Подключение ргб ленты к контроллеру и блоку питания
Современные технические инновации открывают новые возможности для оформления интересных дизайнерских решений в собственном жилище, в магазинах, на предприятиях и т.д. Новой вехой в усилении контурных линий стали светодиодные ленты, которые устанавливают для подсветки потолка, вывесок, мебели и других элементов. В сравнении с классической белой светодиодной полосой установка разноцветной, для многих обывателей, кажется относительно сложным процессом. Поэтому сейчас мы разберем особенности подключения RGB ленты и выбора комплектующих для ее полноценной работы.
Выбор блока питания и контроллера для R G B ленты
Блок питания для RGB светодиодной ленты, необходимо выбирать, исходя из напряжения ее питания и потребляемого тока. Наиболее популярны светодиодные ленты на напряжение постоянного тока 12 В. Ток потребления по цепям R, G и B можно узнать из этикетки или определить самостоятельно, воспользовавшись справочными данными на светодиоды, изложенными в таблице на странице сайта Справочная таблица параметров популярных SMD светодиодов. Принято мощность потребления ленты указывать на метр ее длины.
Рассмотрим на примере как определить мощность потребления RGB ленты неизвестного типа на напряжение питания 12 В. Например, нужно подобрать блок питания и контроллер для R G B ленты длиной 5 м. Первое что необходимо сделать, определить тип RGB светодиодов установленных на ленте. Для этого достаточно измерять размер боковых сторон светодиода. Допустим, получилось 5 мм×5 мм. По таблице определяем, что такой размер имеет светодиод типа LED-RGB-SMD5050. Далее нужно подсчитать количество корпусов светодиодов на метре длины. Допустим, получилось 30 штук.
Один кристалл светодиода потребляет ток 0,02 А, в одном корпусе размещено три кристалла, следовательно суммарный ток потребления одного светодиода составит 0,06 А. На одном метре длины 30 светодиодов, умножаем ток на количество 0,06 А×30=1,8 А. Но диоды включены по три последовательно, значит, реальный ток потребления метра ленты будет в три раза меньше, то есть 0,6 А. Длина нашей ленты пять метров, следовательно, суммарный ток потребления составит 0,6 А×5 м=3 А.
Расчеты показали, что для питания R G B ленты длиной пять метров нужен блок питания или сетевой адаптер с выходным напряжением постоянного тока 12 В и током нагрузки не менее 3 А. Блок питания должен иметь запас по току, поэтому был выбран, адаптер модели АРО12-5075UV, рассчитанный на ток нагрузки до 5 А. При выборе блока питания нужно учесть, что выходной его разъем должен подходить к разъему R G B контроллера.
При выборе контроллера надо учесть, что ток потребления по отдельно взятому каналу R , G или B будет в три раза меньше. Следовательно, для нашего случая нужно брать контроллер, рассчитанный на напряжение 12 В и максимально допустимым током нагрузки на канал не менее 3 А/3=1 А.
Этим требованиям соответствует, например, R G B контроллер LN-IR24B. Он рассчитан на ток нагрузки до 2 А (можно подключить до 10 метров RGB ленты). Позволяет включать и выключать ленту, выбирать 16 статических цветов и 6 динамических режимов дистанционно, с расстояния до восьми метров, с помощью элегантного пульта ДУ. Питающее напряжение на контроллер подается с блока питания или сетевого адаптера с помощью коаксиального DC Jack. R G B -контроллер LN-IR24B имеет малый вес и габаритные размеры.
Внешний вид подготовленного по результатам расчета комплекта для освещения светодиодной лентой показан на фотографии. В комплект входит блок питания модели АРО12-5075UV, R G B контроллер LN-IR24B с пультом дистанционного управления и R G B светодиодная лента.
Если потребуется подключить несколько пятиметровых R G B лент, то потребуется более мощный контроллер, например, CT305R, позволяющий выдавать ток до 5 А на светодиоды одного цвета. Этим контроллером можно управлять не только с помощью пульта дистанционного управления, но и по сети с компьютера, превратив тем самым R G B освещение в цветомузыкальное сопровождение при прослушивании музыки.
Соединять последовательно светодиодные ленты длиной более пяти метров недопустимо, так как токоведущие дорожки самой ленты имеют малое сечение. Такое подключение приведет к снижению светового потока на участке ленты, превышающего длину пять метров. Если нужно подключить несколько пятиметровых светодиодных лент, то проводники каждой из них подключаются непосредственно к контроллеру.
В мощных моделях контроллеров для подключения внешних устройств используются клеммные колодки, в которых провода зажимаются с помощью винта. Рядом с клеммами обязательно нанесена маркировка. INPUT (IN) означает вход, к этим клеммам подключается внешний блок питания, с которого подается питающее напряжение для самого контроллера и светодиодных лент. Полярность обозначена дополнительными знаками «+» и «-». Несоблюдение полярности при подключении блока питания может вывести контроллер из строя.
Группа клемм для подключения R G B ленты обозначена надписью OUTPUT (OUT) и означает выход. Цвета обозначены буквами R (красный), G (зеленый), B (синий) и V+ (это общий провод любого другого цвета). От ленты обычно идут тоже цветные провода и достаточно просто присоединить их цвет в цвет.
При подключении светодиодных лент нужно применять провода достаточного сечения. Выбору сечения провода посвящена отдельная статья сайта «Выбор сечения провода».
Замечу, что к любому R G B контроллеру, соответствующему по току, можно с успехом подключить монохромную светодиодную ленту. Тогда появится возможность с помощью пульта дистанционного управления менять режим ее свечения – включать, выключать, менять яркость, устанавливать динамический режим изменения яркости.
Схемы подключения
В зависимости от длины RGB ленты, используется различное оборудование и меняется порядок его включения. Для лучшего понимания принципа построения электрической схемы вы можете ознакомиться с уже готовыми вариантами для их реализации в собственных проектах.
Лента RGB
Это гибкая конструкция с расположенными на ней светодиодными модулями. Каждый из модулей RGB ленты в стандартном исполнении содержит три кристалла (по одному на синий, красный и зеленый цвет свечения). Для питания такой полосы используются четыре вывода, из которых три используются для подачи цветового сигнала, а четвертый является общим плюсом. Недостатком таких лент является отсутствие чисто белого свечения светодиодов, так как получаемый от совмещения трех основных цветов значительно отличается от классических монохромных моделей.
Но, всем желающим получить чисто белое свечение на помощь приходят светодиодные RGB-ленты с четырьмя кристаллами в каждом блоке. Они получили маркировку RGB W, так как четвертый кристалл выдает чисто белый цвет. Из-за наличия дополнительного кристалла питание осуществляется по пятипроводной системе. Соответственно для электроснабжения таких RGB лент используются контроллеры на пять выводов.
Следует отметить, что при выборе RGB полосы предпочтительнее использовать модели, собранные из более новых светодиодов SMD 5050, так как они способны изменять цветовое свечение кристалла, в отличии от более старых вариантов SMD 2835 и SMD 3528, в которых каждый кристалл светился одним цветом.
Принцип работы простейшего контроллера на выключателях
Рассмотрим принцип работы самого простого контроллера, на механических выключателях. В качестве выключателя для ручного управления свечением R G B ленты можно применить трех клавишный настенный выключатель, предназначенный для включения люстр и светильников в бытовую сеть 220 В. Электрическая схема подключения тогда будет иметь следующий вид.
Резисторы R1-R3 служат для ограничения тока и их можно устанавливать в любом месте цепи питания кристаллов одного цвета. По этой схеме можно подключать R G B ленты, рассчитанные на напряжение питания как 12 В, так и 24 В.
Как видно из схемы, плюсовой вывод блока питания подключается непосредственно к плюсовому выводу светодиодной ленты, который является общий для светодиодов всех цветов, а минусовой вывод подключается к R , G и B контактам ленты через выключатель. Коммутатором из трех выключателей можно получить семь цветов свечения ленты. Это самый простой, надежный и дешевый способ управления цветами свечения R G B ленты.
Принцип работы электронного контроллера
Для получения бесконечного количества цветов свечения R G B ленты и в автоматическом режиме динамическое изменение величины светового потока, вместо выключателей используют электрический блок, который называется R G B контроллер. Его включают в разрыв цепи между блоком питания и R G B лентой. Обычно в комплект контроллера входит пульт дистанционного управления, позволяющий на расстоянии управлять режимом его работы, и как следствие режимом свечения светодиодной ленты.
Так как для работы светодиодной ленты требуется, как правило, напряжение постоянного тока 12 В (реже 24 В), то для подключения ее к электросети переменного тока 220 В применяется блок питания или адаптер, преобразующий переменное напряжение в напряжение постоянного тока, которое через разъемное соединение подается на блок контроллера.
Рассмотрим принцип работы RGB контроллера на примере самого простого и широко применяемого контроллера модели LN-IR24. Он состоит из трех функциональных узлов – контроллера управления R G B , силовых ключей и микросхемы инфракрасного сенсора (ИК). Микросхема контроллера прошита на требуемый алгоритм работы светодиодной ленты. Управление микросхемой контроллера осуществляется сигналом, поступающим с микросхемы сенсора ИК. На ИК сенсор управляющий сигнал поступает при нажатии кнопок на пульте дистанционного управления.
Управление подачей питающего напряжения на светодиодную ленту осуществляется с помощью трех полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме. При поступлении сигнала с микросхемы контроллера управления RGB на затвор транзистора, его переход сток-исток открывается, и через светодиоды начинает протекать ток, в результате чего они начинают излучать свет. Управление яркостью свечения светодиодов осуществляется за счет высокочастотного изменения ширины импульсов подаваемого питающего напряжения (широтно-импульсной модуляции).
Частые ошибки при подключении
Несмотря на простоту вышеприведенных работ, в ходе подключения часто допускают ошибки, способные свести на нет все ваши усилия. Поэтому стоит заострить на них внимание:
Для того, чтобы подключить светодиодную RGB ленту, помимо самой ленты и блока питания, необходимо устройство, которое будет ею управлять.
Это устройство управления называется контроллер RGB.
Выбор контроллера и определение его мощности, такая же ответственная задача, как и выбор блока питания.
Чтобы сделать это правильно и пользоваться светодиодной лентой долгие годы, вы должны четко знать ответы на 7 основных вопросов.
Это как некий чек лист, заполнили его, отметили галочки в правильных местах, и купили то, что нужно. Давайте пройдемся по этим вопросам подробнее.
Как известно, светодиодная RGB лента, состоит из трех светодиодов:
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:
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:
К сожалению, даже многие продавцы-консультанты в магазинах не знают, что помимо RGB контроллеров, есть и специальные модели для одноцветных, монохромных лент. Как их отличить?
Например, по надписям на упаковке. Для монохромных вариантов пишется: “для одноцветных светодиодных лент”.
Поэтому запомните, что существует два основных вида контроллеров:
Ищите и проверяйте соответствующие надписи на упаковке или корпусе изделия еще в магазине.
Если попалась моделька без коробки и соответствующих надписей, то смотрите на клеммы. В одноцветном варианте на выходных клеммах не будет никаких значков RGB.
Только “+” или “-”. Либо “Led+”, “Led-”.
Во-первых, не от 220 вольт. Наиболее распространенные виды напряжения светодиодных лент это 12 и 24 вольт.
Поэтому практически все контроллеры являются адаптивными аппаратами, способными работать как на 12V, так и на 24V одновременно.
Только здесь обратите внимание на один момент.
Поэтому на каждой коробке производителем должно быть указано соответствие мощности прибора, тому напряжению, к которому подключается лед лента.
Если безграмотный продавец вам говорит, что эта штука универсальная и подходит под любое напряжение, а значит выбирайте какой угодно из понравившихся экземпляров, не совершайте ошибку.
И если все совпадает, только тогда смело покупайте.
Здесь расчет мощности в отличие от блока питания очень простой.
Достаточно умножить общую длину подсветки на заявленную мощность одного метра светодиодной Led ленты.
Большого запаса в 30% здесь делать не обязательно.
Резерв нужен в первую очередь на блоке питания.
Казалось бы, все просто, но и здесь некоторые совершают ошибку. Есть люди, которые и не догадываются, что контроллеры бывают по мощности разными.
Другие не учитывают класс напряжения (12V или 24V), как объяснялось выше. При этом размер устройства, не всегда играет значение.
То есть, некоторые думают, что чем он больше, тем мощнее. Однако зачастую бывает так, что в одном и том же исполнении и корпусе, заложены разные параметры и мощность.
Самые первые модели изначально шли с инфракрасным управлением. В чем их специфика?
То же самое и с инфракрасным контроллером. Он имеет специальный датчик ИК излучения.
При внешнем датчике, вы сможете запрятать само устройство за стену, потолок и т.п. Но сам датчик при этом, должен быть в прямой видимости пульта.
Запрячете его и никакого управления не будет. Поэтому то в последствии и разработали контроллеры на радиоканале.
На сегодняшний день, более 90% такой светодиодной продукции, как раз таки и работает на радиоканалах. Такой подсветкой вы сможете управлять, даже находясь в соседней комнате.
Контроллеры на радиоканале имеют в своем названии буквы RF. Проверяйте это на упаковке.
По дизайну и исполнению есть три разновидности пультов:
На них нет кучи разноцветных кнопочек, зато присутствует сенсорное кольцо и несколько клавиш с различным функционалом.
- для установки в подрозетники или на рабочий стол
Их монтируют в стену вместо выключателей света, либо стационарно закрепляют на рабочем столе.
Сказать однозначно какие из них лучше или хуже нельзя. Выбирайте по своему вкусу и возможностям.
Самое главное, чтобы на этом пульте дистанционного управления была кнопка включения “псевдо” белого цвета. Почему это важно?
RGB ленты при включении всех трех каналов, дают псевдо белое свечение. Его никак нельзя назвать однозначно белым, но в любом случае, вся эта радуга однажды вам надоест, и захочется простого привычного освещения.
Что такое усилитель сигнала RGB ленты и чем он отличается от контроллера? В плане отличия, не сильно обращайте внимание на их внешний вид.
В некоторых случаях, попадаются практически идентичные коробочки.
Вся разница в функционале.
Контроллер - это устройство, которое УПРАВЛЯЕТ светодиодной лентой – включает, выключает, меняет расцветку, диммирует и т.д.
А усилитель, как следует из его названия, всего лишь увеличивает = усиливает сигнал до определенной мощности. Он также имеет свои технические параметры.
На входе усилителя снимается сигнал с контроллера, а на выходе происходит его усиление на заявленную мощность. Что это дает?
Это позволяет подключать дополнительный метраж светодиодной ленты. Решили увеличить длину подсветки в коридоре или спальне?
Покупаете усилитель, подключаете его в самом конце ленты и обходитесь без дополнительных затрат.
Схемы подключения будут выглядеть примерно следующим образом.
Более подробно о схемах подключении как RGB контроллера, так и усилителя, правильном монтаже светодиодной ленты протяженностью 5, 10, 15 метров и более, читайте в отдельной статье по ссылке ниже.
Подводя итог всему вышесказанному, перечислим три основные ошибки, которых вам следует избегать при выборе и покупке контроллера.
1 Выбор без расчета мощности.
2 Монтаж контроллеров, работающих от инфракрасных пультов ДУ за потолком или зашивание их гипсокартоном.
3 Использование контроллера одного производителя для подсветки в разных комнатах.
Почему это ошибка и чем это грозит? Проблема здесь в том, что у продукции одного и того же производителя, пульты могут работать на одной частоте.
И вы, пытаясь включить RGB подсветку только в зале, автоматически будете ее запускать во всех остальных комнатах и остальных местах.
Чтобы этого избежать, либо используйте псевдо систему “Умный дом”, с одним пультом, управляющим на четырех разных каналах.
Либо элементарно для разных комнат, покупайте продукцию разных фирм.
RGB усилитель это устройство, повторяющее или усиливающее сигнал, поступающий с диммера или контроллера.
Дело в том, что самые популярные контроллеры рассчитаны как правило, на подключение 5-10 метров светодиодной ленты, не более.
Если же вам нужно сделать подсветку протяженностью 15, 20, 25 метров и так далее, то здесь вам и понадобится этот самый усилитель. На его вход подается сигнал с контроллера, после чего с выхода мы получаем точно такой же сигнал, но гораздо большей мощности.
То есть, вам не придется увеличивать мощность контроллера и менять его на другой, достаточно подключить после него еще один дополнительный блочок.
Увеличивая количество усилителей в одной схеме, можно подключить любую мощность светодиодной ленты, без оглядки на мощность самого контроллера. Правда при наличии соответствующего блока питания.
Все кто впервые сталкивался с вопросом, как правильно подключить светодиодную ленту, обязательно натыкался на главное ограничение: нельзя подключать последовательно более 5 метров ленты.
Так вот, благодаря одной маленькой коробочке, это правило можно некоторым образом обойти. Вот схема того, как вы сможете последовательно наращивать метраж своей подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.
Монтировать такое количество блоков питания вовсе не обязательно, при условии что у вас есть один более мощный и все усилители будут запитаны от него.
Конечно никто не мешает вам установить дополнительный контроллер для каждого отрезка. Но в этом случае вам понадобятся несколько независимых пультов управления. И здесь встает вопрос — как вы будете их синхронизировать по цветам?
Есть вариант с установкой многозонных контроллеров, однако это выйдет в разы дороже.
С простыми девайсами получится такая картина, когда одна половина освещения будет гореть одним цветом, а вторая другим. При этом смена цветов будет происходить с запаздыванием и визуально различимой задержкой.
Толку от таких контроллеров будет мало. Всю полную информацию по этим устройствам можете найти в статье ниже. Узнаете для себя много нового.
Включив же в схему усилитель, вы без лишних затрат сможете синхронно управлять подключенной подсветкой на всей протяженности. При этом без каких-либо потерь яркости.
Один из главных вопросов — как определить нужную мощность усилителя? Тут все достаточно просто и напоминает расчет при выборе блока питания.
Итак, чтобы узнать, какой RGB усилитель вам нужен, мощность одного метра ленты умножаете на всю ее длину и на коэффициент запаса (K=1,2).
Этот коэффициент необходим, чтобы устройство не перегружалось и исправно проработало весь заявленный срок службы.
Рассмотрим все на конкретном примере. Допустим вам нужно подключить 20 метров Led ленты RGBW SMD 5050/60 диодов на метр.
Мощность одного метра такого изделия составляет 14,4Вт/м.
В данном случае усилитель нужно выбирать по формуле:
Если вы обратите внимание, то на коробочках этих девайсов обычно указывается ампераж и входное напряжение, но никак не мощность в ваттах. Что же делать?
Тут все еще проще. Чтобы получить заветную расчетную цифру, воспользуемся формулой, известной из школьного курса физики: I=P/U
В выше рассмотренном примере имеем:
Получается, что в данном случае вам нужен RGB усилитель на 30А.
Если вам требуется подключить не RGB, а монохромную одноцветную ленту, оптимальным вариантом будет использование только одной «минусовой» клеммы — R или G или B. Выбирайте любую на свой вкус, разницы здесь нет никакой.
И именно с такой мощностью и подбирать монохромную светодиодную ленту.
Усилители могут подключаться последовательно и параллельно. Параллельное подключение предпочтительнее, так как оно уменьшает вероятность падения уровня сигнала на светодиодной ленте и позволяет получить точную цветопередачу и яркость.
В этих коробочках есть три разъема для подключения проводов:
При подключении блоков питания и RGB лент, необходимо строго соблюдать полярность. Помните, что запас мощности самих блоков питания, относительно всей длины подсветки, должен составлять не менее 20%
Иначе будут проблемы как с уровнем яркости, так и со сроком службы всего освещения.
Сечение провода от контроллера к усилителю и от усилителя к ленте, должно рассчитываться исходя из мощности нагрузки и длины проводов. В этом вам поможет следующая таблица:
Вот стандартные провода, которые применяют в большинстве случаев:
- если от блока питания до контроллера 5м - ПВС 2*1,5мм2
Напряжение 12/24В разрешается подавать как от дополнительного блока питания, так и от общего, если позволяет его мощность.
При этом следует помнить, что устройства мощнее 250Вт обычно идут с кулером и шумят во время работы, что не совсем комфортно в жилых помещениях. В особенности в спальне.
Поэтому при недостатке мощности, профессионалы советуют ставить именно два блока.
Вот наиболее применяемые схемы подключения RGB усилителей. Светодиодная подсветка длиной 20 метров:
Как видите, в этой схеме два блока питания. Один из них идет на RGB контроллер и первые 10 метров Led ленты.
Второй блок подключен непосредственно к усилителю и уже от него запитаны оставшиеся 10 метров ленты. При этом все участки по 5 метров подключены параллельно.
При использовании одного мощного источника питания, схема будет выглядеть уже следующим образом:
А вот схема, которая содержит в себе диммер, а не контроллер.
Только не подключайте усилители от диммеров на 220В. Здесь должны использоваться устройства только на 12/24В, запитываемые от блоков питания.
Диммер ставится после блока, а уже от него идет параллельное подключение отрезка подсветки в 5 метров и RGB усилителя. Далее присоединяется еще один кусок Led ленты.
Заметьте, что входной сигнал для усилителя можно брать как с начала светодиодной ленты.
Так и с ее конца.
Главное соблюсти полярность и последовательность: блок питания - контроллер - лента №1 - усилитель - лента №2 - усилитель - лента №3 и т.д.
Давайте конкретно рассмотрим типичную ситуацию, когда вам нужно подключить 20 метров светодиодной ленты. Для этого вам понадобятся следующие материалы:
- провода ПВС разного сечения (смотри рекомендации выше)
Воспользуемся самой первой вышеприведенной схемой. Первым делом подключаете провода на стороне 220В блоков питания.
С выхода одного блока присоединяете контроллер, с другого - усилитель.
На контроллере есть два разъема.
Там где написано Power или стоят значки "+-" подается напряжение 12/24В от источника питания.
Там где буквы "RGBV+", подключаете провода идущие на лед ленту. Плюс здесь один (V+), все остальные буквы являются минусовыми контактами.
На усилителе два входа и один выход. Прежде всего это питание Power 12/24В от блока.
Есть кстати модели, где напряжение можно подать двумя способами. Через клеммную колодку, либо через специальный втычной разъем.
Второй вход Input - это куда подключаются провода и подается сигнал напрямую от контроллера, либо от предыдущего конца светодиодной ленты.
Output CH1, CH2, CH3, CH4 - выход на следующий отрезок Led ленты №2,3 и т.д.
В итоге получаем следующую картинку. Сигнал от контроллера подается на две пятиметровые катушки и на вход усилителя.
К выходу последнего подключается еще две катушки. Все что остается - подать напряжение и проверить работоспособность всей схемы.
При малых мощностях светодиодной ленты, можно обойтись без всех этих громоздких коробочек и блоков.
Воспользуйтесь микроконтроллерами и микроусилителями RGB.
При уменьшении габаритов в десятки раз, они сохраняют все свои функциональные возможности. Единственное, что у вас исчезает - это клеммы для подключения проводов.
Все проводники из этих микроустройств уже изначально выведены наружу и подключаются посредством пайки или на специальных коннекторах и разъемах.
Это очень удобно при монтаже подсветки за подвесным потолком, когда нет свободного места куда спрятать крупногабаритные квадратные коробки.
Некоторые ошибочно думают, что эта коробочка несет в себе какие-то волшебные свойства, и раз она называется "усилитель", соответственно через нее можно запитывать подсветку большей длины, чем разрешено в обычных условиях через простой блок питания.
Это не так. Подключили 5 метров - отрезали ленту, поставили данную штуку усиливающую сигнал, подключили еще 5 метров и т.д. Но не более 5 метров через одно устройство.
2 Подключение монохромной ленты на один канал без учета разделения мощности на три части.
Допустим, у вас есть одноцветная белая светодиодная лента длиной 5м и общей мощностью 72Вт. При этом вы купили RGB усилитель на 100Вт и решили подключить весь этот метраж к нему.
Так делать нельзя. На один канал устройства (R или G или B) отводится всего 100/3=33Вт, не более. Соответственно общую мощность указанную на корпусе, вам нужно делить на три.
Поэтому в данном случае, вы сможете дополнительно подключить только 2 метра монохромной ленты, а не все пять.
3 Неправильный выбор блока питания.
Те, кто впервые вплотную сталкивается со светодиодными лентами предполагают, что изначально выбрав блок питания в 100Вт и присоединив к нему дополнительно еще один усилитель на 100Вт, они смогут в итоге подключить RGB ленту в 200Вт, ну или по крайней мере в 150Вт.
По факту, ничего светиться у вас не будет. Общий блок питания должен быть именно такой мощности, как итоговая мощность всей протяженности светодиодной ленты (+20%).
Если ее не хватает, ставьте дополнительный блочок.
Помимо классических светодиодных лент, динамическое свечение которых обеспечивается за счет изменения питающего напряжения в контроллере, недавно появились светодиодные ленты нового поколения, управление свечением которых осуществляют чипы (микросхемы) установленные непосредственно на ленте рядом со светодиодом или вмонтированным в корпус светодиода рядом с его кристаллом.
В маркировке таких светодиодных лент имеется сочетание букв SPI (Serial Peripheral Interface — последовательный периферийный интерфейс) или DMX (Digital Multiplex – цифровое мультикплексирование). Их еще называют пиксельные светодиодные ленты «Бегущий огонь», управляемый «Гибкий неон» и флеш-модули.
Контроллер для лент SPI и DMX принято называют пиксельным, а светодиод и рядом установленную или встроенную в него микросхему – пикселем.
Контроллер, предназначенный для управления светодиодными лентами SPI и DMX не служат источником питания для лент. Он предназначен только для генерации слаботочного цифрового сигнала управления размахом 5 В для микросхем, установленных на светодиодной ленте. Контроллеры бывают универсальные, предназначенные для работы с лентами SPI и DMX, так и только для лент SPI или DMX. На фотографии показан универсальный контроллер с ПДУ.
Отличительной особенностью SPI и DMX от классических светодиодных лент является наличие в стандартных контроллерах управления до 300 комбинаций динамических световых эффектов. А при управлении лентой типа DMX через USB компьютера количество световых эффектов ограничивается фантазией человека.
С контроллером
Наиболее простая схема питания RGB ленты – с одним блоком питания и одним контроллером.
Рис. 10: схема питания с контроллером
Посмотрите на рисунок 10 – это наиболее простой вариант, позволяющий подключить RGB ленту с полным рабочим функционалом. Единственный ее недостаток – так можно запитать только полосу до 5 м.
Электрическая схема LED R G B ленты на светодиодах SMD-5050
Разобравшись с устройством светодиода легко разобраться и с устройством светодиодной ленты. В верхней части картинки фотография работоспособного отрезка LED R G B ленты, а в нижней его электрическая схема.
Как видно из схемы, одноименные контактные площадки светодиодной ленты, находящиеся с ее правой и левой стороны электрически соединены между собой напрямую. Таким образом, обеспечивается возможность подачи питающего напряжения на ленту с любого конца и на следующий отрезок ленты при ее наращивании.
Кристаллы светодиодов VD1, VD2 и VD3 одинакового цвета свечения соединены последовательно. Для ограничения тока в каждой из цветовых цепей установлены токоограничивающие резисторы. Два из них номиналом 150 Ом, а один 300 Ом, в цепи кристаллов красного цвета. Резистор большего номинала установлен для выравнивания яркости всех цветов с учетом интенсивности излучения кристаллом светодиода и не одинаковой цветовой чувствительности человеческого глаза к разным цветам.
Электромонтажная схема
подключения светодиодных лент типа SPI и DMX
Изучив структурные схемы подключения светодиодных лент SPI и DMX можно без труда подключить один отрезок ленты длиной до пяти метров. При оформлении светодинамического освещения помещений и объектов во многих случаях возникает задача монтажа светодиодной ленты длиной более пяти метров.
Светодиодная лента большой длины потребляет много электроэнергии и поэтому подключать отрезки нужно соблюдая определенные технические требования. Необходимо исходя из потребляемой лентой током выбрать источник питания и правильно подключить к нему отрезки лент.
Ленты можно запитать от одного мощного источника питания, монтажная схема представлена выше, или каждый отрезок ленты и контроллер от персонального источника питания. Управляющие сигналы DATA и другие подаются с выхода контроллера на первую ленту, а с ее выхода DOUT на вход DIN второго отрезка и так далее.
Обращаю внимание, что при использовании одного блока питания от его выходных клемм на ленты идут отдельные провода, сечение которых должно соответствовать величине потребляемого отрезком ленты тока.
Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода в зависимости от силы тока | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Максимальный ток, А | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | 40,0 | 50,0 | 63,0 |
Стандартное сечение, мм 2 | 0,35 | 0,35 | 0,50 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 |
Диаметр, мм | 0,67 | 0,67 | 0,80 | 0,98 | 1,1 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 3,2 | 3,6 |
Величина электрического тока обозначается буквой «А» и измеряется в Амперах. При выборе действует простое правило, чем сечение провода больше, тем лучше, по этому округляют результат в большую сторону.
При определении количества источников питания для светодинамической системы с несколькими пятиметровыми отрезками LED лент нужно исходить в первую очередь из чертежа размещения лент на объекте. Если ленты монтируются в закрытом помещении, то иногда целесообразно использовать несколько Источников питания, разместив каждый рядом с началом или концом отрезков ленты.
Не стоит забывать простую истину, что любой источник питания при работе нагревается и может перегореть. Поэтому вокруг него должно быть достаточное воздушное пространство, для эффективного отвода тепла от корпуса и доступ для его ремонта. Некоторые монтажники устанавливают ИП за подвесными потолками и при их отказе возникают большие трудности.
Правила выбора источника питания и монтажа управляемых по протоколам SPI и DMX светодиодных лент ничем не отличаются от правил для простых одноцветных и RGB лент.
Монохромные светодиодные ленты, светящиеся только красным - R , зеленым - G , синим - B или белым - CW цветом, как правило, подключаются непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 12 В или 24 В. R G B светодиодную ленту, как и монохромные, тоже можно подключить к блоку питания постоянного тока, соединив выводы R , G и B между собой.
Но в таком случае будет упущена возможность реализации цветовых эффектов освещения, ради которых лента и была создана. Поэтому при установке цветных светодиодных лент, в разрыв цепи между блоком питания и лентой обычно устанавливают электронный контроллер. Он позволяет в автоматическом режиме изменять цвет и яркость свечения ленты в динамическом режиме по заданной с пульта дистанционного управления программе.
На фотографии изображена электрическая схема подключения R G B светодиодной ленты к сети 220 В. Блок питания (адаптер) преобразует переменное напряжение 220 В в напряжение постоянного тока 12 В, которое по двум проводам с соблюдением полярности подается на R G B контроллер. К контроллеру посредством четырех проводов в соответствии с маркировкой подключается светодиодная лента. Для удобства монтажа и ремонта светодиодного освещения узлы между собой соединяются с помощью разъемов.
Электрическая схема LED R G B светодиода SMD-5050
Для подключения, а тем более ремонта R G B светодиодной ленты на профессиональном уровне, необходимо представлять, как она устроена, и знать электрическую схему и распиновку применяемых в лентах светодиодов. На фотографии ниже представлен фрагмент R G B светодиодной ленты с нанесенной схемой распайки кристаллов светодиодов.
Как видно на схеме, кристаллы в светодиоде электрически не связаны между собой. Три разноцветных кристалла в одном корпусе светодиода образуют триаду. Благодаря такой конструкции, управляя яркостью свечения каждого кристалла индивидуально можно получить бесконечное количество цветов свечения светодиода. На таком принципе управления цветом построены дисплеи сотовых телефонов, навигаторов, фотоаппаратов, компьютерных мониторов, телевизоров и многих других изделий.
Технические характеристики светодиода SMD-5050 приведены на странице сайта «Справочник по SMD светодиодам».
Структурные схемы подключения светодиодных R G B лент
типа SPI и DMX
Светодиодные источники света, управляемые по протоколам SPI и DMX принципиально, отличаются друг от друга. Поэтому схемы подключения светодиодных лент разные. Для увеличения фото кликните по ним мышкой.
На фотографии показана структурная схема подключения RGB светодиодной ленты, управляемой по протоколу SPI по одной шине данных D. Это наиболее распространенные ленты, так как не требуют предварительного программирования и дешевле, чем DMX. Сигнал данных DATA передается c контроллера на первую микросхему, пройдя через нее, на вторую и так далее.
Микросхема первого пикселя (светодиоды и управляемая ними микросхема) считывает из цифрового сигнала предназначенную для нее информацию и сигнал далее передается на микросхему следующего пикселя. Таким образом каждый пиксель знает с какой яркостью и каким цветом в данный момент светиться подключенным к микросхеме светодиодам.
При подключении к драйверу ленты большой длины возникает задержка сигнала управления, что приводит к нарушению задуманной динамики свечения светодиодов. Для исключения этого сигнал управления подается одновременно по двум шинам – основной DATA и дополнительной SLK. Схема подключения двухканальной SPI светодиодной ленты показана на чертеже.
Несмотря на простоту управления и возможность получения большого количества светодинамических эффектов, светодиодная лента с интерфейсом управления SPI имеет один существенный недостаток. Так как сигнал управления с драйвера на микросхемы ленты подается последовательно от одной к другой через все остальные, то выход из строя одной микросхемы в любом из пикселей приведет к нарушению работы всех пикселей, находящихся после него.
Для исключения этого недостатка, где требуется высокая надежность работы светодиодной системы, придумали интерфейс DMX. В отличии от интерфейса управления SPI управление пикселями происходит параллельно по шине D+ и при выходе из строя одной из микросхем все остальные будут работать по заданному алгоритму.
В дополнение предусмотрена шина ADR для самостоятельного программирования с контроллера светодинамических эффектов. Программировать не обязательно, так как контроллер по умолчанию обеспечивает до 300 светодинамических эффектов.
Система DMX дороже SLK и для прошивки дополнительных светодинамических эффектов необходимо обучение. Поэтому для дома целесообразнее приобретать RGB ленточное светодиодное освещение системы SLK.
С усилителем
Следует отметить, что усилитель не влияет на яркость свечения, поэтому применять его для RGB ленты длиной до 5 м смысла не имеет. Установка усилителя обоснована лишь в тех ситуациях, когда общая длина превышает 5 м. В зависимости от мощности участков усилитель может питаться от того же блока питания, что и контроллер или от отдельного.
Рис. 7: схема с одним блоком питания Рис. 8: схема с двумя блоками питания
На этой схеме осуществляется параллельное подключение блоков питания к объединенным через усилитель RGB лентам.
Без контроллера
Следует оговориться, что RGB лента без контроллера не может полноценно функционировать, так как без этого устройства невозможно переключать цвета. Но, как временный вариант, на период замены вышедшего со строя контроллера, эту схему подключения можно использовать.
Рис. 11. Схема питания без контроллера
Посмотрите на рисунок 11, вам необходимо подключить общий провод от ленты к плюсовой клемме блока питания, а цветные провода спаять вместе параллельным соединением и подключить к минусовой клемме блока. Но вся RGB полоса будет гореть только одним цветом.
Как разрезать светодиодную ленту на отрезки
Как Вы уже наверно поняли, R G B светодиодная лента любой длины (относиться и к монохромным лентам), состоит из коротких самостоятельных отрезков, представляющих собой законченное изделие. Достаточно подать на контактные площадки напряжение питания и лента будет излучать свет. Для получения отрезка ленты требуемой длины элементарные отрезки соединяют между собой в соответствии с буквенной маркировкой.
Обычно лента выпускается длиной пять метров. В случае необходимости ее можно укоротить, разрезав поперек по линии, нанесенной по центру контактных площадок между маркировкой, бывает, в этом месте дополнительно наносят символическое изображение ножниц. Иногда ленту приходится разрезать, чтобы установить под углом. В таком случае разрезанные одноименные контактные площадки соединяются между собой с помощью пайки отрезками провода.
Усилитель
RGB усилитель используется для питания полос длиной более 5м, где из-за потери мощности и падения напряжения яркость свечения значительно снизится. Стандартной длины одной катушки может не хватить для подсветки нужного вам периметра, поэтому придется использовать несколько катушек или добавлять кусок ленты. Усилитель сигнала призван увеличить питающее напряжение и выдать дополнительный лимит мощности.
Подбирается усилитель по мощности участка, превышающего 5 м общей длины. Если общая длина содержит несколько участков по 5м, то после первого, каждому из них требуется свой усилитель. При достаточной мощности БП, усилитель можно запитать от того же блока, что и первый участок ленты. Если не хватает, то каждому усилителю необходимо подключить отдельный блок.
Если пространство для размещения усилителя ограничено (ниша в коробе, распределительная коробка и т.д.) можно использовать микроусилитель. Он значительно меньше стандартных устройств, но позволяет выполнять те же функции.
Принцип подключения
Чтобы смонтировать работоспособную систему с RGB лентой необходимо произвести следующие действия:
- Составьте схему расположения устройств – это поможет предварительно рассчитать необходимую длину проводов, места установки блоков и т.д;
- Приклейте RGB ленту – для этого используется чистая обезжиренная поверхность, а при необходимости устанавливается дополнительная алюминиевая полоса для лучшего теплоотвода;
- Подключите выводы RGB ленты, соблюдая цветовую маркировку (R – красный, G – зеленый, B — синий) к контроллеру; Рис. 4: подключить ленту к контроллеру
- Подключите к блоку питания контроллер, к клемме +12В и – 12В; Рис. 5: подключите блок питания к контроллеру
- При необходимости подключите к БП усилитель, заметьте, что светодиодная RGB лента подключается последовательным соединением в разрыв цепи усилителя; Рис. 6: подключение усилителя
- Подключите готовую схему подсветки в сеть 220В.
Способы управления цветом свечения
R G B светодиодных лент
Есть два способа управления цветовым режимом работы R G B светодиодной ленты, с помощью трех выключателей или электронного устройства.
Задать вопрос автору статьи, оставить комментарий
Добрый день, Александр!
Мне нужно сделать RGB ленту длиной 25 метров от одного контроллера. Как лучше это сделать?
У меня пока один вариант, это параллельно подключить 2 ленты по 5 метров к контроллеру с блоком, а последующие 3 ленты по 5 метров присоединять последовательно к каждому из концов с применением усилителей RGB и подключенными к ним дополнительными блоками питания, но мне подсказали, что нужно устанавливать перед каждым новым отрезком (блоком питания) диод, что бы при выходе из строя одного из блоков другие не перегорели, приняв нагрузку на себя. Если этот вариант рабочий, то подскажите какой диод нужно ставить, просто я в этом не разбираюсь.
Лента 5050 30 светодиодов на метр.
Здравствуйте, Андрей!
Схема ваша рабочая, но я бы не стал подключать RGB усилители к концам лент, подключенных с контроллеру. При выходе из строя этих лент погаснут все к ним подключенные.
Целесообразнее усилители RGB подключать непосредственно к RGB выходу контроллера. Ток по этим проводам будет протекать меньше ампера и подойдут провода любого сечения.
Усилители можно запитать как от одного блока питания, так и от отдельного для каждого. Тут уже все зависит от расстояния между лентами, усилителями и контроллером.
Про диоды я не понял. Если выйдет из строя любой из блоков питания в системе, то это никоим образом не повлияет на другие блоки питания. Просто перестанет работать контроллер или усилитель RGB, запитанный от него и подключенная к нему лента перестанет светиться.
Вот если бы вы для надежности один контроллер или усилитель запитывали от двух блоков питания, соединив их выходы параллельно, то тогда действительно потребовались бы диоды для их развязки. Но все же светодиодная лента не военных объект и резервирование экономически не целесообразно. Тем более, что современная техника, при правильном монтаже и соблюдении правил ее эксплуатации, достаточно надежна.
Добрый день.
Могу ли я включить параллельно два выхода, например, R и G контроллера? Я хочу использовать только два цвета две монохромных ленты, чтобы не "гулял" третий выход контроллера? Не сгорят ли транзисторы? Или может нужна развязка этих двух выходов перед соединением?
Спасибо.
Здравствуйте, Игорь.
Для исключения влияния параллельного подключения монохромных лент на выходные ключи контроллера нужно к отрицательному выводу ленты подключить два простых диода стрелкой от ленты и их выводы уже подключить к выводам, например, R и G контроллера. Вторую ленту можно подключить таким же образом к выводам контроллера R и B, или в любом другом сочетании.
Желательно использовать диоды Шоттки (у них падение напряжения маленькое и поэтому меньше греются). Диоды должны быть рассчитаны на больший ток, чем потребляет лента. Напомню, что у RGB контроллеров общий провод является положительным.
Блок питания
В связи с тем, что многоцветные диодные ленты используют не стандартное питание из электрической сети, а более низкий уровень напряжения, вам потребуется установить блок питания. Для электроснабжения RGB лент используется напряжение на 12 В, а в некоторых ситуациях может использоваться номинал в 24 В. В зависимости от типа выбранной ленты, подбирается и выходное напряжение блока.
Второй определяющий параметр для БП – номинальная мощность, который также определяется в соответствии с мощностью светодиодной RGB-ленты. Как правило, мощность указывается из расчета на погонный метр. К примеру, у вас лента мощностью 15Вт/м, соответственно, для питания полосы длиной 5 м потребуется 15×5=75 Вт. Помимо этого необходимо делать запас мощности на 20 – 30%, то есть (75×30)/100 = 22,5 Вт, поэтому результирующая мощность должна быть не менее 75 + 22,5 = 97,5 Вт, можно взять модель на 100 Вт, а при отсутствии такового на 120 Вт.
Помимо этого БП для RGB ленты различаются по степени защищенности от воздействия внешних факторов. Для спален, зал, прихожих будет достаточно степени устойчивости к влаге и пыли IP20. Для комнат с повышенной влажностью, к примеру, ванны, кухни, прачечные необходимо использовать модели со степенью IP67 или IP69. При подключении необходимо обязательно соблюдать порядок подключения клемм
Рис. 3: расположение клемм блока питания
Контроллер RGB
Данный блок предназначен для разделения электрического сигнала на три или четыре цвета. Количество выводов контроллера подбираются в зависимости от параметров ленты. RGB контроллер позволяет управлять цветом или оттенком свечения. По методу управления они разделяются на проводные и беспроводные. Последний вариант является наиболее удобным и востребованным, управление ним может осуществляться посредством:
- Wi-Fi – управляются как от стандартного пульта, так и при помощимобильного приложения, которое привязывается к контроллеру через гаджет;
- Инфракрасный вход – контроллер в таких устройствах должен располагаться в поле зрения, чтобы луч от пульта можно было направлять в его сторону;
- Радиоканала – управляется по радиосигналу, в таком случае можно переключать LED устройства с любой точки дома.
При подключении к блоку управления важно соблюдать цветовую маркировку по выводам:
Рис. 2: Маркировка клемм контроллера
Необходимые элементы
Аббревиатура RGB, означает три основных цвета свечения диодов, использующихся для получения гаммы:
- R –означает красный (в английском варианте red);
- G – обозначает зеленый (в английском варианте green);
- B – обозначает синий (в английском варианте blue).
За каждый цвет отвечает кристалл, для электроснабжения которого подводится своя дорожка, из-за этого в запитке многоцветных RGB лент используются 4 или 5 проводов.
Рис. 1: пример питания кристаллов RGB ленты
Поэтому полноценное питание источника освещения требует установки дополнительного оборудования, преобразующего параметры электрического тока и напряжения из сети.
Без усилителя
В случае, если есть необходимость подключения полосы длиной более 5 м их можно запитать и без использования усилителя. Но при этом необходимо для каждого участка длиной до 5 м установить и отдельный блок питания, и контроллер.
Рис. 9: питание ленты без усилителя
Посмотрите на рисунок 9, данная схема имеет раздельное электроснабжение на каждую RGB ленту, за счет чего обеспечивается автономия для каждой из них. Но к недостаткам данной схемы относится управление цветовой гаммой и работой подсветки отдельным пультом для каждого участка.
Читайте также: