Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет мощности и подключение адаптера для светодиодных лент 12v

Расчет мощности и подключение адаптера для светодиодных лент 12v

Сегодня светодиодное освещение пользуется особой популярностью, постепенно вытесняя остальные виды осветительной продукции. Но используя такие изделия необходимо помнить, что они являются продукцией с низким напряжением (12 и 24 вольт). Поэтому чтобы подключить светодиодные ленты к сети с напряжением в 220 вольт, нужен специальный переходник — адаптер.

На рынке имеются самые разнообразные адаптеры для такой продукции. Поэтому выбирая их, нужно руководствоваться определенными параметрами, а также знать принцип работы. Тем более это необходимо знать, если вы решили своими руками сделать подобный прибор. Обо всем, что касается адаптеров для светодиодной ленты, расскажет сегодняшняя статья.

Что это такое и каков принцип работы

Блок питания или адаптер представляет собой компактное устройство, которое способно обеспечивать питание светодиодной ленты. Внешний вид такой блок питания может иметь самый разнообразный, но зачастую он похож на зарядку от мобильного устройства. Хотя может и походить на обычный блок питания для ноутбуков. По своей сути адаптер представляет собой преобразователь (переходник) переменного тока рассчитанный на 220 вольт и постоянный на 12 вольт.
Блок питания для светодиодной ленты (на 12 или 24 вольт) позволяет подключать изделие к сети питания в 220 вольт для ее нормальной работы. Адаптер или блок питания (БП) для светодиодных источников света служит преобразователем для входного напряжения до необходимого уровня напряжения на выходе.

Обратите внимание! Применять БП в данной ситуации необходимо при наличии определенной компетентности. Если применять адаптер по назначению, то он не будет представлять собой угрозу для здоровья человека, а также подключаемой техники.

Светодиоды

Блок питания импульсного типа способен выравнивать скачки напряжения в сети 220 вольт благодаря применению специального фильтра. В результате электросеть, характеризующаяся нестабильным напряжением, обязательно нуждается в подобного рода устройстве. Для любой электротехники нежелательны скачки напряжения, которые запросто могут вывести ее из строя. Блок питания в данной ситуации как раз служит определенной защитой для светодиодной ленты. Поэтому очень важно сделать качественный и правильный выбор адаптера, чтобы исключить любые возможные риски.

Сегодня led ленты выпускают на 12 и 24 вольт. Принцип расчета и подбора аналогичен и для 12 и 24-вольтных изделий, так как они в любом случае будут подключаться к сети на 220 вольт. Это необходимо знать, собираясь изготовить такой блок питания для диодной подсветки своими руками.

Обратите внимание! Самой распространенной считаются led модели на 12 вольт. А вот продукция с напряженностью в 24 вольта применяется для создания проектированного освещения с большой мощностью. В этом случае сечение проводов должно быть увеличено вдвое.

Какие варианты источников питания существуют для диодной подсветки

Покупая адаптер для подсоединения светодиодной ленты (на 12 или 24 V) к питающей сети в 220 V, следует помнить, что это устройство может по старинке называться «электронный трансформатор» или по-современному — блок питания.

Обратите внимание! В данной ситуации будет не совсем корректно использовать термин «драйвер». Под драйвером имеется в виду источник тока, а в данном случае мы рассматриваем источник напряжения.

Для диодной ленты такие изделия могут иметь различный внешний вид.

Внешний вид блоков питания

Различный внешний вид БП

Классификации подобного рода устройств бывают различными. Например, в зависимости от системы охлаждения они бывают:

  • пассивные. Внешне часто напоминают БП от ноутбука. Снизу корпуса имеется решетка;
  • активные. В данной ситуации электрическая схема прибора содержит вентилятор по аналогии с системным блоком компьютера. Он размещается в корпусе. Вентилятор дает возможность повысить мощность и уменьшить габариты изделия. К минусам здесь относится шум во время эксплуатации.
  • корпус как у компьютерного блока. Являются самым оптимальным вариантом для светодиодной продукции;
  • герметичный корпус. Изготавливается из алюминия. Применяется для помещений с высокой влажностью;
  • металлический корпус. Используется для сухих помещений и устанавливается в недоступном месте.

По функциональности такие устройства бывают:

  • простые;
  • со встроенным диммером;
  • с диммером и дистанционным управлением (самые дорогие модели).

Чтобы подсоединить led в 12 V к сети в 220 V используют БП двух разновидностей:

  • стабилизированные по показателю напряжения – 12/24 вольт;
  • стабилизированные по показателю тока – постоянный/переменный.

Но чтобы точно определиться с тем, какой именно аппарат нужен в конкретном случае, необходимо рассчитать дня него мощность.

Расчет мощности на примере ленты в 12 вольт

Поскольку наибольшей популярностью сегодня пользуется led продукция на 12 вольт, то мы рассмотрим пример расчета мощности адаптера для подключения к сети в 220 V именно для нее. В качестве расчетного образца возьмем модель SMD 5050.

Обратите внимание! Определяясь с БП для светодиодной ленты необходимо учитывать тот факт, что он должен иметь некоторый запас мощности. Это означает, что мощность прибора должна быть на 20-30% больше мощности ленты.

Светодиодная лента SMD 5050

Светодиодная лента SMD 5050

  • длина — 3 м;
  • мощность — 14,4W;
  • 60 led/м.

Итак, принимаемся за математику. Сначала следует умножить мощность (14,4W) на длину ленты (3 м). Получаем округленное значение в 43W. Так мы высчитали потребление всей ленты. К нему приплюсовываем минимум 20% (коэффициент 1,2) запаса мощности, который будет затрачен на проводниковые потери. В конечном счете получаем значение мощности в 52W. Это минимальный показатель для данного случая. Самая ближайшая модель, подходящая под полученные значения, имеет мощность в 60W. Вот ее и следует выбирать.

Читайте так же:
Свет накаливания постоянного тока

Делаем своими руками: инструкция по сборке

Если вы знакомы с радиоэлектроникой не понаслышке, то вы можете все сделать своими руками. Для этого вам понадобится схема. Лучше брать схему попроще, если вы новичок. Например, схема может иметь следующий вид:

Устройство адаптера для светодиодной ленты

Схема адаптера для светодиодной ленты на 12 вольт

Сборка устройства происходит следующим образом:

  • берем старый бестрансформаторный БП, оснащенный балластным конденсатором. Если его нет, можно использовать старый блок питания;
  • по схеме паяем элементы электроцепи;
  • конденсатор в схеме будет уменьшать сетевое напряжение, которое далее подается на выпрямитель. Он собирается из диодов;
  • после выпрямителя напряжение направляется на сглаживающий фильтр;
  • резисторы обеспечивают скорую разрядку конденсаторов. R1 необходим для ограничения тока при подключении;
  • стабилитрон нужен для ограничения напряжения на выходе, когда оно равняется 12 вольтам.

Обратите внимание! Номинал для конденсатора C1 будет зависеть от тока для БП. Не рекомендуется допускать питание светодиодов максимальными значениями тока.

Как подключать БП к светодиодной продукции

Для того чтобы подключение подсветки прошло качественно, необходимо придерживаться такой схемы:

Процесс подключения БП и ленты

Схема подключения БП и ленты

Для подключения вам нужен провод и вилка. На проводе следует установить выключатель. После этого делаем следующее:

  • на адаптере находим четыре контакта: ноль, фазу, COM (сюда подключается лента) и V+ (для выходного напряжения);
  • оголяем конец провода и подключаем его к нулю и фазе. После этого вставляем в розетку. Если на БП загорелся зеленый светодиод, то устройство готово к работе. Остальные манипуляции проводим в соответствии со схемой.

Вот и все подключение.
Итак, теперь вы знаете, как выбрать адаптер для подсоединения led ленты на 12 V или сделать его своими руками. Помните, что правильно подобранный прибор служит залогом создания качественной подсветки и длительного периода ее эксплуатации.

Как подключить светодиодную ленту к блоку питания – всё, что надо знать

Ленты со светодиодными элементами, широко используются для освещения и украшения – как частных объектов, так и общественного пользования. Их широко используют в рекламных инсталляциях и для решения дизайнерских задач. Учитывая популярность этого осветительного прибора, ответ на вопрос – как подключить светодиодную ленту, интересует многих, поэтому разбираемся, что и как надо делать.

Немного о ленте

Ленты со светодиодами или по-другому LED-ленты имеют самое широкое разнообразие в смысле форм-фактора и непосредственного назначения. Однако все они имеют общее свойство – градацию по цвету. В этом плане существует два вида типа лент:

  • монохромные;
  • универсальные.

Монохромная LED-лента при включении испускает только один цветовой поток:

  • белый;
  • жёлтый;
  • зелёный;
  • красный;
  • синий.

Универсальный тип этих устройств (RGB) позволяет, при помощи ПУ, менять цвет. Изменения могут производиться как по основным цветам, так и выбирать любой другой существующий в природе. Современные светодиодные ленты универсального типа дают возможность менять свечение даже на отдельных участках цепи, что даёт ещё больший простор для фантазии.

Подсветка лентой со светодиодными элементами

Узнаем на практических примерах – как осуществляется монтаж светодиодной ленты, и в качестве объекта, возьмём различные потолочные перекрытия. В целом алгоритм таких работ примерно одинаков:

  1. очищение и обезжиривание поверхности;
  2. удаление защитной плёнки с ленты;
  3. фиксация ленты.

При создании сложных дизайнерских проектов широко применяют профильные конструкции. Их создают из пластика или алюминия. Конструкция из алюминиевых профилей может понадобиться в случае использования мощных осветительных приборов. Лента на них крепится за счёт собственной клеевой основы либо при помощи дополнительного подклеивания.

Помимо клея существует ещё несколько способов крепления ленты к основанию, например, специальные клипсы. Варианты фиксации светодиодной ленты выбираются исходя из конкретной ситуации. Благодаря профильным конструкциям можно воплотить любую дизайнерскую задумку.

Общие правила подключения

Чтобы выполнить грамотное подключение светодиодной ленты желательно перед приобретением ознакомиться с её техническими показателями. Ленты отличаются числом диодов, приходящихся на один метр этого изделия.

Данный параметр в обязательном порядке указывается в технических характеристиках на упаковке. Он напрямую влияет на качество получаемой освещённости и необходимую мощность. Светодиодные элементы на ленте могут быть расположены в один ряд или в два. Помимо этого, есть отличие по их защищённости – лаковое или силиконовое покрытие, или без какой-либо защиты.

Необходимое напряжение лента получает от питающего блока напряжением 12 или 24 вольт. Приобретая устройство необходимо уточнить потребляемое напряжение и купить подходящий по номинальным характеристикам блок питания, что позволит подключить светодиодную ленту к 220 В. Далее разберём основные моменты, требующие особого внимания.

Всего есть четыре ключевых момента требующих внимания:

  • Длина

Эта задача решается достаточно просто – производится обмер протяжённости освещаемого периметра, где планируется установить светодиодную ленту. В случае бо́льшей длины от стандартной протяжённости рулона в 5 метров, понадобится добавить припуск на сращивание. Разрезание ленты для наращивания может производиться на определённых отрезках. Их расположение зависит от числа диодов в устройстве.

  • Полярность

В отличие от бытовых электротехнических устройств и классических ламп, установка светодиодной ленты должна производиться с соблюдением полярности, поскольку это полупроводниковое устройство. К счастью, при коммутации к неправильным полюсам питающего устройства, лента из строя не выйдет. В этом случае она попросту не станет включаться и потребуется смена полюсов на питающем устройстве.

  • Резка

Достаточно часто, длина стандартной катушки является избыточной и приходится отрезать от ленты требуемый кусок. Для того чтобы подключить светодиодную ленту длиной менее 5 метров к блоку питания, заготовка режется по уже указанным рискам. Как правило, они располагаются через каждые 3 светильника. В подавляющем большинстве лент, именно по три в блоке, группируются световые части в параллельные связки. Если произвести рез ленты в другом месте она будет работать, однако несколько диодов, в которых произошло замыкание контура, перестанут функционировать.

  • Соединение
Читайте так же:
Расчет сечения кабеля при постоянном токе 24в

Достаточно распространённым способом соединения нескольких отрезков ленты является пайка. При внимательном рассмотрении обозначенных линий для разреза, можно обнаружить специальные площадки для контакта. Перед соединением они очищаются и обрабатываются лужением.

Далее производится соединение отрезков посредством пайки проводки. Для данных целей рекомендовано сечение, не превышающее 2 миллиметров. Стоит отметить, что есть модели лент, которые можно соединять без пайки – выполняя коммутацию с помощью специальных коннекторов.

Различные способы коммутации

После определения источника питания выполняется подключение ленты на светодиодах. Разберём два наиболее распространённых приёма.

Первый – одна лента и блок

В примере будет использована лента классической длины в бобине – 5 метров. В большинстве случаев, на конце ленты, с внешней стороны, имеются небольшие отрезки проводки для осуществления коммутации. При их отсутствии необходимо произвести спаивание.

С этой целью, берутся провода с несколькими жилами, сечением не превышающим 2 миллиметра – и отрезаются куски достаточной длины для закрепления ленты и монтажа питающего оборудования. Для удобства подключения проводку желательно взять в разноцветной изоляции. Например, для «плюса» красного цвета, а для «минуса» синего.

При помощи канифоли или специальной кислоты и припоя производится лужение проводки с обоих концов. После этого кабель можно припаивать к контактным площадкам ленты. Данную операцию требуется выполнить максимально быстро, во избежание повреждения светодиодов высокой температурой от паяльника.

На отрезки, проводки, которые будут соединяться с питающим блоком, рекомендуется установить специальные наконечники «НШВИ». Это позволит обеспечить наиболее надёжную коммутацию с клеммами источника питания.

Однако для установки этих приспособлений потребуется специальный обжимающий инструмент, который используется профессиональными электромонтажниками. Правда можно обойтись и простыми плоскогубцами. Места, в которых производилась пайка, тщательно изолируются. Наиболее оптимальным вариантом изоляции является использование термоусадочной трубки.

Видео описание

Наглядно о трёх правилах подключения светодиодной ленты в этом видео:

Второй – две ленты и блок

При подобной коммутации требуется убедиться, что питающий блок выдержит требуемую нагрузку. Например, необходимо подсоединить к источнику питания ленту длиной 7 метров. Ленты данного формата не реализуются и поэтому придётся отрезать 2 метра от дополнительной катушки.

Как говорилось выше, рез производится по соответствующей разметке, имеющейся на полоске. Для разреза можно воспользоваться обычными ножницами. Технология соединения двух кусков ленты с диодами, была показана выше – это или спаивание, или применение коннекторов. После соединения отрезков, общий подготовленный кусок ленты коммутируется к блоку как одно целое.

Нередко ситуация с освещением складывается таким образом, что в контуре присутствует несколько лент находящихся на различном расстоянии от питающего блока. Как пример, может послужить освещение нескольких зон в комнате или витрина в магазине.

Чтобы выполнить соединение всех кусков контура, необязательно тянуть проводку к источнику питания от каждого по отдельности. Достаточно подключить магистральную (основную) светодиодную ленту к блоку питания 12 вольт, а к основной линии уже можно присоединять необходимое количество отрезков. Важное условие – блок должен выдерживать нагрузку.

ПК как источник питания

Такой вариант подключения достаточно распространён для обеспечения локального освещения околокомпьютерного пространства. Также можно подсветить и сам системный блок ПК изнутри или снаружи. Освещение монитора ПК полезно для снижения нагрузки на зрение в ночные часы работы.

Что касается самого подключения то оно достаточно простое. Штепсель «molex 4 pin» в ПК имеет четыре провода. На один подаётся ток в 12 вольт, на второй 5 вольт, а остальные два разъёма отведены для «земли». Достаточно заизолировать одну «землю» и 5 вольт. К оставшейся проводке лента припаивается в том порядке, как было обозначено выше.

Мощность блока

Чтобы устройства светили на полную мощность, а блок гарантированно справлялся с нагрузками, при его приобретении понадобится произвести несложные расчёты. В большинстве случаев, в маркировке лент обозначена потребляемая мощность одним метром изделия. Поэтому, данное значение следует умножить на требуемую длину и добавить 20% для запаса.

Например, необходимо установить подсветку общей длиной 13 метров, при этом номинальная потребляемая мощность выбранной ленты составляет 9 ватт на метр длины. Умножаем 13 на 9 и получаем 117 ватт. 20% от этого значения равняется 23,4 ватт. Плюсуем 117 и видим, что для такой подсветки понадобится блок мощностью порядка 140,4 ватт.

Видео описание

Как и к чему подключать светодиодную ленту – смотрите в этом видеоролике:

Основная ошибка

Стоит отметить распространённую ошибку, допускаемую при сращивании двух отрезков – многие выполняют их последовательное подключение. Считается, что достаточно соединить прямым способом два конца ленты и получить требуемую длину. Данная коммутация неправильная, поскольку подключать ленты требуется параллельно.

На практике, эта ошибка ведёт к повышению сопротивления в контуре: к концу цепочки светодиоды будут светить очень тускло или вообще не работать. При этом на начальные отрезки ленты будет поступать избыточное напряжение, что приведёт к быстрому выходу из строя осветительных элементов.

Также повышенное напряжение чревато повышенной температурой светодиодной ленты, что тоже не является плюсом. Практическим путём доказано, что неправильное соединение двух отрезков ленты приводит к их быстрому износу и в разы сокращает срок эксплуатации.

Читайте так же:
Схема подключения выключателя света ваз 2109

Заключение

Мы рассмотрели, что такое светодиодная лента как правильно установить и подключить это осветительное устройство. В целом, все эти работы не представляют большой сложности. Если придерживаться приведённых выше рекомендаций, монтаж ленты не составит труда.

Однако если нет хотя бы небольшого опыта по подобным работам, то лучше обратиться за помощью к специалисту. Это позволит избежать досадных ошибок и обезопасит от последствий неправильной работы с электроприборами.

Монтаж и подключение светодиодной ленты через блок питания 12-24 Вольт.

светодиодная лента красивая синего цвета

Есть две основные причины выхода из строя светодиодной подсветки:

  • не качественные светодиоды и блоки питания
  • не правильный монтаж и подключение с ошибками

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

ошибки при подключении светодиодной ленты

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.

прегоревшие светодиоды в ленте освещения

сгоревшая светодиодная лента

схема параллельного подключения светодиодной ленты

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

схема подключения светодиодной ленты с двух сторон

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.

алюминиевый профиль для ленты подсветки

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.

разные алюминиевые профиля для светодиодных лент таблица

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.

светодиоды smd 3528

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.

блок питания для светодиодной ленты

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:

бухта барабан светодиодной ленты

  • бухта светодиодной ленты. Необходимую длину отрежете в процессе монтажа.

трехжильный кабель ВВГнг LS 3*1,5

  • трехжильный кабель ВВГнг-Ls сечением 1,5мм2

блок питания и клеммы

  • блок питания

диммер и пульт управления

  • диммер и пульт управления

монтажный провод в бухтах

  • монтажный провод ПуГВ. Лучше всего взять с разноцветной изоляцией красного и черного цветов. Сечение также 1,5мм2

подключение питания в распредкоробке светодиодной ленты

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.

схема подключения светодиодной ленты и основного света в распредкоробке

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.

111-60

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».

размещение блока и диммера на полке за потолком для освещения светодиодной лентой

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.

Гайд по адресной светодиодной ленте

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

  • Giant4 30 LED
  • Giant4 60 LED
  • Giant4 144 LED
  • AliExpress
  • AliExpress
Гибкий профиль

  • AliExpress
  • AliExpress
  • AliExpress
Гирлянда

  • Giant4 (РФ)
  • Giant4 (РФ)
  • AliExpress
Полоски

  • AliExpress
  • AliExpress
Читайте так же:
Ящик управления освещением номинальный ток
Кольца

  • AliExpress
  • AliExpress
  • AliExpress
Матрицы

  • Giant4 16×16
  • Giant4 32×8
  • AliExpress
  • AliExpress
  • 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.

    ЧипНапряжениеСветодиодов на чипКол-во дата-входовКупить в РФ
    WS281112-24V3130 led, 60 led
    WS28123.5-5.3V1130 led, 60 led, 144 led
    WS28133.5-5.3V12 (дублирующий)30 led, 60 led
    WS28159-13.5V12 (дублирующий)30 led, 60 led
    WS281812/24V32 (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!

    blank

    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.

    blank

    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.

    blank

    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.

    blank

    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:

    • Уменьшить напряжение питания ленты до 4.5V, “промышленные” (металлические в дырочку) блоки питания позволяют это сделать (у них есть крутилка).
    • Поставить конвертер (преобразователь) уровней с 3.3 до 5V на управляющий сигнал.
    • Также я придумал весьма грязный трюк с диодом: первый светодиод в ленте можно запитать от более низкого напряжения через любой кремниевый диод (например 1N4007), а остальные – как обычно. На диоде падает около 0.6V, таким образом сигнал пройдёт через ступеньку повышения 3.3-4.4-5.0V и всё будет работать стабильно. Для этого нужно аккуратно вырезать кусочек дорожки 5V между 1 и 2 светодиодом, подключить питание ко второму, и диодом оттуда же – на первый (см. схему #1 справа).
    • Ещё один способ с нашего форума: диодом “приподнять” землю самого микроконтроллера на те же 0,6V. Для этого диод ставится между GND питания катодом и GND микроконтроллера анодом (см. схему #2 справа). Ну и самый правильный способ – конвертация логического уровня при помощи любого PNP транзистора:

    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.

    blank

    blank

    4) Питание. Один цвет одного светодиода при максимальной яркости кушает 12 миллиампер. В одном светодиоде три цвета, итого

    36 мА на диод. Пусть у вас есть метр ленты с плотностью 60 диод/метр, тогда 60*36 = 2.1 Ампера при максимальной яркости белого цвета, соответственно нужно брать БП, который с этим справится. Также нужно подумать, в каком режиме будет работать лента. Если это режимы типа «радуга», то мощность можно принять как половину от максимальной. Подробнее о блоках питания, а также о связанных с ними глюках читай здесь.

    blank

    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!

    blank

    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.

    blank

    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.

    blank

    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

    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.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector