Что будет если перепутать полярность на светодиодной ленте
Немного про светодиоды
И так, лазил я по просторам великого и могучего интернета, и наткнулся на интересную статью. Вот решил и с Вами поделиться.
Многие любители тюнинга автомобилей предпочитают менять лампы подсветки кнопок, бардачка, багажника, салона, а зачастую и габаритных огней на светодиоды. Их преимущества очевидны: они более долговечны, имеют низкое энергопотребление по сравнению с лампами накаливания при большей светоотдаче, не нагреваются как лампы. При всем этом просто взять светодиод и установить его вместо лампы накаливания не получится. В данной статье рассмотрим, как правильно производить замену обычных ламп на светодиоды и как их правильно подключать в автомобиле.
Итак, для представления полной картины нам необходимо уяснить, что:
— Напряжение бортовой сети автомобиля при заведенном двигателе составляет 13-14,5 В.
— Напряжение питания светодиода – в среднем 3,5 В. Причем оно различается. Для желтых и красных цветов это 2-2,5 В; для белых, синих, зеленых – 3-3,8 В.
— Средний ток малых светодиодов – 20 мА.
— Контакты светодиода имеют полярность, плюс и минус. Если перепутать полярность, светодиод гореть не будет.
Соответственно, подключать светодиоды напрямую к бортовой сети автомобили нельзя, они сразу же выйдут из строя.
Как же тогда их подключать?
В продаже имеются готовые светодиодные кластеры, которые уже рассчитаны на питание в 12 В. Они обычно состоят из трех светодиодов и резистора, на котором гасится лишнее напряжение. По такому же принципу устроена и светодиодная лента, которая состоит из параллельно соединенных кластеров. Резать ее нужно только в специально отмеченных местах, которые являются местами соединения параллельных кластеров. Правда, при снижении питающего напряжения яркость диодов будет тоже падать, а при повышении – возрастать, так что если напряжение в бортовой сети автомобиля плавает, то тоже самое будет происходить и со светом диодов.
По такому же принципу можно сделать такой кластер своими руками, соединив необходимое количество светодиодов последовательно (плюс одного к минусу другого), а получившиеся 2 вывода на концах цепочки – к бортовой сети. Например, светодиодов, рассчитанных на напряжение 3,5 В (белые) понадобится 3 штуки (3 х 3,5 = 10,5 В). Оставшееся напряжение компенсируем резистором сопротивлением 100 – 150 Ом с мощностью рассеивания 0,5 Вт.
Вот таким образом можно включить нужное количество светодиодов, собирая их отрезками по 3 штуки с резистором, и соединяя отрезки параллельно.
Номинал гасящего резистора рассчитывается по закону Ома. Если вы с этим не знакомы, то на практике можно для бортовой сети автомобиля принять следующие номиналы сопротивлений: для одного светодиода – 500 Ом, для двух – 300 Ом, для трех, как указано выше – 150 Ом.
Для желающих освоить практический метод подбора сопротивлений для питания светодиодов в автомобиле рассмотрим его подробнее. Для этого нам понадобится мультиметр, способный замерять напряжение и ток. Подойдет и простейший китайский. Вот как он может выглядеть:
Он должен показать не более 0,02А, на которые рассчитан светодиод, больший рабочий ток резко сократит срок его службы. Таким образом можно подключать и несколько светодиодов, нужно только знать рабочее напряжение светодиодов и их ток, и рассчитать номинал резистора, подставив данные в формулу выше. Также полезно подключить к светодиоду обычный диод обратной полярностью, для защиты нашего светодиода от напряжения обратной полярности, которого он очень не любит.
Всем хорош способ подключения светодиодов, описанный в предыдущей статье, за исключением одного: при изменении оборотов двигателя напряжение бортовой сети автомобиля может изменяться. При этом яркость светодиодов также будет «плавать», что не совсем хорошо, да и внешний вид светодиодной подсветки страдает. Поэтому хотелось бы подключать светодиоды через устройство, которое при различном поданном на него напряжении будет выдавать одинаковый ток. Напомним, что светодиод представляет из себя прибор, питаемый током (а не напряжением, как многие ошибочно считают). Так вот, такое решение существует в природе, и оно очень компактно и стоит копейки. Оно называется драйвер, и представляет из себя стабилизатор LM317, имеющий вид микросхемы с тремя ножками. Также ее очевидное преимущество для начинающих автоэлектриков – ее достаточно сложно спалить.
Для ее использования в качестве драйвера питания групп светодиодов в автомобиле ее нужно включить в режиме стабилизации тока по следующей схеме:
Как видим, на схеме кроме самого стабилизатора присутствует резистор R1, номинал которого нам нужно подобрать для того, чтобы на выходе схемы получить стабильный ток в 20 мА, ну или сколько нужно в зависимости от параметров светодиодов. Поступаем следующим образом. Нам понадобится переменный резистор с полным сопротивлением порядка 0,5 кОм, и мультиметр. Подключив центральный и один из крайних выводов переменного резистора к мультиметру в режиме измерения сопротивления, вращением ручки резистора добиваемся максимального его сопротивления. Это будет одно из крайних положений ручки. Затем собираем из наших деталей вот такую схему. Как несложно заметить она повторяет схему подключения драйвера, и резистором служит в ней наш переменный резистор.
Теперь переключаем мультиметр в режим измерения тока, подаем напряжение, и вращая ручку переменного резистора, добиваемся установления в цепи тока в 20 мА. Далее питание отключается, переменный резистор из схемы извлекается, и замеряется его сопротивление. И вместо него в схему впаиваем постоянный резистор полученного сопротивления. Все, наш драйвер готов. Количество запитываемых от стабилизатора светодиодов желательно подбирать так, чтобы на стабилизаторе оставалось как можно меньше напряжения для снижения мощности, рассеиваемой на самом драйвере, особенно при больших токах. Если ваши светодиоды рассчитаны на потребление тока более 350 мА, микросхему нужно разместить на алюминиевый радиатор для улучшения теплоотдачи. Также корпус микросхемы имеет контакт со своей средней ножкой, так что ее нужно изолировать от кузова автомобиля. Сама такая микросхема понижает напряжение, которое подается на светодиоды на 2-3В, так что на выходе будет 11-12В, это стоит учитывать. Вот и все ваш стабилизатор (драйвер) готов, можно подключать светодиоды. При стабилизированном питании они прослужат гораздо дольше.
Автор: Роман Кулькин
Вот такая статья, и на последок интересная табличка:
Таблица примерных напряжений светодиодов в зависимости от цвета:
Цветовая характеристика Длинная волны Напряжение
Инфракрасные от 760 нм до 1.9 В
Красные 610 — 760 нм от 1.6 до 2.03 В
Оранжевые 590 — 610 нм от 2.03 до 2.1 В
Желтые 570 — 590 нм от 2.1 до 2.2 В
Зеленые 500 — 570 нм от 2.2 до 3.5 В
Синие 450 — 500 нм от 2.5 до 3.7 В
Фиолетовые 400 — 450 нм 2.8 до 4 В
Ультрафиолетовые до 400 нм от 3.1 до 4.4 В
Белые Широкий спектр от 3 до 3.7 В
Это схема расшифровки резисторов.
Считается очень просто:
Возьмем в примеру резистор с маркировкой серый, красный, коричневый, золотой. Смотрим по таблице, серый это 8, красный — 2, получается 82, дальше идет множитель смотрим, коричневый это 10 Ом. И так 82*10 Ом = 820 Ом, ну и последний цвет, золотой это +/- 5% это значение допустимого отклонения.
ну есть еще простой способ расшифровки вот ссылка
Светодиодная лента легко устанавливается при помощи клейкого слоя «ЗМ», нанесённого на обратной стороне. Площадка для приклеивания ленты должны быть сухой и чистой, без пятен масла или силикона. Поверхность, к которой приклеивается лента, должна быть цельной, без разрывов, чтобы избежать повреждения ленты. При установке полностью удалите защитное покрытие с клеевого слоя и прижмите ленту к поверхности с усилием около 20 Н/см.
15 метров у пульта работающего по радио каналу. 10 метров у ИК пультов. Обратите внимание что контроллеры которые управляются по радио каналу можно размещать непосредственно в нишах (полностью закрывая контроллер со всех сторон), гипса картон не является препятствием для радио волн. Контроллеры с ИК пультом управления необходимо размещать так, что бы приемник волн находился в открытой части ниши.
Управление контроллером осуществляется только с пульта идущего с ним в комплекте.
Блок питания подключается соответственно маркировке на клеммнике (в случае подключения блоков 100 и более ватт серии ИП 20) где L и N клеммы для подключения питания 220 В переменный то (подключение из сети), следующая клемма предназначена для подключения заземления при его наличии, клеммы COM соответствуют контакту “-” на ленте и клеммы с обозначением “+V” для подключения контакта “+” на ленте.
Степень защиты этой ленты не допускает попадания влаги на ленту и использование ленты в помещениях с повышенной влажностью воздуха.
Ленту можно протирать сухой, либо слегка влажной тряпочкой, при этом лента обязательно должна быть отключена от сети и после завершения чистки необходимо дать ленте полностью просохнуть.
Напряжение необходимое для питания ленты 12 Вольт которое соответствует бортовому напряжению в легковом автомобиле. Однако напряжение выдаваемое сетью автомобиля не на столько стабильно как требуют условия эксплуатации ленты, поэтому срок службы ленты установленной в автомобиле значительно сокращается от заявленного.
Наименьший отрезок ленты составляет 3 светодиода. Ленту рекомендуется разрезать ножницами между площадками для пайки.
Пайка обеспечивает наиболее надежный контакт чем коннекторы, однако если вы уверены что лента на протяжении всего срока эксплуатации будет неприкосновенна, то выбор способа соединения не принципиален.
Блоки питания ИП 20 мощностью 30/60 Ватт на выходе 12 Вольт оснащены коннектором для подключения ленты через блок управления. В обычном случае данный коннектор не нужен поэтому он просто обрезается, и коннектор подключается к проводу блока питания на скрутку.
Диод является полупроводником, в случае если перепутана полярность подключения, элемент просто не работает, кратковременное включение не нанесет элементам ленты не какого вреда.
Для того чтобы избежать перегревания блока питания при закладке в нишу, необходимо оставлять по 3-5 см свободного пространства вокруг него.
Гарантированное время работы диодов на ленте при соблюдении всех правил подключения и эксплуатации 30 000, эффективный срок службы порядка 50 000. Что эквивалентно 3,5 – 5 годам беспрерывного свечения.
При обычных условиях работы (комнатная температура), лента нагревается не более 45 Градусов (чуть теплая при прикосновении). При использовании светодиодной ленты достигается максимальная пожаробезопасность, за счет использования тока низкого напряжения и малой теплоотдачи светодиодов при работе. Однако стоит помнить что не достаточно хорошо пропаянный контакт, либо место замыкания контактов «+» и «-» может сильно нагреваться. Будьте внимательны при сборке!
Да. Диоды изготовлены в Тайване, Сама сборка происходит в Китае.
Соединение ленты разных цветов допускается, не каких негативных последствий от такого рода соединения не будет.
Технологически невозможно реализовать. Нет.
Блок не будет полностью загружен, однако будет наблюдаться незначительное увеличения потребления тока из сети.
3, 5 лет непрерывного свечения.
Диоды выходят на максимум свечения мгновенно после включения.
Если монтаж был произведен по инструкции и условия эксплуатации соблюдаются то запас прочности клеевого слоя достаточен чтобы обеспечить необходимую фиксацию на весь срок эксплуатации изделия.
При выходе из строя по каким либо причинам 1 диода приводит к тому что работать перестает только звено из 3 диодов в котором он находился, все остальные участки ленты продолжают работать. Не относится к случаям если присутствуют физические повреждения самой ленты.
Запитывающие коннекторы для РГБ ленты – имеют 4 провода, тогда как запитывающие коннекторы для обычной только 2 провода. Соединительные коннекторы для РГБ ленты имеют 4 контактных соединения, обычные только 2.
Это сделано для удобства монтажа. Полную мощность блока можно взять как с одной группы контактов, так и подсоеденив несколько кусков ленты к разным группам.
При превышении максимальной длинны линии указанной в инструкции возможен нагрев проводника ленты и разброс в яркости свечения диодов (диоды которые будут находится дальше от источника питания будут гореть менее ярко).
Из строя выдут диоды той группы на которой был произведен разрез, остальные диоды могут продолжить работу после того как новый разрез будет выполнен в предусмотренном для этого месте.
Вопросы о светодиодных лентах
1) Как лента крепится к поверхности?
Светодиодная лента легко устанавливается при помощи клейкого слоя «ЗМ», нанесённого на обратной стороне. Поверхность для приклеивания ленты должна быть сухой и чистой, без пятен масла. Перед приклеиванием ленты поверхность необходимо обезжирить спиртовыми салфетками (входят в комплект). При установке удалите защитное покрытие с клеевого слоя и прижмите ленту к поверхности на 3-5 секунд
2) Светодиодную ленту можно крепить без алюминиевого профиля?
Можно. При работе она нагревается до 45-50 градусов, что никак не влияет на срок службы ленты. Светодиодные ленты приклеенные без профиля прямо к кухонным шкафам работают уже многие годы. Алюминиевый профиль со стеклянным плафоном несёт скорее декоративную роль
3) Радиус действия пульта?
10 метров
4) В чём разница в использовании влагозащищённых и влагоНЕзащищённых лент?
Влагозащищённые ленты покрыты толстым слоем прозрачного силикона. Клейкого слоя на них нет, согнуть их нельзя. Используются либо на улице (им не страшен дождь), либо во влажных помещениях (например в ванной комнате).
5) Как резать ленту?
Наименьший отрезок ленты составляет 3 светодиода. Ленту рекомендуется разрезать ножницами по центру площадок для пайки (два овала медного цвета)
6) Паять или использовать коннекторы?
Коннекторы использовать можно и это существенно проще и аккуратнее, чем пайка.Такой способ соединения предусмотрен производителем лент
10) Влияет ли число включений/выключений на срок службы?
Нет
11) Как быстро после включения диоды разгораются до полной яркости?
Диоды выходят на максимум свечения мгновенно после включения
12) Лента со временем не отклеится?
Если поверхность перед приклеиванием ленты была тщательно обезжирена и условия эксплуатации соблюдаются, то запас прочности клеевого слоя достаточен чтобы обеспечить необходимую фиксацию на весь срок эксплуатации изделия
14) Если разрезать ленту не по линии медных контактов, то она перестанет работать?
Из строя выйдут диоды той группы, на которой был произведен разрез, остальные диоды могут продолжить работу после того как новый разрез будет выполнен в предусмотренном для этого месте
Б) Количество светодиодов 60 шт/м
Эта характеристика указывает на плотность размещения светодиодов на ленте. Наиболее распространены ленты с плотностью 30, 60 и 120 диодов на каждый метр
Д) Индексы пыле-влагозащиты
Подключение светодиодных лент: правила, схемы, распространенные ошибки
Светодиодное освещение пользуется большой популярностью, а благодаря лёгкости монтажа светодиодных лент его смогут установить даже люди, не сильно разбирающиеся в таких работах. Потребуются только базовые школьные знания физики и следование пошаговым инструкциям.
Общие правила подключения светодиодной ленты
При монтаже светодиодных лент нужно придерживаться таких правил:
Последовательность простого подключения светодиодной ленты
Наиболее простой и быстрый способ соединения проводов с контактными площадками светодиодной ленты – это механическое соединение при помощи специального LED-коннектора. Для соединения необходимо контактные площадки ленты сопоставить с контактами коннектора и защёлкнуть крышку.
Этот метод отличается дороговизной, потому что один коннектор по стоимости сопоставим с 0,5 м ленты, и он не такой надёжный, как соединение при помощи пайки припоем. Не все согласятся на подобные денежные затраты при том, что осветительное устройство состоит из множества ленточных отрезков, а не одного.
Расчет длины ленты
Вначале выполняется подсчёт основной протяжённости участка, на котором будет закреплено ленточное устройство. Обязательно нужно учитывать, что резка ленты может осуществляться через определённые промежутки в соответствии с числом светодиодов.
Резка ленты
Изделие составляют параллельно соединённые сегменты. В составе одного сегмента ленты с питающим напряжением 12В находятся три корпуса с диодами и три сопротивления. Каждый корпус содержит по три полупроводниковых кристалла с красным, зелёным и синим свечением. Для кристаллов с одним цветом выполняется последовательное включение. Чтобы ограничить силу тока, проходящего по цепочкам диодов, в последовательном порядке находятся сопротивления: R1, R2, R3.
Бывают случаи, когда требуется выполнить подключение лишь небольшого отрезка ленты, а не всех 5 метров изделия, что находится в стандартной катушке. Тогда её необходимо разрезать в предварительно размеченных местах.
Светодиодную ленту можно разрезать с помощью обычных канцелярских ножниц. Как правило, намеченные отрезки равны трём светодиодам. Это объясняется последовательным запараллеливанием их по 3 экземпляра.
Если лента обрезается по линиям завода-производителя, то это не приведёт к негативным последствиям. А вот только два светодиода с разомкнувшейся цепью не будут светить.
Подключение к сети 220 В, подключение блока питания, диммера
Выбрав источник питания, необходимо подключить к нему светодиодную ленту.
Схема из одного блока питания и одной ленты
К внешнему концу ленты подключены провода для соединения. При их отсутствии придётся их припаивать. Красный провод (-+) и чёрный (—) отмеряют такой длины, чтобы её хватало до блока питания. Их зачищают с обеих сторон.
При помощи маломощного паяльника припаивают провода на дорожки ленты. Это нужно выполнить максимально быстро, чтобы не нанести вред светодиодам, не перегреть их.
На участках, где выполнялась пайка, следует сделать качественную изоляцию, используя термоусадочную трубку. Потом лента подключается к блоку питания.
Смотрите видео простого монтажа светодиодной ленты:
Схема из одного блока питания и двух лент (с учётом подходящей мощности блока питания к такой нагрузке)
При необходимости установки, например, восьмиметровой светодиодной ленты придётся соединять два отрезка по 3 или 5 метра. В этой ситуации определяется место прохождения линии разреза. Затем при помощи проводов запаивается разорванная цепь. После запайки два отрезка можно подключать, только при помощи параллельного, а не последовательного соединения.
В определённых ситуациях один блок питания соединяется с несколькими светодиодными лентами, расположенными на различном отдалении (к примеру, оформление подсветки витрин в магазинах или освещение других предметов с разной отдалённостью). В таком случае нет необходимости выполнять прокладку проводов на каждый участок. Можно заменить всё одной главной магистралью, к которой уже подключается необходимое количество светодиодных лент.
Диммер к светодиодной ленте питается от 12/24V. Соединён он в цепи с блоком питания, а с другой стороны к нему подключена светодиодная лента. Выход блока питания соединяют с входом диммера, а его выход – со светодиодной лентой. Обязательно нужно соблюдать полярность.
Если диммер обладает недостаточной мощностью, чтобы подключить ленту, то нужно воспользоваться усилителем (схема подключения изображена в начале статьи).
Соединение отрезков ленты
Для соединения отрезков ленточных отрезков используют спайку. Следует выполнить зачистку поверхности контактных площадок, расположенных в районе линий разреза. Каждая площадка на торцевом участке ленты подсоединяется к площадке с другого торца. В данном случае используется провод, диаметр которого не больше 0,5 мм.
Чтобы получить доступ к контактным площадкам, необходимо удалить слой силиконового покрытия ленты (его имеют лишь герметичные изделия). Затем выполняется припайка проводов на эти площадки.
Существуют варианты соединения светодиодных лент с помощью коннекторов. Для этого их контакты соединяются между собой, а сверху защелкивается крышка.
Коннектор для гибкого соединения двух лент
Сложные схемы подключения
Подключение нескольких лент
Если подключается несколько лент, а блок питания не обеспечивает достаточную мощность, то каждая из них может использоваться со своим блоком при наличии у него необходимых параметров.
Подключение RGB-ленты
При подключении RGB светодиодной ленты используется ещё дополнительное устройство – контроллер. С его помощью происходит управление цветами, от него зависит интенсивность освещения диодов. Отличие от одноцветных лент заключается в том, что для подключения используются четыре провода: один из них общий, а с помощью трёх остальных проводов выполняется управление цветами. При подключении используется пайка или специальные коннекторы.
Подключение к блоку питания компьютера
На блоке питания ПК имеется шина питания 12В, которая подходит к LED-модулям. При наличии АТХ-блока сразу, путём включения в розетку, устройство не запустить. Для этого на основном разъёме необходимо предварительно замкнуть зелёный и чёрный проводки.
Затем отрезается molex-разъём или используется molex тип «мама», и к его проводам припаивается лента. В итоге получится разборная конструкция. Для подключения очень мощного прибора освещения рекомендуется объединение нескольких жёлтых проводов для снижения просадки напряжения.
Компьютерный блок питания не рекомендовано применять без нагрузки.
Возможные ошибки при подключении и их устранение
К основным причинам неисправности светодиодов относится использование некачественных изделий и блоков питания, а также неправильная установка и подключение ленты. Из-за совершения ошибок существенно сокращается срок эксплуатации осветительных устройств.
Ошибки при подключении ленты большой длины
При выполнении декоративного подключения осветительная лента может быть длиной 10 или даже 25 метров. На первый взгляд кажется, что можно подключить ее в последовательном порядке и всё готово. Однако это неправильные действия.
Цельный кусок ленты может быть длиной максимум в 5 метров, потому что предварительно рассчитано, что по её дорожкам может протекать ток определённой величины. При подключении ещё одного пятиметрового отрезка светодиодной ленты происходит существенное увеличение рассчитанной нагрузки на токопроводящие дорожки в первом куске. Такое подключение приводит к неравномерному свечению светодиодов и вызовет быстрое перегорание.
Для подсветки участков, длина которых превышает 5 метров, подключение ленточных кусков выполняется параллельно, для этого придётся воспользоваться длинным соединительным проводом (5 м и больше). Тогда ко второму отрезку передача тока будет осуществляться с помощью этого длинного провода, а не по дорожкам первого куска.
Главное, что нужно учитывать – это большое сопротивление у длинного провода. В связи с этим, чтобы в нём не так заметно падало напряжение, этот дополнительный провод должен быть с двойным сечением.
Светодиодные ленты подключают с одним или двумя блоками питания с помощью одностороннего или двустороннего подсоединения. К тому же при двустороннем монтаже мощность изделия обязательно должна превышать 9,6 Вт/м. Такое освещение будет дороже, потому что потребуется дополнительный кабель, однако это компенсируется качеством и более продолжительным сроком эксплуатации.
Монтаж ленты без профиля
Светодиодную ленту обязательно закрепляют к алюминиевому профилю, действующему как радиатор охлаждения. Во время работы от диодов исходит не только поток света, но и тепло, а если наступит перегрев, то произойдёт снижение их светоотдачи, потому что светодиоды будут деградировать и разрушаться.
В итоге получится, что вместо 5 лет службы ленты она в течение года выйдет из строя. Однако если будет присутствовать алюминиевый профиль, светодиоды будут функционировать в нормальном температурном режиме. Как выбрать и установить профиль, рассказывается тут.
Наиболее вероятен перегрев у светодиодных лент с силиконовой защитной плёнкой на диодах. Осуществление теплоотдачи на таких лентах происходит лишь через подложку, а при наклеивании её на деревянную или пластиковую поверхность быстрое перегревание для таких лент обеспечено.
Неправильный подбор блока питания
Важно запомнить, что мощность блока питания должна быть на 30% выше суммарной мощности подключённой с помощью него светодиодной ленты. Благодаря такому запасу мощности устройство сможет работать надёжно и долго. При установке блока питания с приблизительно равными параметрами мощности он будет работать на предельных возможностях, что приведёт к сокращению его ресурса.
Выполнить расчёт необходимой мощности блока питания совсем несложно. К примеру, при покупке 15-метровой ленты, если её мощность 4,8 Вт на 1 метр, размер суммарной мощности будет равен 4,8х15+72 В. Для этого потребуется блок питания с запасом мощности 30%, в итоге получается 93,6 Ватт.
Как рассчитать требуемую мощность блока питания, подробно рассказывается в видео ниже:
Самостоятельно изучив особенности подключения светодиодных лент, можно обеспечить любое рабочее или домашнее помещение эффективным и экономичным освещением. Главное – следовать простым правилам работы с электричеством и проведённым расчётам.