Как подключить ргб ленту к блоку питания. Подключение светодиодной ленты RGB
Схема подключения светодиодной RGB- ленты. Подключение RGB- контроллера и RGB- усилителя.
Что такое многоцветная светодиодная RGB- лента, я подробно рассказывал в этой статье . Сейчас, я вам расскажу об электрической схеме подключения .
В принципе, схема подключения RGB- ленты, та же, что и схема подключения обычной одноцветной (монохромной) ленты. Разница в том, что между блоком питания и лентой, устанавливается RGB- контроллер (устройство управления цветом ленты).
Контроллеры бывают разные по внешнему виду, мощности, программам управления цветом и пультом дистанционного управления. Но суть у них у всех, одна и та же. Пришло на контроллер 2 провода от блока питания, ушло четыре провода на RGB- ленту.
Схема подключения RGB- контроллера для светодиодной ленты
Какой бы контроллер вы не выбрали, он всегда подключается по одной и той же схеме. Разъемы, питания обозначаются «V+ » и «V- ». Соответственно красный провод блока питания идет на плюсовой контакт, а черный провод идет на минусовой.
Разъемы для подключения RGB- ленты обозначаются:
- R (red) - управление красным цветом
- G (green) - управление зеленым цветом
- B (blue) - управление синим цветом
- V+ общий провод (на разных контроллера он может обозначаться по разному, но вы все равно его не спутаете с другими)
Не перепутайте провода ленты! Ничего страшного, конечно, не произойдет (ничего не сгорит), но у вас перепутаются цвета. Нажмете на пульте красный, а загорит синий.
Пульт управления RGB- лентой: на какую кнопку нажмете, таким цветом она будет светиться
Как подключить более 5 метров ленты? Токоведущие дорожки светодиодной ленты рассчитаны на длину 5 метров (именно поэтому лента всегда продается такой длины). Нельзя просто взять и соединить последовательно две ленты. Даже если и будет работать, то это продлится не долго (проверено на практике).
Принцип удлинения тот же, что и с обычной лентой . Существует два способа. Вот первый
Схема подключения RGB- лент с одним блоком питания
Для этой схемы требуется четырехжильный удлиняющий провод сечением 1,5 мм и длиной 5 метров. Эту схему я применяю, для соединения RGB- лент c 30 диодами на метр . Но т.к. эта лента светит тускло (из-за малого количества светодиодов) и желающих ее использовать мало, то это схему я применяю редко.
С RGB- лентами 60 диодов на метр, тоже можно применить эту схему, но при этом, потребуются блок питания и контроллер мощностью в 2 раза большей.
Посчитаем. Две RGB- лентыпотребляют 140 ватт. Блок питания такой мощности, это увесистая железяка, весьма немалых размеров. В потолочную нишу его спрятать, конечно же, можно. Но для этого, необходимо заранее спланировать под него место (на этапе проектирования потолков).
Контроллер на 140 ватт. Как показывают мои опыты, контроллеры выходят из строя, через некоторое время. Хотя в технических параметрах указано, что они рассчитаны на такую мощность и тянут 10-15 метров. На самом деле, горят. У меня уже было несколько случаев, хотя по расчетам, все вроде бы должно работать.
Поэтому, контроллер я рекомендую выбирать с запасом мощности в 2 раза, т.е. для данного случая, это 280 ватт. Но тут, резко увеличивается его стоимость, да и найти какой контроллер не просто. Поэтому, мне больше нравится вот такая схема
Схема соединения светодиодных RGB- лент с помощью RGB- усилителя
В данной схеме подключения, используется дополнительный блок питания и RGB- усилитель .Ко входу усилителя (н а нем написано « Input») подключается конец первой ленты, к выходу (написано «Output») - начало второй.
Не перепутайте цвета проводов: каждый провод подключается в соответствующий разъем. На питающие контакты, подключите провода от блока питания.
Подключение RGB- усилителя
Эта схема немного сложнее и по стоимости она получается чуть подороже первой, но при этом:
- Размеры блоков питания существенно меньше
- Можно использовать почти все имеющиеся в продаже контроллеры
- Можно подключать неограниченное количество лент
Если вам трудно разбираться в электрических схемах, то вот вам фотография, на которой все видно. Еще раз. Если нужна одна лента, то используете блок питания и контроллер. Если нужно две и более ленты, то добавляете усилитель и еще один блок питания.
На фото – потолок с многоцветной подсветкой. Размеры ниши 3 х 4,5 м. Соответственно, общая длина подсветки 15 м.
Что нужно для 15 метров подсветки?
Вот список комплектующих:
| № | Наименование | Количество |
|---|---|---|
| 1. | Светодиодная RGB- лента | 15 метров |
| 2. | Компактный блок питания 100 вт. | 3 шт. |
| 3. | Контроллер управления | 1 шт. |
| 4. | Пульт управления для контроллера | 1 шт. |
| 5. | Держатель для пульта | 1 шт. |
| 6. | Батарейки ААА | 2 шт. |
| 7. | Репитор (повторитель сигнала) | 2 шт. |
| 8. | Сетевой провод ШВВП 2 х 0,5 | 11 метров |
| 9. | Держатель провода | 20 шт. |
| 10. | Разъемы Ваго 12 вольт | 8 шт. |
| 11. | Разъемы Ваго 220 вольт | 6 шт. |
| 12. | Провод 4 жильный | 1 метр |
| 13. | Шуруп с дюбелем | 10 шт. |
Схема электрических соединений
Схема подключения RGB светодиодной ленты разбита на 3 участка по 5 метров. Каждый участок питается отдельным блоком питания. Такая схема питания позволяет уйти от громоздких мощных блоков, которые не вмещаются внутрь ниши и требуют хорошей вентиляции.
Кликните на картинку
Первая лента подключена к RGB- контроллеру , который управляет яркостью и цветом. Две следующие подключены к репитору . Назначение репиторов в том, чтобы синхронизировать две ленты. Вторая лента имеет точно такую же яркость и цвет, как и первая.
Схема установки в нишу потолка
Представьте, что вы поднялись к соседям , на этаж выше. А теперь, вообразите, что пол под вами прозрачный. И вот смотрите вниз и видите нишу потолка СВЕРХУ. Именно такой вид изображен на этом рисунке. Вот так в нише потолка размещается лента и блоки.
Монтаж начинается с того места , где находится точка подключения к сети. В этой точке устанавливается блок питания и RGB- контроллер (зеленая коробочка). Сеть подключается через разъем.
Через 5 метров устанавливается второй блок питания и репитор (на схеме синяя коробочка). И так далее. Для подключения репитора используется коннектор (для удобства монтажа).
От точки подключения идет сетевой провод к трем блокам питания (оранжевая линия). Лента приклеивается на скотч к задней стенке ниши. Т.к. все блоки компактные, то они легко умещаются в нишу.
Светодиодная RGB лента способна изменять цвет свечения при управлении величиной тока в трех каналах цветности (красном R, зеленом G и синем B). Управление цветом производится с помощью контроллера, включаемого между блоком питания и самой лентой. Как правило, для RGB ленты используют светодиоды в корпусах 5050 или 5060, соответственно такая лента потребляет 14,4 Вт/м (при плотности 60 светодиодов на метр) или 7,2 Вт/м (при плотности 30 светодиодов на метр). Это довольно большая мощность. Длина шлейфа ленты, которую можно подключить ограничена возможностями блока питания или контроллера. Существующие блоки питания для светодиодной ленты имеют мощность до 200 Вт (без применения принудительного охлаждения). Таким образом, максимальная длина шлейфа ленты не более 13,5 метров (для самой распространенной ленты 14,4 Вт/м). Контроллеры бывают разные, но чаще применяют устройства с мощностью 144 Вт, что еще сильнее ограничивает длину шлейфа - до 10 метров.
Часто таких длин не достаточно для оборудования помещения, поэтому приходится объединять в единую систему несколько блоков питания и управляющих устройств. Использовать несколько контроллеров, даже управляемых от одного пульта, нецелесообразно, так как возможны сбои в работе, что может привести к утрате синхронизации цвета свечения отдельных шлейфов системы.
Более правильно использовать в системе один контроллер, а для питания остальных шлейфов ленты использовать усилители управляющего RGB сигнала, поступающего от основного контроллера.
В этом случае контроллер и каждый усилитель питаются от своего блока питания. Схема монтажа в этом случае выглядит следующим образом.
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. 
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.
