• Вы строите свой дом.?

    Показать результаты

    Загрузка ... Загрузка ...
  • Виды, схема, подключение светодиодных лент декоративной подсветки

    Автор: Человек Труда vk fb eye 6 177
    Опубликовано 17.2.2016
    1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

     

    Современные элементы интерьера во многом преображаются, если добавить в них декоративную подсветку, которая является той самой «изюминкой» оригинальности и выражением современного высокотехнологичного дизайна. Именно для этого применяют светодиодные ленты подсветки, которые производятся во многих вариантах, как цветовой гаммы, так и других характеристик, о которых пойдет речь.

     

    В принципе, ничего сложного нет ни в монтаже, ни в подключении подсветки к электричеству, но самым сложным есть выбор той или иной системы, и понимания ее принципа работы. Есть системы, которые работают от 220 В и соответственно, не требуют блока питания, есть на 12/24 В подсветки, а для большого количества освещения, может понадобиться не один блок питания, плюс усилители.

     

    Но нужно понимать, что данный вид осветительных приборов является вспомогательным, и как правило, не обходится без точечного или группового лампового освещения (см. «Виды и принцип работы современных электрических бытовых ламп освещения»), а общего или зонированного – другой вопрос.

     

    Виды светодиодных лент декоративной подсветки

     

    Плотность светодиодов на метр погонный ленты – это та характеристика, которая определяет (большей частью) яркость освещения. Самая высокая плотность составляет 240 светодиодов на метр погонный, то есть, 24 на секцию 10 см, как можно видеть на рисунке ниже. Там же видно, что ленты плотностью 120 штук на м/п, выполнены в двух вариантах – в один и в два ряда. Также можно видеть, что 240 располагается в два ряда, а 140 – в три. Это все связано с габаритными размерами светодиодов, их цветностью, а также архитектурой схемы и резисторов самой ленты, об этом еще пойдет речь далее.

     

    Само расположение не принципиально, тут показано лишь, что бывает лента в один, два и три ряда, различного расположения (вряд, в «шахматку»). Мелкие светодиоды могут располагаться в один ряд и достигать плотности 120 штук на метр, а более громоздкие для такой же плотности приходится располагать в два ряда, но и светоотдача у них, как правило, больше, и/или они способны излучать несколько цветов. В последнем случае, расположение усугубляет большее количество дорожек и обслуживающих резисторов.

     

    Схемы плотности размещения светодиодов в ленте декоративного освещения

     

    Типы светодиодов для ленты условно делятся на одноцветные и многоцветные. Первые могут излучать оттенки одного из основных цветов спектра (красного, зеленого, синего), а также разной мягкости белого (от солнечного до чисто-белого). Они обычно меньшего размера и потребляют немного электричества, имеют два контакта для подключения в схеме ленты и один обслуживающий токоотводящий резистор на стандартную секцию из трех светодиодов.

     

    Многоцветные же обозначаются аббревиатурой RGB, что в переводе на русский КЗС – красный, зеленый, синий. Их конструкция такова, что вмещает в одном корпусе одного кристалла три проводниковых элемента, каждый из которых при подаче напряжения излучает свой цвет. В таких светодиодах конструктивно можно наблюдать шесть контактов, три на одной стороне, три на другой, каждый ведет на свой проводниковый элемент в кристалле. На секцию из трех таких светодиодов положено три обслуживающих токоотводящих резистора – на каждый цвет трех светодиодов по одному.

     

    Лента с RGB светодиодами

     

    Различают светодиодные ленты подсветки и по размеру, который можно узнать, судя по маркировке. Наиболее распространенные варианты цифровых значений – 3528 и 5050, которые указывают на размер светодиода. Первые две цифры в маркировке 3528 например, обозначают размер в миллиметрах (целое и дробное значения) одной габаритной стороны светодиода – 3,5 мм. Вторые две соответственно – габариты по второй стороне: 2,8 мм.

     

    Одноцветные ленты производят на базе светодиодов SMD (Surface Mounted Device, или монтированный на поверхность прибор), различных размеров, основные из них – это SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 с соответствующими размерами 3,5х2,8 мм, 3х2 мм, 3х1,5 мм, 2х1,2 мм. Бывают более мощные одноцветные устройства с тремя и более проводниковыми источниками света в кристалле, а также многоцветные RGB, с маркировками SMD 5050 (5х5 мм) и SMD 5060 (5х6 мм). Имеется еще аббревиатура DIP, которая указывает на цилиндрический корпус светодиода, и соответственно, прикрепленная к ней цифра обозначает диаметр корпуса.

     

    Характеристики потребляемой энергии светодиодных лент бывают самые разнообразные, в зависимости от плотности и типа используемых светодиодов. Еще один нюанс «прожорливости» этих источников света – цвет освещения, но это больше относится к одноцветным видам, а в RGB можно самостоятельно настроить оттенок, тем самым немного изменить характеристику потребления.

     

    Есть ленты, которые рассчитаны на потребление напряжения 12, 24, 36, 48 и 220 Вольт. Наиболее распространенные – 12 и 24 В, которые выпускаются в бухтах по 5 м и имеют размер секции равный 10 см. Ленты на 36 и 48 В выпускаются в большем количестве случаев под заказ, бухтами по 30 м, с секциями по 15-20 см, но стоимость по метру погонному с одинаковыми характеристиками 12/24-х вольтовых лент одинакова.

     

    Потребляемая мощность указывается производителем на 1 м/п ленты, и зависит она от плотности светодиодов, а также потребления вида светодиода. К примеру, если взять ленту с маркировкой SMD 3528 4,8W 60 LED R, то судя по ней, можно увидеть светодиоды 3,5х2,8 мм (SMD 3528), с мощностью потребления на метр ленты 4,8 Вт (4,8W), плотностью 60 светодиодов (60 LED) красного цвета (60 LED R) на метр погонный. Каждый светодиод серии SMD 3528 LED R потребляет 0,08 Вт, из этого следует: 60*0,08=4,8 Ватт потребляемой мощности на метр погонный ленты из шестидесяти светодиодов.

     

    Схемы, конструкции светодиодных лент декоративной подсветки

     

    Многочиповые светодиоды имеют наиболее сложную схему, то есть те, в корпусах которых имеется по несколько элементов, вырабатывающих свет. К ним относятся элементы класса SMD 5050 (5060), которые бывают одноцветными и многоцветными (RGB). В первом случае чипы, излучающие свечение, выполнены из одного материала, выдающего один цвет. Если речь идет о RGB, то там расположено три чипа, выполненных из разных материалов, каждый из которых светится своим цветом.

     

    Составные обслуживающие элементы (токоограничивающие резисторы) и количество контактов, которое вмещает в себе схема светодиодной ленты RGB, не настолько велика, как на основе пятичиповых SDM 5050, так как имеет всего четыре действующих контакта. Но принцип все тот же: три чипа в светодиоде – три управляющих, замыкающих цепь контакта, плюс общий 12 В.

     

    Первый в секции светодиод запаян на силовой контакт с одной стороны, а далее идет последовательное соединение одного за другим тремя токопроводящими дорожками, в цепь каждой включен токоограничивающий резистор, отводящий излишек тока от своего чипа. Стоит обратить внимание на саму конструкцию светодиода в данном случае, которая отличается от пятичиповой, в которой имеется один общий силовой 12 В контакт, который, как правило, расположен посередине в нижнем ряду, а остальные – замыкающие.

     

    Схема секции многоцветной трехчиповой RGB светодиодной ленты

     

    Управление чипами производится отдельно каждым, и соответственно, комбинациями различной яркости из трех разноцветных, можно добиться практически любого оттенка, а также белого цвета. Также можно дискретным образом, просто включать или выключать определенный чип. В одноцветных многочиповых светодиодах такой дискретный способ управления яркостью освещения является более удобным, чем метод плавного регулирования реостатом.

     

    На схеме секции можно наблюдать, что подключение светодиодов происходит в последовательном порядке, но подключение самих секций в ленте осуществляется параллельно. Разъединение секций производится путем разреза по токопроводящим незащищенным контактам, по намеченным линиям разреза.

     

    Схема подключения секций в многоцветной трехчиповой RGB светодиодной ленте

     

    Одночиповые светодиоды довольно просты в подключении на ленте, и они имеют всего один чип, соответственно, излучают свет одного оттенка, настроить можно только яркость с помощью реостата. Наиболее простой считается схема подключения светодиодной ленты на основе одночиповых SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 и других (разнообразие их велико, описаны наиболее широкие в применении). Секция такой ленты декоративного освещения имеет три светодиода, на которых приходится один токоограничивающий резистор, все это на две дорожки – силовую и нулевую.

     

    Схема секции одночиповой светодиодной одноцветной ленты

     

    Подключение элементов в секции ленты последовательное, а подключение секций – параллельное. Такие ленты, как правило, более тонкие, так как светодиоды менее громоздкие, чем многочиповые (плюс к тому только один резистор на секцию), и могут помещаться в один ряд при таком количестве, котором потребуется два ряда SMD 5050. Но при этом светоотдача их естественно, меньше.

     

    Схема подключения секций в одноцветной одночиповой светодиодной ленте

     

    Выше приведены основных два вида светодиодных лент, но существуют и гибридные, многочиповые с одночиповыми, а также с секционным управлением, которое обеспечивает эффект «бегающий огонь», различные мерцания и т. д., подобно новогодним гирляндам. Для этого нужен еще специальный контроллер, но об этом далее.

     

    Расположение дорожек и размещение элементов на ленте может отличаться от приведенных выше схем, но принципиальная составляющая остается все та же. Лента может иметь различного цвета защитное покрытие, под которым спрятаны дорожки, а также класс защиты IP, первая цифра которого указывает на степень защиты от пыли и твердых тел, вторая – от влажностных воздействий. В статье «Виды, устройство и маркировки современных электрических бытовых розеток» имеется полная таблица расшифровки всех классов защиты, от IP 00 до IP 69.

     

    Схемы и особенности подключения светодиодных лент

     

    Блок питания для светодиодной ленты входит в любую схему подключения, за исключением тех, которые рассчитаны на характеристики сетевого напряжения 220 В переменного тока – такие ленты могут подключаться напрямую. Существуют разные блоки, которые подбираются по напряжению, а также общей мощности и рабочему току всей длины ленты, которую планируется подключить к нему. К примеру, нужно подобрать блок питания к пяти метровой SMD 3528 60 LED подсветке. Характеристики ее: рабочее напряжение – 12 В; рабочий ток – 0,4 А/м; потребляемая мощность – 4,8 Вт/м.

     

    Эти данные указываются производителем на метр погонный, а на нужных в нашем случае пять, просто умножаем их на это количество: 0,4*5=2 А; 4,8*5=24 Вт. При этом напряжение остается одинаковым что на один, что на пять метров, и таким образом, блок питания для нашей пятиметровой SMD 3528 60 LED, должен быть рассчитан на ток в 2 А, и иметь мощность, равную 24 Вт, естественно, при выходном напряжении 12 В постоянного тока.

     

    схема питания светодиодной ленты на одночиповых светодиодах

     

    Выше приведена на основе одного и двух блоков (А) схема питания светодиодной ленты, на одночиповых светодиодах, рассчитанной на 12 В. В обоих случаях потребителя два – две пятиметровых ленты. Но в первом случае мы наблюдаем блок питания (А) такой мощности и выходного тока, который способен запитать две ленты (Б). Во втором же случае, либо ленты очень «прожорливые», почему невозможно или экономически не целесообразно брать один высокомощный блок на две, либо подобрано специально два блока питания, по одному на каждую, чтобы при выходе из строя одного, замена стоила дешевле, ну или из других соображений (их немало).

     

    Это наиболее примитивная схема, на которой не изображено элементов управления. Как минимум должен быть один – выключатель 220 В, который замыкает первичную силовую цепь в блок питания. По желанию можно включить и другие элементы управления, например, сенсорный выключатель или модуль дистанционного управления при помощи пульта. О современных системах управления электрическими потребителями можно узнать из статьи «Виды реле для бытовых электросетей, их назначение и принцип работы».

     

    RGB-контроллер для многоцветной ленты представляет собой электронное устройство, управляемое, как правило, дистанционно. Контроллер имеет набор дискретных (ступенчатых) и плавно регулирующих (реостатных) элементов управления, которые замыкают/размыкают цепь и регулируют мощность каждой из трех веток, которые питают свой цвет в RGB светодиодах. Таким образом, пультом можно регулировать насыщенность того или иного цвета, регулируя палитру в общем.

     

    Более сложные контроллеры для специальных лент способны также руководить каждой секцией, выполняя целые световые спецэффекты. В них встроен специальный процессор с набором алгоритмов управления каждым отдельным элементом в ленте, поэтому светодиодная лента для подсветки потолков, к примеру, может светиться и мигать как гирлянда на новогодней елке, или как-нибудь помягче, плавнее. Все зависит от программной части процессора, который можно самостоятельно корректировать, но при помощи специальных навыков и устройства – программатора.

     

    схемы подключения многоцветной трехчиповой RGB ленты

     

    Выше приведены схемы подключения RGB ленты (Г) с одним блоком питания (А) через RGB контроллер с инфракрасным приемником (В) для дистанционного пульта управления. В обоих случаях блок питания достаточно мощный, чтобы запитать одну-две и даже более лент. При этом важно заметить, что подключение лент происходит напрямую к блоку, а другой вариант, когда вторую ленту запитывают от крайних контактов первой, является грубейшей ошибкой. Это правило распространяется на все виды лент, в том числе и предыдущую одноцветную на основе одночипного светодиода.

     

    Но, что делать, если количество лент очень большое, плюс каждая имеет очень большую мощность потребления и высокую плотность светодиодов.? – тогда в схему питания необходимо включить необходимое количество блоков питания, а также специальный RGB-усилитель в том же количестве, что и дополнительных блоков, как показано ниже.

     

    схемы подключения многоцветной трехчиповой RGB ленты с уселителями

     

    На схеме первый сверху блок питания (А), питающий RGB-контроллер (Б), по средствам которого происходит управление всей системой декоративного освещения (Д) через инфракрасный приемник (В). Первый блок питания имеет мощность, равную потреблению первой ленты и контроллера, плюс, как полагается, запас надежности в 20%. Для второй и третей ленты также по блоку питания равной мощности плюс запас, но последующие блоки подключены не напрямую, а через RGB-усилитель.

     

    RGB-усилитель – это прибор, элемент цепи, который позволяет увеличить количество лент, подключаемых к контроллеру. Ленты подключаются одна к другой через контроллеры, и отдельно к каждому положен блок питания, как на рисунке выше. И нет разницы, какую светодиодную ленту выбрать, главное, чтобы мощность блока питания совпадала. Без этого прибора подключать ленты последовательно нельзя, даже если бы блок питания был настолько мощным, что мог бы «потянуть» и вторую – таковы правила монтажа светодиодного ленточного освещения. В данную схему можно подключить практически любые виды светодиодных лент, даже можно умудриться три одноцветных влепить, если есть с того смысл.

     

    Чтобы максимально расширить функционал управления электрическими приборами, в том числе декоративным освещением, существуют высокоинтеллектуальные системы, о которых можно узнать из статьи «Составляющие элементы системы умный дом, их назначение и принцип работы». Если возникнут вопросы – пишите под статьей в поле комментариев ВК.

     

    С уважением, команда Mastery of building – портала общестроительной тематики.

     



    Яндекс.Метрика