Простые способы подключения светодиодной ленты

Светодиодная лента – очень популярный светильник. С его помощью можно выполнить обычное освещение, можно сделать декоративную или архитектурную подсветку. Чтобы самостоятельно подсоединить светодиодную ленту, надо разобраться в нескольких моментах.

Что понадобится для работы

Для работы в общем случае понадобятся:

• собственно LED-светильник необходимой длины;
• источник питания (или выпрямитель для ленты 220 В);

  

• диммер (при необходимости);
• RGB-контроллер (для цветной ленты);

  

• усилитель RGB (при необходимости);
• соединительные провода потребного сечения;
• выключатель питания;
• коннекторы (хотя лучше использовать пайку).

  

Это полный перечень, некоторые позиции в конкретной ситуации не понадобятся.

Из инструментов будут нужны:

• монтерский нож (для снятия изоляции);

  

• кусачки (для отрезания необходимых отрезков провода);
• ножницы (для нарезания отрезков ленты).

  

Вместо ножа можно использовать специальный съемник изоляции. А если выбрано соединение пайкой, понадобится паяльник с расходниками.

Лента крепится на клейкий слой, но для его усиления или исправления ошибок под рукой неплохо иметь:

• двусторонний скотч;
• клей.

Можно крепить ленту пластиковыми хомутами, но такой способ по эстетическим соображениям применяется только вне помещений. В этом случае надо использовать стяжки черного цвета – белые не стойки к естественному ультрафиолету и прослужат недолго. Крепить мебельными скобами категорически не рекомендуется – риск повреждения полотна и короткого замыкания очень велик.

Расчет сечения соединительных проводов

Сечение проводников не должно быть меньше допустимого – это ведет к перегреву и последующим проблемам. Слишком большое сечение – к финансовым затратам и неудобству монтажа. Ток на стороне низкого напряжения можно рассчитать, зная потребляемую суммарную мощность (Робщ) и рабочее напряжение ленты:

I=Робщ/Uраб.

Сечение проводника, кв.мм	0,5	0,75	1	1,2	1,5
Допустимый ток, А	11	15	17	20	23

Ток со стороны 220 В рассчитывается по формуле I₂₂₀=Iниз*(Uленты/220 В, где:

• I₂₂₀ – ток со стороны 220 вольт;
• Iниз – ток светильника;
• Uленты – напряжение питания светильника.

Также надо взять небольшой коэффициент запаса на КПД блока питания.

Выбор источника питания

К блоку питания предъявляются два основных требования:

• его выходное напряжение должно соответствовать напряжению питания осветительного прибора;
• мощность должна с запасом обеспечивать питание ленты.

Мощность рассчитывается по несложной формуле:

Рбп=Руд*L*Кзап, где:

• Рбп – расчетная мощность блока питания, Вт;
• Руд – удельная мощность, потребляемая 1 метром ленты, Вт;
• L – общая длина LED-ленты, м;
• Кзап – коэффициент запаса, принимается равным 1,2..1,4.

Также надо выбрать исполнение источника:

• герметичное – подходит для работы вне помещений (внутри применять нерационально – таким модулям нужны лучшие условия для естественного охлаждения);
• негерметичное – обычно устанавливают в помещениях.

Для негерметичных возможны два варианта:

• с естественным охлаждением;
• с принудительной вентиляцией.

Второй вариант имеет меньшие габариты, но вентилятор издает шум. Поэтому его в помещениях с присутствием людей (квартирах, офисах) не устанавливают.

Как обойтись без источника питания

Если нет возможности установить блок питания, есть два варианта:

• использовать ленту, рассчитанную на напряжение 220 В;
• запитать низковольтный светильник без трансформатора через балластный элемент, ограничивающий ток и гасящий излишек напряжения.

В первом случае напрямую подключать светодиодное устройство в сеть переменного тока нельзя. Светодиод, как полупроводниковое устройство, пропустит только положительную часть синусоиды. Но во время отрицательной к нему приложится обратное напряжение, на которое LED или цепочка не рассчитаны. Поэтому жизнь осветительного прибора будет короткой. Надо подключать через выпрямитель. Лучше через мостовой. Диоды должны выдерживать полный ток ленты и обратное напряжение не менее 320 В.

Это относится и ко второму варианту, но здесь еще нужен будет дополнительный резистор. Его сопротивление рассчитывается по следующей методике:

1. Находится рабочий ток по формуле I=Руд*L/Uном, где: Руд – удельная мощность, потребляемая 1 метром ленты, Вт; L – общая длина LED-ленты, м; Uном – номинальное напряжение светильника (12..36 В).
2. Определяется падение напряжения на балласте Uбал=310-Uном, где 310 – амплитудное значение напряжения в сети.
3. Находится сопротивление балласта R=Uбал/I. Если ток в амперах, то сопротивление будет в омах.
4. Мощность резистора считается как Ррез= Uбал*I. Берется ближайшее большее значение стандартного ряда мощностей.

Расчет несколько упрощен, здесь не учтено сопротивление светодиода в открытом состоянии. Но для практики точность достаточна.

Вместо резистора можно установить конденсатор. Преимущество – он не будет греться. Расчет емкости выполняется по приведенной формуле:

С=4,45*I/(310 — Uном), где:

• С – необходимая емкость в мкФ;
• I — рабочий ток, найденный ранее;
• 310 – амплитудное напряжение сети в вольтах;
• Uном – номинальное напряжение светильника (12..36 В).

Но в схеме появятся дополнительные элементы:

• R1 – резистор для разряда конденсатора после снятия питания;
• R2 – для ограничения броска тока на заряд конденсатора в момент включения.

Номинал первого резистора – несколько сотен килоом, второго – несколько десятков ом.

Подключение LED-ленты к блоку питания

Лента подключается к источнику напряжения с соблюдением полярности – общая клемма БП (V-, COM) подключается к отрицательному выводу светильника, положительный (V+) к положительному. Если подключается RGB-лента, то у нее общим проводом для всех цветов является анод (+), а управляется она соединением соответствующей линейки с общим проводом.

Светильник может быть выполнен в виде одного отрезка ленты, а может в виде нескольких кусков полотна. Если общая длина не превышает 5 метров, отрезки ленты (цветной или монохромной) можно подключать последовательно (но они окажутся подключенными параллельно – такова схема) с соблюдением полярности – плюс к плюсу, минус к минусу.

Если длина превысит 5 метров, значит, светильник будет потреблять значительный ток. Проводники полотна на передачу большой мощности не рассчитаны, поэтому даже в случае применения серьезного источника питания отрезки надо сгруппировать так, чтобы общая длина каждой группы не превысила лимит в 5 метров, и включить их параллельно. Для подключения использовать проводники (или коннекторы) потребного сечения.

Регулировка яркости свечения

Для регулировки интенсивности излучения LED-светильника используется специальное устройство – диммер. Он регулирует ток через светодиоды, изменяя яркость.

Подключение светорегулятора стандартно – на вход источник постоянного тока, на выход светильник, все с соблюдением полярности. В большинстве случаев диммер совмещен с выключателем питания, поэтому дополнительный коммутирующий элемент не потребуется. Но сами диммеры бывают различного исполнения:

1. Встраиваемые с ручным управлением. Устанавливаются подобно бытовым выключателям освещения, но имеют поворотную рукоятку. Вращая ее, можно регулировать интенсивность свечения ленты.
2. Встраиваемые с сенсорным управлением и LCD-дисплеем. Также монтируются подобно выключателям, но имеют современный внешний вид и расширенные возможности регулировки, включая таймеры включения/выключения, режим мягкого пробуждения и т.д.
3. С дистанционным управлением. Управляются с ПДУ по инфракрасному или радиоканалу. При втором варианте диммеры имеют маркировку RF, их можно прятать за элементы интерьера, управлять свечением из соседней комнаты.

Регулятор яркости имеет две важные электрические характеристики, по которым он выбирается:

• рабочее напряжение (должно совпадать с напряжением питания LED-светильника);
• максимальная нагрузочная способность (требуется, чтобы он выдерживал рабочий ток ленты).

Необходимость применения выключателей

Даже если предполагается постоянное свечение светодиодной ленты, выключатель питания после источника напряжения необходим. В случае ремонта или профилактических работ (очистка от грязи и т.д.) удобно снять напряжение одним движением коммутационного элемента.

На стороне 220 В обязательно должен быть автоматический выключатель (независимо от схемы включения). Если блок питания или выпрямитель включаются в бытовую розетку, то она, скорее всего, защищена автоматом. Если используется неразъемное соединение, то надо обязательно предусмотреть установку автоматического выключателя. Он служит одновременно коммутирующим элементом и средством защиты во внештатной ситуации. И никогда не будет лишней установка УЗО, особенно при отсутствии гальванической развязки в виде трансформатора.

Контроллер для управления цветовыми эффектами

RGB-ленту можно подключить как монохромную. Это нецелесообразно экономически – одноцветный светильник стоит намного дешевле. Можно подключить ее для ручного управления свечением – например, с помощью потенциометров. Это тоже не лучший вариант. Для наиболее полного доступа к возможностям цветного светильника лучше взять RGB-контроллер, позволяющий использовать потенциал ленты наиболее эффективно.

Подключается он после блока питания, после него — отрезки ленты общей длиной до 5 м. Соединять надо с соблюдением распиновки, чтобы контакты одного цвета соединялись с соответствующими контактами.

Если надо управлять более длинным полотном, просто соединить параллельно группы светильников получится не всегда. Мощности контроллера может не хватить, и придется использовать RGB-усилители (в зарубежной технической литературе – повторители). Один или несколько, в зависимости от нагрузочной способности каждого повторителя.

Если мощность одного источника питания окажется достаточной, то второй можно не устанавливать.

Подключение ленты несложно выполнить самостоятельно, для этого потребуются минимальные знания и навыки. Если случай окажется сложным и выходящим за рамки обзора, решение можно найти, обратившись к специалистам. Разыскать их можно в фирмах, занимающихся освещением или в интернете на специализированных форумах. Главное — помнить о правилах техники безопасности.