2259556.ru

Журнал Мастера
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиод в ленте ток через светодиод

Светодиод – простейший индикатор, который можно использовать для отладки кода: его можно включить при срабатывании условия или просто подмигнуть. Но для начала его нужно подключить.

Подключение светодиода

Светодиод – это устройство, которое питается током, а не напряжением. Как это понимать? Яркость светодиода зависит от тока, который через него проходит. Казалось бы, достаточно знания закона Ома из первого урока в разделе, но это не так!

  • Светодиод в цепи нельзя заменить “резистором”, потому что он ведёт себя иначе, нелинейно.
  • Светодиод полярен, то есть при неправильном подключении он светиться не будет.
  • Светодиод имеет характеристику максимального тока, на котором может работать. Для обычных 3 и 5 мм светодиодов это обычно 20 мА.
  • Светодиод имеет характеристику падение напряжения (Forward Voltage), величина этого падения зависит от излучаемого цвета. Цвет излучается кристаллом, состав которого и определяет цвет. У красных светодиодов падение составляет

2.5 вольта, у синих, зелёных и белых

3.5 вольта. Более точную информацию можно узнать из документации на конкретный светодиод. Если документации нет – можно пользоваться вот этой табличкой, тут даны минимальные значения:

Если питать светодиод напряжением ниже его напряжения падения, то яркость будет не максимальная, и здесь никаких драйверов не нужно. То есть красный светодиод можно без проблем питать от пальчиковой батарейки. В то же время кристалл может деградировать и напряжение уменьшится, что приведёт к росту тока. Но это редкий случай. Как только мы превышаем напряжение падения – нужно стабилизировать питание, а именно – ток. В простейшем случае для обычного светодиода ставят резистор, номинал которого нужно рассчитать по формуле: R = (Vcc — Vdo) / I , где Vcc это напряжение питания, Vdo – напряжение падения (зависит от светодиода), I – ток светодиода, а R – искомое сопротивление резистора. Посчитаем резистор для обычного 5 мм светодиода красного цвета при питании от 5 Вольт на максимальной яркости (2.5 В, 20 мА): (5-2.5)/0.02=125 Ом. Для синего и зелёного цветов получится 75 Ом. Яркость светодиода нелинейно зависит от тока, поэтому “на глаз” при 10 мА яркость будет такая же, как на 20 мА, и величину сопротивления можно увеличить. А вот уменьшать нельзя, как и подключать вообще без резистора. В большинстве уроков и проектов в целом для обычных светодиодов всех цветов ставят резистор номиналом 220 Ом. С резистором в 1 кОм светодиод тоже будет светиться, но уже заметно тусклее. Таким образом при помощи резистора можно аппаратно задать яркость светодиода. Как определить плюс (анод) и минус (катод) светодиода? Плюсовая нога длиннее, со стороны минусовой ноги бортик чуть срезан, а сам электрод внутри светодиода – крупнее:

Мигаем

Мигать светодиодом с Ардуино очень просто: подключаем катод к GND, а анод – к пину GPIO. Очень многие уверены в том, что “аналоговые” пины являются именно аналоговыми, но это не так: это обычные цифровые пины с возможностью оцифровки аналогового сигнала. На плате Nano пины A0-A5 являются цифровыми и аналоговыми одновременно, а вот A6 и A7 – именно аналоговыми, то есть могут только читать аналоговый сигнал. Так что подключимся к A1, настраиваем пин как выход и мигаем!

Как избавиться от delay() в любом коде я рассказывал вот в этом уроке. https://www.youtube.com/watch?v=uaiLcCd9Tnk

Мигаем плавно

Как насчёт плавного управления яркостью? Вспомним урок про ШИМ сигнал и подключим светодиод к одному из ШИМ пинов (на Nano это D3, D5, D6, D9, D10, D11). Сделаем пин как выход и сможем управлять яркостью при помощи ШИМ сигнала! Читай урок про ШИМ сигнал. Простой пример с несколькими уровнями яркости:

Подключим потенциометр на A0 и попробуем регулировать яркость с его помощью:

Как вы можете видеть, все очень просто. Сделаем ещё одну интересную вещь: попробуем плавно включать и выключать светодиод, для чего нам понадобится цикл из урока про циклы.

Плохой пример! Алгоритм плавного изменения яркости блокирует выполнение кода. Давайте сделаем его на таймере аптайма.

Теперь изменение яркости не блокирует выполнение основного цикла, но и остальной код должен быть написан таким же образом, чтобы не блокировать вызовы функции изменения яркости! Ещё одним вариантом может быть работа по прерыванию таймера, см. урок.

Ещё один момент: если подключить светодиод наоборот, к VCC, то яркость его будет инвертирована: 255 выключит светодиод, а 0 – включит, потому что ток потечет в другую сторону:

Область применения светодиодной ленты.

На сегодняшний день область применения светодиодной ленты ленты ограничивается только Вашей фантазией. Это может быть как основной свет, благодаря использованию светодиодов большой мощности, так и декоративная подсветка потолка, различных ниш, рабочей зоны кухни, например. Предприниматели охотно устанавливают светодиодную энергосберегающую ленту в витрины, стеллажи и другое торговое оборудование для подсветки товара, взамен морально устаревающих и постоянно «горящих» люминесцентных светильников.

Потрясающие световые эффекты получаются при использовании ленты с изменением цветности, так называемые RGB ленты. Цветность и яркость такой ленты изменяется пультом дистанционного управления, и это очень удобно.

Цветной монохромной (одного не меняющегося цвета) светодиодной лентой оформляют рестораны, другие — места отдыха, а во влагозащищенном исполнении такую ленту используют в качестве уличной декоративной подсветки. Автолюбители используют цветную светодиодную ленту для подсветки днища кузова автомобиля, дисков колес и номера автомобиля.

Ленту можно закладывать в алюминиевые профили, выпускаемые специально для этих целей.. Они имеют матовый рассеиватель, что обеспечивает мягкий рассеянный свет. Его можно использовать и как дополнительное и как основное освещение.

Ленту торцевого свечения закладывают в щель между потолочным или напольным плинтусом и стеной, освещая, таким образом, стену. Появились в продаже угловые профиля для ленты, которые можно использовать вместо плинтусов.

Другими словами, благодаря разнообразию вариантов исполнения светодиодная лента стала незаменимой и используется в оформлении практически каждого интерьера.

2. Схема подключения в 4 этапа и 2 важных нюанса

Этап 1. Проверка работы ленты. Прежде чем осуществлять питание и подключение светодиодной ленты, т.е. до того, как вы начнете ее резать, включите ее и дайте проработать 2 – 4 ч. Если будут выявлены дефекты, ленту можно сдать по гарантии продавцу, в противном случае он не примет ее, сославшись на нарушение целостности товара.

Этап 2. Выбор отрезка ленты. Чаще всего в продаже встречаются ленты длиной 5 м, иногда 40 м. Если вы хотите создать мягкое освещение спальни или гостиной, выбирайте ленту длиной 5 м и больше с плотностью светодиодов от 60 на 1 м, например IEK ECO LED LSR-3528. Если же нужно акцентное освещение, берите короткие отрезки ленты с плотностью светодиодов 30 штук на 1 м и ниже, например, LS5050-30LED-IP68-RGB-eco-5m. И в этом случае вам понадобится ее разрезать. Резка ленты производится с помощью ножниц или ножа – исключительно по специально отмеченным местам. Они выглядят как желтые точки – контакты для подключения (на рисунке показано место разреза светодиодной ленты). Шаг резки для ленты прямого включения должен быть кратен 1 м. Для однорядной ленты шаг резки должен быть кратен трем светодиодам, у двухрядной ленты – шести.

Этап 3. Соединение отрезков светодиодной ленты. Можно осуществить двумя способами. Первый – используя коннекторы. Они не требуют специальных навыков использования. Нужно просто сдвинуть фиксатор (зажимную пластину), после чего надвинуть коннектор на контакт светодиодной ленты, а затем вернуть фиксатор на место. После этого присоединяется провод коннектора к контактам на блоке питания.

Второй способ – пайка. Для этого понадобится паяльник, канифоль и хорошее освещение. Перед пайкой следует зачистить жало паяльника, чтобы на нем не было гари и грязи. Рабочая температура для паяльника – в пределах 210 – 260 °С. Перед пайкой контактные площадки светодиодной ленты надо залудить, а через непродолжительное время – припаять. Основание ленты очень тонкое, так что не рекомендуется задерживать паяльник на одном контакте дольше 10 сек, иначе можно прожечь ленту. После окончания работы надо зачистить место пайки любым острым предметом, чтобы избавиться от остатков луда. Пайка более надежна, так как светодиодная лента, своими руками припаянная к блоку питания, не утратит качества контакта с ним, чем порой грешат коннекторы.

Этап 4. Подключение ленты к блоку питания. У большинства современных моделей блока питания выведены провода для подключения к сети 220 В, один из них снабжен вилкой. Из блока питания выходят провода уменьшенного напряжения – 12, 24 или 36 В. Чтобы не перепутать полярность, запомните, что красный означает «+», черный (либо синий) – «-». Но даже если вы перепутаете полярность, при включении диоды просто не засветятся. Неправильная полярность не повредит им – поменяйте ее на противоположную.

  • Если вы подключаете несколько отрезков ленты

Если вы собираетесь подключить несколько отрезков, не следует подключать их последовательно, т.е. друг к другу. Это создаст перегрев на первом отрезке ленты и не даст достаточного напряжения на втором. В итоге обе ленты не будут работать так, как положено. Правильный вариант подключения – параллельный, т.е. вы подключаете провода, выходящие из блока питания, ко входам сразу двух отрезков ленты. Первый отрезок подключаете как обычно, а ко второму ведете индивидуальные провода от блока питания. Так, каждый отрезок подключается самостоятельно.

  • Если вы подключаете RGB- ленту

Блок питания подключается к сети 220 В, к нему нужно подключить контроллер. На выходе контроллера предусмотрены провода соответствующих размеров, к которым присоединяются контакты светодиодной ленты. Правильность подключения можно проверить соответствием излучаемого света включенному цвету диода.

Светодиодная лента – современный элемент декора, который послужит не только для оформления интерьера, но и для акцентного освещения. Устройства долговечны и экологичны, потребляют немного энергии и принимают любую форму, излучают направленный и равномерный свет в широком цветовом спектре. В рубрике нашего сайта вы найдете много вариантов светодиодного освещения и инструменты и приспособления для монтажа. Выбирайте и делайте заказ прямо сейчас!

Как подключить светодиодные ленты — схема

Как правильно рассчитать требуемый параметр

Чтобы определить, сколько ампер или какой ток будет потреблять led на 12 или 24 вольт, нужно просто выяснить тип приобретенной продукции и по таблице, приведенной выше, выяснить искомый параметр.
Из таблицы мы получим уже готовые значения для изделий с длиной до пяти метров. При этом, если длина подсветки будет превышать 5 метров, к конечному значению таблицы нужно просто приплюсовать необходимую длину. Гораздо проблематичнее дела обстоят при вычислении нужного параметрам в ситуации, когда длина подсветки составляет, например, 2,4 м. В таком случае необходимо вычислить, сколько светодиодов приходиться на кусочек (в данном случае 0,4 м). Это можно выяснить, подсчитав количество диодов вручную. После этого, используя метод пропорций, можно легко вычислить, сколько тока будут потреблять конкретное количество источников света.

Как видим, каждая осветительная установка будет носить исключительно индивидуальный характер. Поэтому расчет нужно проводить для каждой отдельной подсветки. Это позволит избежать ситуации преждевременного выхода из рабочего состояния источников света вследствие нарушения условий эксплуатации.
После этого можно спокойно подбирать блок питания. Поскольку вычисленное количество потребляемого тока это и будет тот параметр, по которому необходимо подбирать преобразователь. От блока питания можно запитать led с напряжением в 12, 18 и 24 вольт.
Вычислив, какую мощность имеет 1 м изделия, можно легко вычислить данный параметр для всей длины подсветки. Для этого полученное значение просто умножает на общую длину осветительного прибора.
Обратите внимание! Осуществляя расчеты для подбора оптимального блока питания, обязательно необходимо закладывать в них 20-30 % от полученного конечного результата, формируя тем самым запас прочности покупаемого преобразователя.
Такой объем запаса необходимо делать из-за того, что в сети напряжения иногда встречаются скачки. Они, в ситуации, когда блок питания был выбран без хотя бы минимального запаса в 20%, могут вывести его из строя. Это означает, что преобразователь может просто перегореть. В результате вы не сможете пользоваться свой подсветкой, пока его не замените. Но бывают ситуации, когда от перенапряжения из строя выходят и сами диоды.

Светодиодная подсветка в комнате

Чтобы вычислить энергопотребление подсветки, необходимо потребляемую мощность всей подсветки (с учетом 20-30 % запаса) нужно просто умножить на то количество времени, сколько она будет включена в день. К примеру, предполагается, что работать светодиодное изделие будет в течение четырех часов. Но здесь в расчетах необходимо учитывать цвет светодиодов.

Как подсоединяют ленты и регулируют их работу

Процесс установки проходит в несколько этапов.

Планируется траектория монтажа полосы светодиодов, определяется место установки контроллера, блока питания и других вспомогательных устройств.

Выполняются необходимые замеры, нарезается лента.

При необходимости светодиодную полосу наращивают либо соединяют под острым углом, используя для этого специальные клипсы.

Проводится крепление ленты. По мере продвижения работ снимается защитное покрытие с клеящего слоя, полоса с диодами крепится на подготовленной чистой поверхности.

Свободные контакты подключаются к контроллеру.

Для того чтобы подключить светодиодные ленты, применяется специальное оборудование, позволяющее регулировать не только яркость светового потока, но и приоритетный оттенок, если полоса диодов полихромная.

Блок питания

Он нужен для подключения светодиодов к электрической сети. В нем переменное стандартное напряжение в 220 V преобразуется в постоянное мощностью 12 V или 24 V, тем самым обеспечиваются требуемые параметры тока. Один блок питания рассчитан обычно на подсоединение одной светодиодной полосы. Когда нужно подключить группу коротких лент, а БП всего один, их присоединяют по параллельной схеме, а не поочередно. У каждого блока есть предельная мощность подключаемой нагрузки, ее лучше не превышать. Не стоит игнорировать допустимый предел, подключая чересчур длинные ленты или множество коротких. Чтобы понять, какова будет нагрузка, следует умножить значение тока питания, требующегося для одного диода (это указывается в приложенной инструкции), на планируемое их число на подложке. Стандартные значения составляют для SMD3528 — 7 мА, а для SMD5050 — 20 мА. Иногда изготовитель указывает ток, потребляемый одним метром ленты. Если в сумме ток светодиодов, планируемых к подключению, превосходит предельно допустимый, следует разделить ленты на несколько групп и присоединить их к отдельным БП.

Контроллер RGB

Управляющий контроллер предназначен для регулировки оттенка света, исходящего от полихромной светодиодной ленты. Пульт управления позволяет задать желаемую интенсивность для любого из основных тонов свечения путем подачи требуемого напряжения на разные группы светодиодов. Нередко на регулировочных пультах стоят предустановленные значения либо предусматривается возможность включения режима плавного изменения оттенков. Контроллеры хорошего качества оснащены пультами ДУ. Электропитание подается на контроллер, а тот распределяет его по диодам.

Диммер

Это устройство позволяет регулировать яркость светового потока ленты. Сделать это простым переменным резистором нельзя, поскольку работа диода зависит от входного напряжения. Если его просто снижать, то лента будет на каком-то уровне просто отключаться, а не уменьшать интенсивность свечения. Регулировка диммером основана на подаче импульсного тока. В результате светодиод переходит в режим частого мигания, и эта частота определяет видимую яркость. Учащение импульсного тока усиливает свечение диода, а понижение частоты делает свет менее интенсивным. Мигание углядеть практически невозможно, поскольку частота его даже при минимальной яркости равна нескольким килогерцам, а глаз человека чувствителен к миганию с частотой импульсов 100 Гц и менее.

Усилитель сигнала

Так называют прибор, увеличивающий мощность сигналов, посылаемых контроллером и диммером, без изменения входящих значений.

Некоторые особенности подключения ленты

Оборудование, используемое при монтаже светодиодных лент, имеет разные типоразмеры и уровень защиты. И если при установке ее в недоступных глазу местах размер вспомогательных устройств особой роли не играет, то, например, для подсветки аквариума или на ограниченном пространстве лучше использовать миниатюрные блоки питания и другие регулирующие приборы. Эффективно распределять свет диодов поможет специальный крепежный профиль, оснащенный отражателями и отдельной отражательной линейкой. Его использование дает возможность установить требуемое направление светового потока без ущерба его яркости либо помогает добиться равномерного рассеивания.

Специальный крепежный профиль для установки светодиодных лент — это продольный желоб, внутри которого и закрепляется гибкая подложка с диодами. Крышку для него обычно изготавливают из матового поликарбоната. Это дает дополнительное рассеивание светового пучка и одновременно обеспечивает ленте защиту. К тому же такое крепление выглядит весьма эстетично. Чтобы в ночное время не включать верхний свет, когда вы идете на кухню либо в санузел, рекомендуем смонтировать на полосах с диодами датчики движения. Они будут срабатывать, как только вы встанете с постели, не потребуется щелкать выключателем.

Если планируется наружный монтаж ленточных светодиодов либо установка их в бассейне, аквариуме, авто или в других агрессивных условиях эксплуатации, нужно подобрать модель с соответствующим уровнем защиты. Кроме того, регулирующие приборы также должны быть в герметичном исполнении. Определить уровень защиты помогает расшифровка маркировки изделий. Наиболее простые и лишенные защиты приборы соответствуют классу IP20, а максимальная ее степень предусмотрена в устройствах класса IP68.

Если вы не обладаете минимальными навыками работы с электроприборами и монтаж своими руками светодиодной ленты и всех необходимых для ее нормальной работы устройств кажется слишком сложным, пригласите для установки профессионала, который проделает эту работу быстро и качественно.

Читайте также

Лук: виды, свойства, нюансы выращивания

Сервировка стола: готовый вариант из ассортимента Максидома

Ретро-радиаторы: стилизуем систему отопления под старину

Экономить на некачественных лентах невозможно

Жесткая конкуренция не всегда мотивирует улучшать качество выпускаемой продукции. Покупатели выбирают, воспользовавшись советом продавца, ленту подешевле, радуясь полученной экономии. Но восторг от покупки длится недолго — дешевые светодиодные ленты быстро перегорают. Даже если лента служит долго, то через какое-то время яркость свечения падает примерно на 30-40%, накапливается разочарование.

Светодиодные ленты могут долго служить, если речь о качественных товарах, произведенных в точном соответствии требованиям техпроцесса. Около 99% светодиодной продукции на наших рынках изготавливают в Китае. Конечно, и в этой стране можно найти качественные ленты, но стоить 100 рублей они, безусловно, не будут.

Многие не задаются вопросом, возможно ли перегорание светодиодной ленты, которая куплена за символические 100 рублей. В итоге они получают на руки продукт с минимумом меди в проводах или же даже с использованием фольги, некачественными резисторами и диодами, слабым клеевым слоем и т.д. Если вы приобрели дешевую светодиодную продукцию, не удивительно, что пройдет небольшой промежуток времени, и она перегорит, утратит пестроту или яркость свечения, свет будет неравномерным от начала к концу ленты, а качество клеевой полосы окажется низким. Претензии к продавцу бесполезны, он просто пожалуется на низкое качество китайской продукции.

Через светодиод должен течь стабилизированный номинальный ток (уточните его паспортное значение). Только тогда свет будет ровным, а длительность эксплуатации перешагнет рубеж в 10000 ч. Грамотные инженеры в Китае рассчитывают балластный блок питания таким образом, чтобы напряжение на выходе было чуть выше номинального. При этом первоначальная яркость убеждает покупателя приобрести такой товар, бизнес-цель оказалась достигнутой. Но через 1—2—3 месяца эксплуатации поток света уменьшится примерно на треть в лучшем случае, в худшем возможно перегорание светодиодной продукции. Это говорит о том, что производитель умышленно снижает характеристики товара. Ведь, если все приобретут качественное светодиодные оборудование, кто будет приобретать низкопробные китайские ленты?

Если вы не сомневаетесь в качестве ленты, причиной её перегорания может оказаться проблема в электропроводке. Слабый контакт в распределительной коробке — причина напряжения на входе, который может спровоцировать поломку.

Как самому сделать трансформатор

Простейший трансформатор для светодиодной ленты можно изготовить самостоятельно. Сначала необходимо рассчитать мощность и потребляемый светодиодной лентой ток. Исходя из потребляемой мощности, выбрать понижающий трансформатор на 12 В. Также понадобятся четыре выпрямительных диода или диодный мост в интегральном исполнении. Максимально допустимый ток диодов должен превышать ток, потребляемый светодиодной лентой. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения потребуются электролитические конденсаторы. Рабочее напряжение конденсаторов 12-тивольтового БП должно быть не ниже 25В. Суммарную емкость можно подсчитать исходя из 3000 микрофарад на один ампер нагрузки. Все детали нужно спаять по приведенной ниже схеме.

Получившуюся конструкцию нужно поместить в подходящий для нее корпус.

Учитывая все вышеизложенное, можно сказать, что применение качественного трансформатора является необходимым условием длительной и надежной работы светодиодной ленты. При этом он должен иметь запас по мощности, обеспечивать низкий коэффициент пульсаций, не бояться бросков сетевого напряжения и иметь класс защиты соответствующий условиям эксплуатации.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Glossa выключатель бежевый с подсветкой
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector