Внешний вид и схема подключения
Устройство выглядит просто, нет лишних элементов. Это небольшой белый прямоугольный блок, клеммы подключения которого прикрыты крышками, каждая из которых держится на паре винтов, на средней части есть кнопка переключения состояния (местное включение или отключение контактов реле).
Провода питания и нагрузки к нему подключаются винтовыми или зажимными (рычажными) клеммниками, в зависимости от модели. Схема подключения крайне проста — слева подключаем питания (фазу и ноль), а справа нагрузку.
Схема нанесена на корпусе устройства
Внутри установлено малогабаритное реле для печатного монтажа. Его контакты способны коммутировать ток до 10-16А (также зависит от конкретной модели), таким образом, базовая модель способна включать нагрузку до 2.2 кВт, а продвинутые до 3.5 кВт (подробнее о моделях мы расскажем далее).
Адресная лента ws2813
Поэтому прогресс не стоял на месте и позже были разработаны более совершенные ленты – ws2813 (5V), ws2815 (12V).
У таких лент добавлена четвертая дублирующая дорожка. По ней передаются данные, если какой-то из диодов сгорел и вышел из строя.
Как это работает? Сигнал в нормальном состоянии поступает на Data Input (DIN) и выходит с чипа на Data Out (DO). По такой цепочке данные проходят по всей ленте.
Когда первый чип выходит из строя и данные перестают выходить с DO, благодаря дублирующей дорожке сигнал продолжает поступать на разъем BIN.
Второй чип анализирует пропажу сигнала на DIN, но видит его наличие на BIN и продолжает работать как ни в чем не бывало.
Самое главное, чтобы при выходе из строя первого диода не произошло замыкания между VDD и GND.
Ошибка №1
Никогда не используйте подсветку на чипах типа WS2812b при съемке видео.
Если захотите снимать кино или видеоклип с такой подсветкой, то применяйте только ленту WS2813, не меньше.
Дело здесь в частоте регенерации. У старых моделей она всего 400Гц.
Для человеческого глаза это может быть и незаметно, а вот камера вам такой ошибки не простит.
Вот очень наглядный эксперимент с такими светодиодами в динамике. Подключите отрезок ленты с двумя разными чипами и попробуйте помахать ими из стороны в сторону.
Результат на пойманом стопкадре.
Надо заметить, что это всего лишь один подключенный светодиод 2812b и 2813, а не несколько их штук в одном ряду.
Электрическая схема LED RGB ленты на светодиодах SMD-5050
Разобравшись с устройством светодиода легко разобраться и с устройством светодиодной ленты. В верхней части картинки фотография работоспособного отрезка LED RGB 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.
Практические способы включения адресной светодиодной ленты, правила подключения, частые ошибки.
- Подключайте к адресной светодиодной ленте (между линиями питания) конденсатор, вплоть до 1000 мкФ
- В разрыв линии данных (от Контроллера к адресной светодиодной ленте) добавляйте резистор 300 — 500 Ом, устанавливая его ближе к ленте.
- Кабельная линия данных от контроллера до адресной светодиодной ленты, требуется делать как можно коротким.
- При подключении адресной светодиодной ленты, подключайте «землю» первой (отключайте последней).
- Не допускайте разрядов статического электричества при монтаже адресной светодиодной ленты.
- Используйте преобразователь уровня, если адресная светодиодная лента и устройство управления подключены от источников питания с разным напряжением.
- Максимальный ток каждого пикселя составляет 60мА (при полной яркости белого цвета). Если Вы не планируете использовать ленту WS2812B как источник света (для этого лучше взять обычную светодиодную ленту с белыми светодиодами), принято считать, что, усреднено, каждый пиксель потребляет 20мА.
минимальный ток Драйвера = 20мА*количество_пикселей. максимальный ток Драйвера = 60мА*количество_пикселей
Из последнего пункта вытекает следующее: если лента соединена последовательно более 5 м., то недопустимо подавать на нее питание только с одной стороны. Для того чтобы исключить перегревания токопроводящих дорожек ленты. Напряжение на адресной светодиодной ленте необходимо распределить по всей ее длине как можно равномернее. Подводите питание в нескольких местах отдельными кабельными линиями.
Как выполнить подключение RGB ленты через контроллер
Как подключить RGB ленту к контроллеру стоит разобрать отдельно, так как есть некоторые особенности.
На фото ниже изображена схема подключения РГБ ленты к контроллеру, соединяющаяся при помощи четырех проводов: 3 из них цветные и 1 соединительный для подачи тока от блока питания. Контроллер должен строго устанавливаться между трансформатором и диодным отрезком.
- Первое, что нужно сделать – с одной стороны где только два провода «+» и «-», соединить контроллер с трансформатором, соблюдая полярность проводов.
- Далее, с другой стороны, нужно подключить отрезок светодиодной ленты с контроллером, как это сделать смотрите подробно на картинке выше. Соедините четыре провода, 3 из них с соблюдением цветной маркировки, а четвертый провод прикрепите на оставшееся место (он обычно белого или черного цвета).
На деле, если выполнить подключение правильно, процесс оказывается совсем не сложным. Если с первого раза не получилось выполнить соединение верно, то не волнуйтесь – током не ударит. Просто поменяйте провода местами.
Основные схемы подключения RGB-ленты
Когда разобрались с подключением контроллера к RGB-ленте, ваш следующий шаг – соединить все оставшиеся детали в общую цепь. Рассмотрим несколько схем подключения, когда требуется соединить один и более отрезок, а также в каком случае необходим усилитель.
- Простой вариант установки всех элементов между собой. Эта схема будет полезна для тех, кто собирается подключить только одну диодную ленту, длиной не более, чем 5 метров. При этом способе достаточно применить один блок питания и RGB контроллер. Если требуемая мощность блока рассчитана правильно, то усилитель не понадобится. Ниже представлена наглядная схема подключения.
- Способ для подключения двух светодиодных отрезков, каждый длиной не более 5 м. Этот метод подключения RGB ленты также прост, но требует некоторых условий для его реализации:
- мощности блока питания и контроллера должно быть достаточно для обслуживания током нескольких диодных отрезков, у которых суммарная длина не более 10 м.
- потребуются дополнительные провода. Как показано на схеме ниже, это можно выполнить путем присоединения к соответствующим выходам контроллера по два провода, которые идут на две разные ленты, соединяя их параллельно друг другу. То есть к одному контакту контроллера присоединяются сразу два провода.
Насколько эффективен этот способ остается только гадать. Ведь мощности одного блока питания может не хватить на долгое время обслуживания двух отрезков лент, а если вы допустили ошибки в расчетах, то конструкция может вовсе не работать.
Для подключения двух отрезков диодных лент существуют более надежные способы. Подразумевается два основных метода соединения всей цепи, длиной свыше 5 м: при помощи дополнительного блока питания и при помощи усилителя.
- Рассмотрим схему подключения РГБ ленты к двум источникам питания, которая представлена ниже. Эта цепь гораздо лучше подходит для обслуживания более длинных участков лент, так как мощность распределяется равномерно на оба отрезка в необходимом объеме. Недостаток этого способа кроется в том, что трансформатор стоит дороже, чем усилитель.
- Следующий метод соединения заключается в добавлении нового элемента – усилителя. При его выборе не требуется рассчитывать мощность всей ленты, а только отдельного отрезка, к которому он присоединяется. Его удобнее использовать, так как трансформатор выглядит более громоздким и тяжелым. К тому же не каждый контроллер выдерживает такое напряжение тока. Здесь на помощь приходит использование RGB усилителей сигнала. В итоге оба отрезка будут синхронно работать. Чтобы было понятнее, взгляните на схему.
- Способ подключения, который позволяет создать более сложную конструкцию из светодиодов любой длины и сложности. Для этого потребуется несколько блоков питания и усилителей, в соответствии с количеством светодиодных лент. Нужно ли добавлять дополнительный трансформатор зависит от мощности освещения. Ниже следует схема того, как вы сможете постепенно наращивать длину подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.
Вот еще одна возможная схема подключения сложных конструкций, схожая с предыдущими. Как ее выполнить смотрите ниже.
Вот такое существует разнообразие вариаций подключения, и это не предел, дальше все зависит от вашей фантазии. Главное, найти место для размещения всего этого оборудования.
Типы и виды
Перед подключением светодиодной ленты стоит разобраться в их видах и маркировке. Так вы не ошибетесь с выбором блока питания и точно рассчитаете требуемую интенсивность свечения, длину ленты и другие параметры.
Наиболее востребованы в подсветке интерьеров ленты из однотонных — монохромных — кристаллов. Постоянная смена цветов слишком напрягает, не дает расслабиться. Это — иллюминация, а не освещение
Потому используются универсальные ленты для создания рекламы, подсветки автомобилей — там, где необходимо привлечь внимание. При оформлении интерьеров применяют в основном SMD ленты
Степень защиты
Так как область применения обширна, то и степень защиты бывает разной. Для сухих помещений выпускаются обычные открытые — без защитного покрытия. Есть влагозащищенные — их можно использовать во влажных помещениях — в ванных например. Они залиты слоем лака. Есть еще один вариант — влагостойкие. Они запаяны в герметичный корпус и могут быть смонтированы прямо в воде — в аквариуме, в пруду или бассейне. Их же можно использовать для подсветки на улице.
Герметичные ленты для подсветки аквариумов, бассейнов или декоративных прудов
Для наружного стайлинга автомобилей чаще всего используют светодиодные ленты, помещенные в прозрачную полимерную трубку. Она защищает не только от попадания влаги, но и от механических повреждений, но и стоимость их выше.
Размеры светодиодов, их яркость и плотность
Разберемся с размерами. Если взять несколько лент, можно увидеть, что сделаны они из светодиодов разного размера. Кроме того располагаются они иногда плотно один возле другого, в некоторых — на довольно приличном расстоянии, а еще есть ленты со светодиодами в две линии.
Самые популярные размеры светодиодов
Размеры элементов внешне отличить несложно, но как понять это по маркировке. Размеры отображены в цифрах, которые стоят после букв, обозначающих тип светодиода. Например, LED-R-SMD3528 (красный) и LED-RGB3528 (универсальный) собраны из элементов размерами 3,5*2,8 мм, LED-G-SMD5050 (зеленый) и LED-RGB5050 (универсальный) — 5,0*5.0 мм.
Это — два самых распространенных типа, хотя есть и более крупные — 56*30 мм, а также встречаются более мелкие — 20*20 мм.
Чем больше размер кристалла, тем большую интенсивность света они выдают. Для монохромных кристаллов показатели такие:
- размером 3,2*2,8 мм выдает световой поток от 0,6 до 2,2 лм;
- размером 5,0*5,0 мм — от 2 до 8 лм.
Универсальные светодиоды при одинаковых размерах имеют меньшую интенсивность: в одном корпусе запаяны три мелких кристалла разных цветов, потому и интенсивность свечения RGB ниже:
- 3,2*2,8 мм выдает 0,3 до 1,6 лм;
- размером 5,0*5,0 мм — от 0,6 до 2,5 лм.
Все значения даны для кристаллов без защитного покрытия. Любое из них снижает интенсивность свечения и это необходимо учитывать при расчете яркости свечения.
Расчет длины
Выше речь шла о каждом отдельном светодиоде на ленте, а на ленте их много и они располагаются с разной плотностью, соответственно выдавать могут поток света разной интенсивности. Минимальное количество кристаллов на одном метре — 30 шт, самая высокая плотность в один ряд — 120 шт/м, в два ряда — 240 шт/м.
В зависимости от количества кристаллов меняется и суммарная интенсивность свечения и электрическая потребляемая мощность. Для удобства расчета требуемой интенсивности освещения и электрических параметров, технические данные сведены в таблицу.
Таблица мощности светодиодных лент с разной плотностью установки светодиодов
По этой таблице можно определить, какой длины необходима лента для подсветки. Например, хотите сделать подсветку в комнате, свечение средней интенсивности. Заменить необходимо две лампы накаливания по 80 Вт. Необходимо организовать световой поток порядка 140 Вт (две лампы по 80 Вт никогда не дадут 160 Вт).
Если для этих целей взять SMD3528 с количеством светодиодов 120 шт/м необходимо будет около 5 метров ленты (берем с с запасом 20%), SMD5050 с плотностью установки 60 шт/м потребуется 4-4,5 метров.
Вообще светодиодную ленту продают на метры. С завода она приходит бобинами по 5 м и далеко не всегда необходим кусок такой длины. Потому имеется возможность отрезать необходимое количество: по нанесенным пунктирным линиям с изображением ножниц. Строго по этим линиям и можно резать.
Разрезают светодиодную ленту ножницами строго по разметке
Если ножницы не нарисованы, то обязательно есть пунктир. Также линию реза можно определить по наличию контактных площадок с обеих сторон от линии.
Характеристики RGB светодиодной ленты
От монохромной светодиодной ленты RGB лента отличается только светодиодами, в которых находится три кристалла, излучающие свет в трех разных спектрах. Выбирают цветные светодиодные ленты основываясь на тех же характеристиках, как и при выборе обычной монохромной светодиодной ленты.
Основные характеристики RGB LED ленты: — напряжение питания; — мощность ленты; — степень защиты; — наличие дополнительного белого светодиода.
Длину RGB светодиодной ленты можно также менять, разрезая ее в указанных местах, так что мощность ленты можно в дальнейшем поменять в любую сторону. Единственное, что останется неизменным, это плотность размещения светодиодов на один метр ленты.
Многоцветная лента
Какие имеет преимущества над димером RGB-контроллер для светодиодной ленты 220 В?
- Можно выбирать не только цвета rgb-спектра, но и делать из них микс и наслаждаться различными оттенками;
- Возможность как смешивать оттенки, так и регулировать яркость;
- Определение динамичности и плавности перехода цветов свечения;
- В современных моделях вы можете сами настроить программу игры со светом.
Мультибелая лента (MIX, TRIX)
Не сложно догадаться из названия, что мультибелая лента излучает только белый цвет. На ленте расположены светодиоды разного оттенка белого: теплый, холодный, молочный. Управлять цветом можно с помощью MIX-контроллера.
Цвет RGB светодиодных лент
RGB led ленты делаются на основе трехцветных RGB светодиодов, в корпусе которых находится три кристалла, отвечающие за излучение трех разных цветов: красный, зеленый и синий. Каждый отдельный цвет в таком светодиоде управляется отдельно, для чего в SMD RGB светодиоде формата 5050 для каждого цвета имеется отдельный вывод контакта, т.е. такой светодиод имеет шесть выводов.
Если включать по отдельности каждый цвет в светодиоде, то RGB лента будет светить одним из трех цветов, красный, зеленый и синий. Для подключения в светодиодной ленте имеется четыре контакта, один из которых общий. Чтобы включить один из цветов, нужно подать напряжение между общим контактом и контактом одного из цветов.
Такие ленты подключаются через специальные контроллеры, которые могут подключать каждый канал цвета и к тому же регулировать подаваемый ток для регулировки яркости свечения. Подключая комбинацию разных цветов с разной яркостью, можно добиться практически любого цвета, даже белого.
Зачем нужен усилитель сигнала?
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
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.
Общие сведения
Светодиодные устройства являются довольно экономичными осветительными приспособлениями. В последнее время популярность этих приборов находится на высоком уровне. Такое освещение состоит из эластичной ленты, куда с определенным интервалом установлены диоды, которые имеют различный размер. Длина светодиодной ленты составляет стандартно 2−5 метра. Однако при желании ее можно разрезать на несколько участков (по три LED-элемента) либо неограниченно наращивать длину. От этого показателя, а также плотности нанесения и размера диодов на основание будет зависеть мощность устройства.
Подсоединение светодиодной ленты (220 Вольт) имеет некоторые особенности. Ее не получится просто так подключить к штекеру и подсоединить в сеть. Также необходимо учитывать, что на сегодняшний день изготавливается множество видов подобного рода устройств. Во время подключения этот факт тоже нельзя оставлять без внимания. Есть монохромные ленты, излучающие лишь один цвет. Это может быть синий, белый, зеленый, красный или желтый. Однако существуют и многоцветные устройства, которые могут выдавать любой цветовой фон во время определенной комбинации всего трех основных цветов. Их подсоединение отлично от монохромных видов устройств.
Основные достоинства
Прежде чем начинать подключение светодиодной ленты к сети 220в по схеме, необходимо знать про основные достоинства данного устройства. Для начала сюда относится экономичность описываемого прибора освещения. При этом же уровне светового излучения простая лампочка потребляет гораздо больше электроэнергии, ее КПД намного ниже. Время эксплуатации диодного устройства составляет приблизительно 7−10 лет. Его гибкое основание дает возможность сделать любую конфигурацию. Причем освещение можно установить даже в труднодоступных участках.
Разновидности
Кроме цветового свечения, эти устройства могут отличаться по нескольким главным факторам. Светодиоды могут быть различных размеров. На сегодняшний день, как правило, изготавливаются устройства с размерами 50×50 и 35×28 мм. Размер обозначен в маркировке осветительного прибора (5050 или 3528). В последнем случае светодиод имеет меньшую площадь, потому яркость его освещения ниже, и наоборот.
Имеет значение и частота, с которой диодные элементы установлены на один метр ленты. Когда их количество находится в диапазоне 40−110 штук, то оборудование будет подключаться от напряжения 12 Вольт. Здесь возможна общая или зональная подсветка, которую может предоставить светодиодная лента. Подключение в спальню, гостиную, на кухню и другие помещения можно выполнить с помощью этих устройств.
Основные отличия
Ленты с тремя цветами обычно однорядные и самые простые, имеют 4 контакта – по 1 на каждый цвет и общий плюс. Если добавлен один или два белых элемента, добавляются и контакты. Поэтому при подключении разных типов следует подбирать нужные коннекторы, если взять не те, присоединить подсветку не получится.
Если смотреть на внешний вид RGBW и RGBWW в чем разница со стандартным RGB видно сразу. В первом варианте один дополнительный светодиод, во втором два. Причем, скомпонованы они могут быть по-разному:
- Белые светодиоды и RGB размещаются рядом друг с другом. Так как для равномерного освещения нужно, чтобы они располагались близко, ленту часто делают двухрядной. Это может вызвать неудобства при монтаже, если используется алюминиевый профиль под стандартную ширину.
- Все диоды расположены в одном корпусе, но при этом разделены внутри. Такой вариант дает равномерный свет, а размер ленты практически не отличается от стандартного.
Компоновка трех модулей в одном корпусе – хорошее решение с качественным светом.
Особенности цветности, сфера применения
При выборе одного из вариантов нужно понимать, для каких целей он будет применяться. От этого зависит выбор, так как цветность у каждого из видов имеет особенности:
- RGB – самое простое решение с трехцветным модулем. Дает много оттенков, а также может светить белым светом. Но не отличается чистотой и яркостью, часто может быть желтоватым. Поэтому применять можно для декоративной подсветки и оформления помещений, мебели и других конструкций. Если нужен белый свет, лучше проложить рядом монохромный белый вариант, так получится намного лучше.
- RGBW включает холодный белый свет, что увеличивает количество возможных оттенков и позволяет настроить подсветку очень точно. А если нужно общее освещение, не придется ставить две матрицы, белый свет есть. Но нужно учесть, что он холодный, а это не очень комфортно для зрения при длительном нахождении в комнате.
- RGBWW с двумя модулями белого света подойдет как в качестве общего освещения, так и для подсветки. Количество оттенков самое большое, поэтому можно добиться идеального результата в любом помещении или на улице. Но самое главное, можно регулировать температуру света в помещении и настроить ее так, чтобы можно было работать или отдыхать.
Общее освещение, сделанное с помощью RGBWW-ленты удобно тем, что можно четко настроить яркость и цветовую температуру.
Если нужно сделать освещение на улице, стоит подбирать модели с повышенной защитой от влаги и перепадов температуры. Обычно лента в силиконовом покрытии, ее цена на порядок выше, поэтому в комнаты покупать такую нет смысла.
Для чего нужен усилитель
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.
