Rgb подключение. Установка и подключение светодиодной RGB ленты. Выбор блока питания и контроллера. Нельзя последовательно соединять две ленты

Правильно подключить rgb-ленту не так сложно, как кажется. Для этого надо знать: схемы подключения, тонкости, какие компоненты должны присутствовать в схеме подключения. Обо всем этом и многом другом мы расскажем в этой статье.

Инструменты для монтажа

Чтобы подключить светодиодную ленту своими руками, предварительно необходимо приготовить инструменты и материалы:

1. Ножницы.
2. Паяльник.
3. Канифоль.
4. Припой.
5. Термоусадочная трубка.
6. Обжим для наконечников.
7. Коннекторы.
8. Электроинструмент для крепежа rgb-ленты.
9. Изоляционная лента.
10. Алюминиевый профиль, имеющий высокий коэффициент теплопроводности, который будет служить основой для крепежа светодиодной ленты.

Комплектующие для подключения

Электрическая схема подключения многоцветной ленты должна включать в себя следующие конструктивные элементы:

• блок питания;
• контроллер;
• rgb-усилитель.

Чтобы было понятно назначение каждого из вышеуказанных устройств, а также как их правильно подобрать, опишем их более подробно по отдельности.

Блок питания

Рабочее напряжение для светодиодных лент может иметь только два варианта: 12В и 24В!

Чтобы правильно подобрать блок питания для rgb-ленты, стоит при выборе обратить внимание на следующие важные параметры:

• напряжение , выдаваемое блоком, должно соответствовать питанию led ленты;
• мощность блока питания должна соответствовать потребляемой лентой энергии;
• влагозащищенность прибора должна соответствовать месту установки.

Неправильно подобранный блок питания сильно перегревается и очень часто выходит из строя!

На рынке сегодня существуют следующие модели блоков питания:

1. Небольшой блок в герметичном алюминиевом корпусе, как правило, имеет прекрасные влагоустойчивые характеристики, однако цена его достаточно высока.
2. Компактный блок в герметичном пластиковом корпусе.
3. Блок открытого типа в перфорированном корпусе имеет самые большие габариты из всех моделей, а также требует дополнительной защиты от попадания влаги. Среди достоинств можно отметить его мощность, благодаря которой можно подключить всю светодиодную ленту.
4. Сетевой блок питания имеет сравнительно небольшую мощность и не потребует дополнительного монтажа. Для нескольких светодиодных лент необходимо устанавливать отдельные блоки этого типа.

Выбор блока питания по мощности должен осуществляться следующим образом:

1. В инструкции к ленте указывается мощность на 1 погонный метр;
2. Этот показатель умножаем на общую длину всей многоцветной ленты;
3. К полученному результату необходимо добавить еще 30%, которые будут являться запасом мощности.
4. После вышеуказанных расчетов мы будем иметь показатель мощности блока питания, который необходим для подключения светодиодной ленты.

Контроллер

Является ключевым конструктивным элементом схемы подключения rgb-ленты и выполняет следующие функции:

1. Дистанционное включение led-ленты.
2. Регулировка яркости светодиодов.
3. Выбор любого цвета свечения.
4. Управление скоростью смены и переливания цветов.
5. Смешивание основных цветов для получения новых оттенков.
6. Запуск программы смены цветов.

Внешний вид контроллеров изображен на фото.

RGB контроллеры выбирают, придерживаясь следующих критериев:

• Совместимость с выбранной светодиодной лентой.
• Желаемый способ управления.

В зависимости от указанных критериев контроллеры разделяют на виды:

• Контроллеры, управляемые по сети Wi-Fi с помощью планшета или мобильного телефона.
• Контроллеры для rgb-ленты с инфракрасным пультом.
• Контроллеры без пульта применятся в основном тогда, когда нет необходимости часто менять настройки светодиодной лены.

Чтобы правильно выбрать контроллер, стоит взять во внимание следующие немаловажные параметры:

• Номинальная мощность контроллера рассчитывается по формуле:

М к = Д л * М л * К м , где:

М к – требуемая мощность контроллера;

Д л – общая длина Led-ленты, измеряемая в метрах;

М л – мощность ленты, которая измеряется в Вт/м;

К м – коэффициент запаса мощности прибора.

• Напряжение электропитания контроллера должно соответствовать светодиодной ленте.

Что касается rgb-усилителей, то они применяются для подключения светодиодного устройства длиной более 5 метров. Об особенностях подключения rgb-усилителей мы поговорим ниже.

Популярные схемы подключения

Проанализировав множество вариантов подключения rgb-лент, мы выделили ряд наиболее популярных схем. Для реализации любой из схемы подключения на практике, вам потребуются знания о том, .

Стандартная схема подключения

Порядок монтажа схемы заключается в следующих последовательных действиях:

• К низковольтным разъемам блока питания подключается контроллер.
• Как правило, разъемы «+» соединяются красным проводом, а «–» – черным.
• К контроллеру подключается светодиодная лента, имеющая 4 выхода: три из них – для управления красным, зеленым и синим цветами, а четвертый провод предназначен для общего питания устройства.

Вариант подключения двух светодиодных лент

Особенности этого варианта подключения заключаются в следующих важных моментах:

• Для подключения необходимо наличие двух блоков питания и rgb усилителя.
• Схема простая, однако, при монтаже нужно внимательно следить, чтобы провода подключались согласно цветовой маркировке.
• Вариант подключения также приемлем для led-ленты длиной 10 метров.

При подключении нескольких светодиодных лент не стоит допускать ошибки, изображенной на фото:

Связано это с тем, что до светодиодов, находящихся на дальнем конце дойдет напряжение слабой мощности, в результате многоцветная лента будет светиться неравномерно.

Иначе говоря, если в схеме предусмотрено соединение нескольких светодиодных лент, то они должны подключаться только параллельно.

Подключение rgb-ленты длиной в 20 метров

В этом подключении используются два блока питания. Однако, если хватает мощности одного блока, то соединить все элементы можно по следующей схеме: контроллер-усилитель-блок питания.

К чему еще можно подключить

Прекрасные характеристики светодиодных приборов дают возможность подключать их к следующим видам техники:

• Телевизор (светодиоды усиливают эффект восприятия при просмотре телепрограмм);
• Музыкальный центр (rgb-ленты позволяет создавать цветовые эффекты при воспроизведении музыкальных произведений);
• Автомобиль. Светодиодная лента является незаменимым элементом тюнинга подсветки автомобиля.
• Компьютер.

Пару слов о том, как подключить светодиодную ленту к компьютеру. Блок питания компьютера может являться источником бесперебойного питания. Для подключения стоит воспользоваться коннектором molex 4-pin. Достаточно припаять провода rgb-ленты к разъему и подключить его в соответствующий выход блока питания.

Мы максимально подробно рассказали об основных критериях и нюансах подключения и использования rgb-лент. Надеемся, что информация, изложенная в статье, станет для вас интересным и познавательным материалом.

Видео

А для большей уверенности в изложенном материале, вы можете просмотреть видеоролик из YouTube. В этом ролике достаточно хорошо показано, как выполнять правильное подключение светодиодных лент.

В отличие от монохромной светодиодной ленты, подключение RGB LED-ленты немного сложнее. Сложность заключается в необходимости соединения четырех выводов вместо двух и установкой специального RGB-контроллера. Конечно, можно обойтись и без контроллера, соединив RGB-каналы с блоком питания через выключатели, но тогда будет упущена возможность получения всех доступных цветовых оттенков.

Контроллер RGB – это электронное устройство, позволяющее управлять интенсивностью свечения и цветами многоцветного светодиодного устройства.

Простейшая схема подключения RGB светодиодной ленты на 12 вольт, рассчитанная на длину до 5 метров, представлена ниже. Кроме самой RGB LED-ленты, для подключения понадобятся ещё два устройства: блок питания (БП) и RGB-контроллер. Мощность каждого должна, как минимум, на 30% превышать мощность потребления светодиодной полоски.

Например, пятиметровая бобина LED RGB SMD 5050–12В-60 во время работы возьмёт из сети 72 Вт. Поэтому блок питания и контроллер должны быть рассчитаны примерно на 100 Вт.

Клеммы, расположенные на функциональных блоках, имеют стандартное обозначение, а изоляция проводов окрашена в соответствующие цвета. Поэтому задача с подключением сводится к выполнению операций с отверткой в соответствии с условными обозначениями:

• L – фаза сети 220 В;
• N – ноль сети 220 В;
• PE – заземляющий контакт;

V, -V – положительный и отрицательный выводы с блока питания постоянного напряжения 12 В. Аналогичное обозначение имеют входные клеммы RGB-контроллера. Также на нём есть 4 выходных контакта для питания ленты:

• B (blue) – для синего провода;
• G (green) – для зеленого провода;
• R (red) – для красного провода;
• +V – провод жёлтого цвета.

К входу блока питания подключается 3 провода от сети 220 вольт: фаза (L), ноль (N) и контакт заземления (PE). Выход от БП соединяется с входными клеммами контроллера, выход которого, в свою очередь, подключается к LED-ленте. Все выводы в схеме необходимо соединять строго согласно обозначениям на контактах.

Если в ходе монтажных работ случайно перепутать выводы, то светодиоды будут светить, но не будут соответствовать цветовой маркировке на пульте дистанционного управления (ДУ).

Чтобы подключить RGB светодиодную ленту длиной от 5 до 10 метров, следует придерживаться схемы, приведенной на рисунке ниже.
Светодиодную ленту RGB делят на два участка с независимым питанием. Эта вынужденная мера вызвана тем, что второй отрезок не может служить продолжением первого из-за электрических потерь в печатных проводниках. В итоге в конце пятиметрового отрезка напряжение питания будет немного ниже, чем в начале, что отражается на яркости свечения светодиодов. Практически реализовать второй вариант ненамного сложнее первого, так как оба отрезка соединяются в параллель. Количество параллельных участков ограничено мощностью RGB-контроллера и адаптера питания.

Большинство контроллеров рассчитаны на подключение нагрузки мощностью до 200 ватт, то есть способны работать со светодиодной лентой RGB длиной примерно 10 метров. Использование контроллера большой мощности не всегда разумно в связи с его высокой ценой. Поэтому при необходимости подключения осветительной конструкции более 10 метров, обычно применяются усилители сигнала.

Усилитель RGB-сигнала нужен для поддержания одинаковой яркости свечения всех отрезков, сохраняя синхронность в управлении цветами.

Усилитель сигнала можно подключить от того же блока питания (в этом случае необходимо устройство с большой выходной мощностью), что и контроллер цвета. Но более распространённый и практичный способ заключается в использовании дополнительного адаптера питания.

Важно! Усилитель сигнала должен подключаться к выводам R, G, B и +V противоположным подключенным концам RGB светодиодной ленты.

Для получения качественного белого цвета недостаточно объединить свечение от зеленого, красного и синего светодиодов. Единственный выход – это встраивание в RGB чип светодиода дополнительного кристалла с белым свечением или установку на ленту дополнительного белого светодиода. LED-ленты на основе таких светоизлучающих диодов имеют дополнительный четвертый контакт White и обозначаются как RGBW или RGB+White. Преимущества таких изделий заключается в дополнительной возможности излучать чистый белый свет или более нежные цветные тона. Схема подключения светодиодной ленты RGBW проводится аналогично вышеприведенным схемам, отличие состоит лишь в подсоединении дополнительного контакта White.

Современные технические инновации открывают новые возможности для оформления интересных дизайнерских решений в собственном жилище, в магазинах, на предприятиях и т.д. Новой вехой в усилении контурных линий стали светодиодные ленты, которые устанавливают для подсветки потолка, вывесок, мебели и других элементов. В сравнении с классической белой светодиодной полосой установка разноцветной, для многих обывателей, кажется относительно сложным процессом. Поэтому сейчас мы разберем особенности подключения RGB ленты и выбора комплектующих для ее полноценной работы.

Необходимые элементы

Аббревиатура RGB, означает три основных цвета свечения диодов, использующихся для получения гаммы:

• R –означает красный (в английском варианте red);
• G – обозначает зеленый (в английском варианте green);
• B – обозначает синий (в английском варианте blue).

За каждый цвет отвечает кристалл, для электроснабжения которого подводится своя дорожка, из-за этого в запитке многоцветных RGB лент используются 4 или 5 проводов.

Рис. 1: пример питания кристаллов RGB ленты

Поэтому полноценное питание источника освещения требует установки дополнительного оборудования, преобразующего параметры электрического тока и напряжения из сети.

Контроллер RGB

Данный блок предназначен для разделения электрического сигнала на три или четыре цвета. Количество выводов контроллера подбираются в зависимости от параметров ленты. RGB контроллер позволяет управлять цветом или оттенком свечения. По методу управления они разделяются на проводные и беспроводные. Последний вариант является наиболее удобным и востребованным, управление ним может осуществляться посредством:

• Wi-Fi – управляются как от стандартного пульта, так и при помощимобильного приложения, которое привязывается к контроллеру через гаджет;
• Инфракрасный вход – контроллер в таких устройствах должен располагаться в поле зрения, чтобы луч от пульта можно было направлять в его сторону;
• Радиоканала – управляется по радиосигналу, в таком случае можно переключать LED устройства с любой точки дома.

При подключении к блоку управления важно соблюдать цветовую маркировку по выводам:

Блок питания

В связи с тем, что многоцветные диодные ленты используют не стандартное питание из электрической сети, а более низкий уровень напряжения, вам потребуется . Для электроснабжения RGB лент используется напряжение на 12 В, а в некоторых ситуациях может использоваться номинал в 24 В. В зависимости от типа выбранной ленты, подбирается и выходное напряжение блока.

Второй определяющий параметр для БП – номинальная мощность, который также определяется в соответствии с мощностью светодиодной RGB-ленты. Как правило, мощность указывается из расчета на погонный метр. К примеру, у вас лента мощностью 15Вт/м, соответственно, для питания полосы длиной 5 м потребуется 15×5=75 Вт. Помимо этого необходимо делать запас мощности на 20 – 30%, то есть (75×30)/100 = 22,5 Вт, поэтому результирующая мощность должна быть не менее 75 + 22,5 = 97,5 Вт, можно взять модель на 100 Вт, а при отсутствии такового на 120 Вт.

Помимо этого БП для RGB ленты различаются по степени защищенности от воздействия внешних факторов. Для спален, зал, прихожих будет достаточно степени устойчивости к влаге и пыли IP20. Для комнат с повышенной влажностью, к примеру, ванны, кухни, прачечные необходимо использовать модели со степенью IP67 или IP69. При подключении необходимо обязательно соблюдать порядок подключения клемм

Лента RGB

Это гибкая конструкция с расположенными на ней светодиодными модулями. Каждый из модулей RGB ленты в стандартном исполнении содержит три кристалла (по одному на синий, красный и зеленый цвет свечения). Для питания такой полосы используются четыре вывода, из которых три используются для подачи цветового сигнала, а четвертый является общим плюсом. Недостатком таких лент является отсутствие чисто белого свечения светодиодов, так как получаемый от совмещения трех основных цветов значительно отличается от классических монохромных моделей.

Но, всем желающим получить чисто белое свечение на помощь приходят светодиодные RGB-ленты с четырьмя кристаллами в каждом блоке. Они получили маркировку RGB W, так как четвертый кристалл выдает чисто белый цвет. Из-за наличия дополнительного кристалла питание осуществляется по пятипроводной системе. Соответственно для электроснабжения таких RGB лент используются контроллеры на пять выводов.

Следует отметить, что при выборе RGB полосы предпочтительнее использовать модели, собранные из более новых светодиодов SMD 5050, так как они способны изменять цветовое свечение кристалла, в отличии от более старых вариантов SMD 2835 и SMD 3528, в которых каждый кристалл светился одним цветом.

Усилитель

RGB усилитель используется для питания полос длиной более 5м, где из-за потери мощности и падения напряжения яркость свечения значительно снизится. Стандартной длины одной катушки может не хватить для подсветки нужного вам периметра, поэтому придется использовать несколько катушек или добавлять кусок ленты. Усилитель сигнала призван увеличить питающее напряжение и выдать дополнительный лимит мощности.

Подбирается усилитель по мощности участка, превышающего 5 м общей длины. Если общая длина содержит несколько участков по 5м, то после первого, каждому из них требуется свой усилитель. При достаточной мощности БП, усилитель можно запитать от того же блока, что и первый участок ленты. Если не хватает, то каждому усилителю необходимо подключить отдельный блок.

Если пространство для размещения усилителя ограничено (ниша в коробе, распределительная коробка и т.д.) можно использовать микроусилитель. Он значительно меньше стандартных устройств, но позволяет выполнять те же функции.

Принцип подключения

Чтобы смонтировать работоспособную систему с RGB лентой необходимо произвести следующие действия:

Схемы подключения

В зависимости от длины RGB ленты, используется различное оборудование и меняется порядок его включения. Для лучшего понимания принципа построения электрической схемы вы можете ознакомиться с уже готовыми вариантами для их реализации в собственных проектах.

С усилителем

Следует отметить, что усилитель не влияет на яркость свечения, поэтому применять его для RGB ленты длиной до 5 м смысла не имеет. Установка усилителя обоснована лишь в тех ситуациях, когда общая длина превышает 5 м. В зависимости от мощности участков усилитель может питаться от того же блока питания, что и контроллер или от отдельного.

На этой схеме осуществляется параллельное подключение блоков питания к объединенным через усилитель RGB лентам.

Без усилителя

В случае, если есть необходимость подключения полосы длиной более 5 м их можно запитать и без использования усилителя. Но при этом необходимо для каждого участка длиной до 5 м установить и отдельный блок питания, и контроллер.

Посмотрите на рисунок 9, данная схема имеет раздельное электроснабжение на каждую RGB ленту, за счет чего обеспечивается автономия для каждой из них. Но к недостаткам данной схемы относится управление цветовой гаммой и работой подсветки отдельным пультом для каждого участка.

С контроллером

Наиболее простая схема питания RGB ленты – с одним блоком питания и одним контроллером.

Посмотрите на рисунок 10 – это наиболее простой вариант, позволяющий подключить RGB ленту с полным рабочим функционалом. Единственный ее недостаток – так можно запитать только полосу до 5 м.

Без контроллера

Следует оговориться, что RGB лента без контроллера не может полноценно функционировать, так как без этого устройства невозможно переключать цвета. Но, как временный вариант, на период замены вышедшего со строя контроллера, эту схему подключения можно использовать.

Посмотрите на рисунок 11, вам необходимо подключить общий провод от ленты к плюсовой клемме блока питания, а цветные провода спаять вместе параллельным соединением и подключить к минусовой клемме блока. Но вся RGB полоса будет гореть только одним цветом.

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.

Видео в помощь

Многоцветные светодиоды, или как их еще называют RGB, используются для индикации и создания динамически изменяющейся по цвету подсветки. Фактически ничего особенного в них нет, давайте разберемся, как они работают и что такое RGB-светодиоды.

Внутреннее устройство

На самом деле RGB-светодиод - это три одноцветных кристалла совмещенные в одном корпусе. Название RGB расшифровывается, как Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий соответственно цветам, которые излучает каждый из кристаллов.

Эти три цвета являются базовыми, и на их смешении формируется любой цвет, такая технология давно применяется в телевидении и фотографии. На картинке, что расположена выше, видно свечение каждого кристалла по отдельности.

На этой картинке вы видите принцип смешивания цветов, для получения всех оттенков.

Кристаллы в RGB-светодиоды могут быть соединены по схеме:

С общим анодом;

С общим катодом;

Не соединены.

В первых двух вариантах вы увидите, что у светодиода есть 4 вывода:

Или 6-тью выводами в последнем случае:

Вы можете видеть на фотографии под линзой четко видны три кристалла.

Для таких светодиодов продаются специальные монтажные площадки, на них даже указывают назначение выводов.

Нельзя оставить без внимания и RGBW - светодиоды, их отличие состоит в том, что в их корпусе есть еще один кристалл излучающий свет белого цвета.

Естественно не обошлось и без лент с такими светодиодами.

На этой картинке изображена лента с RGB-светодиодами , собранные по схеме с общим анодом, регулировка интенсивности свечения осуществляется путем управления «-» (минусом) источника питания.

Для изменения цвета RGB-ленты используются специальные RGB-контроллеры - устройства для коммутации напряжения подаваемого на ленту.

Вот цоколевка RGB SMD5050:

И ленты, особенностей работы с RGB-лентами нет, всё остается также как и с одноцветными моделями.

Для них есть и коннекторы для подсоединения светодиодной ленты без пайки.

Вот распиновка 5-ти мм РГБ-светодиода:

Как изменяется цвет свечения

Регулировка цвета осуществляется путем регулировки яркости излучения каждым из кристаллов. Мы уже рассматривали .

RGB-контроллер для ленты работает по такому же принципу, в нём стоит микропроцессор, который управляет минусовым выводом источника питания - подключает и отключает его от цепи соответствующего цвета. Обычно в комплекте с контроллером идёт пульт дистанционного управления. Контроллеры бывают разной мощности, от этого зависит их размер, начиная от такого миниатюрного.

Да такого мощного устройства в корпусе размером с блок питания.

Они подключаются к ленте по такой схеме:

Так как сечение дорожек на ленте не позволяет подключать последовательно с ней следующий отрезок ленты, если длина первого превышает 5м, нужно подключать второй отрезок проводами напрямую от РГБ-контроллера.

Но можно выйти из положения, и не тянуть дополнительных 4 провода на 5 метров от контроллера и использовать RGB-усилитель. Для его работы нужно протянуть всего 2 провода (плюс и минус 12В) или запитать еще один блок питания от ближайшего источника 220В, а также 4 «информационных» провода от предыдущего отрезка (R, G и B) они нужны для получения команд от контроллера, чтобы вся конструкция светилась одинаково.

А к усилителю уже подключают следующий отрезок, т.е. он использует сигнал с предыдущего куска ленты. То есть вы можете запитать ленту от усилителя, который будет расположен непосредственно возле неё, тем самым сэкономив деньги и время на прокладку проводов от первичного RGB-контроллера.

Регулируем RGB-led своими руками

Итак, есть два варианта для управления RGB-светодиодами:

Вот вариант схемы без использования ардуин и других микроконтроллеров, с помощью трёх драйверов CAT4101, способных выдавать ток до 1А.

Однако сейчас достаточно дешево стоят контроллеры и если нужно регулировать светодиодную ленту - то лучше приобрести готовый вариант. Схемы с ардуино гораздо проще, тем более вы можете написать скетч, с которым вы будете либо вручную задавать цвет, либо перебор цветов будет автоматическим в соответствии с заданным алгоритмом.

Заключение

RGB-светодиоды позволяют сделать интересные световые эффекты используются в дизайне интерьеров, как подсветка для бытовой техники, для эффекта расширения экрана телевизора. Особых отличий при работе с ними от обычных светодиодов - нет.

Светящиеся только красным - R , зеленым - G , синим - B или белым - CW цветом, как правило, подключаются непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 12 В или 24 В. R G B светодиодную ленту, как и монохромные, тоже можно подключить к блоку питания постоянного тока, соединив выводы R , G и B между собой.

Но в таком случае будет упущена возможность реализации цветовых эффектов освещения, ради которых лента и была создана. Поэтому при установке цветных светодиодных лент, в разрыв цепи между блоком питания и лентой обычно устанавливают электронный контроллер. Он позволяет в автоматическом режиме изменять цвет и яркость свечения ленты в динамическом режиме по заданной с пульта дистанционного управления программе.

На фотографии изображена электрическая схема подключения R G B светодиодной ленты к сети 220 В. Блок питания (адаптер) преобразует переменное напряжение 220 В в напряжение постоянного тока 12 В, которое по двум проводам с соблюдением полярности подается на R G B контроллер. К контроллеру посредством четырех проводов в соответствии с маркировкой подключается светодиодная лента. Для удобства монтажа и ремонта светодиодного освещения узлы между собой соединяются с помощью разъемов.

Электрическая схема LED R G B светодиода SMD-5050

Для подключения, а тем более ремонта R G B светодиодной ленты на профессиональном уровне, необходимо представлять, как она устроена, и знать электрическую схему и распиновку применяемых в лентах светодиодов. На фотографии ниже представлен фрагмент R G B светодиодной ленты с нанесенной схемой распайки кристаллов светодиодов.

Как видно на схеме, кристаллы в светодиоде электрически не связаны между собой. Три разноцветных кристалла в одном корпусе светодиода образуют триаду. Благодаря такой конструкции, управляя яркостью свечения каждого кристалла индивидуально можно получить бесконечное количество цветов свечения светодиода. На таком принципе управления цветом построены дисплеи сотовых телефонов, навигаторов, фотоаппаратов, компьютерных мониторов, телевизоров и многих других изделий.

Технические характеристики светодиода SMD-5050 приведены на странице сайта «Справочник по SMD светодиодам» .

Электрическая схема LED R G B ленты на светодиодах SMD-5050

Разобравшись с устройством светодиода легко разобраться и с устройством светодиодной ленты. В верхней части картинки фотография работоспособного отрезка LED R G B 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.

Как разрезать светодиодную ленту на отрезки

Как Вы уже наверно поняли, R G B светодиодная лента любой длины (относиться и к монохромным лентам), состоит из коротких самостоятельных отрезков, представляющих собой законченное изделие. Достаточно подать на контактные площадки напряжение питания и лента будет излучать свет. Для получения отрезка ленты требуемой длины элементарные отрезки соединяют между собой в соответствии с буквенной маркировкой.

Обычно лента выпускается длиной пять метров. В случае необходимости ее можно укоротить, разрезав поперек по линии, нанесенной по центру контактных площадок между маркировкой, бывает, в этом месте дополнительно наносят символическое изображение ножниц. Иногда ленту приходится разрезать, чтобы установить под углом. В таком случае разрезанные одноименные контактные площадки соединяются между собой с помощью пайки отрезками провода .

Способы управления цветом свечения
R G B светодиодных лент

Есть два способа управления цветовым режимом работы R G B светодиодной ленты, с помощью трех выключателей или электронного устройства.

Принцип работы простейшего контроллера на выключателях

Рассмотрим принцип работы самого простого контроллера, на механических выключателях. В качестве выключателя для ручного управления свечением R G B ленты можно применить трех клавишный настенный выключатель, предназначенный для включения люстр и светильников в бытовую сеть 220 В. Электрическая схема подключения тогда будет иметь следующий вид.

Резисторы R1-R3 служат для ограничения тока и их можно устанавливать в любом месте цепи питания кристаллов одного цвета. По этой схеме можно подключать R G B ленты, рассчитанные на напряжение питания как 12 В, так и 24 В.

Как видно из схемы, плюсовой вывод блока питания подключается непосредственно к плюсовому выводу светодиодной ленты, который является общий для светодиодов всех цветов, а минусовой вывод подключается к R , G и B контактам ленты через выключатель. Коммутатором из трех выключателей можно получить семь цветов свечения ленты. Это самый простой, надежный и дешевый способ управления цветами свечения R G B ленты.

Принцип работы электронного контроллера

Для получения бесконечного количества цветов свечения R G B ленты и в автоматическом режиме динамическое изменение величины светового потока, вместо выключателей используют электрический блок, который называется R G B контроллер. Его включают в разрыв цепи между блоком питания и R G B лентой. Обычно в комплект контроллера входит пульт дистанционного управления, позволяющий на расстоянии управлять режимом его работы, и как следствие режимом свечения светодиодной ленты.

Так как для работы светодиодной ленты требуется, как правило, напряжение постоянного тока 12 В (реже 24 В), то для подключения ее к электросети переменного тока 220 В применяется блок питания или адаптер, преобразующий переменное напряжение в напряжение постоянного тока, которое через разъемное соединение подается на блок контроллера.

Рассмотрим принцип работы RGB контроллера на примере самого простого и широко применяемого контроллера модели LN-IR24. Он состоит из трех функциональных узлов – контроллера управления R G B , силовых ключей и микросхемы инфракрасного сенсора (ИК). Микросхема контроллера прошита на требуемый алгоритм работы светодиодной ленты. Управление микросхемой контроллера осуществляется сигналом, поступающим с микросхемы сенсора ИК. На ИК сенсор управляющий сигнал поступает при нажатии кнопок на пульте дистанционного управления.

Управление подачей питающего напряжения на светодиодную ленту осуществляется с помощью трех полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме. При поступлении сигнала с микросхемы контроллера управления RGB на затвор транзистора, его переход сток-исток открывается, и через светодиоды начинает протекать ток, в результате чего они начинают излучать свет. Управление яркостью свечения светодиодов осуществляется за счет высокочастотного изменения ширины импульсов подаваемого питающего напряжения (широтно-импульсной модуляции).

Выбор блока питания и контроллера для R G B ленты

Блок питания для RGB светодиодной ленты, необходимо выбирать, исходя из напряжения ее питания и потребляемого тока. Наиболее популярны светодиодные ленты на напряжение постоянного тока 12 В. Ток потребления по цепям R, G и B можно узнать из этикетки или определить самостоятельно, воспользовавшись справочными данными на светодиоды, изложенными в таблице на странице сайта Справочная таблица параметров популярных SMD светодиодов . Принято мощность потребления ленты указывать на метр ее длины.

Рассмотрим на примере как определить мощность потребления RGB ленты неизвестного типа на напряжение питания 12 В. Например, нужно подобрать блок питания и контроллер для R G B ленты длиной 5 м. Первое что необходимо сделать, определить тип RGB светодиодов установленных на ленте. Для этого достаточно измерять размер боковых сторон светодиода. Допустим, получилось 5 мм×5 мм. По таблице определяем, что такой размер имеет светодиод типа LED-RGB-SMD5050. Далее нужно подсчитать количество корпусов светодиодов на метре длины. Допустим, получилось 30 штук.

Один кристалл светодиода потребляет ток 0,02 А, в одном корпусе размещено три кристалла, следовательно суммарный ток потребления одного светодиода составит 0,06 А. На одном метре длины 30 светодиодов, умножаем ток на количество 0,06 А×30=1,8 А. Но диоды включены по три последовательно, значит, реальный ток потребления метра ленты будет в три раза меньше, то есть 0,6 А. Длина нашей ленты пять метров, следовательно, суммарный ток потребления составит 0,6 А×5 м=3 А.

Расчеты показали, что для питания R G B ленты длиной пять метров нужен блок питания или сетевой адаптер с выходным напряжением постоянного тока 12 В и током нагрузки не менее 3 А. Блок питания должен иметь запас по току, поэтому был выбран, адаптер модели АРО12-5075UV, рассчитанный на ток нагрузки до 5 А. При выборе блока питания нужно учесть, что выходной его разъем должен подходить к разъему R G B контроллера.

При выборе контроллера надо учесть, что ток потребления по отдельно взятому каналу R , G или B будет в три раза меньше. Следовательно, для нашего случая нужно брать контроллер, рассчитанный на напряжение 12 В и максимально допустимым током нагрузки на канал не менее 3 А/3=1 А.

Этим требованиям соответствует, например, R G B контроллер LN-IR24B. Он рассчитан на ток нагрузки до 2 А (можно подключить до 10 метров RGB ленты). Позволяет включать и выключать ленту, выбирать 16 статических цветов и 6 динамических режимов дистанционно, с расстояния до восьми метров, с помощью элегантного пульта ДУ. Питающее напряжение на контроллер подается с блока питания или сетевого адаптера с помощью коаксиального DC Jack. R G B -контроллер LN-IR24B имеет малый вес и габаритные размеры.

Внешний вид подготовленного по результатам расчета комплекта для освещения светодиодной лентой показан на фотографии. В комплект входит блок питания модели АРО12-5075UV, R G B контроллер LN-IR24B с пультом дистанционного управления и R G B светодиодная лента.

Если потребуется подключить несколько пятиметровых R G B лент, то потребуется более мощный контроллер, например, CT305R, позволяющий выдавать ток до 5 А на светодиоды одного цвета. Этим контроллером можно управлять не только с помощью пульта дистанционного управления, но и по сети с компьютера, превратив тем самым R G B освещение в цветомузыкальное сопровождение при прослушивании музыки.

Соединять последовательно светодиодные ленты длиной более пяти метров недопустимо, так как токоведущие дорожки самой ленты имеют малое сечение. Такое подключение приведет к снижению светового потока на участке ленты, превышающего длину пять метров. Если нужно подключить несколько пятиметровых светодиодных лент, то проводники каждой из них подключаются непосредственно к контроллеру.

В мощных моделях контроллеров для подключения внешних устройств используются клеммные колодки, в которых провода зажимаются с помощью винта. Рядом с клеммами обязательно нанесена маркировка. INPUT (IN) означает вход, к этим клеммам подключается внешний блок питания, с которого подается питающее напряжение для самого контроллера и светодиодных лент. Полярность обозначена дополнительными знаками «+» и «-». Несоблюдение полярности при подключении блока питания может вывести контроллер из строя.

Группа клемм для подключения R G B ленты обозначена надписью OUTPUT (OUT) и означает выход. Цвета обозначены буквами R (красный), G (зеленый), B (синий) и V+ (это общий провод любого другого цвета). От ленты обычно идут тоже цветные провода и достаточно просто присоединить их цвет в цвет.

Замечу, что к любому R G B контроллеру, соответствующему по току, можно с успехом подключить монохромную светодиодную ленту . Тогда появится возможность с помощью пульта дистанционного управления менять режим ее свечения – включать, выключать, менять яркость, устанавливать динамический режим изменения яркости.