Устройство, подключение, плюсы и минусы светодиодной лентой на 220 в

Как подключить светодиод к сети 220 вольт

Светодиод – это разновидность полупроводниковых диодов с напряжением и током питания намного меньшим, чем в бытовой электросети. При прямом подключении в сеть 220 вольт, он мгновенно выйдет из строя.

Поэтому светоизлучающий диод обязательно подключается только через токоограничивающий элемент. Наиболее дешевыми и простыми в сборке является схемы с понижающим элементом в виде резистора или конденсатора.

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

• где:
• 0,75 – коэффициент надежности LED;
• U пит – это напряжения источника питания;
• U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток;
• I – номинальный ток, проходящий через него;
• R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока.

После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

Важный момент, на который нужно обратить внимание при подключении светодиода в сеть переменного тока – это ограничение обратного напряжения. С этой задачей легко справляется любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее того, что течет в цепи

Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду.

Существует мнение, что можно обойтись без ограничения обратного напряжения, так как электрический пробой не вызывает повреждения светоизлучающего диода. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода.

Вместо кремниевого диода можно использовать второй светоизлучающий диод с аналогичным прямым током, который подключается обратной полярностью параллельно первому светодиоду. Отрицательной стороной схем с токоограничивающим резистором является необходимость в рассеивании большой мощности.

Эта проблема становится особо актуальной, в случае подключения нагрузки с большим потребляемым током. Решается данная проблема путем замены резистора на неполярный конденсатор, который в подобных схемах называют балластным или гасящим.

Включенный в сеть переменного тока неполярный конденсатор, ведет себя как сопротивление, но не рассеивает потребляемую мощность в виде тепла.

В данных схемах, при выключении питания, конденсатор остается не разряженным, что создает угрозу поражения электрическим током. Данная проблема легко решается путем подключения к конденсатору шунтирующего резистора мощностью 0,5 ватт с сопротивлением не менее 240 кОм.

Расчет резистора для светодиода

Во всех выше представленных схемах с токоограничивающим резистором расчет сопротивления производится согласно закону Ома:

R = U/I

• где:
• U – это напряжение питания;
• I – рабочий ток светодиода.

Рассеиваемая резистором мощность равна P = U * I.

Если планируется использовать схему в корпусе с низкой конвекцией, рекомендуется увеличить максимальное значение рассеиваемой резистором мощности на 30%.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Расчёт ёмкости гасящего конденсатора (в мкФ) производится по следующей формуле:

C = 3200*I/U

• где:
• I – это ток нагрузки;
• U – напряжение питания.

Данная формула является упрощенной, но ее точности достаточно для последовательного подключения 1-5 слаботочных светодиодов.

Для защиты схемы от перепадов напряжения и импульсных помех, гасящий конденсатор нужно выбирать с рабочим напряжением не менее 400 В.

Конденсатор лучше использовать керамический типа К73–17 с рабочим напряжением более 400 В или его импортный аналог. Нельзя использовать электролитические (полярные) конденсаторы.

Назначение блока питания

Светодиодные ленты – это прекрасная альтернатива мощному освещению, к примеру, от лампы накаливания или энергосберегающего светильника. Подобрать светодиоды не сложно, больше всего проблем вызывает их подключение к сети. Для того чтобы организовать удобную и красивую диодную подсветку, Вам понадобится специальный блок питания.

Фото — Блок питания для светодиодной ленты

Блок питания, также известный как малогабаритный трансформатор или проводник, является одним из наиболее важных компонентов системы LED и предназначен для питания светодиодов. Его размеры маленькие, поэтому Вы без проблем сможете крепить прибор под подвесным потолком или в мебели. Использование неправильного типа устройства электропитания может не только навредить светодиодной ленте, но и стать причиной возгорания жилища

Важно также знать, какое входное напряжения переменного тока Вам необходимо, и быть уверенным, что выбранный аппарат соответствует этим параметрам. Для сооружения корпуса в основном используется пластик, который противостоит многим внешним разрушающим факторам (его можно использовать на улице, во влажных комнатах)

Рассмотрим, как правильно выбрать блок питания:

1. Определите нужное напряжение.

Постоянное напряжение, которое требуется светодиодной продукции до работы имеет ключевое значение при выборе модели трансформатора и его уровня питания. В основном в магазинах предлагается контроллер нерегулируемый, т.е. он всегда выдает одно и то же напряжение. Это не означает, что яркость ламп не будет контролироваться, напротив, данный показатель контролируется специальным ШИМ-диммером, который значительно упрощает работу блока питания. Наиболее популярны модели со встроенным диммером марок Feron (для RGB ленты LB005 30W 12V), Led Lamp, 450W GEMBIRD ATX (120mm fan) CCC-PSU, Arlight, ARPV LV-35-12, NS-LV-50-12(12V, 4A, 50W), HTS-100, YGY-121000, ZC-BSPS 12V3,3A=40W jaZZway.

1. Определите ​​общую длину ленты освещения.

После того как Вы определили напряжение светодиодного продукта, который хотите использовать, нужно рассчитать расстояние всей светодиодной ленты.

1. Подобрать мощность бока питания.

Подбор мощности для любого блока питания светодиодной ленты производится согласно специальной таблице, рекомендуем Вам ознакомиться с инструкцией выбранной фирмы

Очень важно не экономить на приспособлении с нужной мощностью

1. Расчет прибора.

Перед тем, как установить маломощный или многоканальный трансформатор, нужно подсчитать некоторые параметры. Если Вы знаете длину светодиодной ленты и мощность, то необходимо перемножить эти показатели и добавить к ним 10-5 процентов погрешности. Полученное число будет являться показателем теплового потока Вт/м2, и в зависимости от него нужно подбирать блок питания. Это поможет уберечь себя и свою семью от коротких замыканий и перегораний кабеля.

1. Монтаж блока.

Теперь осталось только собрать блок питания и ленту в одну рабочую систему. Если Вы не используете компьютерный трансформатор, то Вам нужно:

Взять небольшой кусочек проволоки и короткий зеленый, и черный провод. Так мы разметим кабеля фазы и заземления. Подключите электричество в желтый и черный провода. Предположим, Желтый = 12 + Красный = 5В + черный = Земля. Для чистоты установки Вам, возможно, понадобится полностью разобрать трансформатор. Вырежьте все провода, оставляя пару черных шнуров, зеленый кабель и некоторые желтые.

Фото — Подключение блока питания

Снимите зеленый и черный шнуры, скрутите их вместе и отложите в сторону. Проверьте правильность соединения черных и желтых проводов, после чего подключите прибор в сеть. Убедитесь, что прибор герметичный, кабель выхода хорошенько запаян, а другие места контактов не соприкасаются.

Фото — Компактный блок питания для светодиодной ленты

После окончания работы, наденьте корпус на место, включите напряжение, проверьте правильность последовательности горения светодиодов. Как видите, подключения трансформатора своими руками – это достаточно простая задача.

Видео: подключение светодиодной ленты к блокам питания

Подбираем блок питания при подключение светодиодной ленты

Для примера, подберем блок питания для светодиодной ленты, которую мы  выбрали для подсветки потолка. Обычно потребляемый ток метра ленты указывается в сопроводительной документации, но если таковой нет, то несложно расчет выполнить самостоятельно.

Достаточно количество установленных светодиодов умножить на ток потребления каждого из них. Мы выбрали светодиодную ленту с установленными светодиодами типа LED-CW-SMD5050, длина ленты 18 метров, и на метре длины по 30 светодиодов. Общее количество светодиодов получается 18×30=540 шт. Один светодиод LED-CW-SMD5050 (по справочной таблице) потребляет ток 0,02 А, следовательно суммарный ток потребления всей подсветки составит: 540×0,02 А = 10,8 А.

Но мы не учли, что светодиоды при напряжении питания ленты 12 В подключаются по три последовательно через резисторы, следовательно расчетный ток нужно уменьшить в три раза: 10,8 А / 3 = 3,6 А. Но в одном корпусе светодиода LED-CW-SMD5050 находится три элементарных светодиодов, поэтому полученный ток нужно умножить на 3. То есть результирующий ток составит 10,8 А. Итак, в результате расчетов определено, что потребуется блок питания напряжением 12 В с током допустимой нагрузки до 10,8 А.

Конструкция светодиодной ленты

Светодиодные ленты делаются на основе длинной гибкой печатной платы, ширина которой может быть от 8 мм до 20 мм. Рассматривать конструкцию самой платы будем на примере самой распространенной светодиодной ленты с питанием 12 В.

Длинная светодиодная лента состоит из маленьких сегментов, отдельно собранных участков платы. На каждом таком участке размещено по 3 SMD светодиода с ограничивающим ток резистором. Все элементы соединяются последовательно. Каждому светодиоду необходимо напряжение 3.2 В. При последовательно соединении всей сборке светодиодов необходимо 9.6 В. А чтобы такую сборку можно было записать от напряжения 12 В последовательно в цепь питания устанавливается отграничивающий резистор, сопротивление которого подбирается из расчета установленного типа SMD светодиодов, для питания которым необходим определенный ток.

Светодиодная лента по всей длине состоит из параллельно соединенных отдельных участков светодиодных сборок. Все они одинаковые и запитываются от одного источника.

Светодиодные ленты со светодиодами SMD 5050 подключаются также отдельными сборками по три светодиода. Так как эти светодиоды имеют в одном корпусе три отдельно подключаемых диода, для их подключения нужны три дорожки и три сопротивления.

RGB светодиодные ленты также состоят из отдельных сборок по три светодиода, но в них уже каждый канал цвета подключается отдельно. Получается, что на такой светодиодной ленте присутствует сразу четыре дорожки.

Этапы проверки работоспособности БП

Чтобы выявить неполадки в БП, которые визуально не определяются, необходимо проделать следующие манипуляции:

• вскрываем блок;
• осматриваем предохраниться и подаем напряжение на конденсаторы С22 и С23. В норме оно будет в районе 310 В. Такое напряжение свидетельствует об исправности выпрямителя и сетевого фильтра;

Лопнувший конденсатор

• далее при номинальной нагрузке проверяем конденсаторы. Их напряжение должно быть примерно по 150 вольт;
• после этого проверяем микросхему TL494 (аналог KA7500).

Микросхема KA7500

Чтобы проверить TL494 своими руками делаем следующее:

• отключаем напряжение в 220 В;
• на БП подаем напряжение в 12-15 В на вывод 12 (+) и 12 В — на вывод 7 (–). Далее все напряжения будут приводиться относительно вывода 7;

• после этого проверяем напряжение на выходе 14. В норме оно должно показывать около +5В(-5%) и быть стабильным при изменении значения напряжения от +9В до +15В на выводе 12. Если это условие не выполняется, то значит сгорел внутренний стабилизатор и микросхема подлежит замене;
• с помощью осциллографа проверяется пилообразное напряжение, которое должно быть на выводе 5. Если оно имеется в искаженном виде или вообще отсутствует, то значит повреждены времязадающие элементы C35 и R39 или встроенный генератор. Опять-таки такую микросхему нужно заменить;
• далее проверяем наличие на выводах 8 и 11 прямоугольных импульсов. Они появиться только в ситуации, включения или выключения БП. Если они присутствуют, то микросхема считается исправной;
• чтобы увидеть увеличение ширины импульсов на выводе 8 и 11, необходимо соединить вывод 7 с проводником 4-ого вывода. Если вывод 4 соединить с 14-м, то импульсы должны исчезнуть. Если этого не произошло, то микросхему нужно менять;
• если понизить до 5В напряжение внешнего источника, то импульсы должны исчезнуть. При поднятии напряжения +9В…+15В – они должны появиться. Если это не случилось, тогда можно считать реле напряжения неисправным. Это опять приводит к замене микросхемы.

Таким образом можно своими руками проверить работоспособность данной микросхемы.

Строение блока питания

Если при включении блока питания, предназначено для светодиодных лент, он начинает «стрекотать», то это явные проблемы в ШИМ-модулятором. В такой ситуации он вообще не запускается. Если при проверке был выявлен перегоревший предохранитель, то не спешите его заменять. Вместо него можно подключить простую лампочку накаливания примерно на 60-100 Ватт. После этого на блок следует подать напряжение в 220 В. Таким образом можно проверить исправность сетевого фильтра и выпрямления. Если лампочка вспыхивает и сразу же гаснет, то они исправны. При этом ключевые транзисторы не пробиты.

Рекомендации по размещению оборудования и монтажу LED ленты

Определите для себя способ монтажа СДЛ

Это важно при её выборе, т.к. не все СДЛ оснащены самоклеющейся лентой

В этом случае они крепятся на скобы, зажимы.
Тщательно подготовьте поверхность, на которую клеится лента. Для более надежной фиксации дополнительно проклейте весь путь двусторонним или алюминиевым скотчем и нанесите клей момент.
В процессе клейки защитное покрытие самоклеющегося слоя удаляется постепенно по мере продвижения.
В целях экономии пластиковый профиль алюминиевых каналов можно заменить пластиковым уголком. Крепится он с помощью клея/жидких гвоздей.
При оформлении подсветки потолка помните о степени рассеивания светового потока. Для наиболее эффектного освещения расстояние от потолка до места крепления платы должно составлять не менее 80 мм.
Для подсветки вывесок, витрин, полок шкафов выбирайте СДЛ бокового свечения. Это поможет избежать ослепления кристаллами и подчеркнет требуемые детали интерьера.
Платы длиной более 5 метров подключаются к источнику питания параллельно. Иначе это приведет к порче диодов.
БП, оснащенные вентилятором, имеют специфический звук. Поэтому стоит рассмотреть место его установки вне мест отдыха. Контроллер же наоборот должен находиться вблизи для удобства управления им с пульта или вручную.
Выбирайте проверенные заводы – изготовители. Это поможет избежать ненужных трат.

Техника безопасности

Кратко о нюансах подключения, которое выполняется в большинстве домов – для обеспечения безопасности при работе с электрической цепью часто бывает мало выключить один только выключатель. Дело в том, что он, как правило, размыкает фазу, но при этом из-за отсутствия заземления на ноле остается остаточное напряжение. Если заземление неправильное, например, люди подключаются к батарее или водопроводу, есть риск попасть на напряжение между фазой и заземлением. Отключайте питание полностью на рубильнике или счетчике на входе в дом или квартиру, и сделайте уже правильное заземление, если у вас его нет.

Как соединить светодиодные ленты между собой

Как соединить светодиодные ленты между собой

Диодную ленту можно не только разрезать на различные фрагменты, но и соединять в одну большую полосу. Основным вариантом будет использование пайки с применение проводоков или без них:

• С применением проводков. Для соединения возьмите небольшие проводки (2 или 4 штуки), аккуратно зачистите их края на небольшую длину, с помощью паяльника присоедините проводки к краям светодиодных лент. Использование проводков позволяет получить гибкую полоску, которую можно будет гнуть и разворачивать.
• Без применения проводков. В данном случае нужно спаять концы соответствующих контактов друг с другом. Пайка без использования проводков позволяет получить более надежное соединения. Но такую конструкцию нельзя будет гнуть, что ухудшает ее эксплуатационные свойства.

Соединение лент можно сделать также с помощью небольших устройств-коннекторов. Они имеют вид коробочек с внутренними зажимами, защелками или заостренными зубцами, к которым подсоединяются ленточные края. Ниже мы рассмотрим применение коннекторов более подробно.

Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.

По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.

Индикаторные:

• светодиоды SMD;
• сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
• DIP светодиоды (Direct In-line Package);
• Straw Hat («соломенная шляпа»).

Осветительные:

• COB (Chip On Board) светодиоды;
• SMD LED;
• филаментные (Filament LED).

Индикаторные

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:

• DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
• «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
• «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
• SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.

Осветительные

Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:

• cool white – холодный;
• warm white – теплый.

Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Расчет длины

Дина светодиодной полосы определяется измерением участка, на который она будет установлена. При монтаже по периметру измеряется длина и ширина помещения, цифры нужно сосчитать и умножить на 2.

При подборе полосы к блоку, который уже имеется, длина определяется не измерением, а расчетом.

Например, для блока на 12 В с мощностью 60 Вт мощность отрезка должна быть на 20% меньше, то есть 48 Вт. Размер полосы зависит от мощности одного чипа. Например, у светодиода SMD 5050, мощность чипа 0,24 Вт, к источнику можно подключить отрезок, содержащий 200 диодов (48/0,24).

Блок питания не требуется, если подключается светодиодная лампа или прожектор со встроенным драйвером.

Светодиодная лента 220В: подключение без блока питания к обычной сети — недостатки конструкции

Производители постарались учесть запросы обычных потребителей и стали выпускать ленту на 220 вольт.

Ее очень просто подключать к бытовой проводке через небольшой блок из выпрямительных диодов и сглаживающего конденсатора. Его стоимость намного ниже, чем ИБП.

Выходящие из ленты провода просто вставляются в пластиковые наконечники.

Осветительную схему можно собирать последовательными цепочками до 100 метров длиной, а снижения светового потока на ее конце практически не будет заметно.

Вся конструкция помещена в прочную защитную оболочку, которая надежно исключает поражение током от напряжения 220 вольт. Подключение к выходным гнездам выпрямительного блока осуществляется с торца через вмонтированные контактные гнезда.

Порядок сборки следующий. Вначале надевают защитный диэлектрический колпачок.

Через него в контактные гнезда устанавливают переходную колодку.

Подготовленный конец вставляют в разъем выпрямителя с соблюдением полярности: иначе светодиоды не станут светить.

С обратной стороны надевают защитный колпачок.

Остается вставить блок питания в розетку и собранная конструкция станет работать.

Однако я хочу предупредить начинающих мастеров о скрытой опасности: никто не застрахован от ошибок. Их совершают даже опытные электрики. Поэтому любая подача напряжения на новое оборудование должна выполняться через автоматический выключатель.

Он спасет вас и подключенные светодиоды от критической ситуации: случайно созданного короткого замыкания или перегруза электрической схемы.

Однако здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд

Обратите внимание на недостатки, которыми обладает светодиодная лента на 220 вольт:

1. Питающая сеть подвержена колебаниям напряжения, в ней присутствуют различные электрические помехи и наводки. Вопросы фильтрации посторонних сигналов и стабилизации питания простым выпрямительным устройством не обеспечиваются.
2. Равномерности освещения нет, глазу заметны небольшие мерцания, обусловленные низким качеством напряжения.
3. Охлаждение ленты 220 V не предусмотрено, при работе она перегревается, что значительно укорачивает ее ресурс.
4. Силиконовое покрытие при нагреве выделяет неприятный запах.

Поэтому напрашивается вывод: светодиодная лента 220 В, созданная для подключения без блока питания не должна устанавливаться в жилых помещениях. Ее место на улице или в хорошо проветриваемых местах.

В заключение рекомендую посмотреть короткий видеоролик от интернет магазина Luxiled “Подключение светодиодной ленты к блоку питания”.

Если у вас появились вопросы или желание прополученный материал, то воспользуйтесь специальным разделом.

Выводы

Мы рассмотрели общие случаи подключения светодиодной ленты, но не сказали очень важной информации. При монтаже светодиодной ленты следует делать это так, чтобы ее минимальный изгиб был не менее 5 см

Хоть и плата светодиодной ленты гибкая, но при резких изгибах проводники могут либо порваться, либо растянуться, площадь их сечения уменьшится, и будет пропускать меньший ток, со временем она выйдет из строя.

0%

RGB лента состоит из разноцветных или трехцветных светодиодов?

Зависит от конструкции – может быть и так, и так.

Трехцветных.

Разноцветных, установленных поочередно.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту использовать для освещения

Можно, если создаваемого ею светового потока для этого достаточно.

Нельзя – она очень слабо светит.

Нельзя – можно испортить глаза.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту погружать в воду?

Можно – она питается низким напряжением.

Категорически нельзя.

Можно, если она имеет герметичное исполнение (IP67 и выше).

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему у очень длинной ленты удаленные от питающих проводов светодиоды светят тускло?

Предыдущие светодиоды забирают все напряжение.

Они не могут светить тускло – все светодиоды включены параллельно на одну питающую шину ленты.

Из-за большой длины ленты на ее токопроводящих дорожках падает напряжение.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему разрезать ленту можно только в специально предназначенных местах?

Чтобы не вызвать короткое замыкание.

Чтобы не нарушить схему питания группы светодиодов.

Чтобы не испортить всю ленту.

Верно! Не верно!

Продолжить »

На какое рабочее напряжение рассчитала светодиодная лента?

На 36 В.

Зависит от конструкции.

На 12 В.

На 24 В.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о светодиодной ленте

Ты абсолютно ничего не знаешь о светодиодной ленте. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты очень слабо знаешь принцип работы светодиодной ленты. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты неплохо разбираешься в принципе работы светодиодной ленты, но есть некоторые пробелы.

Ты очень хорошо знаком со светодиодными лентами.

  Перепройти тест!

Предыдущая
Светодиодная лентаЧто такое контроллер для светодиодной ленты и как его выбрать
Следующая
Светодиодная лентаПодключение RGB ленты и варианты её использования

Спасибо, помогло!Не помогло