Подключение контроллера к светодиодной ленте

Зачем нужен контроллер

Led-контроллер требуется прежде всего для переключения в РГБ-ленте между различного цвета светодиодными элементами в соответствии с заданными программными настройками. Кроме того, он позволяет управлять яркостью свечения и добиваться различных динамических эффектов в переключении между синими, красными и зелеными лэд-кристаллами. Внешне это компактное устройство с подсоединенным к нему блоком питания для выпрямления и уменьшения напряжения питания до 12-24 вольт.

Напрямую от сети в 220В
трехцветные светодиодные ленты никогда не подключаются, а только через
понижающий модуль. Контроллеры могут иметь разное внешнее исполнение – от
стандартного, применяемого в бытовых условиях при комнатной температуре и сухом
воздухе, до герметичного влагозащищенного IP68. По этому параметру их нужно
выбирать в соответствии с местом установки самой лед-полоски. Если последняя
монтируется на кухне, в бассейне, бане или на улице, то и блок контроля должен
иметь соответствующие характеристики и стойкость к факторам окружающей среды.

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.

Размещения блока питания ленты в щите

Плюсы размещения блока в щите:

Открываем щит — сразу видим все блоки, контроллеры, усилители, автоматы и соединения Не надо ничего разбирать и залезать за потолок.
Можно размещать меньше блоков, но более мощных. Может, одного мощного хватит на всю квартиру.
Удобно ставить автоматы на каждый блок, чтобы можно было каждый блок отключать. Важный момент: для блоков мощностью от 150-200 ватт есть понятие пускового тока, он значительно превышает номинальный. Поэтому не надо ставить на все блоки вплоть до 1000 ватт автомат на 6 ампер. Практика показывает, что автомат категории С часто выбивается при включении блока питания от 240 ватт, а от 480 ватт лучше использовать 16 ампер, разумеется, не забывая от автомата до блока использовать кабель сечением 2.5.
Удобно ставить предохранители на DIN рейку. У всех производителей клемм на DIN рейку есть клеммы с предохранителями, надо только следить за тем, чтобы номинальный ток клемм был не ниже того, что у нас планируется через клемму пустить. У большинства клемм с предохранителем номинальный ток 6.3 ампера, но есть модели с током до 20 ампер.

Держатель предохранителя ABB

Минус размещения блоков в щите — надо считать падение напряжения в кабеле от блока до ленты. Как это делать — я писал здесь.

Можно для блоков питания и сопутствующего оборудования использовать отдельный электрощит. Вот пример такого щита из моего проекта:

Здесь для управления лентами общей мощностью 2700 ватт использован металлический шкаф EMW, размеры 800х600х210мм. В шкафу расположены два блока питания Meanwell по 960 ватт и три блока по 480 ватт, 9 усилителей до 15 ампер на канал, клеммы с предохранителями DKC (формат предохранителей 6х32мм, 15 ампер), автоматы и кросс-модуль для блоков питания, кросс-модули для подключения усилителей, блоков и лент, модуль управления лентами Larnitech DW-RGB03. Плюсы питания лент идут через предохранители, затем на усилитель, минусы лент на усилитель напрямую. Питание усилителей от блоков питания идёт через кросс-модуль. В принципе, тут можно обойтись и без кросс-модулей между блоками питания и усилителями, так как у блоков по три выхода для + и для -, но мне так показалось удобнее.

В общем случае кросс-модуль нам удобен для подключения лент, так как до всех лент плюс идёт общий от блока питания. Минусы от блока питания и от лент также удобно подключить через кросс-модуль, если ленты диммировать не надо, то минусы лент подключаются к кросс-модулю напрямую, а плюсы через релейный модуль. Кросс-модуль на 4 рейки, как на картинке ниже, можно использовать, когда ленты подключаются к двум блокам питания, а места в щите мало. Туда же и заземление профилей лент можно подключить, если оно есть.

На шину CAN также подключен модуль Larnitech BW-SW06 с подключаемым датчиком температуры для измерения температуры внутри щита и для контроля работы блоков питания (у них есть выходы DC OK). В основном электрощите кабель питания этого щита управления лентами защищён УЗО и автоматом и подключен через контактор, чтобы контроллер мог отключить питание щита при срабатывании датчика дыма в помещении, при критическим превышении температуры в щите (сначала можно просто отключить ленты, если не помогает, то всё питание щита) или просто при неиспользовании лент. Модули управления лентами питаются от шины, на них отключение питания блоков не влияет.

Если мы посмотрим схемы подключения усилителей к модулям управления, то мы увидим, что нам предлагается к модулю управления подключить участок ленты, соответствующий по мощности модулю, а затем через усилитель подключить дополнительные ленты.

На практике это достаточно неудобно. Если уж использовать усилитель, то лучше подключать ленты прямо к усилителю. Усилитель выбирается нужной мощности, у Arlight есть модели вплоть до 20 ампер. Усилитель для RGB и RGBW использовать удобнее, у него сразу несколько каналов. Разумеется, можно подключить белые ленты через RGB усилитель, каналы усиления у него независимые друг от друга, только надо помнить, что на один усилитель подключается один блок питания.

Типичный ошибки при подключении

Последовательное подключение более 5 метров ленты. Этого делать нельзя.

Скрутки вместо пайки проводов (или коннекторов). Если не хотите паять, используйте коннекторы, они копеечные.

Несоблюдение порядка подключения: блок питания ⇒ контроллер ⇒ лента ⇒ усилитель ⇒ лента.

Экономия на блоке питания, покупая «впритык» по мощности. К сожалению, светодиоды гуляют как в плюс так и минус по потребляемым Ваттам. Покупая БП без 20-25% запаса, он будет работать на износ и через год вы купите новый, но уже с запасом.

Покупка контроллера излишней мощности. Хуже не будет, но деньги переплатите. Правильно подбирать по мощности 1 к 1.

Выбор очень мощных лент и монтаж без теплоотвода. Например SMD5050 120 led/m потребляет 28,8 Вт/м. При такой мощности светодиоды греются достаточно сильно и конструкцию нужно монтировать на теплоотвод – алюминиевый профиль. В противном случае диоды начинают деградировать, терять мощность и перегорать.

Подключение к сети через блок питания

Преобразователь снижает напряжение сети с 220 В до 24 В или 12 В. БП могут быть разные:

Подойдут преобразователи от ноутбука, от зарядки для телефона, от персонального компьютера

Важно, чтобы ток, выдаваемый с БП, был выше потребляемого лентой. Один метр светильника потребляет 0,4 А, соответственно, 5 м – 2 А. Ток блока питания указан на корпусе

Расчеты произвести нетрудно. При подключении светильника к БП важно соблюдать полярность, иначе он просто не включится

Ток блока питания указан на корпусе. Расчеты произвести нетрудно

При подключении светильника к БП важно соблюдать полярность, иначе он просто не включится

Соединять провода нужно только соответствующего цвета. Можно добавить в схему выключатель для удобства использования. Возможно использование диммера для управления яркостью свечения. Внешний блок питания не подходит для подсветки системного блока, а больше подойдет для освещения компьютерного стола или монитора.

Что такое RGB контроллер

Как
известно, светодиодная RGB лента, состоит из трех светодиодов:

красный

зеленый

синий

Соответственно,
чтобы менять эти цвета, вам потребуется устройство, способное управлять тремя
цветовыми каналами, включая тот или иной оттенок по вашему желанию.

На вход у
него подается постоянное напряжение от блока питания (12 или 24 вольт).

А на выходе
присутствует 4 клеммы:

V+ или просто “+”

Это единый
плюсовой провод.

И те самые
три отдельных канала, каждый под свой цвет R(красный) – G(зеленый) – B(синий).

Никаких
кнопочек и переключателей на контроллере нет. А значит в комплекте с ним должен
идти пульт дистанционного управления.

Даже
простейшие модели пультов позволяют:

включать-выключать подсветку

диммировать Led ленту

выбирать цвета и изменять режимы свечения

Нестандартные блоки питания

У многих людей или у их друзей или соседей есть блоки питания, оставшиеся от старой радиоаппаратуры. Иногда их можно использовать. Но не всегда напряжение, указанное на корпусе соответствует реальному. В некоторых случаях эти значения истинны только при подключении номинальной нагрузки. Можно использовать блок питания от старого компьютера. Для включения блока без компьютера обычно необходимо замкнуть между собой черный и зеленый провода. Иногда к ним нужно добавить серый.

Можно также разрезать ленту на участки по три светодиода, соединить последовательно и запитать их через диодный мост и конденсатор, сглаживающий пульсации. Необходимо 19, а лучше 20 отрезков. Но этот способ очень трудоемкий и ненадежный. Если нарушится одна из паек или перегорит один диод, то погаснет вся лента. Ленту также нужно использовать водонепроницаемую и места подключения изолировать термоусадочной трубкой.

Подключение светодиодной ленты через конденсатор

Мощный блок питания для светодиодной ленты не получится, но если нужно подключить небольшой отрезок, например, для настольной лампы, то можно просто подключить от сети 220v, через конденсатор. Емкость конденсатора определяется по току отрезка ленты, который вы хотите подключить таким образом. Для этого мощность метра ленты делят на 10, 20, 30 или 40. Это зависит от того, какая плотность светодиодов или сколько участков по три светодиода в метре ленты. Полученную мощность делим на 12V (напряжение питания) и полученное число умножаем на количество используемых участков. Емкость конденсатора С1 берется 1.4mkF на каждые 0.1А, напряжение конденсатора не меньше 300V. При недостаточной емкости лента будет светится тускло, а при повышенной быстро сгорит. Тип конденсатора МГБО или К73.Конденсатор, сглаживающий пульсации напряжения и светимости С2 электролитический, емкостью 200mkF и напряжением 15V. Диоды выбираются по току, напряжением 300V.

Пример рассчёта

Например, если мы хотим заменить в настольной лампе лампу накаливания мощностью 10Вт, то нам нужен отрезок ленты SMD3528 плотностью 60 диодов, длиной 0,5 метра, содержащий 5 участков по три светодиода. В метре этой ленты 10 таких участков, следовательно, один участок имеет мощность 4,8Вт, деленную на 10 – 0,48Вт и ток, 0,48Вт, деленные на 12V — 0,04А. 5 участков дают общий ток 0,2А. Следовательно, емкость конденсатора С1 не больше 2.8mkF, a C2 — не меньше 40mkF.

Если взять конденсатор типа К73 и диодный мостик с конденсатором С2 на плате от сгоревшей энергосберегающей лампы, то получившуюся схему без труда можно спрятать в основании лампы или корпусе зарядного устройства от старой мобилки. Лампу нужно брать из расчета не менее 20Вт мощности на 0,1А тока отрезка ленты.

ВАЖНО! В таких схемах лента находится под напряжением 220V, поэтому она должна быть спрятана под рассеивателем, на пластмассовом основании либо использовать водонепроницаемую ленту, даже в сухом месте. На место подключения нужно одеть кусочек термоусадочной трубки

После выбора блока питания светодиодные ленты нужно подключить. О том, как это сделать расскажет статья «Подключение светодиодных лент«.

Виды лент на основе светодиодов

Приборы в виде длинной платы делятся на группы с учётом типа источника освещения. Разновидности таких светодиодов:

DIP;
SMD.

Последний из них применяется чаще благодаря яркости освещения, компактности. Светодиоды SMD представлены типами:

3528;
5050;
2835;
5630.

Перечисленные варианты самые распространённые. Источники света имеют разные размеры, которые зашифрованы в обозначении (длины сторон прямоугольников/квадратов, например, 35 и 38 мм). Световой поток определяет яркость свечения. Гибкие платы содержат светодиоды разного количества: 30, 60, 120. Чем их больше, тем светлее на обслуживаемом участке. От количества светодиодов зависит, будет ли освещение равномерным по всей длине полосы. Если на монтажной плате мало источников света, расстояние между ними больше.

Другие виды осветительных устройств отличаются уровнем защиты от внешних факторов:

Герметичные. Устанавливаются внутри объекта и на улице, где монтажная плата будет подвергаться воздействию осадков, перепадов температур. Такие приборы покрываются прозрачным герметиком. Верхний слой материала не проводит ток (степень защиты – IP65).
Открытые. Не предусмотрен защитный слой, поэтому полосы этого вида устанавливаются только в помещении (степень защиты IP23).

Применяются и модели других исполнений: IP33 (выдерживает кратковременное воздействие капель воды), IP67 (обеспечивает защиту от влаги при постоянном контакте с ней и от пыли). Светодиодные ленты делятся на группы с учётом способа крепления:

на клеевой основе – это упрощает монтаж, не нужно применять крепёж;
стандартный вариант – фиксируется на профиле посредством креплений.

Для длительной эксплуатации, а также в случаях, когда планируется использовать монтажную плату вместо основного источника света, рекомендуется закрепить её более надёжно. Есть ещё виды: монохромные и многоцветные полосы. Первый из приборов светит белым. Второй создаёт свечение разных оттенков. Если выбираются светодиодные ленты RGB (разноцветные), в комплект может входить контроллер и пульт управления.

Какую светодиодную ленту выбрать

Светодиодные ленты выбирают по особенностям оформления и техническим характеристикам

Если с эстетической стороной вопроса каждый справляется по своему усмотрению, то на конструкцию и функциональные возможности следует обратить особое внимание. Перечислим основные из них

Место монтажа и степень защиты от влаги и пыли

При изготовлении светодиодных лент производитель предусматривает ту или иную степень защиты от неблагоприятных внешних факторов. По международной классификации для электрических приборов она обозначается буквами IP и парой цифр после них. Первая указывает защищенность от попадания внутрь твердых частиц, вторая – влаги. Чем они выше, тем в более сложных условиях возможна эксплуатация изделия.

Для светодиодной продукции пыль не представляет серьезной опасности, поэтому на первую цифру при покупке можно не обращать внимания. Зато вторая имеет решающее значение при выборе места установки. В сухих закрытых помещениях, где нет источников влаги, применяются самые простые ленты класса IP20. Для ванной комнаты, кухни или открытой площадки следует приобретать изделия с маркировкой IP66 или IP67. В местах, где возможно скопление воды, потребуется уровень защиты не менее IP68. Такие приборы стоят дороже, поскольку требуют более надежной конструкции и специальных материалов.

Одноцветная белая или цветная лента

Светодиодные технологии позволяют получать свечение самых разных оттенков. По этому критерию различают ленты двух основных групп.

Одноцветные белые ленты

Одноцветные ленты конструктивно проще, поэтому имеют самую низкую цену. Их обычно выбирают для целей бытового или рабочего освещения. Они могут быть абсолютно белыми или давать ровный свет выбранной вами окраски и температуры.

Многоцветные RGB ленты

Многоцветные или RGB-ленты имеют в своем составе элементы трех цветов, от соотношения интенсивности свечения которых зависит общая окраска. Для управления ими устанавливается контроллер, регулирующий подачу тока в зависимости от выбранной пользователем программы. Такие осветительные приборы могут давать стабильный свет необходимой длины волны, мерцать или переливаться, создавая необычный эстетический эффект.

Их обычно применяют в декоративных целях. Они подойдут для оформления зон отдыха, кафе, ресторанов, торговых помещений, вывесок наружной и внутренней рекламы.

Цветовая температура светодиода

Светодиоды белого цвета различаются между собой оттенками. Их классифицируют по цветовой температуре, измеряемой в кельвинах и обозначаемой буквой К.

Наиболее характерные диапазоны:

теплый свет 2700-3500К имеет слабый желтый оттенок, который подходит для спальни, кухни или гостиной;
нейтральный вариант 4000-4500К абсолютно не имеет окраски, поэтому считается универсальным;
холодное свечение выше 5000К по мере увеличения цветовой температуры дает слабый голубой, синий или фиолетовый оттенок, который часто используют в офисах или производственных помещениях.

Осветительные приборы с максимальными значениями цветовой температуры могут неблагоприятно влиять на глаза из-за близости к ультрафиолетовой области спектра.

Световой поток или яркость свечения

Яркость осветительного прибора характеризуется световым потоком, измеряемым в люменах (обозначается lm или лм). Для светодиодных светильников он обычно составляет 80-110 лм на ватт потребляемой мощности, что в несколько раз превосходит традиционные лампы накаливания.

Световой поток LED-лент определяется тремя основными факторами:

Качеством используемых светодиодов.
Их количеством на погонный метр (обычно от 30 до 240).
Типоразмером и мощностью установленных светодиодов, маркируемых четырьмя цифрами. Самые распространенные модели 3528, 2835, 5050.

Выбираем напряжение питания

Наиболее распространенными на современном рынке являются светодиодные ленты с рабочим напряжением 220, 24 и 12 вольт. Первые из них включаются в сеть через выпрямитель тока

Их эксплуатация не гарантирует полной электрической безопасности, поэтому выбирать их следует с особой осторожностью

Для бытовых условий лучше подойдут осветительные приборы на 12V. Они оснащаются собственным блоком питания и не могут причинить вред здоровью даже при случайном контакте с токоведущими частями.

Светодиодная лента с блоком питания.

Выбор контроллера для RGB ленты

Подбор устройства управления зависит от трех факторов:

Мощность. Рассчитывается так же, как необходимая мощность БП – по общему количеству подключаемых устройств. Иногда, как при выборе БП, целесообразно приобрести не один мощный RGB-контроллер, а меньшей мощности и RGB-повторитель.
Желаемого набора функций. Видов управляющих устройств очень много, но, например, для подсветки товара в витрине или аквариума не нужен прибор с большим количеством световых эффектов, а для дополнительного освещения комнаты желательны включение по таймеру или светомузыка.
Дистанционное управление. Так же, как и при выборе функций, иногда это необходимо, а в других ситуациях это зря потраченные деньги.

При подборе эти моменты учитываются, чтобы не приобретать слишком дорогой прибор, и при этом его возможности были вполне достаточны.

Виды контроллеров

Контроллеры для управления светодиодными лентами RGB существуют разных типов: от самых простых, кнопочных, до оснащенных микропроцессорами и Wi-Fi.

Обычные устройства могут только выбрать определенный цвет и обеспечить несложные световые эффекты. Используются для подсветки витрин магазинов и других мест.

Более сложные модели можно программировать на изменение цвета и эффектов по таймеру. Они могут иметь разъем под flash-память и реагировать на освещенность в комнате и на улице. Существуют также bluetooth-контроллеры, с соответствующим пультом.

Самые сложные устройства могут подключаться к системе «умный дом».

Большинство полос имеют пульт дистанционного управления. Он бывает:

на кнопках;
инфракрасным;
на радиосигналах;
управление по Bluetooth;
управление по Wi-Fi.

Два последних могут заменить iPhone или мобильный телефон с Андроидом.

Кроме обычных контроллеров, есть самодельные устройства, работающие на основе микропроцессорной платы Ардуино. Такие самоделки управляют простыми или чиповаными светодиодами, создают световые или цветомузыкальные эффекты. К Arduino-controller также подключаются датчики движения или освещенности.

Режимы работы контроллера RGB

Светодиоды в лентах устанавливаются двух типов:

простые, управление которыми осуществляется изменением питающего напряжения одновременно по всей длине;
чипованные, с цифровым управлением цвета каждого диода в отдельности.

Соответственно, контроллеры работают в двух режимах – аналоговом и цифровом. Это разные типы устройств и они не взаимозаменяемые.

Схема подключения обычной ленты

Предлагается рассмотреть подробно схему подключения стандартной ленты длиной 1 метр к компьютеру. Лента состоит из светодиодов типа SMD 3528, отрезать можно через каждые три диода. Для выполнения этой задачи потребуется:

Найти свободный разъем molex 4 pin в компьютере, выходящий из блока питания. БП компьютера выдает ток 5 А, а 1 метр ленты потребляет 0,4 А. Можно подключать, запас по току есть достаточно большой. Для питания светодиодной ленты требуется 12 Вольт, поэтому используются желтый (12 В) и черный (земля) провода.
Штепсель molex 4 pin можно взять из переходника SATA вне компьютера. Понадобятся провода желтого и один провод черного цвета. Оставшиеся провода – красный (5 В) и второй черный (земля) в схеме не участвуют, их можно откусить бокорезами и изолировать термоусадочной трубкой. На ленте обозначены полюса – плюс (+) и минус (–). Желтый провод припаивается к плюсу, а черный – к минусу. Можно нарастить провода до нужной длины, используя пайку и соблюдая полярность. После пайки все контакты изолируются.
Протереть спиртом поверхности, предназначенные для установки ленты, чтобы удалить пыль и жир. Приклеить ленту, удалив защитную пленку.
Соединить штепсель с припаянной лентой и разъем от блока питания компьютера, соблюдая соответствие цвета (желтый провод с желтым, черный – с черным).

Этот способ хорошо подойдет для подсветки системного блока с прозрачной крышкой корпуса, чтобы декорировать «крутое железо».

Размещение блоков питания

Этот вопрос всегда является камнем преткновения между дизайнером и электриком. Электрик спрашивает дизайнера, куда класть блоки питания, а дизайнер говорит, что это не его дизайнерское дело блоки питания класть: вы электрик, вы и кладите. Не будешь же ему про падение напряжения объяснять. На самом деле, я считаю, что хороший дизайнер не должен устраняться от технических моментов, а должен в них вникать и расти над своими не вникающими коллегами, как и электрик, вникающий в вопросы дизайна. Но это тема отдельных размышлений.

Идеально, конечно, размещение блока питания где-то у начала ленты. Часто блок можно положить за бортик двухуровневого потолка, выпускаются очень тонкие модели

Важно заранее подвести питающий кабель не в одну точку потолка, а в несколько, чтобы мощности блока питания хватало на питание подключенной к нему ленты. Кабель от щита до блока питания имеет сечение 1.5, так как напряжение в нём 230 вольт и ток, соответственно, небольшой

Важно, чтобы блок был обслуживаемым и проветриваемым. Можно предположить, что 5% мощности подключенной ленты пойдут на нагрев блока питания

Для 200Вт это 10 Вт тепла. Нужно также быть готовым к тому, что контакты блока могут оплавиться, что в блоке может взорваться конденсатор, что блок может начать сильно греться. Что он может не пережить короткое замыкание в ленте. В хорошем блоке такого не случится, но надо быть готовым и не класть блок в пожароопасное место (не заклеивать бумагой, чтобы скрыть его в нише потолка).

Можно разместить где-то в мебели один блок питания, от него несколько выводов на ленты. Вот размещение блока питания в шкафу, от него три кабеля сечением 1,5 каждый на свой кусок ленты.

Всегда блок питания ленты должен быть обслуживаемым. Он может, как любая техника, сгореть.

У меня были пара объектов, на которых блоки питания ленты по решению заказчика были замурованы в стенах. Взяли самые дорогие (Meanwell) блоки питания с защитой IP67, мощность выбрана с запасом, трижды проверили, что они работают, и зашили потолком. Уже по меньшей мере три года работают. В общем, вероятность неисправности достаточно низкая, но если что-то случится, придётся расшивать потолок.

Вот фото размещения блоков питания в щите. Блоки питания Chinfa 24 вольта. У каждого есть подстроечный резистор, может давать до 29 вольт.

Рядом с каждым блоком реле для его включения и автомат. Здесь один блок — одна лента.

Выводы

Надо заранее думать, где будут размещены блоки питания лент и посчитать их мощность и ток
Если блоки питания в щите, то надо не лениться и по формулам посчитать падение напряжения в кабеле и предусмотреть кабель соответствующего сечения. Можно разделить ленту на несколько участков и протянуть от блока несколько кабелей, по каждому пойдёт меньший ток.
Если блоки питания не в щите, то надо предусмотреть место для них. Место должно быть обслуживаемое, проветриваемое, не пожароопасное.
Блоки питания выбираем хорошие. Чтобы держал короткое замыкание. Лучший вариант в металлическом кожухе IP67, но это дороже всего. Можно брать блоки на DIN рейку, они обычно качественные. Хорошо если с подстройкой выходного напряжения.
Время от времени надо не забывать подкручивать все контакты блоков питания. Собственно, это надо делать на всех элементах щита, а то из-за плохого контакта может начать греться клемма.

166,458 просмотров всего, 162 просмотров сегодня

Как подключить rgb ленту 5м, 10 и 20 метров