Как выбрать и установить источник питания для светодиодной ленты

Что нужно для подключения RGB ленты

Разберемся как правильно подключить светодиодную RGB ленту. Для полноценной схемы освещения нам понадобится:

• Светодиодная лента;
• блок питания;
• RGB-контроллер с пультом управления;
• RGB-усилитель (опционально).

Блок питания

Питание для светодиодной ленты нужно подбирать с учетом предполагаемой нагрузки и его будущего места расположения. Рассмотрим на примере SMD5050 60 led. Потребляемая мощность – 14,4 Вт/м.

При длине в 5 метров, необходимая мощность БП будет:

5м * 14,4Вт * 1,25 (коэффициент запаса) = 90Вт

Разновидности блоков питания для led

Если длина 15 метров, то БП соответственно нужен в 3 раза мощнее – 270W. Если длина ленты 20, 25 и больше метров – целесообразно устанавливать несколько БП меньшей мощности.

Степень защиты зависит от расположения БП. Если располагается в сухом, закрытом помещении достаточно IP20. Если в ванной или других агрессивных условиях, то не ниже IP67.

Подробнее про расчет блока питания для светодиодной ленты.

RGB контроллер

Управление светом осуществляется через специальный контроллер. Он подключается между блоком питания и светодиодами, снабжается проводным или беспроводным пультом.

RGB контроллер

Контроллер, как и блок питания, подбирается в зависимости от суммарной мощности ленты. С тем отличием, что к необходимой мощности БП добавляют 25-30% запаса, а контроллер подбирают впритык по мощности.

Например. Нужно подключить 10 метров SMD5050 60 led. Мощность 1 метра – 14,4 Вт, соответственно нам нужен контроллер на 144 Вт.

По принципу управления различают: проводные – чаще монтируются на стену; беспроводные с управлением через:

• Инфракрасный порт (ИК) – пульт должен находиться в зоне прямой видимости;
• радио-канал – позволяет пользоваться в пределах дома;
• Wi-Fi – позволяют как управлять с пульта, так и с приложения на смартфоне.

Управление освещением со смартфона

После установки и подключения, вы сможете:

1. Устанавливать цвет вручную. Доступны как чистые цвета, так и смешанные оттенки.
2. Регулировать яркость – аналогично обычному диммеру (подробнее про диммеры).
3. Автоматические режимы. К ним относится переключение цветов, быстрое мерцание, плавное изменение, плавные затухания и другие алгоритмы.

А если мощности RGB контроллера не хватает, чтобы подключить все освещение (больше 20 метров)? Можно установить 2 контроллера, но управлять светом одной комнаты придется с двух пультов, что не удобно и дорого. Второй (правильный) вариант — использовать RGB усилитель.

RGB усилитель (led amplifier)

Этот прибор позволяет усиливать и передавать дальше по цепи сигнал от контроллера. Таким образом, задействовав несколько усилителей, можно собрать контур освещения любой длины.

Rgb усилитель (led amplifier)

Усилитель устанавливается в разрыв ленты и имеет отдельное подключение к блоку питания (про подключение ниже). Мощность подбираем исходя из остатка ленты, которой не хватает мощности контроллера.

Наглядный пример. Нужно подключить 20м SMD 3528 (14,4 Вт/м), общей мощностью 288 Вт. В наличии у нас только контроллер с мощностью 216 Вт и блок питания на 300W. Соответственно нужен усилитель:

288 Вт — 216 Вт = 72 Вт

Мощность БП 300 Вт, его достаточно для питания контроллера и усилителя. В случае если мощности БП недостаточно (например 250W), нужен отдельный БП для усилителя.

Как подобрать?

Выбор диммера нужно осуществлять с учетом различных факторов.

Напряжение питания и мощность

Функциональное напряжение любого светорегулятора должно соответствовать аналогичному параметру светодиодной ленты, то есть 12 либо 24 В. Что касается показателя мощности, то она должна на 20-25% превышать мощность светодиодов. Когда монтируется несколько отрезков, то их мощностные характеристики нужно сложить. Если диммер будет работать на пределе своих возможностей, то долго он не прослужит. Необходимый запас безопасности – 20-25%.

Число каналов

Этот параметр прямо зависит от разновидности светодиодной полосы, которую вы планируете использовать. К примеру, для монохромных светодиодов хватит стандартного регулятора. Для полос RGB или RGB+W потребуется многоканальный диммер

При этом важно иметь в виду, что отнюдь не все эффекты, доступные при эксплуатации первого вида лент, смогут реализовываться используя второй, и наоборот

Конструкция

LED-контроллеры могут быть накладными, встраиваемыми, а также предназначенными для потайной установки. Выбор прямо зависит от комфорта пользования и дизайнерского замысла.

Тип управления

Это может быть поворотная ручка, а также сенсор, кнопки или через пульт ДУ. Подбирать оптимальную модель нужно, руководствуясь собственными предпочтениями и ограничениями бюджета. Имейте в виду, что светорегуляторы с сенсорами и пультом стоят намного дороже механических.

Функционал

Всякая дополнительная опция существенно увеличивает цену изделия. Поэтому нужно заранее определиться, какой функционал вам необходим. К примеру, если вы не планируете обустраивать систему «умный дом» и управлять люстрой с планшета, то покупка прибора с подобными интерфейсами будет пустой тратой.

Производитель

На современном рынке представлено множество производителей, наладивших выпуск оборудование для диммирования led-лент. Самыми надежными считаются компании Legrand, Schneider, а также Makel.

Как подобрать?

Чтобы выбрать блок питания, нужно определиться с назначением подсветки. Когда цель ясна, выбираем удобное место монтажа. Самым главным моментом будет протяженность ленты, поэтому внимательно считаем метраж

Для подбора принимаем во внимание максимальную протяженность одного отрезка. Чтобы узнать, какой блок питания вам понадобится для диодной ленты, нужно посчитать мощность

Внимательно изучаем упаковку, и ищем напряжение питания, необходимое для ленты. Это может быть 12 В или 24 В. Крайне редко можно встретить новейшие разработки с показателем 36 В. Именно такое напряжение должен обеспечивать источник питания на выходе, преобразуя 220 вольт из розетки.

12 вольт безопаснее 24, к тому же такие ленты наиболее широко доступны. Кратность нарезки у первых составляет примерно 3 светодиода, или от 2-х до 5 сантиметров. Иногда можно найти варианты с кратностью меньше.

Для каждых 5 метров LED-ленты используют параллельное подключение к блоку питания. Именно такое расстояние выдерживают токопроводящие дорожки светодиодов. Если просто соединять отрезки один с другим, вы рискуете получить свечение на конце ленты намного слабее, чем в начале. К тому же такая конструкция быстро перегорит из-за нарушения технологии. Поэтому отрезы подключают параллельно к одному или нескольким устройствам питания. Можно осуществлять подключение как с одной, так и с двух сторон ленты. Второй вариант позволит равномерно распределить нагрузку на токоведущие элементы и увеличить срок службы изделия.

Чтобы рассчитать необходимый метраж проводов, отталкиваемся от максимально возможной протяженности одного куска. На финальный выбор влияют потери напряжения в зависимости от длины. 24-вольтовые ленты теряют напряжение значительно меньше, а значит, отрезок может быть длиннее 5 метров. Кроме того, раз потребляемый ток ниже вследствие малых потерь, то и провода для подключения будут тоньше, как и вес всей конструкции.

Из недостатков можно отметить узкий выбор, ведь напряжение в 24 В встречается редко, и в производстве такие ленты дороже. Следующий параметр — это потребляемая мощность на метр. Цифра напрямую зависит от плотности расположения диодов и их количества. Например, если плата потребляет 15 В, то при длине в 5 метров мы получаем 75 Вт, необходимых для равномерного свечения; 4 метра потребуют 60 Вт, и так далее. Предположим, что общая протяженность области подсветки у нас 20 метров.

Чтобы рассчитать мощность адаптера, умножаем потребляемую мощность метра ленты на длину – и страхуемся с помощью коэффициента запаса мощности. Примем этот коэффициент за 1.3, то есть заложим 30% запас. Итого имеем 15х20х1,3=390 Вт минимум. Конечно, цифра может получиться нецелой. Тогда мы округляем ее до ближайшей в большую сторону. Например, до 100 Вт, 150 Вт или 250 Вт. В нашем случае, 390 округляем до 400 Вт и так далее. Для цветной ленты принцип расчета будет тот же. Не забывайте про размер адаптера, чтобы выбрать укромное место для его расположения.

Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент

В качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, можно использовать различные схемы и варианты переделок уже готовых блоков питания. Народные умельцы с легкостью переделывают различные блоки питания ATX, ноутбуков или блоки питания телевизоров в неплохие автомобильные зарядки. Сегодня мы опишем способ, как можно сделать зарядное устройство из блока питания светодиодных лент.

Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент

Для переделки в зарядное устройство из блока питания светодиодных лент желательно выбирать блок мощностью не менее 100 Вт. В нашем случае под рукой оказался неплохой блок на 120 Вт.

Просто так взять и напрямую подключать клеммы аккумулятора не стоит. Блок питания рассчитан на работу со светодиодными лентами с напряжением в 12 В, а для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора нужно его поднять до 14-14,5 В.

Зачастую в подобных блоках питания есть небольшой подстроечный резистор, который находится между клеммами и светодиодом. На нашей плате он обозначен как VR. Им можно откорректировать работу блока и немного поднять выходное напряжение.

Если выходное напряжение достигло, хотя бы 14 В, таким блоком питания уже можно пользоваться как зарядным устройством. Но надо помнить, что блоки почти всегда немного отличаются номиналом используемых деталей и не всегда подстроечным резистором можно дотянуть до 14 В. Наш блок был способен выдать максимальное напряжение лишь в 13,26 В.

Для удобства стоит добавить сюда типовую схему блока питания светодиодных лент, она поможет нам в дальнейшем лучше ориентироваться.

Еще раз напоминаем, что номиналы разных блоков немного отличаются, но сама схема практически неизменна.

Дальнейшая переделка блока может пойти по двум различным путям:

• Замена подстроечного резистора на резистор с чуть большим максимальным сопротивлением;
• Замена резистора R30 на плате (R37 на схеме) резистором с чуть меньшим сопротивлением.

Если под рукой есть другой подстроечный резистор, тогда переделка блока займет не более 10 минут, достаточно его заменить и настроить. В случае с подменой резистора R30 необходимо произвести ряд простых манипуляций, например подобных тем, с помощью которых была произведена переделка блока питания ATX в зарядное устройство.

Об этом читаем ниже:

Подстроечный резистор VR оставляем в максимальном положении.

Выпаиваем R30 с платы блока питания.

Измеряем его сопротивление: оно составило – 5 кОм (для разных блоков питания эти номиналы могут отличаться).

Берем переменный резистор на 10 кОм и настраиваем его на 5 кОм.

Подпаиваем его на место резистора R30.

Вращая ручку, добиваемся показания вольтметра — 14,5 В, (при экспериментах стараемся не подымать напряжения выше 16 В т.к. выходные конденсаторы имеют максимальное рабочее напряжение 16 В).

Выпаиваем наш переменный резистор и измеряем его сопротивление. У нас оно составило — 4,5 кОм.

На место R30 ставим постоянный резистор с таким же номиналом, поскольку 4,5 кОм подобрать не получилось, решено было поставить резистор на 4,6 кОм.

Как видим, из за того, что мы впаяли R30 на 4,6 кОм, а не 4,5 кОм выходное напряжение немного изменилось, стало чуть ниже — 14,0 В, что тоже неплохо и допустимо.

Подстроечным резистором можно будет сбить напряжение до 12 В если будет нужда использовать этот блок по назначению — запитывать светодиодные ленты.

Оставляем 14 В и собираем блок питания, подключаем аккумулятор к выходу БП. Зарядка аккумулятора идет постоянным напряжением, меняется лишь сила тока. Для контроля процесса зарядки можно подключить цифровой вольтамперметр. Ток при зарядке разряженного аккумулятора может достигать 7-8 ампер, со временем заряда он постепенно снижается.

Блок питания вначале процесса зарядки немного греется, т.к. сильно нагружен и у него нет активной системы охлаждения. Если такой блок пытаться установить в самодельный корпус, то необходимо предусмотреть установку дополнительного вентилятора.

Такое зарядное устройство очень боится переполюсовок, для защиты блока на выходе можно использовать вот эту интересную схемку.

Необходимые материалы и инструменты.

Для того, чтобы собрать самодельный драйвер, потребуются:

• Паяльник мощностью 25-40 Вт. Можно использовать и большей мощности, но при этом возрастает опасность перегрева элементов и выхода их из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и необгораемым жалом, т.к. обычное медное жало довольно быстро окисляется, и его приходится чистить.
• Флюс для пайки (канифоль, глицерин, ФКЭТ, и т.д.). Желательно использовать именно нейтральный флюс, — в отличие от активных флюсов (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк и др.), он со временем не окисляет контакты и менее токсичен. Вне зависимости от используемого флюса после сборки устройства его лучше отмыть с помощью спирта. Для активных флюсов эта процедура является обязательной, для нейтральных — в меньшей степени.
• Припой. Наиболее распространенным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Бессвинцовые припои менее вредны при вдыхании паров во время пайки, но обладают более высокой температурой плавления при меньшей текучести и склонностью к деградации шва со временем.
• Небольшие плоскогубцы для сгибания выводов.
• Кусачки или бокорезы для обкусывания длинных концов выводов и проводов.
• Монтажные провода в изоляции. Лучше всего подойдут многожильные медные провода сечением от 0.35 до 1 мм2.
• Мультиметр для контроля напряжения в узловых точках.
• Изолента или термоусадочная трубка.
• Небольшая макетная плата из стеклотекстолита. Достаточно будет платы размерами 60×40 мм.

Макетная плата из текстолита для быстрого монтажа.

Подключение проводов и клемм

Можно выбрать грамотно блок, приобрести качественную ленту, но при подключении, использовать тонкий кабель и не добиться желаемого сечения. Для грамотного выбора сечения и проводов питания можно воспользоваться двумя способами.

Выбор по нагрузке ленты

Поскольку таблицу соответствия тока и сечения проводов использовать не всегда имеется возможность, то можно воспользоваться универсальной зависимостью. Установлено, что каждые 10А подключенной нагрузки потребует медный провод 1 кв. мм.

Для определения величины тока, которую потребляет подсветка, необходимо общую мощность разделить на величину сопротивления. Далее, расчетную величину тока разделить на 10А, согласно формуле, чтобы получить требуемое сечение провода, используемое при монтаже.

Выбор по мощности блока

Используется не мощность ленты, а мощность блока. Требуется, чтобы выполнялось условие: устройство должно выдерживать 1,35 от номинального тока источника питания.

Помимо нормальной работы ленты, могут возникнуть короткие замыкания. Защита срабатывает при перегрузках 1,05 – 1,35.

Марки провода

Для подключения светодиодной ленты к блоку питания рекомендуется использовать провода марок ШВВП, ПуГВ, КСПВ, а также акустические провода.

Для подключения блока питания потребуется электрический кабель типа ВВГнг — Ls, NYM и др., посредством которого можно передавать напряжения 220В. Использовать для этих целей кабели пожарно-охранной сигнализации, провода акустики недопустимо.

Понятие о монтажном компоненте

Сам прибор на LED-элементах можно устанавливать не только внутри зданий, но и на улице, в автомобилях, банях и бассейнах (с достаточной степенью защиты от проникновения влаги). Такое разнообразие предполагает не меньшее количество видов дополнительной фурнитуры. Особые требования предъявляются к прочной фиксации ленты на месте установки.

Необходимость применения

Декоративная функция является важной, но не единственной в употреблении профиля для подсветки светодиодной лентой. Кроме того, он обеспечивает:

• отвод тепловой энергии при работе ламп, это продлевает срок их службы, особенно хорош по подобному показателю короб из алюминия;
• предотвращение внешних механических воздействий на элементы;
• недопущение попадания влаги на поверхность оборудования;
• гарантию эстетики при оформлении интерьера;
• легкий монтаж в тех местах, где затруднён доступ;
• возможность организовать подсветку на открытом воздухе;
• рассеивание лучей и создание комфортных условий для глаз человека.

Варианты установки

Из-за специфического устройства LED-приборов подобного типа закрепить их можно по специальной методике. Подойдёт один из следующих вариантов:

• Пластиковый или алюминиевый короб для светодиодной ленты. Это наиболее бюджетная версия, особенно если купить не специальный фирменный элемент, а обычный, продающийся в любом магазине электротоваров.
• Гибкий профиль поможет при обходе выступов, неровностей в обстановке комнаты и при её планировке.
• Подвесные конструкции позволяют создавать парящие композиции.
• Есть модели, в которых предусмотрен рассеиватель для смягчения светового потока и плавного его распределения.
• Использование прозрачного кабель канала для светодиодной ленты даёт возможность для создания объёмных выпуклых форм.

Материалы для изготовления

От сырья, из которого произведён корпус профиля, зависит не только его соответствие интерьеру, но и функциональность самих светодиодов. Чтобы продлить им жизнь, наслаждаться яркими лучами, профили делают из следующих исходных веществ:

• Синтетические материалы. Чаще всего применяют пластик под наименованием поликарбонат. Такое изделие дёшево и просто устанавливается. Кроме этого, следует отметить малый вес, разнообразную расцветку и богатую фактуру. Возможна их установка в воде и прочих жидкостях, так как пластмасса не является проводником электрического тока. Атмосферные изменения также оказывают небольшое влияние на подобную продукцию, что делает возможным их установку вне зданий.
• Из всех металлов лучшим будет размещение светодиодной ленты в алюминиевом профиле. Такие конструкции прочные, не ржавеют, обладают привлекательным внешним видом. Геометрическая форма изделий отличается разнообразием, выпускаются модели с рассеивателем и без колпака. Высокая прочность гарантирует длительный период эксплуатации, он легко режется по размеру и устанавливается самостоятельно.

Вам это будет интересно Характеристика гибкого металлорукава для кабеля

Деление по форме

Эта характеристика предполагает большее разнообразие, чем сырьё. От неё зависит возможность установки профиля под светодиодную ленту в тех или иных условиях. Имеются такие виды изделий:

Виды экранов

Для того чтобы поток света был мягче и распространялся на большую территорию, применяются специальные колпаки — рассеиватели. Они бывают двух типов:

• Прозрачные. Характеризуются минимальной утратой яркости (до 5%) подсветки. Используются в основном для того, чтобы защитить лампочки от пыли, воды и механических воздействий.
• Если требуется приглушённый свет, то выручит матовый рассеиватель. Такой колпак поглощает до 30 процентов яркости. Кроме того, все защитные функции он осуществляет в полном объёме.

Вам это будет интересно Кабель ВВГнг A LS: расшифровка маркировки и характеристики

Материал для производства этих деталей может быть самым разнообразным. Варьируются и формы. Однако общим у любой из них является съёмная конструкция.

Основные критерии выбора

Чтобы подобрать блок питания светодиодной ленты, нужно обратить внимание на такие ключевые характеристики данного устройства:

• значение выходного напряжения – оно в обязательном порядке должно соответствовать по показателю осветительному прибору;
• показатель мощности устройства – рассчитывается по специальной формуле;
• уровень защиты;
• наличие дополнительных функций.

Выбирая источник питания, также нужно учесть его стоимость. Защищённые от влаги модели будут стоить дороже. На ценообразование влияет метод преобразования устройства и его мощностные показатели.

Метод преобразования

Принцип работы импульсного блока питания

По способу преобразования блоки питания можно разделить на 3 основных типа:

• линейные;
• бестрансформаторные;
• импульсные.

Источники питания линейного типа изобрели ещё в прошлом столетии. Они активно использовались до начала 2000-х годов, до появления на рынке импульсных устройств. Сейчас практически не применяются.

Бестрансформаторные модели малопригодны для питания светодиодных светильников. Они обладают сложной конструкцией – напряжение 220В в них уменьшается посредством RC-цепи с последующей стабилизацией.

Основной серьёзный минус – блок нельзя включать без нагрузки. В противном случае может выйти из строя силовой транзистор. На современных моделях эту проблему решили при помощи обратной связи. В итоге на холостом ходу напряжение на выходе не выходит за пределы допустимого показателя.

Охлаждение

В зависимости от применённой системы охлаждения блоки питания разделяются на 2 типа:

• Активное охлаждение – устройство оснащается внутрикорпусным вентилятором, отвечающим за эффективность охлаждения. Такая конструкция даёт возможность взаимодействовать с достаточно высокими мощностями. При этом вентилятор может гудеть и его периодически нужно чистить, так как с воздушным потоком внутрь корпуса попадает пыль.
• Охлаждение пассивного типа – устройство не оборудуется вентилятором (естественное охлаждение). Такие источники питания очень компактны, но при этом подходят исключительно для использования в быту, так как рассчитаны на малые нагрузки.

Исполнение

Компактный блок питания для светодиодной ленты

По типу исполнения блоки питания разделяются на такие конструкции:

• Малогабаритный пластиковый корпус. Такое устройство внешне схоже с блоками питания от ноутбуков и обладает разборным корпусом из пластика. Модели данного класса функционируют стабильно и будут оптимальным вариантом для использования в сухих помещениях.
• Герметичный корпус из алюминия. Конструкционные особенности, герметичность и прочность используемого материала, позволяют применять такой светодиодный блок в помещениях с повышенной влажностью. Он устойчив к воздействию влаги и выделяется длительным эксплуатационным сроком.
• Корпус из металла с вентиляционными отверстиями. Такие устройства не защищены от внешних воздействий, поэтому монтируются в специальные закрытые коробки. Корпус открытого типа даёт возможность быстро перенастроить блок.

Выходное напряжение

Данная характеристика устанавливает, в какой номинал напряжения преобразует источник питания исходное сетевое напряжение 220В. Обычно это 12В и 24В постоянного или переменного типа. Наиболее распространёнными являются светодиодные ленты на 12В с напряжением постоянного типа. Соответственно, для них нужен блок питания маркировки DC12V.

Мощность

Потребление светодиодов

В отдельных ситуациях в расчёте мощности источника питания просто нет надобности. Например, если нужно подсоединить 1 метр ленты на светодиодах класса SMD с питанием 12В, подойдёт любой блок с неизменным напряжением на выходе 12В. Если же предполагается более мощная нагрузка, нужно будет воспользоваться формулой расчёта.

Подобрать мощность источника питания можно исходя из максимальной длины светодиодной ленты и от показателя потребления 1 метра изделия. Для облегчения такой задачи производители прописывают требования к источнику питания в инструкции к LED-ленте.

Дополнительные функции

Блок питания с пультом управления

Кроме основных характеристик, при выборе блоков питания внимание нужно обращать на наличие в них дополнительных функций:

• могут быть тривиальными и исключительно обеспечивать питание;
• более функциональные модели обладают встроенным диммером;
• отдельные устройства оснащаются инфракрасным датчиком или радиоканалом для управления при помощи пульта ДУ.

Яркость светодиодной ленты

Яркость светодиодной ленты, как и ее мощность, определяется видом установленных светодиодов и их плотностью размещения на ленте. Т.е. зная яркость одного светодиода будет несложно рассчитать яркость всей ленты. В теории все просто, но на практике светодиоды могут оказаться некачественными.

Светодиоды можно разделить на фирменные качественные и дешевые китайские, и какие именно установлены на светодиодной ленте иногда остается только догадываться. При покупке фирменных светодиодных лент можно с большой вероятностью рассчитывать на установленные качественные SMD светодиоды.

Фирменные и китайские дешевые светодиоды внешне практически ничем не отличаются, но характеристики у них могут сильно отличаться. Китайские SMD светодиоды могут иметь характеристики в два раз ниже, что естественно скажется на яркости ленты. В таблицах ниже будут представлены параметры для белых светодиодов. Для светодиодов теплого белого и холодного белого света данные светового потока могут быть меньше.

Яркость и мощность дешевых популярных SMD светодиодов

Яркость и мощность фирменных SMD светодиодов

Но даже зная точные параметры установленных в светодиодной ленте светодиодов световой поток можно будет рассчитать приблизительно, так как табличный световой поток будет выдаваться только при номинальном подаваемом напряжении питания, которое может немного отличаться.