Светодиодные ленты RGB – виды, устройство, схемы
Кроме белых светодиодных лент, о которых было рассказано в предыдущей статье, выпускаются также ленты с цветными светодиодами. В настоящее время это всего 4 цвета: красный, синий, зеленый и желтый. Корпуса светодиодов те же, что и в лентах белого свечения. Применяются цветные ленты в основном для декоративного освещения, моддинга компьютерных корпусов и автомобилей, а также на дискотеках и прочих увеселительных мероприятиях.
Трехцветные светодиодные ленты
Обычно их называют RGB-лентами. Каждый светодиод такой ленты представляет собой сборку из красного, синего и зеленого светодиодов. RGB-лента имеет 4 вывода. Один вывод общий и три отдельных вывода для каждого цвета. Подключение RGB-ленты показано на рисунке 1.
Согласно законам физики из этих цветов можно получить всю гамму оттенков. Именно так получаются цвета на экране телевизора. Естественно, что для управления такой лентой понадобится управляющее устройство – контроллер. И такие контроллеры выпускаются промышленным образом.
С помощью контроллера можно изменять скорость и чередование различных цветов, установить какой-либо фиксированный оттенок, а тот, который понравился можно сохранить в памяти контроллера и в будущем вызывать нажатием одной кнопки. При желании можно получить просто белое освещение.
Более продвинутые модели имеют встроенный Wi-Fi, что позволяет управлять освещением с помощью смартфона с установленным программным обеспечением. Управление контроллером также возможно с помощью прилагаемого к контроллеру ПДУ.
Рисунок 1. Подключение RGB-ленты
RGB-ленты выпускаются на напряжения питания 12 и 24В. Поэтому при выборе блока питания и контроллера на этот параметр нужно обратить особое внимание. Собственно контроллер может быть рассчитан на работу с несколькими напряжениями, а вот напряжение блока питания должно строго соответствовать напряжению применяемой ленты.
Герметичные светодиодные ленты
Такие ленты имеют несколько названий: герметичные, влагозащищенные, а то и вовсе водонепроницаемые, хотя в сущности это одно и то же. В качестве примера можно привести ленту «Влагозащищенная светодиодная лента 3528 120LED-24V IP65».
Как можно понять из маркировки, лента сделана на базе светодиодов SMD3528 с количеством светодиодов 120 на метр. Напряжение питания ленты 24В, класс защиты IP65. Герметичность ленты обеспечивается благодаря покрытию силиконовой оболочкой со стороны деталей. Внешний вид ленты показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Влагозащищенная светодиодная лента
Такая лента может работать на открытом воздухе и даже в воде. Её можно применять для подсветки аквариумов или бассейнов. Подобную маркировку с указанием напряжения питания, количества светодиодов на метр и типа светодиодов имеют все светодиодные ленты, а не только водонепроницаемые. Ориентируясь на маркировку можно достаточно точно подобрать желаемую ленту при покупке.
Расчет мощности светодиодной ленты
Оказывается, что такой расчет производить вовсе и не надо. Ниже приведены две строчки, в которых указаны все параметры светодиодной ленты длиной 5м. Эта запись взята в том виде, как есть, из заказа светодиодной ленты в китайском магазине с бесплатной доставкой. Именно такую ленту пришлось заказывать автору статьи для ремонта монитора. 5m-48w-120x3528smd-1800-2400lm-6000-7000k-cool-white-light-led-strip-light-dc12v
Из маркировки можно понять, что перед нами лента со 120-ю светодиодами на метр типа 3528SMD. Длина отрезка ленты 5М, сила света 1800-2400LM (люмен), напряжение питания 12В постоянного тока. Цвет свечения ленты холодный белый, о чем говорит указанная цветовая температура 6000-7000K.
Здесь же указана мощность 5-ти метрового отрезка ленты, ни много ни мало целых 48Вт. При этом ток, потребляемый таким отрезком, составит I=P/U=48/12=4 ампера. Поэтому блок питания для такой ленты должен быть рассчитан на ток не менее 5А. Должен же быть какой-то запас мощности! Но все же позвольте пока досказать про бесплатную доставку.
Цена вопроса оказалась более чем скромной, всего 631 рубль. Получается, что один метр стоит чуть более 120 рублей. В магазинах, торгующих всякой электрикой, дешевле, чем рублей за 200, светодиодную ленту не купить, причем кроме типоразмера 60 светодиодов на метр, другую просто не предлагают. Кстати, о бесплатной доставке. При заказе деталей в отечественных интернет-магазинах, стоимость доставки может превысить стоимость самой покупки, что, безусловно, отравляет всю радость покупки.
Единственное, что нехорошо в бесплатной доставке, прислали только через месяц после заказа. Внешний вид ленты показан на рисунке 3.
Рисунок 3. Светодиодная лента 5m-48w-120x3528smd
Но все-таки мощность рассчитать можно. Один метр такой ленты потребляет мощность 48/5=9,6 Вт. Известно, что отрезок длиной в три светодиода, минимальный, который можно отрезать ножницами, потребляет ток 20мА. При напряжении питания 12В мощность такого отрезка составит P=U*I=12*20=240мВт или 0,24 ватта.
При частоте светодиодов 120/м в каждом метре содержится 120/3=40 триад. Пока, кажется, ошибок в несложных расчетах нет. Продолжим дальше.
Если одна триада потребляет мощность 0,24 ватта, то сорок триад, из которых состоит каждый метр ленты, потребуют от блока питания 40*0,24=9,6 Вт, что полностью совпадает с приведенными выше расчетами. Вот такая своеобразная проверка. Подобным образом можно рассчитать мощность светодиодных лент других типов.
Как правильно выбрать светодиодную ленту для дома
Блоки питания для светодиодных лент
Подходящий блок питания для рассмотренной выше светодиодной ленты также возможно купить в магазинах с бесплатной доставкой. Вот один из возможных вариантов.
«AC 110-240В для DC 12V 5а преобразователь питания». Так написано в магазине. Цена устройства 526 рублей, по внешнему виду напоминает блок питания обычного ноутбука. Внешний вид устройства показан на рисунке 4.
Рисунок 4. Блок питания DC 12V 5а
Это, конечно, не единственный вариант. Предлагаются самые различные источники, а также контроллеры RGB-лент. При этом блоки питания имеют самую разнообразную конструкцию. Это могут быть просто собранные печатные платы без корпуса, влагозащищенные источники, источники малогабаритные, которые легко спрятать от постороннего глаза.
Но в принципе, можно ничего и не покупать. У многих радиолюбителей, наверняка, сохранились блоки питания от старых компьютеров. Они имеют напряжение 12В, причем сила тока может достигать до 8А. Просто готовое решение проблемы!
Можно ли запитать светодиодную ленту от осветительной сети
Но если не хочется заниматься с блоком питания, подбирать по мощности, прятать его в нишах стены или в столе, то для декоративного освещения выпускаются светодиодные ленты с питанием от сети. Характеристики одной из таких лент показаны ниже
9.6W 480lm 120-SMD 3528 LED Warm White Light Decoration Strip (220V / 2-Flat-Pin Plug / 2m), а внешний вид ленты показан на рисунке 5.
Рисунок 5. Светодиодная лента с питанием от сети
Такая лента предлагается по цене 492 рубля, ее длина 2 метра.
Что находится в коробочке, расположенной между сетевой вилкой и лентой, остается только догадываться, но вряд ли там находится простой гасящий конденсатор с выпрямительным мостом: гальваническая развязка от сети, она же электробезопасность пользователя – прежде всего. При современном развитии импульсных блоков питания, упрятать в таком объеме источник мощностью 10…12Вт не составляет никаких трудностей. Так что гальваническая развязка обеспечена.
Светодиодные ленты в любительских конструкциях
Одно из направлений, как ремонт мониторов и телевизоров уже упоминался в предыдущей статье. Что еще можно сделать на основе светодиодных лент? Если это ленты цветные, то безусловно, что из этих лент можно сделать различные автоматы световых эффектов и различные гирлянды. На основе RGB-лент радиолюбителями создаются контроллеры, позволяющие получить различные световые эффекты, а на основе лент белого цвета разрабатываются различные светильники.
По части светильников разработки идут в направлении, как заставить работать светодиодную ленту напрямую от осветительной сети. Одна из таких схем разработана радиолюбителем К. Морозом из города Белебей, Башкортостан.
Идея разработки такова: светодиодная лента разрезается на триады, которые соединяются последовательно. Такое соединение позволяет увеличить питающее напряжение. Если последовательным образом соединить всего две триады, то получится лента с напряжением 24В. Если увеличить количество отрезков до десятка, напряжение питания подскочит до 120В! На 310В, именно столько получается после выпрямления сетевого напряжения, понадобится 310/12=25,833, округлить до 26, триад светодиодной ленты.
Автору разработки удалось обойтись всего 18 отрезками, соединив их по схеме, показанной на рисунке 6.
Рисунок 6. Светодиодная лента в настольной лампе
Возможно, вот тут кто-то скажет: «Ага, а где же гальваническая развязка, где электробезопасность?». Возразить на это особо нечего, но где вы видели настольную лампу с гальванической развязкой? Здесь главное не электробезопасность, а простое и красивое решение проблемы.
Авторская статья опубликована в журнале «Радио» №6, 2014 под названием «Светодиодная лента в настольной лампе». Автор статьи подробно рассказывает, что побудило его заняться такой разработкой, приведено подробное описание и фотографии конструкции.
Небольшое замечание к схеме. Число используемых триад может быть при необходимости изменено, при этом придется изменять и емкость конденсатора C1, поскольку именно он гасит лишнее напряжение сети. Рекомендации по расчету гасящего конденсатора приведены в статье «Как подключить светодиод к осветительной сети».
Борис Аладышкин
Смотрите также по этой теме: Самодельный светильник из светодиодной ленты
