Как устроена светодиодная лента, что нужно знать при подключении

12.04.201612.04.2016 мастер

За последние годы светодиодная лента прочно заняла свое место на рынке осветительных приборов благодаря целой массе достоинств, которые позволяют использовать ее для создания подсветки в различных сферах человеческой деятельности.

Главным достоинством такого изделия является простота сборки и монтажа своими руками. Но чтобы это сделать, нужно знать устройство светодиодной ленты и принцип ее работы. При этом многие предпочитают делать вместе с ней систему управления для освещения. Разобраться в вопросе устройства изделия постарается помочь эта статья.

Где используется

Контроллер и пульт

Многие люди для управления системой освещения и создания неповторимой игры света у себя дома очень часто используют светодиодные ленты. Но чтобы система управления с таким источником света заработала, необходимо дополнительное оборудование: контроллер и пульт дистанционного управления.

Сегодня без светодиодной ленты невозможно обойтись в следующих ситуациях:

• создание на потолке скрытой подсветки;
• ночное освещение рекламных щитов и витрин магазинов;
• тюнинг автомобилей;
• ночная подсветка дома;
• создание романтической атмосферы и многое другое.

  Подсветка потолка

Все это разнообразие основывается на широком ассортименте видов такого источника света.

Имеющееся разнообразие

Рынок осветительных приборов сегодня удивляет нас своим многообразием. Но если мы возьмем только ту часть, которая представлена исключительно светодиодными лентами, нам также будет на что посмотреть. На сегодняшний день самыми популярными являются следующие модели:

• SMD 3528;
• SMD 5050;

Кроме этого подобная продукция может иметь разный вольтаж: 12 вольт и 220 вольт. Для подключения изделия в 12 вольт к сети электропитания на 220 вольт обязательно необходимо использовать блок питания. Он позволит без лишних проблем подключить ленту на 12 вольт к стандартной сети в 220 вольт. Знание того, как устроена лента дает возможность правильного управления ее световым потоком с помощью дополнительного оборудования. Рассмотрим отдельно каждый вид ленты в плане ее устройства.

Характерные отличия светодиодов

В некоторых конструкциях применяют одно или трёх кристальные светодиоды, размещённые на метре ленты. Отличаются цветом свечения, яркостью, влагозащитными свойствами, классом исполнения, электрическими параметрами, потреблением энергии.

2.1 Диоды

Цвет сечения светодиодной ленты
Применяют следующие типы небольшой мощности: SMD 3528, 2835. А также более внушительные, такие как SMD 5050, потом SMD 5630, и наконец SMD 5730. Буквы расшифровки указаны выше. Цифры обозначают длину 3,5 и 5, ширину СД — 2,8 и 5 мм. Габариты корпуса зависят от количества встроенных излучающих кристаллов. В первом помещён всего один со световым потоком 3—6 люмен. Второй размер корпуса содержит 3 кристалла. Его яркость находится в пределах 13—19 лм.

Свечение светодиодной ленты может быть монохромным, или разноцветным, обозначенным аббревиатурой RGB.

Буквы в порядке очерёдности маркируют: красный, зелёный, синий.

Управляет каждым кристаллом контроллер, регулирующий формирование нужного цвета свечение.

Вид и размеры светодиодов SMD 3528, 2835, 5050, 5630 и SMD 5730

Первая модель

Модель SMD 3528 – одна из самых популярных лент, которые сегодня широко используются в самых разнообразных областях. Устройство такой ленты простое и она легко подключается к блоку питания или контроллеру. Устройство SMD (SLW) 3528 предполагает размещение в одном метре ленты 30 светодиодов. Они располагаются с интервалом в 33 мм. Схема такого устройства показана ниже.

Схема

Каждый светодиод обладает яркостью в 5 Люменов при белом свечении. В результате яркость одного метра SMD 3528 составит 150 Люменов. Светодиодная лента SMD 3528 может быть дополнительно защищена от негативного воздействия влаги специальным слоем силикона. С такой модификацией она может быть установлена в такие места, как на потолке в ванной комнате или кухне. При этом ее можно использовать даже в воде, например, для подсветки бассейнов.

Обратите внимание! При установке данного источника света необходимо помнить, что нарезку на куски нужной длины следует делать только в специально отведенных для этого местах. Для создания системы управления к ленте в местах контактов нужно будет припаять провода от дополнительного оборудования. Схема подключения здесь такая же, как и при соединении двух отрезков изделия.

Стоит отметить, что места разреза у влагозащищенных моделей SMD 3528 также снабжены силиконовой защитой. В продаже имеется лента SMD (SLW) 3528 у которой на один метр приходится 60 светодиодов. В этом случае устройство имеет интервал между диодами в 17 мм. Следовательно, такая продукция характеризуется яркостью в два раза большей, чем предыдущий вариант. Устройство данного типа состоит из следующих частей (схема приведена ниже):

• металлическая подложка;
• 3 провода, которые проходят внутри этой подложки. Из этих проводов один – общий минус»-«, второй – общий плюс «+» и третий – перемычка между светодиодами, входящих в состав блока.

  Схема

Каждый блок содержит три светодиода. Такое устройство обусловлено напряжением питания. При напряжении в 12 вольт на три последовательных соединенных светодиода приходится 4 вольта. Это является номинальным напряжением. Поэтому нарезка ленты происходит блочно – каждые три светодиода.

Прокладка ленты

Существующие способы её монтажа, оптимальны для выполнения разных задач и показывают неодинаковые результаты. При устройстве не следует переламывать, изгибать или перекручивать подложку, оберегая от повреждений токоведущих соединений.

Закрепление ленты на мебель, в комнате. Подсветка шкафов, ниш, эффектных эстетически зон. Ленту размещают внутри предметов, интерьера. Необходимо очистить и обезжирить поверхность, а затем прочно прикрепить. Не стоит забывать про отвод тепла, так как дтоды тоже нагреваются,

Устройство в настенных и потолочных нишах. При установке СДЛ на гипсокартонной плоскости её предварительно шпаклюют, выравнивают, покрывают одним слоем грунтовки. Место размещения преобразователя и контроллера не ухудшает отвод тепла и позволяет свободный доступ для их осмотра и ремонта. Дополнительно укрепляют бортики, рассеивающие поток света, ослепляющего глаза. Светодиодную полосу устанавливают после окончательного закрепления всех гипсокартонных плит шурупами. В противном случае они могут повредить ленту или быть причиной короткого замыкания.

Монтаж светодиодной ленты в помещении. Её можно закрепить на полиуретановых плинтусах или на любой высоте (зоне) комнаты, предварительно на обезжиренное место. Устройство в специальном коробе. Низкая механическая прочность требует монтировать её в алюминиевых профилях с внешним светофильтром. Они и защищают от механических повреждений, скручивание, разрывов, попадания пыли и частично влаги. Перед закреплением профиля планируют и подчеркивают на плоскости линию его размещения. Закрепив, внутрь наклеивают СДЛ. Вполне безопасно такой монтаж устройства можно расположить близко к полу.

Вторая модель

Светодиодная лента модели SMD 5050 имеет совершенно иное устройство, нежели предыдущий вариант. Схема ее устройства имеет следующий вид.

Схема

Лента SMD 5050

Отличие заключается в том, что здесь имеется другое количество диодов. Здесь в одном светодиоде есть три кристалла. Но на этом отличия не заканчиваются, так как кристаллы здесь имеют разное цветовое оформление. В SMD (SLW) 5050 используются три базовых цвета:

• синий;
• красный;
• зеленый.

При этом светиться такое устройство будет одним цветом – соответственно красным, синим или зеленным. Но имеется и еще один вариант – свечение всеми тремя цветами сразу. В такой ситуации свечение получится белого цвета. Для управления яркостью и световым потоком можно использовать дополнительное оборудование. Для управления подключаем контролер и здесь уже можно фантазировать: сделать яркость одного кристалла минимальной, а двух остальных оставить на прежнем уровне и т.п.

Обратите внимание! Используя с лентой SMD 5050 контроллер можно получить световой поток до 16 млн. разнообразных вариаций оттенков.

Если вам нужно организовать подсветку на потолке с помощью SMD 5050, необходимо учитывать яркость свечения ленты. SMD 5050 имеет яркость в 12 люмен. Такая лента выдает яркость в три раза больше, чем можно получить при использовании других видов светодиодной продукции. Как правило, модель 5050 имеет напряжение во все те же 12 вольт. Поэтому для нее также необходим блок питания для подключения к сети 220 вольт. Но есть модели, которые имеют напряжение в 220 вольт. Здесь блок питания не нужен, так как лента с сетью будут иметь одно напряжение. Но SMD 5050 в 220 вольт используют реже, чем 12-вольтные.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант – импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

Принять правильное решение в пользу того или иного источника питания поможет статья о выборе блока питания для светодиодной ленты.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой.

Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

• с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм2;
• свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
• к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров.

Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Рассмотренные способы включений LED-лент являются типовыми, но их вариации могут использоваться для разработки более сложных схем с целью реализации определенных задач или удовлетворения требований заказчика.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Для удобства читателей все основные схемы, правила монтажа, примеры и нюансы включения мультицветных лент собраны в отдельной статье о схемах подключения светодиодных RGB и RGBW-лент.

Подключение

Светодиодные модели SMD 3528 или 5050 подключаются к контроллеру для управления светом по одной и той же схеме, как при подключении 12-вольтной ленты к сети в 220 вольт. В данном случае следует подключить блок питания, который сделает возможным понижение напряжения до 12 вольт Эта схема показана внизу.

Схема подключения

Место разреза

В мотке изделия идут по 5 метров. Поэтому очень часто их следует нарезать, чтобы прикрепить, например, к мебели. Впоследствии эти кусочки любо соединяются друг с другом, либо прикрепляются к блоку питания (для подключения к сети в 220 вольт) или контроллеру. Поэтому рассмотрение схемы подключения начнем с процедуры подготовки источника света. Схема подключения реализуется следующим образом:

• отмеряем требуемый участок ленты и отрезаем в строго отведенном для этого месте;

Обратите внимание! Длина требуемого отрезка изделия определяется тем, куда вы намерены его прикрепить.

Припаянные провода

• после разрезания провода, которые следует подключать к источнику света, нужно зачистить на концах;
• к контактным площадкам, которые появились на конце ленты, следует подсоединить провода. Для этого при помощи паяльника и паяльного набора (канифоль и олово) припаиваем провода к контактным площадкам;
• после того как провода, в строгом соответствии со своим знаком («-» и «+»), были припаяны к контактным площадкам, проводим обработку рабочей поверхности;
• затем необходима изоляция контактов. Если изоляция будет плохой, то возникает риск короткого замыкания, и осветительный прибор в дальнейшем будет работать некорректно и недолговечно.

Отдельно стоит отметить, что самым простым способом подсоединения проводов будет использование специального LED коннектора. Это так называемый механический способ.

LED коннектор

Такой коннектор достаточно просто приложить к контактным площадкам (контакты обоих изделий должны обязательно совпадать) и захлопнуть крышку. Вот и все, нет необходимости в работе с канифолью и оловом.

Обратите внимание! Использование LED коннектора – дорогое удовольствие. По цене один такой контакт обойдется вам примерно как полметра светодиодной ленты. А она сама по себе не самое дешевое приобретение.

Поэтому старый способ паяния контактов на сегодняшний день остается более чем востребованным и актуальным.

Разница в стоимости между дорогой и дешёвой лентой

Надёжный, продукт изготавливается на брендовых предприятиях, имеющих для покупателя свой интернет-сайт с контактной информацией. Он выпускается под собственной маркой Samsung, Philips, LG, Epstar. Фирмы осуществляют контроль на всех стадиях изготовления с проверкой качества комплектующих деталей. Их затраты на оборудование, технологию, дорогие материалы влияют на окончательную стоимость изделий.

Дешёвую ленту изготавливают на малых фирмах, где некоторые прогрессивные технологии заменены ручной работой. Комплектующие элементы выбирают недорогими. Полный качественный контроль отсутствует. Поэтому цена их ниже, долговечность ограничена.