Установка и подключение светодиодной RGB ленты. Выбор блока питания и контроллера

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я поделюсь с Вами подробной информацией про установку и схему подключения многоцветной светодиодной RGB ленты, а также про выбор блока питания (драйвера) и контроллера для нее.

В общем необходимо установить светодиодную ленту в натяжной двухуровневый потолок, дабы красиво подсветить и подчеркнуть нишу над спальным местом.

С цветом было трудно определиться, да и сложно так сразу выбрать необходимый цвет. А вдруг он потом надоест?! А изменить его будет уже проблематично.

Поэтому среди светодиодных лент выбор был сделан в пользу светодиодной ленты RGB. Кто не в курсе, то это многоцветная лента со светодиодами RGB.

Светодиод RGB состоит из трех кристаллов: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue).

При управлении по отдельности яркостью каждого кристалла можно получить практически весь спектр цветов и оттенков. Хоть желтый, хоть фиолетовый, хоть синий — абсолютно любой цвет, правда это все зависит и от функциональности выбранного контроллера для управления RGB лентой.

Также с помощью контроллера можно изменять не только цвет, но и изменять яркость свечения ленты. В зависимости от контроллера в нем могут быть уже встроены различные режимы и программы по управлению лентой. Но об этом мы поговорим чуть ниже по тексту на примере уже конкретно выбранного контроллера.

 

Классификация и выбор светодиодной ленты

Прежде чем перейти к выбору светодиодной ленты, сделаю небольшой обзор по их классификации в целом.

В настоящее время наиболее распространенными являются ленты со светодиодами SMD 3528 и SMD 5050.

SMD (Surface Mounted Device) переводится, как устройство, устанавливаемое на поверхности. Как видите, светодиоды SMD как раз таки и припаяны к поверхности ленты.

Светодиоды SMD 3528 и SMD 5050 отличаются между собой параметрами, а также габаритными размерами.

Сейчас в подробности вдаваться я не буду, это тема для отдельной статьи. Скажу лишь то, что светодиоды SMD 3528 имеют размеры сторон 3,5 (мм) на 2,8 (мм), а SMD 5050, соответственно, 5,0 (мм) на 5,0 (мм).

Светодиоды SMD 3528 являются однокристальными, а SMD 5050 имеют в составе три кристалла. В связи с этим, разница в световых потоках у них составляет примерно в 3 раза. Естественно, что световой поток у SMD 5050 больше и эти светодиоды светят гораздо ярче, правда при этом и потребляемая мощность у них в 3 раза больше.

Также ленты отличаются между собой по количеству светодиодов на один метр. Чаще всего встречаются ленты с 30, 60, 120 и 240 светодиодами на каждом метре. Естественно, чем больше светодиодов в каждом метре, тем лента будет гореть ярче, но соответственно, и стоимость такой ленты будет несколько дороже.

Для декоративного освещения потолка или стен вполне подойдет лента SMD 5050 с 60 светодиодами (LED) на метр. Для декорирования мебели можно взять ленту менее яркую. Хотя это все на Ваш вкус и цвет.

В общем для освещения ниши я выбрал многоцветную светодиодную ленту RGB со светодиодами SMD 5050 с количеством 60 штук на метр (артикул F-5050-24RGB60). Считаю, что это самый оптимальный вариант.

Установка светодиодной RGB ленты на потолок

Технические характеристики светодиодной ленты RGB 5050 60 LED (артикул F-5050-24RGB60):

• мощность 14 (Вт/м)
• напряжение DC 24 (В)
• степень защиты IP33 (читайте про расшифровку всех кодов IP)
• количество светодиодов 60 (шт/м)
• цвет RGB (многоцветная)

Лента намотана на пластиковых катушках (бобинах), прям как раньше магнитные ленты от магнитофона.

Для подсветки ниши необходимо 8 метров ленты. Но она продается катушками только по 5 (м), поэтому пришлось приобрести две таких катушки.

Светодиодная RGB лента, как и другие одноцветные ленты, состоит из небольших коротких отрезков. Каждый отрезок ленты, длиной 6 светодиодов (у других лент количество светодиодов на отрезке может быть другим), представляет из себя полностью законченное изделие, т.е. если на контактные площадки такого отрезка ленты подать напряжение питания, то светодиоды этого отрезка будут гореть.

Чтобы получить готовые ленты длиной 5 (м), эти небольшие отрезки соединяют между собой на заводе-изготовителе.

И с точностью до наоборот, если нам не нужна лента длиной 5 (м), то мы ее можем укоротить. Разрезать ленту можно только по нанесенным линиям с изображением ножниц.

Около линий реза находятся контактные площадки для подключения проводов.

Если отрезать не по линии, то Вы просто напросто испортите ленту, тем самым перерезав ее рабочие дорожки.

Общая длина двух катушек составляет 10 (м), а периметр ниши составляет всего 8 (м). Поэтому с каждой 5-метровой ленты я отрезал по одному метру.

Лента достаточно гибкая, поэтому ее без проблем можно закрепить на поверхностях любой формы. В моем примере светодиодную ленту необходимо закрепить на профиль натяжного потолка по периметру спального места.

Но ленту я решил крепить не к поверхности стены и короба, а использовал для этого пластиковый кабель-канал самого минимального размера 10х15 (мм).

Сначала прикрепил по периметру ниши кабель-канал, перевернув его на 180°, чтобы не терялся световой поток. Кстати, кабель-канал достаточно гибкий и без проблем укладывается на изгибах и поворотах.

А затем уже на кабель-канал я приклеил светодиодную ленту.

На обратной стороне ленты нанесен двухсторонний скотч, с помощью которого она легко и быстро клеится.

На фотографии ниже показан конец первого отрезка 4-метровой ленты и место ее разрезания.

После отрезка первой ленты я отступил небольшое расстояние (примерно 10 мм) и приклеил второй отрезок 4-метровой ленты.

В итоге получилось, что по периметру ниши приклеены две независимые друг от друга ленты длиной 4 (м) каждая, а в одном месте выведены их питающие провода.

Светодиод RGB SMD 5050 состоит из трех кристаллов разного цвета, а значит к каждому кристаллу необходимо подвести свое питание. Вот поэтому многоцветную RGB ленту легко отличить от одноцветной светодиодной ленты по наличию у нее 4 выводов: выводы для питания кристаллов (красный, зеленый и синий) и один общий вывод (черный). У одноцветной же ленты имеется всего 2 вывода.

Внимание! При установке светодиодной ленты заметил один нюанс.

В некоторых местах ленты с обратной стороны имеются оголенные участки контактных площадок.

Если у Вас на пути установки ленты имеются саморезы и прочие проводящие детали, то эти участки нужно изолировать, например, с помощью изоленты.

Выбор блока питания (драйвера) для ленты RGB

Многие из граждан совершают грубую ошибку, включая светодиодную ленту прямо непосредственно в сеть 220 (В). Естественно, что при этом светодиоды сразу же сгорают. Так делать категорически нельзя!

Светодиодная лента, хоть одноцветная, хоть многоцветная, должна подключаться только через блок питания (драйвер), напряжение на выходе которого должно соответствовать напряжению светодиодной ленты. Обычно это 12 (В) или 24 (В).

Одноцветная лента подключается непосредственно к блоку питания. А вот для подключения многоцветной RGB ленты, между блоком питания и лентой подключается еще контроллер, с помощью которого происходит управление цветами и яркостью свечения светодиодов.

Кстати, RGB ленту можно подключить и без контроллера, т.е. напрямую к блоку питания, соединив при этом выводы R, G и B. Правда при этом она будет всегда гореть одним цветом и ее основная функция цветовых эффектов будет утрачена. Но это уже как исключение из правил.

Для питания ленты RGB необходим источник с выпрямленным  стабилизированным выходным напряжением. В нашем примере выходное напряжение должно быть 24 (В), т.к. приобретенные ленты имеют напряжение питания 24 (В).

Мощность блока питания должна выбираться из учета мощности подключаемых светодиодных лент.

Мощность ленты обычно указывается на один метр ее длины и в нашем примере один метр RGB ленты потребляет 14 (Вт). Нам требуется подключить 8 метров ленты, а значит суммарная потребляемая мощность составит порядка 112 (Вт).

Внимание! Если по каким-то причинам Вы не нашли данные по мощности светодиодной RGB ленты, то ее можно рассчитать самостоятельно.

Как это сделать?! В первую очередь необходимо определить тип светодиодов, установленных на ленте. Чуть выше я рассказывал, что наиболее распространены светодиоды SMD 3528 и SMD 5050, но могут быть и другие. Нужно измерить сторону корпуса светодиода. Предположим, что одна сторона имеет длину 5 (мм) и другая тоже 5 (мм). Значит перед нами светодиод SMD 5050. Далее необходимо определить  количество светодиодов на отрезке в один метр. Предположим, что получилось 60 штук.

В Интернете есть множество ресурсов, где указаны технические характеристики различных типов светодиодов. Так вот, находите по справочной таблице светодиод SMD 5050 и смотрите его потребляемый ток. Потребляемый ток одного кристалла составляет 20 (мА) или 0,02 (А). Но помните, в начале статьи я говорил Вам, что светодиод SMD 5050 состоит из трех кристаллов, а если уточнить под наш пример, то из трех цветных кристаллов. В итоге получается, что светодиод потребляет ток в 3 раза больше, т.е. 0,06 (А). Мы уже определили, что на одном метре ленты у нас расположено 60 светодиодов, а значит потребляемый ток одного метра ленты составляет 3,6 (А).

Но здесь один нюанс! Каждые 6 светодиодов на отрезках ленты включены последовательно, а значит потребляемый ток будет в 6 раз меньше, т.е. 0,6 (А). Давайте проверим себя, умножив полученное значение тока на напряжение питания 24 (В). Получается, что один метр ленты потребляет 14,4 (Вт), как и заявляет производитель.

Теперь, зная потребляемый ток одного метра ленты, определим ток и мощность для 8 (м) ленты. Ток составит 4,8 (А), мощность 115 (Вт).

Вот так вот легко и не принужденно, можно определить мощность светодиодной ленты даже не зная ее технических характеристик.

Для подключения светодиодной RGB ленты длиной 8 (м) необходим блок питания с выходным постоянным выпрямленным напряжением 24 (В) и выходным током не менее 4,8 (А). Блок питания обязательно должен иметь некоторый запас по мощности (току), примерно на 20-30%.

В итоге, я выбрал блок питания HTS-200М-24 мощностью 200 (Вт) и выходным напряжением 24 (В). Его стоимость на момент написания статьи составила около 1700 рублей.

Вот его внешний вид.

Технические характеристики HTS-200М-24:

• входное напряжение АС 176-264 (В)
• выходное напряжение DC 24 (В)
• выходной максимальный ток 8,3 (А)
• выходная мощность 200 (Вт)
• потребляемый ток из сети 2,5 (А)
• пусковой ток холодного старта 60 (А)
• амплитуда пульсаций на выходе 200 (мВ)
• нестабильность выходного напряжения 1%
• КПД 83%
• габаритные размеры 199х110х50 (мм)

Блок питания HTS-200М-24 имеет высокую стабильность выходного напряжения, в нем имеется встроенный фильтр электромагнитных помех, встроенная защита от перегруза и короткого замыкания.

Блок питания имеет перфорированный металлический кожух для лучшего охлаждения и вентиляции.

Корпус блока во время работы не должен нагреваться выше +70°С. Если температура выше, то значит необходимо уменьшить нагрузку и обеспечить лучшую вентиляцию.

Несколько рекомендаций по установке блока питания от производителя!

Для лучшей естественной вентиляции необходимо обеспечить свободное пространство вокруг блока питания не менее 20 (см). Если нет возможности  установить по таким требованиям блок, то значит необходимо предусмотреть для него принудительную вентиляцию. Естественно, что блок питания не нужно устанавливать вблизи нагревательных приборов и горячих поверхностей. Если у Вас два блока питания (например, схема с усилителями RGB), то не размещайте блоки вплотную друг к другу.

Блок питания в моем примере будет расположен прямо под потолком. Разместил я его на пластиковом основании. Закрывать ничем не стал, чтоб не перегревался. Хотя он и не должен особо греться, т.к. мощность блока завышена по отношению нагрузки почти в 2 раза. Может как-нибудь проверю в процессе эксплуатации нагрев блока с помощью тепловизора.

К сожалению, я так и не смог придумать ревизионное отверстие для доступа к блоку питания и контроллеру, поэтому в случае выхода из строя придется снимать натяжной потолок. Благо, что я их разместил в углу и снять потолок будет не особо проблематично.

 

Выбор контроллера для RGB ленты

Чтобы управлять многоцветной лентой RGB, необходим контроллер.

В первую очередь он выбирается по мощности подключаемых RGB лент и величине выходного напряжения. Ну а дальше уже дело каждого — это выбор его функциональности (режимы, программы и прочие возможности).

Из расчета блока питания нам известно, что суммарная мощность лент составляет 115 (Вт), напряжение питания лент 24 (В) и максимальный ток порядка 4,8 (А). А значит контроллер для RGB ленты должен соответствовать всем этим параметрам, и даже иметь некоторый запас.

Но здесь есть один нюанс! Ток потребления по каждому каналу ленты (R, G и В) будет в 3 раза меньше, т.е. выходной ток канала контроллера должен быть не меньше 1,6 (А).

Для наших условий вполне подходит RGB контроллер LN-RF6B-Sens-2. Вполне приемлемая цена (на момент написания статьи около 1400 рублей) и достаточно широкий функционал.

Вот его внешний вид.

Технические характеристики контроллера LN-RF6B-Sens-2:

• напряжение питания контроллера DC 12/24 (В)
• 3 канала управления (R, G, B)
• максимальный выходной ток каждого канала 8 (А)
• суммарная мощность нагрузки 288/576 (Вт)
• тип подключения выхода — с общим анодом
• степень защиты корпуса IP20
• температура эксплуатации -10°С до +50°С
• габаритные размеры 83х79х33 (мм)

Контроллер LN-RF6B-Sens-2 предназначен для управления многоцветными светодиодными RGB лентами с напряжением питания 12 (В) и 24 (В), поддерживающими ШИМ-управление.

В комплект контроллера входит радиочастотный (RF) сенсорный пульт дистанционного управления (ПДУ). Пульт достаточно удобный и относительно компактный: 114х56х23 (мм).

Пульт работает от трех «мизинчиковых» батареек (ААА).

Контроллер я установил в том же углу комнаты рядом с блоком питания.

Аналогичным образом закрепил его на пластиковом основании.

Установил контроллер именно в этом месте с тем намерением, чтобы не пришлось затем наращивать длину выводов светодиодных лент.

Блок питания и контроллер, установленные под потолком.

 

Схема подключения светодиодной RGB ленты

1. Подключение блока питания

Питающее напряжение 220 (В) от выключателя (может использоваться любой выключатель, хоть одноклавишный, хоть проходной) подключаем на соответствующие клеммы L (фаза) и N (ноль) блока питания. К клемме с обозначением «земля» подключаем РЕ проводник питающего кабеля.

Как видите, полностью соблюдена цветовая маркировка жил питающего кабеля.

Нагрузка подключается к выходным клеммам +V и -V.

Обратите внимание, что выходные клеммы разбиты на 3 группы. Это удобно в том случае, если Вы одновременно подключаете несколько нагрузок. Не нужно в одну клемму подключать 2 или 3 проводника, каждую нагрузку можно подключить к отдельным клеммам.

2. Подключение контроллера RGB

С выходных клемм блока питания кабелем ВВГнг сечением 2,5 кв.мм (можно отдельными проводами) подключается контроллер на входные клеммы (Input) следующим образом:

• (+V) — (DC+)
• (-V) — (DC-)

Внимание! Соблюдайте полярность при подключении проводов, иначе контроллер может выйти из строя.

При подключении проводов на клеммы блока питания и контроллера на жилах я скрутил колечки. Так будет гораздо надежнее, нежели втычной контакт под зажимную клемму. Тем более, что доступа к местам соединения ограничено полотном натяжного потолка.

3. Подключение светодиодной RGB ленты

На каждом конце RGB ленты уже припаяны 4 разноцветных провода для подключения.

Правда иногда встречаются ленты, где провода приходится припаивать самостоятельно. Тут главное не перегреть светодиоды, поэтому паяйте только маломощным паяльником.

К выходным клеммам (Output) контроллера подключаются две RGB ленты следующим образом:

• (V+) — (черный общий вывод ленты)
• (R/CH1) — (красный вывод)
• (G/CH2) — (зеленый вывод)
• (B/CH3) — (синий вывод)

Если Вы случайно перепутаете выходы R, G и B, то ничего страшного не случится, просто при управлении у Вас будут несоответствия цветов. Например, нажмете на красный цвет, а загорится синий.

При подключении ленты есть строгое правило! К контроллеру допускается подключать ленту длиной не более 5 (м), укорачивать ленту можно — тут ничего страшного не произойдет, а вот удлинять нельзя.

Дело в том, что каждая токоведущая дорожка ленты рассчитана на определенный максимальный ток, который рассчитан при длине ленты 5 (м). Если ленту срастить, и, например, к 5 метрам присоединить еще 3 метра, то ток в цепи увеличится и дорожки со временем перегорят. Также второй подключенный отрезок ленты из-за падения напряжения может гореть значительно слабее.

В общем запомните! Ели нужно подключить RGB ленту длиной более 5 (м), то к выводам контроллера подключаются обе ленты, либо второй отрезок ленты необходимо подключать через RGB усилитель.

Но второй вариант более сложен и более затратный, т.к. требует приобретения не только RGB контроллера, но и RGB усилителя. А также необходимо два блока питания, как для контроллера, так и для усилителя. Кстати, контроллеры и блоки питания в таком случае выбираются по мощности каждой ленты, а не суммарно, как в первом варианте.

Режимы работы контроллера RGB

После подключения проверим работоспособность ленты и режимы работы контроллера.

Нажимаем кнопку включения на пульте и лента загорается красным цветом (режим №1).

У данного контроллера всего имеется 18 готовых режимов (см. паспорт). Переключение между режимами осуществляется соответствующими кнопками на пульте.

Вот режим №2, где лента горит синим цветом.

Например, в режиме №12 происходит поочередная плавная смена 7 цветов.

Помимо готовых режимов, имеется возможность включить ленту на любой необходимый Вам цвет. Это осуществляется с помощью сенсорного кольца на пульте управления.

Хотите включить зеленый — пожалуйста, хотите фиолетовый — тоже без проблем, и т.д.

Также с помощью пульта управления можно регулировать яркость в статических режимах и изменять скорость в динамических режимах.

А вот так смотрится светодиодная подсветка после натяжки потолка. Фото с посторонним источником света.

Несколько фотографий свечения светодиодной RGB ленты в полной темноте.

Все вышесказанное Вы можете посмотреть в видеоролике. Также там более наглядно можно увидеть различные режимы работы контроллера.

P.S. Всем спасибо за внимание. На этом я завершаю свою статью про установку и подключение RGB ленты, выбор блока питания и контроллера для нее. Будут вопросы — спрашивайте.