, если их совокупная длина превышает 5 метров. Это запрещается даже в том случае, если блок питания способен обеспечить данное энергопотребление. Блок управления в данном случае играет роль максимального ограничителя подаваемой мощности. Но эта мощность может уже быть слишком большой для ленточной проводки. И никакие предохранители, находящиеся в блоке питания не смогут защитить от расплавления пластика ленты и потенциального короткого замыкания.
• Перед тем как подключить диодную ленту меньшего напряжения к 220 Вольтам, зачастую приобретается блок питания с номинальной мощностью без 25%-ного задела. В итоге кристаллы сияют не в полную силу.
• Светящиеся ленты, рассчитанные на 12 или же на 24 В, требуют соответствующих блоков питания. Невозможно подключить ленту на 24 В к блоку, выдающему только 12 В, а затем пытаться увеличить светимость кристаллов, обрезая отдельные участки ленты. Перед тем как подключить светодиодную ленту с меньшим напряжением к 220 В, следует убедиться, что все звенья цепи подходят друг другу по номинальным параметрам.

Такие задачи, как подключить светодиодные ленты на 220 Вольт имеют разные решения в зависимости от мощности лент. Для лент 220 не нужен блок питания, но отдельно придется приобретать контроллер-выпрямитель. При меньших расчетных уровнях напряжения блоки питания, как правило, уже оснащены и контроллерами, и выпрямителями, и предохранителями. Но главное – не соединять led-ленты с максимальными стандартными длинами последовательно. Это чревато возникновением пожароопасной ситуации.