Светодиодная лента на 5 вольт своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

Данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте применительно к использованию с микроконтроллерами (Arduino, esp8266). Рассмотрены базовые понятия, подключение, частые ошибки и места для покупки.

КУПИТЬ АДРЕСНУЮ ЛЕНТУ

Лента WS2812

Гибкий профиль

Гирлянда

Полоски

Кольца

Матрицы

Black PCB / White PCB — цвет подложки ленты, чёрная / белая
1m/5m — длина ленты в метрах
30/60/74/96/100/144 — количество светодиодов на 1 метр ленты

IPXX – влагозащита

IP30 лента без влагозащиты
IP65 лента покрыта силиконом
IP67 лента полностью в силиконовом коробе

ТИПЫ АДРЕСНЫХ ЛЕНТ

Сейчас появилось несколько разновидностей адресных светодиодных лент, они основаны на разных светодиодах. Рассмотрим линейку китайских чипов с названием WS28XX.

Чип	Напряжение	Светодиодов на чип	Кол-во дата-входов	Купить в РФ
WS2811	12-24V	3	1	30 led, 60 led
WS2812	3.5-5.3V	1	1	30 led, 60 led, 144 led
WS2813	3.5-5.3V	1	2 (дублирующий)	30 led, 60 led
WS2815	9-13.5V	1	2 (дублирующий)	30 led, 60 led
WS2818	12/24V	3	2 (дублирующий)	60 led

У двухпиновых лент из линейки WS28XX достаточно подключить к контроллеру только пин DI, пин BI подключать не нужно. При соединении кусков ленты нужно соединять все пины!

WS2811 (WS2818) и WS2812

Сейчас популярны два вида ленты: на чипах WS2812b и WS2811 (и новая WS2818). В чём их разница? Чип WS2812 размещён внутри светодиода, таким образом один чип управляет цветом одного диода, а питание ленты – 5 Вольт. Чип WS2811 и WS2818 размещён отдельно и от него питаются сразу 3 светодиода, таком образом можно управлять цветом только сегментами по 3 диода в каждом. А вот напряжение питания у таких лент составляет 12-24 Вольта!

ЧТО ТАКОЕ АДРЕСНАЯ ЛЕНТА

Итак, данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте, я решил сделать его познавательным и подробным, поэтому дойдя до пункта “типичные ошибки и неисправности” вы сможете диагностировать и успешно излечить косорукость сборки даже не читая вышеупомянутого пункта. Что такое адресная лента? Рассмотрим эволюцию светодиодных лент.

Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянки и 220 переменки. Да, в розетку. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.

RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят ргб (читай эргэбэ – Рэд Грин Блю) светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет. И, как вы уже поняли, да, управлять такой лентой с ардуино очень просто. Берем три полевика, и ШИМим их analogWrit’ом, изи бризи.

Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Да, внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами! Внутри каждого! Ну дают китайцы блэт! Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (то бишь яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.

Лента “умная” и управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя. Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды. Для управления лентой используются готовые контроллеры, но гораздо интереснее рулить лентой вручную, используя, например, платформу ардуино, для чего ленту нужно правильно подключить. И вот тут есть несколько критических моментов:

ОСОБЕННОСТИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

1) Команды в ленте передаются от диода к диоду, паровозиком. У ленты есть начало и конец, направление движение команд на некоторых моделях указано стрелочками. Для примера рассмотрим ws2812b, у нее три контакта. Два на питание, а вот третий в начале ленты называется DI (digital input), а в конце – DO (digital output). Лента принимает команды в контакт DI! Контакт DO нужен для подключения дополнительных кусков ленты или соединения матриц.

2) Если в схеме возможна ситуация, при которой на ленту не будет подаваться питание 5V, но будет отправляться сигнал с микроконтроллера – лента начнёт питаться от дата-пина. В этом случае может сгореть как первый светодиод в ленте, так и пин контроллера. Не испытывайте удачу, поставьте резистор с сопротивлением 200-500 Ом. Точность резистора? Любая. Мощность резистора? Любая. Да, даже 1/4.

2.1) Если между лентой и контроллером (Arduino) большое расстояние, т.е. длинные провода (длиннее 50 см), то сигнальный провод и землю нужно скрутить в косичку для защиты от наводок, так как протокол связи у ленты достаточно скоростной (800 кГц), на него сильно влияют внешние наводки, а экранирование земляной скруткой поможет этого избежать. Без этого может наблюдаться такая картина: лента не работает до тех пор, пока не коснёшься рукой сигнального провода.

2.2) При подключении ленты к микроконтроллерам с 3.3V логикой (esp8266, ESP32, STM32) появляется проблема: лента питается от 5V, а сигнал получает 3.3V. В даташите указана максимальная разница между питанием и управляющим сигналом, если её превысить – лента не будет работать или будет работать нестабильно, с артефактами. Для исправления ситуации можно:

3) Самый важный пункт, который почему то все игнорируют: цифровой сигнал ходит по двум проводам, поэтому для его передачи одного провода от ардуины мало. Какой второй? Земля GND. Как? Контакт ленты GND и пин GND Ардуино (любой из имеющихся) должны быть обязательно соединены. Смотрим два примера.

5) Продолжая тему питания, хочу отметить важность качества пайки силовых точек (подключение провода к ленте, подключение этого же провода к БП), а также толщину проводов. Как показывает мой опыт, брать нужно провод сечением минимум 1.5 квадрата, если нужна полная яркость. Пример: на проводе 0.75 кв.мм. на длине 1.5 метра при токе 2 Ампера падает 0.8 вольта, что критично для 5 вольт питания. Первый признак просадки напряжения: заданный программно белый цвет светит не белым, а отдаёт в жёлтый/красный. Чем краснее, тем сильнее просело напряжение!

6) Мигающая лента создаёт помехи на линию питания, а если лента и контроллер питаются от одного источника – помехи идут на микроконтроллер и могут стать причиной нестабильной работы, глюков и даже перезагрузки (если БП слабый). Для сглаживания таких помех рекомендуется ставить электролитический конденсатор 6.3V ёмкостью 470 мкФ (ставить более ёмкий нет смысла) по питанию микроконтроллера, а также более “жирный” конденсатор (1000 или 2200 мкФ) на питание ленты. Ставить их необязательно, но очень желательно. Если вы заметите зависания и глюки в работе системы (Ардуино + лента + другое железо), то причиной в 50% является как раз питание.

7) Слой меди на ленте не очень толстый (особенно на модели ECO), поэтому от точки подключения питания вдоль ленты напряжение начинает падать: чем больше яркость, тем больше просадка. Если нужно сделать большой и яркий кусок ленты, то питание нужно дублировать медным проводом 1.5 (или больше, надо экспериментировать) квадрата через каждый метр.

КАК ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ

Как мы уже поняли, для питания ленты нужен источник 5 Вольт с достаточным запасом по току, а именно: один цвет одного качественного светодиода на максимальной яркости потребляет 0.012 А (12 мА), соответственно весь светодиод – 0.036 А (36 мА) на максимальной яркости. У китайцев есть “китайские” ленты, которые потребляют меньше и светят тускло. Я всегда закупаюсь в магазине BTF lighting (ссылки в начале статьи), у них ленты качественные. Я понимаю, что порой очень хочется запитать ленту напрямую от Ардуино через USB, либо используя бортовой стабилизатор платы. Так делать нельзя. В первом случае есть риск выгорания защитного диода на плате Arduino (в худшем случае – выгорания USB порта), во втором – синий дым пойдёт из стабилизатора на плате. Если всё-таки очень хочется, есть два варианта:

Не подключать больше количества светодиодов, при котором ток потребления будет выше 500 мА, а именно 500/32 ~ 16 штук
Писать код на основе библиотеки FastLED, где можно ограничить ток специальной функцией. НО! В случае отключения пина Din от источника сигнала есть риск случайного включения ленты, и никакие программные ограничения не спасут от выгорания железа.

Вы наверное спросите: а как тогда прошивать проект с лентой? Ведь судя по первой картинке так подключать нельзя! Оч просто: если прошивка не включает ленту сразу после запуска – прошивайте. Если включает и есть риск перегрузки по току – подключаем внешнее питание на 5V и GND.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ 12V ЛЕНТ

Если вы вдруг купили ленту на чипах WS2811/15/18, подключить её можно вот по этим двум схемам. Но следует помнить, что в прошивке нужно указать втрое меньшее количество светодиодов, так как каждый чип на этой ленте управляет тремя диодами, задаёт им один и тот же цвет!

ОТ ЧЕГО ПИТАТЬ ЛЕНТУ

Сетевые источники питания:

Адаптер 12V 2A – купить в РФ
Адаптер 12V 6A – купить в РФ
Адаптер 5V 3A – купить в РФ
Блок питания 5V 12A – купить в РФ
Блок питания 5V 20A – купить в РФ
Блок питания 5V 40A – купить в РФ
Мощные блоки питания aliexpress, aliexpress, искать

Самый простой и понятный вариант – мощный блок питания на 5 Вольт. Если рядом есть источник постоянки 12 Вольт – можно взять понижайку и настроить её на 5 Вольт. Но часто возникает желание сделать “беспроводной” девайс с бортовым источником питания. Как быть в этом случае? Согласно даташиту на WS2812b светодиод будет работать от напряжения 3.5-5.5 Вольт, собственно как и сама Arduino. Помним, что при питании ленты от напряжения ниже 5 Вольт будет уменьшаться максимальная яркость. Отсюда имеем следующие варианты:

Подключение светодиодных лент осуществляется по типовым схемам. Чтобы подсветка работала, необходимо рассчитать потребляемую мощность, подобрать в соответствии с ней контроллеры и блоки питания (БП), выбрать сечение провода, правильно соединить все элементы цепи. Зная основные правила, сделать это несложно.

Светодиодная лента является своеобразным конструктором, в состав которого входят различные комплектующие, подбираемые в соответствии с видом и количеством ленты. Для создания системы освещения требуются блоки питания. При необходимости управления – RGB-контроллеры, диммеры, усилители. Все оборудование соединяется в единую электросхему в определенной последовательности. Электрические схемы похожи, но имеют отличия и нюансы подключения.

Мы рассмотрим типы необходимого оборудования, покажем как оно подключается и устанавливается. Вы увидите типовые схемы подключения одной и нескольких 5-метровых катушек одноцветной и многоцветной RGB ленты, с одним/несколькими блоками питания, приборами диммирования/управления. В конце статьи можно будет познакомиться с типовыми правилами и ошибками монтажа ленты, а также ответами на популярные вопросы пользователей.

1. Схема подключения одноцветной светодиодной ленты 12/24В

Подключение монохромной светодиодной ленты 12 вольт полностью подходит для 24-вольтовых моделей. Самая простая схема реализуется при монтаже низковольтной монохромной 5-метровой ленты. Фазный и нулевой провода 220В присоединяется к источнику электропитания.

1.1. Подключение блока питания

Плюсовой и минусовой выходные контакты БП соединяются с соответствующими контактами ленты. Обычно при помощи клеммных разъемов удлиняются проводники, выходящие с ленты, или к ним припаивается длинный кабель.

Можно последовательно соединять несколько отдельных отрезков, если итоговая длина не превышает 5 метров. Превышение недопустимо, поскольку из-за падения напряжения наблюдается неравномерность яркости свечения на конечных участках. А увеличение тока в цепи вызывает перегрев и перегорание токоведущих дорожек на печатной плате. В итоге – выход из строя всей системы.

Если планируется шлейф свыше пяти метров, то используется параллельное подключение светодиодной ленты к блоку питания.

При установке мощной и длинной ленты зачастую недостаточно одного блока электропитания. Если более мощный БП не подходит для проекта (не устраивает его громоздкость), то можно реализовать схему с 2 и более источниками питания. Их размещают либо в одном месте (к примеру в электрощите), либо непосредственно возле фрагментов ленты.

1.2. Подключение диммера

Далее усложняем схемное решение и добавляем приборы управления. Вот так выглядит вариант подключения диммера к светодиодной ленте (катушка 5 метров), управляемого дистанционным пультом.

1.3. Подключение усилителя

В следующей схеме применяются 2 блока питания. Усилитель выполняет роль репитера и повторяет сигнал. То есть управляющий сигнал от диммера/контроллера дублируется на параллельно включенное усилительное устройство, которое выполняет диммирование. Необходимо предварительно сделать расчет мощности нагрузки, БП и управляющих приборов.

Возможна ситуация, когда в схему с диммером и усилителем предпочтительнее поставить один мощный блок электропитания вместо двух-трех маломощных моделей. Тогда получаем следующее решение:

1.4. Подключение многозональной регулировки яркости

На следующем рисунке показано многозональное управление с тремя светорегуляторами. Схема подключения светодиодной ленты с пультом на все три зоны, не связанные между собой. Такое схемное решение реализуется при наличии в одном помещении нескольких зон освещения, которыми нужно управлять отдельно с одного пульта.

Пример – подсвечиваем барную стойку, потолок, полки и телевизор в комнате. При многозональном управлении можем управлять каждой зоной по отдельности или всеми одновременно с одного пульта. Соединение зон между собой сигнальным кабелем не требуется, так как они являются независимыми.

2. Подключение светодиодной ленты RGB

Переходим к схемным решениям с низковольтной многоцветной RGB-лентой, которые идентичны схемам монохромной ленты с диммером. Единственное отличие – три минусовых контакта в отличие от одного у одноцветной ленты.

Подключение выполняется через РГБ-контроллер. Длина ленточного шлейфа подбирается с учетом соответствия мощности нагрузки и самого прибора. Желательно сделать запас примерно 15%. На контроллере четыре выхода: первый – общий плюс, остальные три – минусы, которые соединяются с соответствующими контактами (R/G/B) на ленте. Ниже можно увидеть самую простую схему с RGB-лентой 5 метров.

2.1. Подключение RGB контроллера

2.2. Подключение контроллера и усилителя

Если мощность RGB-контроллера недостаточна, то устанавливается дополнительный RGB-контроллер или усилитель. Предпочтительным вариантом является усилитель, так как два однозональных контроллера управляются двумя пультами. Если ставим RGB-усилитель для дублирования сигналов от контроллера, то можно обойтись одним пультом.

2.3. Подключение многозонального управления RGB-ленты

Вот таким образом реализуется многозональное управление RGB-лент. Схема подключения светодиодной ленты с пультом:

3. Схема подключения ленты 220 Вольт

Длина катушки составляет 50-100 м, при необходимости ленту можно укоротить, ориентируясь на имеющиеся отметки (как правило, интервал между ними составляет 1 м). Если несколько отрезков нужно состыковать, используются игольчатые коннекторы. Край защищается заглушкой.

Светодиодные ленты на 220В подключаются несколько иначе: не требуется блок питания и усилители. Понадобится только шнур с адаптером, в котором находится диодный мостик, выпрямляющий переменное напряжение. Оптимально применять схему подключения светодиодной ленты через выключатель. RGB-контроллеры поставляются исключительно в комплекте с RGB-лентой и не подлежат замене, поскольку не универсальны.

Вопреки бытующему мнению не требуется подключение трансформатора к светодиодной ленте или установка специального драйвера/блока питания. Посмотрим как выглядит подключение светодиодной ленты к сети 220В. Схема:

4. Способы подключения светодиодной ленты для дома

Хотим добавить еще несколько способов подключения и их реализации на основе нашего опыта. Во всех вариантах оптимально использовать схему подключения светодиодной ленты с выключателем.

5. Что нужно для подключения светодиодной ленты?

Разумеется, перед началом монтажных работ требуется приобрести все необходимые комплектующие, предусмотрев оборудование и расходные материалы. Состав зависит от модификации и количества ленты. Для недлинного шлейфа потребуется минимум блоков электропитания/управления, имеющих малую мощность и размеры.

При создании 5-метрового шлейфа без управления достаточно одного блока питания. Если планируется подключить два или более пятиметровых рулона одноцветной или RGB-ленты с управлением, то потребуется установка нескольких БП, RGB-контроллеров\диммеров, усилителей.

Итак, вам понадобится тот или иной набор оборудования, зависящий от особенностей решаемой задачи. Посмотрим, что входит в типовые системы, создаваемые на основе одноцветной и мультицветной ленты.

5.1. Бухта светодиодной ленты

Низковольтная лента на 12/24 вольта продается в пятиметровых рулонах. Уличная 220-вольтовая модификация представлена в 50- или 100-метровых бухтах. Что рекомендуется учитывать:

5.2. Блок питания

Блок питания осуществляет преобразование переменного напряжения сети в стабилизированное DC 12В или 24В. На устройстве имеются: вход, куда подаются 220В (фаза, ноль) и выход с плюсовым и минусовым контактом для подсоединения ленты или контроллера (диммера).

В БП открытого типа для подсоединения внешних линий используются клеммы с винтами, а в герметичных закрытого типа – разъемные соединители или провода. Рабочий ток ленты задается токоограничивающими резисторами на ее плате. Открытые БП, имеющие мощность свыше 250 ватт выпускаются с кулером.

На фото мы видим блок питания открытого типа. Сетевой кабель 220 вольт подключается на клеммную колодку так:

Ниже показаны закрытые БП, в которых вместо контактных колодок выведены провода. Маркировка указана на корпусах приборов.

5.3. Диммер

5.4. Контроллер RGB

5.5. Усилитель

Это устройство используется, если мощность всех ленточных шлейфов больше мощности диммера/контроллера либо когда устанавливается более двух источников электропитания в схеме с управлением/диммированием. К усилителю присоединяется часть ленточных фрагментов, и схема управления работает в штатном режиме.

5.6. Пульт управления

Пульт служит для дистанционного управления диммером и контроллером. В продаже представлены кнопочные и сенсорные модели пультов. Управляющие сигналы передаются через инфракрасный или радиочастотный канал на дальность 10-50 метров. Возможен выбор однозонального или многозонального пульта. Например, трехзонального для управления тремя контроллерами/диммерами на разных участках освещения.

5.7. Кабельная продукция, провода

Для подсоединения блока питания к сети 220В понадобится медный кабель, например, 3-жильный электрокабель ВВГнг-Ls сечением от 0,75 до 1,5 кв мм. Соединения светодиодной ленты с блоком питания, диммером, контроллером выполняются гибкими монтажными проводами ПуГВ 0,75-1,5 кв мм с изоляцией. Сечение проводников зависит от величины тока.

6. Как припаять провода к светодиодной ленте?

Паечные соединения целесообразно выполнять, если вы умеете правильно паять. Преимущество полученных стыков в большей надежности и устойчивости к внешним воздействиям.

Если навыки пайки отсутствуют, то лучше воспользоваться коннекторами, которые весьма просты в использовании. Их единственный недостаток – окисление контактов при повышенной влажности.

Перед пайкой требуется зачистить и залудить контакты на плате, а также концы проводов при помощи паяльника мощностью до 25 ватт и натуральной канифоли. Нельзя применять кислотные флюсы. Припаивание проводников производится в одно касание жала паяльника, чтобы не перегреть место пайки.

7. Основные правила и ошибки

подключайте ленты длиннее 5 метров только параллельно, последовательное подключение запрещено;
устанавливайте блоки питания в проветриваемое пространство с легким доступом. Чтоб они не грелись и были доступны для обслуживания;
выбирайте БП с резервом по мощности 15-20%;
в одном проекте желательно использовать БП одного типа, т.к может быть разное время запуска. Разные фрагменты ленты будут включаться не одновременно;
правильно подбирайте сечение проводов;
перед началом монтажа соберите схему на полу и проверьте ее работоспособность;
следите чтобы источник электропитания и лента были одного напряжения (12 или 24 вольт);
режьте ленту по отмеченным на ней линиям реза;
при изгибах печатной платы под большим углом возможно повреждение токоведущих дорожек;
используйте разъемные соединители лишь в случае, когда нельзя заменить их пайкой. Во влажных помещениях коннекторные контакты окисляются;
учитывайте, что мощные блоки питания оснащаются кулером, издающим шум.

8. Итоги

Итак, мы разобрали разнообразные варианты и способы подключения светодиодной ленты к блоку электропитания и приборам управления. Используя схемы, пояснения к ним и наши рекомендации вы сможете самостоятельно произвести установку всего оборудования. Разумеется при непонимании отдельных нюансов, вы можете задать свои вопросы в комментариях к статье. Обязательно подробно ответим на них и постараемся помочь вам во всем процессе монтажных работ. Давайте вместе пройдем весь путь от покупки комплектующих до щелчка выключателя и включения ленты.

Кажущееся, на первый взгляд, простым подключение светодиодной ленты на 12 вольт к блоку питания (БП), на самом деле таковым не является. Чтобы собранная осветительная система была надёжной и долговечной, необходимо заранее учесть все нюансы, определить подходящий для себя способ монтажа и подключения и только после этого приступать к выполнению работ.

Подключение светодиодной ленты напрямую к сети 220 В без блока питания

Подавляющая часть имеющихся в продаже светодиодных лент рассчитана на подключение к блоку питания постоянного тока напряжением 12 В. Реже встречаются светодиодные ленты с питанием 5 вольт либо 24 вольт и выше. Включать такие осветительные приборы напрямую в сеть переменного тока 220 В нельзя – не пройдёт и секунды, как все SMD светоизлучающие диоды и резисторы попросту перегорят.

Тем не менее существует один рабочий способ, позволяющий запитать низковольтную светодиодную ленту от сети 220 В. Для его реализации ленту на 12 В любого типа и цвета свечения разрезают на 24 равных отрезка. Затем их необходимо соединить между собой последовательно. Для этого с помощью короткого провода соединяют минусовой контакт первого отрезка с плюсовым контактом второго отрезка. Далее припаивают провод к минусу второго и плюсу третьего отрезка и так далее. В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение 288 вольт. Для подключения получившейся конструкции к сети 220 В придётся выпрямить и сгладить напряжение с помощью диодного моста VD1 (U_обр=600 В, I_пр=10 А) и полярного конденсатора C1 на 10 мкФ – 400 В, на выходе которого получится примерно 280 В.

Несмотря на то что данная схема вполне работоспособна, у неё есть ряд недостатков:

на каждом из отрезков в местах пайки присутствует опасное для жизни высокое напряжение;
конструкция имеет низкую надёжность из-за огромного количества соединений;
низкая эргономичность готового изделия.

Чтобы не заниматься самостоятельной переделкой светодиодной ленты с 12 на 220 вольт, можно купить готовую ленту промышленного производства, рассчитанную на прямое подключение к однофазной бытовой сети переменного тока. Её конструктивное отличие состоит в том, что SMD светодиоды соединены последовательно в группы не по 3 шт., а по 60 шт., а диодный мост входит в комплект поставки. Подробную информацию о таких LED-лентах, линейках и модулях можно найти в отдельной статье о светодиодных лентах на 220 вольт.

Использование бестрансформаторной схемы

Желание сэкономить на покупке качественного источника питания для светодиодной ленты подталкивает некоторых радиолюбителей к использованию бестрансформаторного блока питания (БТБП). Простая схемотехника, недорогие компоненты и возможность быстрого изготовления своими руками – вот основные преимущества БТБП. Действительно их можно встретить фактически во всей электронной китайской продукции, работающей от сети 220 В (настенные часы, люстры с ПДУ, реле напряжения и т.д.) Но на самом деле схемы питания, в которых нет трансформатора, имеют два существенных недостатка:

Отсутствие гальванической развязки, в результате чего потенциал высокого напряжения присутствует на всех участках электрической цепи. Другими словами, прикосновение к оголённым проводникам опасно для жизни и может вызвать сильный удар током.
Низкая надёжность. Со временем конденсатор теряет ёмкость, напряжение на выходе снижается, и устройство перестаёт работать. Если же случится пробой конденсатора, то подключенная светодиодная лента полностью перегорит.

Простейший классический вариант бестрансформаторного блока питания показан на рисунке выше. Его главный элемент – гасящий конденсатор (С₁), который снижает сетевое напряжение до нужного значения. Затем оно проходит через выпрямитель – диодный мост (VD1), стабилитрон (VD2) и сглаживающий фильтр (С₂). Расчёт ёмкости гасящего конденсатора производят, исходя из заданного напряжения и тока в нагрузке. Ввиду перечисленных выше недостатков подключать светодиодную ленту через такой блок питания не рекомендуется.

Активное применение БТБП в китайской электронике обусловлено исключительно экономией средств.

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 мм 2 ;
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 через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. Если выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

Несколько важных моментов

Руководствуясь описанными рекомендациями, несложно будет разработать схему для реализации подсветки или полноценного освещения, рассчитать длину проводов и определить оптимальное место размещения каждого функционального блока. Но прежде чем приступить к выполнению работ следует помнить о правилах техники безопасности:

работы по подключению и монтажу выполнять только на отключенном оборудовании;
перед первым включением дополнительно проверить надёжность всех контактов и правильность собранной схемы.

Также рекомендуется заранее приобрести некоторые расходные материалы:

термоусадочную трубку для изоляции спаянных участков проводов;
наконечники для проводов;
коннекторы для последовательного соединения двух участков лент;
алюминиевый профиль, чтобы не допустить перегрев светоизлучающих диодов.

В статье были определены все основные моменты, касающиеся подключения светодиодных лент на 12 В как с блоком, там и без блока питания. К сожалению, рассмотреть все схемы невозможно, ввиду многообразия их вариаций. К тому же постоянное совершенствование светодиодной продукции способствует появлению новых схемных решений, которые могут вызывать у рядовых пользователей вопросы с подключением и проведением расчётов.

Если у Вас возникли сложности с подключением – задайте вопрос в комментариях ниже, наши технические специалисты обязательно помогут.

Есть две основные причины выхода из строя светодиодной подсветки:

не правильный монтаж и подключение с ошибками

Вот основные три правила и ошибки, на которые нужно обращать внимание в первую очередь.

Светодиодная лента подключается параллельно, отрезками не более чем по 5 метров каждый.

Она даже продается катушками этого метража. А что если вам нужно подключить 10 или 15м? Казалось бы, подсоединил конец первого куска с началом второго и готово. Однако такое подключение запрещается. Почему так принято?

Потому что пять метров – это расчетная длина, которую могут выдержать токоведущие дорожки ленты. При большей длине, нагрузка будет превышать допустимую и лента обязательно выйдет из строя. Кроме того, будет наблюдаться неравномерность свечения. В начале ленты светодиоды будут светить ярко, а в конце гораздо тусклее.

Вот так будет выглядеть схема параллельного подключения светодиодных лент длиной превышающих допустимую:

При этом подключать ленту можно как с двух сторон, так и с одной. Подключение с двух сторон позволяет уменьшить нагрузку на токовые дорожки, а также помогает избежать неравномерности свечения в начале и конце ленты.

Особенно это важно на мощной ленте – свыше 9,6Вт/метр. Именно так советуют подключать профессионалы, которые занимаются установкой светодиодной продукцией долгие годы. Единственный жирный минус – приходится тащить дополнительные провода вдоль всего освещения.

Светодиодная лента должна обязательно монтироваться на алюминиевый профиль, который выполняет роль теплоотвода.

Во время работы лента нагревается, и эта температура отрицательно влияет на сами светодиоды. Они попросту перегреваются и начинают терять яркость, постепенно деградируя и разрушаясь.

Таким образом лента, которая могла бы спокойно проработать 5-10 лет, без профиля перегорит у вас через год, а может даже и раньше. Поэтому использование алюминиевого профиля в светодиодной подсветке обязательно.

Единственная лента, где можно обойтись без него – это SMD 3528. Она маломощная, всего 4,8Вт на 1м и не столь требовательна к теплоотводу.

Особенно нуждаются в теплоотводе ленты залитые сверху силиконом. В них теплоотдача происходит только через подложку, снизу. А этого бывает иногда недостаточно. Если вы еще наклеите ее на какой-нибудь пластик или дерево, то здесь вообще никакого охлаждения не будет.

Правильный выбор блока питания это гарантия долговременной и безопасной работы всей подсветки.

Блок питания должен быть мощнее чем светодиодная лента на 30%.

Только в этом случае он будет работать нормально. Если вы подберете его впритык, ровно по мощности всех светодиодов, то блок будет постоянно трудиться на своем пределе. Естественно такая работа скажется на продолжительности эксплуатации. Поэтому всегда давайте ему запас.

Для монтажа освещения с помощью светодиодной ленты вам понадобится:

Если у вас не выполнены эл.монтажные работы, то предварительно необходимо подвести напряжение 220В к месту подключения ленты. Для этого штробите стену, либо укладываете кабельный канал и протягиваете по нему трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5. Ведете его непосредственно до той распредкоробки, где будет подключаться питание светодиодной ленты.

Можно использовать существующую распаечную коробку, где подключено основное освещение. Главное чтобы место позволяло свободно подключить дополнительные провода и клеммники.

Выключатель на светодиодную ленту желательно устанавливать именно на провода 220 Вольт, а не перед лентой на отходящие 12-24В. В этом случае блок не будет работать постоянно. Тем более, импульсным блокам работать без нагрузки противопоказано. К тому же так будет выше уровень безопасности.

Предварительно проверьте и не перепутайте фазу, ноль и землю. Чаще всего, ноль бывает синего цвета, заземляющая жила – желто-зеленого, а фазная - любых других расцветок.
Но доверять только цветовой маркировке нельзя! Более подробно как без ошибок отличить ноль и фазу можно ознакомиться в статье "Как определить фазу и ноль в электропроводке".

Далее нужно от этой распредкоробки в штробе, гофрорукаве или в кабельном канале проложить кабель к будущему месту установки блока питания. Для его размещения монтируете удобную полочку. Изготовить ее можно из кусков фанеры или гипсокартона. Рядом размещаете и диммер.

Протянув кабель до блока, можно приступать непосредственно к подключению проводов.

Современная электроника часто комплектуется внешними источниками питания на 5В, 12В, 19В. После того как прибор выходит из строя, они часто валяются в кладовке или тумбочке.

5V — это напряжение зарядных устройств для телефонов и USB;
12V — используется в компьютерах, некоторых планшетах, ТВ, сетевых маршрутизаторах.
19V — в ноутбуках, мониторах, моноблоках.

Мы будем рассматривать, каким образом можно адаптировать любой блок питания для светодиодной ленты на 12В. Будут только простые и бюджетные варианты доступные каждому. Зарядники на 5В не подходят. Но из таких зарядников я делаю ночники, на корпус приклеивается от 3 или 6 диодов. Ночью светит не ярко, в самый раз.

1. Источники питания на 12V
2. БП на 19V
3. Характеристики импульсных стабилизаторов
4. Простые схемы своими руками
5. Видео, как доработать своими руками
6. Готовые модули из Китая
7. Питание и драйвер в одном модуле
8. Где купить дешево?

Источники питания на 12V

БП от маршрутизатора 12V, 1А

Источники питания на 12В от электроники обычно бывают от 6 до 36 Ватт. 10 Ватт хватает для подсветки рабочей поверхности светодиодной лентой на кухне. Такие блоки делятся на 2 основных вида:

старые на трансформаторах, отличаются большим весом;
современные импульсные, еще называют электронный трансформатор, отличаются малым весом и большой мощностью при малых габаритах.

Использовать на трансформаторах не рекомендую. При установке светодиодной ленты я сперва подключил трансформаторный БП от роутера, мощность которого была в 2 раза больше мощности ленты. Сам выпрямитель стал сильно греться. Поставил диодный мост выпрямителя на самодельный радиатор для охлаждения, все равно греется сильно, долго он так не протянет. Времени не было разбираться в тонкостях, поэтому спросил у специалиста. Он кое-как нашел причину, светодиоды имеют особенную вольт-амперную характеристику (сокращенно ВАХ), что приводит к сильному нагреву. Он подарил мне от телевизора на 12В и 2 Ампера, то есть мощность равна 24W. Теперь все работает без проблем и не греется.

БП на 19V

БП ноутбучного типа на 19В, 90W

Напряжение в 19В широко используется в настольной компьютерной технике, чаще всего в ноутбуках, моноблоках, мониторах, сканерах. В эту категорию можно отнести БП от принтеров, они мощные, бывает 16В, 20В, 24В, 32В.

У меня давно валяется отличный блок питания для светодиодов на 90W и 19V от ноутбука Asus. Такой мощности хватит, чтобы запитать светодиодную ленту на 6000 Люмен, а этого хватит, чтобы сделать диодное освещение комнаты 20 квадратов. Но БП не 12 вольт, и потребуется доработка. Внутрь корпуса мы не полезем, перепаивать схему под 12 вольт сложно, долго и надо быть электронщиком. Сделаем проще, подключим небольшой понижатель со стабилизатором. Существует два типа.

Тип №1

Стабилизатор на 7812

Стабилизатор на микросхеме типа КРЕН 7812 (lm317), выглядит почти как транзистор, при установке на радиатор охлаждения выдерживает ток 1 Ампер. Этот вариант устаревший и громоздкий. Для использования всей мощности ноутбучного БП потребуется 5-6 таких (или 1 большая) и большой алюминиевый радиатор для охлаждения.

Тип №2

Импульсный на специализированных микросхемах

Современный импульсный стабилизатор, миниатюрен, не греется, простой как 3 рубля. В русских магазинах за него просят 600-900 р, цена сильно завышенная. У китайцев на 3 ампера стоит 50 р., 5-7А продается за 100-150 р., поэтому рекомендую заказать пару штук на Aliexpress.

Рекомендую использовать импульсный, КПД у него выше 80-90%, проще и дешевле. Только не покупайте источник тока на LM2596, вам нужен источник напряжения. Чтобы найти в китайском интерне-магазине используйте запросы:

LM2596 power supply;
12v switching regulator;
voltage regulator 12v 7a;

Характеристики импульсных стабилизаторов

Специалист на видео инструкции расскажет основные технические характеристики современных импульсных стабилизаторов, схемотехнику и рекомендации по их правильному использованию. Чтобы вы своими руками не спалили его во время экспериментов.

Простые схемы своими руками

Если вышеописанные БП вам не подходят, то блок питания для светодиодной ленты 12в можно спаять по схеме своими руками. Для самодельного потребуется много времени и немало деталей, не буду рассматривать полные схемы для подключения к сети 220B. при современном развитии электроники их проще купить у китайцев. Есть схемы для сборки своими руками еще на TL594 и других новых элементах. Но мне больше нравится описанный ниже, легко повторяется за 10 минут.

Рассмотрим оптимальный и современный на LM2596. Потребуется установить всего 4 радиоэлемента. Аналоги, схожие по функционалу, это ST1S10, L5973D, ST1S14.

Существует несколько модификаций микросхемы:

фиксированное 12 V, LM2596-12, указано в конце маркировки;
регулируемый вариант LM2596ADJ;
цена в России одной 170 р.. В Китае весь собранный блок на LM2596 стоит 35р. включая доставку.

Характеристики

Видео, как доработать своими руками

Коллега подобно расскажет, как подключить и настроить стабилизатор к блоку питания от ноутбука на 19V.

Готовые модули из Китая

Вариант с регулятором на выходе от 3 до 37В

В первой схеме будем использовать LM2596ADJ с регулируемым вольтажом на выходе. Выпускаться она может в разных корпусах, но самый оптимальный как на картинке. Плюсом такой конструкции будет возможность регулировать яркость led ленты без диммера.

Схема с фиксированным 12B

Стабилизатор на микросхеме LM2596-12, отсутствует переменный резистор для регулировки, на выходе ровно 12B. Схема проще на одну детальку.

Питание и драйвер в одном модуле

Универсальный блок с 3 регуляторами

Универсальный вариант, регулируется сила тока и напряжение. Можно запитать не только диодную ленту, но и светодиоды. то есть может выступать в качестве драйвера и электронного трансформатора.

На видео ролике вам покажут как пользоваться и настраивать самостоятельно универсальный вариант модуля с драйвером, регулируемой силой тока.

Где купить дешево?

Бывает, что у вас дома не оказалось БП подходящего от бытовых приборов, но точно есть у других, тоже валяется без дела. Сперва спросите у знакомых или соседей, наверняка что то есть. За пару сотен или жидкую валюту вы можете сними договорится.

Большой ассортимент вы найдете на Авито и на местных форумах. Многие избавляются от ненужного хлама и продают БП за символическую цену, потому что выбрасывать жалко, а реальную стоимость не знают. Таким образом, я часто покупаю хорошие приборы, тем более торг никто не отменял. Недавно мне удалось купить фирменный ACER от моноблока на 190W за 400 р. Он герметичен и высокого качества, так как компьютерная электроника требует очень стабильного и качественного питания в отличие от диодной ленты.

У меня на мониторе стоял его родной блок питания 150w 24v, можно ли его заменить таким же блок питанием (с такими же характеристиками) которую часто используют для светодиодной ленты?

Зависит от качества блока, я бы купил на Авито такой блок фирменный. На дешевых будут высокие пульсации, для компьютера это плохо.

Помогите пожалуйста найти схему эл. принципиальную блока питания импульсного JAZZWAY BSPS 250W 12V 21A. Внезапно перестал работать. Предохранитель целый, видимых повреждений нет, не перегревался, отказал после нескольких суток работы без нагрузки 🙁 Напряжения первичных цепейимеются, видимо не запускается тригер…

Это надо писать производителю.

купите ваттветр и взгляните на показания его и то что написано на лампе и вы увидете разницу )). на свет светодиодного освещения я рекомендую делать самим светодиодное освещение и не полагаться на покупные . ибо как показал опыт с применением бытового ваттметра при проверке одноватной покупнои лампы и про проверке самодельной 3 ватной лампы (2 светодиода по 3 ватта ) оказалось что самодельная работает экономичнее и требует меньще мощности .))

У меня лаборатория, есть ваттметры, лабораторные блоки питания, фотометрические сферы и спектрометры.

Добрый день. Подскажите пожалуйста, светодиодная лента на 220V. Обязательно подключение через конвертер или можно подключить напрямую к сети. длинна ленты 3 метра.

Через конвертер надо.

Надо записать 11 метров ленты 12 в 4,8 Вт/м. Есть два блока питания по 5 вольт, 10 и 13 А. Можно подключить их вместе? (10 в достаточно было бы по яркости)

Этих блоков не хватит, нужен блок на 12 вольт.

Здравствуйте, есть блок питания от ноута, 19v 3a, мощность получается 57w, если переделать его на 12v то сила тока на выходе увеличиться до 4,75a? То есть можно будет запитать ленту суммарной мощностью 57w? Нужно ли для такого блока питания предусматривать запас мощности в 30%, как это рекомендуют во многих публикациях?

Сила тока останется прежней. Запас в 30% для блока питания от ноутбука не требуется, можно сделать запас 5-10%, у них качество гораздо выше чем у обычных.

вся суть статьи сводиться к ПОКУПКЕ у китайцев dc-dc преорбразователя? это конечно супер ЖДАТЬ МЕСЯЦ но …
может подскажите как подключить к бп 32В от принтера светодиоды 1вт 0.35мА 3.2-3.5В? необходим ли стабилизатор тока в таком случае? ведь скорее всего такие бп надежный источник СБАЛАНСИРОВАННОГО тока и напряжения. можно к примеру обойтись плавким предохранителем на необходимый ток?

Вопрос такого плана, есть консервооткрыватель работает от двух 1.5 вольтовых батареек, которые быстро садятся, покупать надоело, каким блоком питания их можно заменить, от какого устройства он может подойти или как просто его сделать?

По поводу такого серьезного вопроса мне необходимо посоветоваться с коллегами 🙂

Доброго времени суток, имеется понижающий тороидальный трансформатор 220в-12в 33А, хочу запитать 14м ленты(4 сегмента 4м*шт + 3м*2, параллельно), возникли вопросы — какого объема конденсаторы поставить на каждый сегмент для сглаживания и диодный мост следует поставить общий для всех сигментов или на каждый свой? заранее спасибо

Емкость конденсатора рассчитывайте исходя из мощности нагрузки. Лента питается постоянным напряжением, выпрямитель ставьте где угодно.

Здравствуйте! В общем есть светодиоды оставшиеся от сломавшейся лампочки (E-27 24W) и есть блоки питания на 12 и 5в. Можно ли как-то заставить все это дело гореть? (без огня, желательно)

Добрый день,имеется светодиодный фонарик,питается от 3-х батареек АА 1.5в,Вопрос :как его подключить в автомобиле вместо подсветки багажника ? т.е. вместо батареек запитать от 12в ,от сети авто ?

Поставьте драйвер с питаем от 12В. Надо смотреть схему фонарика, может из без переделок заработает.

Светодиодная лента там стоят светодиоды 5630. какая мощность одного? чтобы подобрать блок питания подходящий по мощности? По количеству светодиодов на метр надо пересчитать. Примерно планируется 3-4м ленты использовать

Светодиоды 5630 могут быть от 0,09 до 1 Ватта, поэтому меряйте мощность светодиодной ленты прибором.

Здравствуйте! Подскажите на такой вопрос. Если взять обычный блок питания от ноута на 12в и 2А или 4а он будет, возможно ли его соединить со светодиодной лентой и чтобы она работала? Если допустим отрезать другой конец и скрутить провода? Или как вариант взять маленький 12V аккумулятор и подсоединить к ней то будет работать?

Ленте без разницы откуда подаётся 12 вольт, лишь бы мощности хватало.

можно-ли 5 метров светодиодной ленты запитать БПшкой от компьютера 350w? с молекса.

Здравствуйте, очень благодарен за полезную информацию на сайте. Может не по теме, но подскажите можно ли заряжать аккумулятор 12 вольт 17Амп.ч при помощи блока питания от ноута 20вольт, 120ватт на выходе. Спасибо

Их этого блока питания надо делать зарядное устройство. Если его просто подключить к аккумулятору, то заряжать не будет.

МОЖНО ЛИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ БП ОТ ТЕЛЕАННТЕНЫ

Можно. Это обычно усилитель сигнала, он работает на 12В. В нем стоит стабилизатор на 100 мА. К такому блоку можно подключить не более 1 Ватта. Но если он у вас мощнее, то больше.

Читайте также: