Устройство и схема подключения светодиодной RGB ленты

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать длину ленты

Расчет производится с учетом мощности одного метра и протяженности контура. От требуемой величина яркости светового потока будет зависеть и необходимая длина светодиодной ленты.

Что надо, чтобы светодиодная лента работала долго

Чтобы купленная светодиодная лента прослужила отведенное производителем количество часов, при эксплуатации следует соблюдать некоторые правила:

• питание должно подаваться от источника с постоянным напряжением, не превышающим указанный допустимый показатель;
• класс защиты должен строго соответствовать условиям эксплуатации;
• лента не должна подвергаться воздействию химически агрессивных паров;
• температурапри работе ленты не должна выходить за пределы допустимого диапазона (от -25 до +45 градусов);
• ленты не монтируют на нагревающиеся поверхности, не протирают и исключают механическое воздействие.

Знание особенностей монтажа и эксплуатации позволяет использовать даже недорогие ленты в течение длительного срока.

Почему ленту можно резать только в определенных местах?

На токопроводящих полосках есть отметки возможного разреза в местах контактных площадок для подключения проводов. Только там ленту можно разделить на части по пунктирной линии с изображением ножниц.

В RGB лентеразноцветные или только трехцветные светодиоды?

Оттенки цвета создаются при свечении трех разных кристаллов.Их излучение смешивается, и в итоге стандартную трехцветную ленту можно принять за изделие с диодами разных оттенков.

Можно ли светодиодную ленту использовать под водой?

Не боятся влаги ленты со степенью защиты IP65 и выше. IP68 может работать при погружении под воду на длительное время благодарявлагозащищенной оболочке из силикона.

Почему у длинной ленты удаленные светодиоды тусклые?

При монтаже ленты слишком большой длины по мере удаления от элементов питания происходит потеря напряжения, чем и обусловлено снижение мощности свечения.

Для какого освещения можно использовать светодиодную ленту?

Светодиодные ленты достаточной мощности успешно используют для основного освещения. Это экономически выгодно за счет малого энергопотребления, длительного срока службы и простоте обслуживания.

Какое рабочее напряжение для светодиодной ленты?

Используются лампы с питанием от сетевого напряжения 220В, а также разновидности с рабочими показателями напряжения 12, 24 и 36 В.

Устройство

Конструктивно это гибкая печатная плата, к которой прикреплены светодиоды и резисторы, предназначенные для понижения тока. Выпускается разной ширины — от 5 до 30 мм. Наиболее востребованы LED-ленты с набором из шести выводов, в которых светодиоды собираются внутри единого корпуса.

Светодиоды классифицируются по типоразмерам. Самыми распространенными считаются SMD 5050 с габаритами 5х5 мм. Один погонный метр RGB-ленты может содержать около 30 светодиодов (изделие с двойной плотностью — 60). Мощность и световой поток зависят от числа диодов и их типоразмера.

Ленты различаются по степени защищенности (IP00 и т. д.). Чем ниже этот параметр, тем меньше вариантов применения осветительного прибора. К примеру, слабо защищенные приборы эксплуатируются исключительно в сухих помещениях, а изделия в силиконовой оболочке не страшатся даже полного погружения под воду (IP68).

Для размещения ленты на поверхностях с ее тыльной стороны крепится двусторонний скотч. Всегда можно разрезать ее на части, выбрав необходимую длину. Производители приборов самостоятельно отмечают пунктирными линиями места разрезов, там же изображен символ «ножниц». Перерезайте гибкую плату на этих участках, поскольку только здесь установлены контактные площадки для подключения к источнику питания с последующей спайкой или применением коннекторов.

RGBW и RGBWW светодиодные ленты

Для достижения лучшего качества белого цвета цветной светодиодной лентой помимо трехцветных светодиодов на ленты стали устанавливать дополнительные белые светодиоды, который управлялись по отдельному каналу. Такие светодиодные ленты маркируются как RGBW. Белый светодиод в таких лентах имеет цветовую температуру порядка 6000К. Причем остается возможность включения белого света путем комбинации всех цветов или отдельным каналом белыми светодиодами.

Белые светодиоды могут устанавливаться поочередно с RGB светодиодами, но для достижения лучшего качества чаще всего такие ленты имеют два ряда светодиодов, один RGB, другой белые светодиоды 5050. В последнее время на ленты RGBW все чаще стали устанавливать новые светодиоды, на которых помимо трех цветных кристаллов имеется и кристалл белого светодиода.

Но на этом не остановились, и добавили еще один светодиод с теплым белым светом с цветовой температурой в пределах 2900K. Такую светодиодную ленту маркируют RGBWW. Самый простой способ реализации заключается в установке помимо отдельного холодного белого светодиода еще одного теплого белого светодиода. Сейчас встречаются даже комбинированные белые светодиоды, способные излучать как белый, так и теплый белый свет, и комбинированные светодиоды с пятью кристаллами.

Применение белого и теплого белого светодиода позволяет более точно установить требуемый оттенок белого света, и к тому же получить его большую яркость.

Что такое RGB светодиодная лент?

RGB светодиодная лента – это светодиодная лента на основе гибкой печатной платы, на которой установлены трехцветные (цветные) RGB светодиоды, благодаря которым светодиодная лента может испускать практически любой цвет и оттенок.

Чем отличаются RGB светодиодные ленты от обычных светодиодных лент?

RGB светодиодные ленты отличаются от обычных монохромных LED лент установленными светодиодами, методом подключения и управления, а также возможностью в любое время включать любой оттенок цвета. Для их подключения и управления цветом требуется установка специального управляющего драйвера.

Где используются RGB светодиодные ленты?

RGB светодиодные ленты могут использоваться наравне с обычными монохромными светодиодными лентами, имея при этом ряд преимуществ перед ними. Но в большинстве случаев RGB LED ленты применяются для декоративной подсветки в помещениях.

Что такое RGBW и RGBWW светодиодные ленты?

RGBW и RGBWW светодиодные ленты – это все те же RGB светодиодные ленты, но с некоторыми модификациями. В RGBW светодиодных лентах имеется дополнительные белые светодиоды с цветовой температурой около 6000К, которые управляются по отдельному каналу. RGBWW светодиодные ленты помимо белого холодного светодиода имеют еще и теплый белый светодиоды с цветовой температурой около 2900К.

Как применяют светодиодные ленты

Рассмотрим, в каких помещениях и какие именно диодные ленты наиболее предпочтительно применять:

• При освещении стеллажа, навесной полки, шкафа подходит лента SMD 3528, плотность которой составляет LED 60 шт. на 1 погонном м. Это наиболее простой вариант по умеренной стоимости. Цвет светового потока может быть выбран на основании личных вкусов.
• В спальнях и детских комнатах как дополнительную систему освещения возможно задействовать также 3528 либо 5050. Лучше в этой ситуации подобрать мягкое белое освещение с нейтральным оттенком.
• В большом помещении как дополнительный либо основной источник света преимущественно используют SMD 5050 и 2835. Данные разновидности при условии правильного определения нужной длины превосходно справляются со своими функциями.
• SMD 5630 и 5730 задействуют в крупных помещениях, в частности, магазинных.
• Чтобы осветить салон авто, используют SMD 5050 и ленты RGB, защитный класс которых — не меньше IP54.
• Чтобы декоративно оформить либо осветить открытую беседку либо иную садовую постройку, потребуется приобретение ленты, имеющей защитную оболочку их силикона и защитный класс минимум IP65.

Вводная информация о светодиодах

Светодиоды – электронный компонент, способный излучать свет. Сегодня они массово применяются в различной электронной технике: в фонариках, компьютерах, бытовой технике, машинах, телефонах и т.д. Многие проекты с микроконтроллерами так или иначе используют светодиоды.

Основных назначений у них два:

• демонстрация работы оборудования или оповещение о каком-либо событии;
• применение в декоративных целях (подсветка и визуализация).

Внутри светодиод состоит из красного (red), зеленого (green) и синего (blue) кристаллов, собранных в одном корпусе. Отсюда такое название – RGB.

Ошибки подключения

1

контроллер – блок – лента (должно быть: блок – контроллер – лента) или

блок – усилитель – контроллер – лента (правильно: блок – контроллер – усилитель – лента)

2

Так вот, при наклеивании ленты и срыве скотча, эти самые места могут оголиться. Такое зачастую происходит на изделиях эконом класса.

В итоге, когда вы ленту наклеите на алюминиевый профиль, вы тем самым просто закоротите все 4 дорожки между собой и сожгете свою подсветку. Поэтому всегда проверяйте обратную сторону, перед непосредственным процессом наклеивания.

3

Даже если для блока и был выбран запас в 30%, в конечном итоге работа на износ рано или поздно выведет из строя или блок или светодиоды.

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:

• Подключение выполняется в строгой последовательности – блок питания – коннектор – RGB лента – (усилитель) – RGB лента.
• При отклеивании пленки на бюджетных моделях часто оголяются контакты заводской пайки, которые при монтаже на проводящую поверхность могут сгореть от токов нагрузки;
• При совмещении между собой нескольких участков ленты их соединение должно производиться с помощью специальных коннекторов или пайки, но, ни в коем разе не скрутками;
• Сечение проводов для соединения следует выбирать в соответствии с величиной нагрузки, иначе они могут перегореть;
• Мощность БП нельзя выбирать впритык, обязательно нужно обеспечивать запас;
• Светодиодные ленты большой мощности должны обязательно устанавливаться с устройством теплоотвода;
• Последовательное подключение более 5м RGB ленты должно производиться только через усилитель или от отдельного БП и контроллера.

Подключение светодиодной RGB ленты

Правильный порядок подключения элементов цепи выглядит следующим образом:

Правильный порядок подключения

Запомните. Участки ленты, длиной больше 5 метров, должны подключаться только параллельно.

Что будет, если подключить последовательно?

Во-первых, вы заметно потеряете в яркости на конце участка. Хотя светодиоды и имеют очень малое сопротивление, но потери есть. При такой протяженности на конце напряжение будет порядка 10В. Пониженное напряжение даст пониженную яркость, уже заметную для глаза.

Неправильное подключение

Правильное подключение

Во-вторых, токопроводящие дорожки ленты рассчитаны на максимальную длину 5м. Подключив последовательно еще 5, дорожки будут перегреваться и освещение скорее всего перегорит в самом начале участка.

RGB коннектор

Соединять ленту между собой можно с помощью пайки или клеммами. Для одноцветных вариантов продаются двухвыводные клеммы (коннекторы), для RGB – четырёх или пяти. Уточняйте этот момент при покупке.

Подробнее как соединять rgb ленту между собой.

Блок питания подключается в сеть 220В (клеммы AC, полярность не важна), преобразует переменное напряжение в постоянное 12В (клеммы V+, V-)

При подключении следующих элементов цепи важно соблюдать полярность

Клеммы подключения на БП

RGB контроллер подключается после блока питания (с соблюдением полярности), а в него подключается ргб лента. Каждый вывод на корпусе предназначен для конкретного вывода светодиодов. Если перепутаете местами, ничего страшного не произойдет, просто цвета будут перепутаны.

Клеммы подключения контроллера к светодиодам

В результате готовая схема в сборе должна иметь вид:

Схема в сборе

Усилитель внешне похож на контроллер, отдельно подключается к БП, только имеет не одну плашку с клеммами, а две. Маркируется чаще всего как Led Amplifier, устанавливается в разрыв ленты. Подключается по схеме:

Порядок подключения RGB усилителя в цепь

Назначение клемм led amplifier

Разберем теперь схемы подключения лент разной длины с усилителем и без, с одним или несколькими блоками питания.

Схема подключения RGB светодиодной ленты без усилителя

Это простейшая схема включения rgb светодиодной ленты длиной до 5 метров через контроллер с пультом.

Электрическая схема подключения RGB освещения

Для подключения светодиодной RGB ленты длиной 10 или 15 метров, убедитесь, что хватает мощности контроллера и БП (с запасом), и подключайте по следующей схеме:

Схема подключения 10 или 15

Схема подключения ленты с RGB усилителем

Усилитель используем, если не хватает мощности контроллера. Если мощность блока питания позволяет подключить контроллер и усилитель, используем следующую схему:

Когда суммарная мощность контроллера и усилителя выше мощности БП или блок такой мощности использовать нерационально (большой, сильно греется или шумит), тогда подключаем led amplifier к отдельному питанию по схеме:

Схема подключения усилителя с 2 блоками питания

По такой схеме наращивать суммарную длину ленты можно сколько угодно. Вся она будет управляться с одного пульта.

Помимо последовательного подключения, как в примерах выше, усилители можно подключать параллельно.

Схема параллельного подключения нескольких RGB усилителей с одним блоком питания.

Схема: один БП несколько усилителей

Схема с несколькими параллельными усилителями с отдельным питанием.

Схема: несколько параллельных усилителей с отдельными БП

Если клемм нет – используйте паяльник и монтажный провод, НО не перегревайте контактные площадки. Подробнее как соединять ленту.

Правильная схема подключения 20 метров RGB ленты показана на видео.

Схема проекта

Схема подключения адресной светодиодной ленты Neopixel к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Необходимо подключить контакты VCC и GND светодиодной ленты к контактам 5V и GND платы Arduino соответственно. Контакт DI светодиодной ленты мы подключили к контакту D2 платы Arduino. При этом схема подключения адресной светодиодной ленты Neopixel к плате Arduino не будет меняться в зависимости от того, как много светодиодов содержит лента. Аналогичным образом можно подключить к плате Arduino и светодиодное кольцо Neopixel.

Внешний вид собранной конструкции проекта представлен на следующем рисунке.

Effects

1. Static — No blinking. Just plain old static light.
2. Blink — Normal blinking. 50% on/off time.
3. Breath — Does the «standby-breathing» of well known i-Devices. Fixed Speed.
4. Color Wipe — Lights all LEDs after each other up. Then turns them in that order off. Repeat.
5. Color Wipe Inverse — Same as Color Wipe, except swaps on/off colors.
6. Color Wipe Reverse — Lights all LEDs after each other up. Then turns them in reverse order off. Repeat.
7. Color Wipe Reverse Inverse — Same as Color Wipe Reverse, except swaps on/off colors.
8. Color Wipe Random — Turns all LEDs after each other to a random color. Then starts over with another color.
9. Random Color — Lights all LEDs in one random color up. Then switches them to the next random color.
10. Single Dynamic — Lights every LED in a random color. Changes one random LED after the other to a random color.
11. Multi Dynamic — Lights every LED in a random color. Changes all LED at the same time to new random colors.
12. Rainbow — Cycles all LEDs at once through a rainbow.
13. Rainbow Cycle — Cycles a rainbow over the entire string of LEDs.
14. Scan — Runs a single pixel back and forth.
15. Dual Scan — Runs two pixel back and forth in opposite directions.
16. Fade — Fades the LEDs on and (almost) off again.
17. Theater Chase — Theatre-style crawling lights. Inspired by the Adafruit examples.
18. Theater Chase Rainbow — Theatre-style crawling lights with rainbow effect. Inspired by the Adafruit examples.
19. Running Lights — Running lights effect with smooth sine transition.
20. Twinkle — Blink several LEDs on, reset, repeat.
21. Twinkle Random — Blink several LEDs in random colors on, reset, repeat.
22. Twinkle Fade — Blink several LEDs on, fading out.
23. Twinkle Fade Random — Blink several LEDs in random colors on, fading out.
24. Sparkle — Blinks one LED at a time.
25. Flash Sparkle — Lights all LEDs in the selected color. Flashes single white pixels randomly.
26. Hyper Sparkle — Like flash sparkle. With more flash.
27. Strobe — Classic Strobe effect.
28. Strobe Rainbow — Classic Strobe effect. Cycling through the rainbow.
29. Multi Strobe — Strobe effect with different strobe count and pause, controlled by speed setting.
30. Blink Rainbow — Classic Blink effect. Cycling through the rainbow.
31. Chase White — Color running on white.
32. Chase Color — White running on color.
33. Chase Random — White running followed by random color.
34. Chase Rainbow — White running on rainbow.
35. Chase Flash — White flashes running on color.
36. Chase Flash Random — White flashes running, followed by random color.
37. Chase Rainbow White — Rainbow running on white.
38. Chase Blackout — Black running on color.
39. Chase Blackout Rainbow — Black running on rainbow.
40. Color Sweep Random — Random color introduced alternating from start and end of strip.
41. Running Color — Alternating color/white pixels running.
42. Running Red Blue — Alternating red/blue pixels running.
43. Running Random — Random colored pixels running.
44. Larson Scanner — K.I.T.T.
45. Comet — Firing comets from one end.
46. Fireworks — Firework sparks.
47. Fireworks Random — Random colored firework sparks.
48. Merry Christmas — Alternating green/red pixels running.
49. Fire Flicker — Fire flickering effect. Like in harsh wind.
50. Fire Flicker (soft) — Fire flickering effect. Runs slower/softer.
51. Fire Flicker (intense) — Fire flickering effect. More range of color.
52. Circus Combustus — Alternating white/red/black pixels running.
53. Halloween — Alternating orange/purple pixels running.
54. Bicolor Chase — Two LEDs running on a background color.
55. Tricolor Chase — Alternating three color pixels running.
56. thru 62. Custom — Up to eight user created custom effects.

Готовимся к новому году: простая гирлянда на arduino

Схема подключения к сети 220 В (основной раздел)

Разрезать светодиодную ленту в процессе установки можно только в специальных местах, что позволит предотвратить разрыв электрической цепи. Самостоятельно можно выполнить два варианта подключения.

Традиционное подключение

Осуществляется с применением трансформатора к 220В и позволяет предотвратить появление местного перегрева, а также минимизирует риск поломки полупроводниковых элементов. Вводный трансформатор или блок питания понижает сетевое напряжение 220В до рабочих показателей в 12/24В. Блок подбирается в зависимости от эксплуатационных условий используемой осветительной ленты. При выборе мощности нужно ориентироваться на удельную (погонную) мощность диодной ленты.

Схема подключения ленты

Схема подключения зависит от типа осветительного прибора и его длины. Простую монохромную ленту длиной не более 500 см нужно соединять с блоком питания, а затем с электрической сетью 220В. Подсоединение производится двухжильным проводом, зажимаемым внутри блока на стандартных клеммах и припаиваемым на гибкой основе ленты. При использовании RGB-осветителя, на расстоянии от блока до ленты подключается 12В контроллер для настраивания цветовой гаммы.

Если длина осветительной ленты превышает пять метров, то осуществляется параллельное подсоединение от одного блока с последующим разветвлением электроцепи на участке от трансформатора до ленты. Допускается подключение от пары отдельных блоков 12/24В.

Прямое подключение к 220В

Прямое подключение – один из наиболее популярных способов самостоятельного подключения к сети 220V. Вариант характеризуется отсутствием применения блока питания и представляет собой перекрестную сборку светодиодных групп.

С этой целью выполняется разделение цельной осветительной ленты на максимально короткие отрезки. Подключать нужно не менее двадцати осветительных элементов, объединяемых в соответствии с обратной полярностью.

Схема подключения усилителя

У усилителя есть входные-input и выходные-output клеммы. На входе и выходе те же контакты, что и у контроллера – общий плюс и цвета.

R

G

B

V+

Также присутствуют и клеммы подключения питания:

VDD или “+”

GND или “-”

Напряжение 12-24В можно подавать как от дополнительного блока, так и от общего, если позволяет его мощность.

Для подключения, общие концы предыдущего отрезка светодиодной ленты, заводите во входные клеммы усилителя.

Далее подсоединяете выход. Вставляете в RGBV+ разъемы, провода от дополнительного участка светодиодной ленты.

После этого под винты VDD и GND заводите проводники питания от блока.

Опять же полярность здесь строго соблюдаете! VDD – это плюс, GND – минус.

12345

Собранная подсветка по такой схеме будет работать и управляться с одного пульта.

Если вам нужно подключить еще 5-10 метров ленты, в схему добавляется еще один усилитель, а возможно и дополнительный блок питания (зависит от мощности освещения).

Только имейте в виду, что параллелить напрямую между собой сами блоки питания нельзя. Делать это нужно через диодный мост. Поэтому они должны быть разделены между собой через отдельные участки лент.

Таким образом можно собрать разноцветную подсветку любой длины под ваши запросы. Главное найти место для размещения всего этого оборудования.

Когда места не хватает, вместо большого усилителя можно использовать микро модель.

Он напоминает из себя что-то типа переходника, и размер у него соответствующий. При этом со своей задачей усиления сигнала справляется хорошо.

Кроме этого, его можно использовать, если вам не хватает мощности вашего контролера. Например, мощность всей светодиодной ленты 110Вт, а контроллера всего 70Вт.

Чтобы не менять его, просто докупаете такой мини усилитель, последовательно соединяете два элемента и наслаждаетесь освещением.

Характеристики светодиодных RGB-лент

Основные характеристики светодиодных RGB-лент, на которые следует обратить внимание покупателю, это:

Напряжение. Самый важный пункт, от которого зависит, будет ли работать лента в тех или иных условиях. По этому параметру существует 3 основных вида лент: 12V, 24V и 220V. Первый – самый распространенный вариант, именно он рассматривается в этой статье. Другие два – более профессиональные и узконаправленные варианты.

• Яркость диодов. Наиболее распространены 2 вида – яркостью около 5 Лм и 15 Лм.
• Количество светодиодов на метр. Здесь все просто: чем их больше – тем ярче. Но это не всегда хорошо: нужно учитывать возрастающее энергопотребление и тепловыделение, в противном случае лента быстро выйдет из строя. Есть варианты на 30, 60 и 120 светодиодов на метр. Можно найти модели с двойным рядом, соответственно у них вдвое больше элементов.
• Защита от влаги. Эта функция понадобится, если необходимо разместить ленту во влажной среде (ванной комнате, бане и т.п.). У таких моделей могут быть проблемы с перегревом.

Главное отличие и преимущество этого вида ленты заключается в том, что каждый кристалл имеет в себе красный, зеленый и синий диод. У обычных лент он обладает одним цветом. Поэтому RGB-лента может гореть любыми желаемыми цветами.

Еще одним важным отличием и достоинством такого варианта стала возможность более гибкой настройки необходимого освещения. Так можно создать необходимую обстановку и сэкономить энергию, ведь RGB-ленты управляются пультом с возможностью регулировки не только цвета, но и яркости освещения.