Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Делаем своими руками

Безусловно, существует возможность самостоятельного изготовления этого источника тока на основе радиолюбительских схем. Для начала следует немного разобраться в принципе действия и элементах конструкции блоков питания от бытовой сети 220 В.

Крайне не рекомендуется использовать архаичный трансформаторный блок питания напрямую из-за сильного нагрева и несовместимости вольт-амперных характеристик (ВАХ) светодиодной техники. ВАХ осветительных светодиодов не прямо пропорциональна, потребляемый ток здесь растет не по прямой, а экспоненциально.

Найти его в каталоге просто вбив название. Нехватку мощности можно компенсировать, разрезав длинную ленту на несколько равных частей и изготовив несколько таких блоков, после чего параллельно соединив их между собой и подключив в сеть. LM2596 можно использовать для питания ленты от прикуривателя автомобиля, подключив его через предохранитель 5А.

Для изготовления импульсного блока питания полностью с нуля необходимо будет собрать сначала простой выпрямитель переменного тока на 220 вольт, а затем нарастить конструкцию несколькими каскадами импульсных выпрямителей и модулем широтно-импульсной модуляции, при желании снабдив дополнительной системой охлаждения. Основную часть деталей можно раздобыть в отслуживших свой срок бесперебойниках и компьютерных БП.

Первым вариантом источника тока 12 В для ленты является доработанный БП от компьютера на основе полумостового драйвера IR2151. Блок малогабаритен и может с минимальными переделками разместиться в корпусе от самого компьютерного блока.

Схема бестрансформаторного блока питания с балластным конденсатором

Трансформатор необходимо будет вскрыть и заново перемотать. Первичная обмотка мотается медной проволокой диаметром 0.8 мм и состоит из 40 витков. На вторичную нужно 2х3 витков жгута из 7 жил провода того же диаметра. За вторичной обмоткой расположен спаренный диод Шоттки на 2х30 Ампер, прикрученный к корпусу для охлаждения.

Практически все конденсаторы нужных емкостей можно найти на плате компьютерного БП. Манипуляции с увеличением или уменьшением их емкости напрямую влияют на мощность блока питания.

Для питания основной микросхемы нужен очень мощный ограничительный резистор, рассчитанный на 2 Вт, его нагревание в процессе работы способствует колебаниям номинального сопротивления на одну десятую от общего значения, однако это не отразится на яркости освещения.

Полевые транзисторы защищены от бросков напряжения дополнительным термистором. Диодный мост построен из 4-х диодов 1N5408, рассчитанных на напряжение 1 кВ и силу тока в 3А. Данный БП крайне мощный и рассчитан на большую нагрузку в несколько сотен Ватт.

Недостатком конструкции можно назвать отсутствие диммера для регуляции яркости свечения и встроенного вентилятора системы охлаждения, который во избежание мерцания ленты нужно подключать к отдельному блоку питания.

Полученный ИБП можно и нужно снабдить дополнительным функционалом. Из-за низкого используемого напряжения для конструкции не годится классический диммер, работающий по принципу изменения выходного напряжения. Вместо него будет рассмотрена схема диммера для плавной регулировки яркости (у монохромных) и цвета (цветные) лент на основе ШИМ.

В продаже имеется готовая подходящая по характеристикам плата регулятора с большим током и маленьким напряжением NM4511 стоимостью в 300 рублей от специализированной компании МастерКит. Однако самостоятельная сборка не составит большого труда и квалификации. В основе схемы лежи сдвоенный операционный усилитель LM358 и мощный транзистор IRF3205.

Важные нюансы управления яркостью

Протяженные специализированные ленты на 220 В не имеют блока управления, хотя могут диммироваться, если возникает необходимость. Яркость светодиодов изменяется в зависимости от напряжения питания

Здесь важно не превысить предел возможностей, хотя в стандартных конструкциях для этого надо, чтобы в сети оказалось не 220 В, а гораздо больше. С уменьшением напряжения яркость свечения падает, что можно использовать для создания световых эффектов

Если же используется лента, собранная самостоятельно из отдельных фрагментов, то надо проследить, чтобы все они были одинаковы. Если соединить отрезки разной длины и, соответственно, с разным количеством светодиодов, то лента будет светиться неравномерно — короткие куски будут гореть ярче, а более длинные — тусклее.

Чем больше разница в длинах фрагментов, тем заметнее будет расхождение в режиме работы. При этом, возможность подключения диммера у таких светильников присутствует в той же степени, что и у специализированных длинных лент.               

Способы подключить светодиодную ленту 12В к сети 220В

При включении светодиодной полосы 12В просто в розетку она сгорит. Поэтому для включения таких устройств в бытовую сеть необходимы дополнительные устройства.

Импульсный блок питания

Такие устройства есть самодельные или фабричного производства – это лучший, хотя и самый дорогой вариант. Эти блоки обеспечивают постоянную величину напряжения и отсутствие видимых пульсаций.

Более дорогие устройства опционально оснащаются регулятором яркости света (диммером) и пультом ДУ.

Питание устройств от трансформатора

В этих аппаратах находятся понижающий трансформатор 220/12, выпрямительный мост и конденсатор, сглаживающие пульсирующее напряжение после диодного моста.

Такой блок питания можно изготовить самостоятельно из питающего трансформатора от старого лампового приёмника или телевизора, если намотать на нём вторичную обмотку 12В и собрать в корпусе вместе с диодным мостом и конденсатором.

Бестрансформаторный блок питания

Короткий отрезок ленты, например, для ночника или настольной лампы, можно подключить без понижающего трансформатора, через токограничивающий конденсатор. По похожей схеме собраны недорогие светодиодные лампы.

Недостаток этих конструкций в том, что если обычное питающее устройство потребляет из сети ток, приблизительно в 20 раз меньше необходимого для питания светодиодов (за счёт понижающего трансформатора), то бестрансформаторное устройство потребляет полный ток светодиодной ленты. Поэтому подключать к такому блоку длинную LED-полосу нецелесообразно.

Емкость конденсатора С1 необходима 1,4mkF на 0,1А тока ленты, а напряжение от 300В. Тип – МГБО или К73. Требуется фильтрующий конденсатор С2 ёмкостью 20mkF на 0,1А тока и напряжением 15В.

Ток потребления уменьшается при соединении кусочков ленты последовательно. В этом случае он равен току отдельного кусочка. При соединении нескольких отрезков последовательно напряжение конденсатора С2 умножается на их количество.

Для определения тока конструкции необходимо:

1. Количество светодиодов в метре ленты разделить на 3. Получится число неделимых отрезков;
2. Мощность метра ленты разделить на число отрезков с тремя светодиодами и на 12В – напряжение питания. Получится ток потребления одного участка;
3. Умножить ток одного отрезка на количество таких участков. Получается общий ток конструкции.

Ток диодов в выпрямительном мосте определяется током устройства, а напряжение 300В.

Например, в метре ленты SMD3528 плотностью 60 диодов содержится 10 участков по три светодиода. Один участок имеет мощность 4,8Вт/10-0,48Вт и ток, 0,48Вт/12V – 0,04А. В куске длиной 0,5 метра таких участков 5 общим током 0,2А. Следовательно, емкость С1 2.8mkF или меньше, а C2 – не меньше 40mkF.

Бестрансформаторный блок питания

Важно! На всех элементах такой конструкции, в том числе и на LED-ленте, присутствует высокое напряжение

Последовательное подключение

Последовательное подсоединение отрезков светодиодной ленты позволяет обойтись без блока питания. Это получится при соблюдении некоторых условий:

• Количество светодиодов должно делиться на 60. Это необходимо, чтобы после разрезания получилось 20 отрезков по три диода;
• Все отрезки должны быть одинаковыми, с одним количеством одинаковых светодиодов. Иначе на куске с меньшим количеством или менее яркими диодами будет большее напряжение, и он быстро выйдет из строя.

Подключается конструкция через диодный мост и фильтрующий конденсатор, аналогично безтрансформаторному блоку питания.

Подключение 12 вольтовой ленты к сети 220В

Светодиодная лента 220 вольт – это удобное осветительное устройство, которое имеет множество применений, благодаря своим преимуществам, а питание таких приборов от выпрямителя вместо блока питания позволяет сэкономить на его приобретении.

Истоки пожарного дела на Руси

Первый противопожарный акт регулятора на Руси был издан в 1434 г. московским князем Василием Темным. В нем были перечислены правила обращения с открытым огнем в быту и на производстве.

Больший вклад в борьбу с пожарами внес Иван III. В 1472 г. он издал указ о обязательных правилах, регламентирующий использование в домах свечей, печей, лучин и т.д. Этот указ также предписывал кузнецам, оружейникам, гончарам и другим мастерам, использующим открытый огонь, размещать свои мастерские вдали от жилых строений. По распоряжениям Ивана III в 1493 г. в Москве были сооружены противопожарные рвы и 200-метровая противопожарная зона от стен Кремля, для чего разбирались все сгораемые строения, даже церкви.

В 1504 г. в Москве была организована пожарно-сторожевая служба, предназначенная для охраны города от пожаров и воров. Город был поделен на участки, группой сторожей участка руководил «решетчатый приказчик». Службу возглавляли «объезжие головы». Они же и руководили городскими жителями при ликвидации пожаров.

Деятельность Ивана III продолжил и Иван IV, более известный как Иван Грозный. В 1547 г. и в 1582 г. он издал противопожарные режимные указы и организовал противопожарную службу, возложив ее на стрелецкое войско. Боролись с огнем стрельцы так: тушили пожар водой, которую доставляли всеми подручными средствами, разбирали соседние строения, чтобы пожар не перекинулся на весь квартал, растягивали мокрые шкуры, препятствующие продвижению огня.

Во времена деревянных городов случайные пожары (не поджоги) считались божьим наказанием

Топ-3 лучших производителя ЛЕД лент на 220 в

Назвать однозначно лучших
производителей сложно, поскольку общих критериев оценки подобных устройств
попросту не существует. Среди достойных фирм имеются и американские, и
европейские, и китайские компании. К лучшим из них можно условно отнести
следующие бренды:

• CREE. Это американская компания, которая
  работает с 1987 года, т.е. практически с момента возникновения LED ламп. Сегодня компания CREE
  производит широкий ассортимент светодиодных приборов, и ленты среди них
  занимают значительную часть;
• OSRAM. Это известная фирма, которая относится к
  числу европейских лидеров в производстве осветительной техники и, в частности,
  полупроводниковых лампочек. Продукция компании отличается заметной
  дороговизной, но и качество их светильников вполне соответствует ценовым
  запросам;
• ЭРА. Российская компания, созданная в 2004 году,
  представляет вполне конкурентоспособную продукцию, которую высоко оценивают
  пользователи как в нашей стране, так и в соседних республиках. Привлекательной
  особенностью светодиодных лент этого бренда является низкая цена при вполне
  достойном качестве, что подтверждает устойчивый спрос.

Выбор ленты следует производить в
первую очередь по техническим характеристикам. Имя компании служит лишь
гарантией соответствия заявленных и реальных параметров товара.

Стрипперы профессионального разряда

Меры предосторожности

Не допускайте попадания клея на открытые участки кожи, следите за открытым тюбиком во время клеевых работ.

1. Старайтесь не выдавливать много клея на склеиваемые поверхности.
2. Отверстие в тюбике проковыривайте тонким и острым предметом, например, иголкой. Не рекомендуется давить при этом на тюбик, рискуете вылить содержимое на себя.
3. Не стоит выдавливать клей из тюбика по направлению в сторону рук, пальцев. Выдавливайте клей от себя.
4. Не рекомендуется скручивать тюбик с целью полного выдавливания содержимого. Зачастую клей протекает через заломы и пачкает руки.
5. Подготовьте средство для очистки клея, чтобы сразу удалить возможное загрязнение.

Заключение
Итак, мы рассмотрели основные способы того, как можно оттереть суперклей от кожи рук, пальцев и одежды. Если вам известны другие методики, то делитесь ими с нашими читателями в конце этой статьи. Также смотрите несколько интересных лайфхаков о том, как оттереть супер клей:

Конструктивные особенности

Существуют автоматы различных конструктивных исполнений. Рассмотрим разные варианты:

1. однополюсные применяются в сети 220 вольт. Чем они отличаются? У них подключается только один-единственный фазный провод
2. двуполюсные тоже применяются в сети, которая, как и в предыдущем случае, составляет 220 вольт, их главное отличие в том, что в их схеме подключаются два провода. Фаза и ноль.
3. трёхполюсные могут использоваться в сети 380 вольт. Подключаются в таких устройствах три обычных фазных провода.
4. четырёхполюсные автоматические выключатели. Применяются, как и трёхполюсные, в сети 380 вольт. К ним подключаются три стандартных фазных провода, а помимо них один нулевой.

Наиболее распространённым в бытовой сети являются однополюсные и двуполюсные. Оптимально наиболее в такой сети использовать двуполюсный автоматический выключатель и именно его мы рассмотрели в статье. Это так потому что:

1. В него включаются сразу два провода. Как уже было сказано выше, эти провода — ноль и фаза. Если у пользователя появляется такая необходимость, то допустимо разорвать цепь полностью. Если возникнет перенапряжение на нуле, то если мы отключим автомат, сумеем спасти технику.
2. Двуполюсный автоматический выключатель прост в использовании. Также прост и в монтаже. Устанавливается всего лишь одним щелчком на так называемую дин-рейку.
3. Провода в двуполюсных автоматах легко подключить и, по возникшей необходимости, отключить. Для этого нужно всего лишь открутить четыре винта.
4. Автомат можно легко при желании поменять на УЗО или диф-автоматический выключатель. Способ подключения при этом и длина проводов одна и та же.

Рекомендации по размещению оборудования и монтажу LED ленты

Светодиодная система не является системой повышенной надежности и поэтому необходимо монтаж выполнять с учетом возможности ее полного или частичного демонтажа в случае отказа для ремонта.

Светодиодная лента с тыльной стороны покрыта липким слоем, защищенным пленкой. Для закрепления LED ленты на поверхности достаточно удалить защитную пленку и прижать ленту к поверхности. Но если поверхность имеет большую шероховатость, то лента приклеится плохо и со времен может отвалиться. Для надежного крепления на шероховатую поверхность можно предварительно на нее нанести полоску двустороннего скотча, равную ширине ленты, и уже на него приклеивать ленту.

Существуют специальные алюминиевые профили, которые с помощью саморезов закрепляются на стене, и лента приклеивается уже к профилю. К профилям придается пластиковый рассеиватель, позволяющий спрятать светодиоды и сделать световой поток более равномерным. Но стоимость профилей зачастую превышает стоимость самой лены. Специальный профиль можно заменить дешевым , закрепив его на поверхности жидкими гвоздями.

При подсветке потолков LED ленту удобнее всего спрятать за потолочным плинтусом. В зависимости от замысла, светодиоды направляют либо параллельно поверхности потолка или под углом к нему. Для максимального использования светового потока и получения равномерного освещения потолка ленту нужно размещать на расстоянии не менее пяти сантиметров от него.

При освещении витрин, полок или внутреннего объема шкафов необходимо позаботиться, чтобы светодиоды не светили прямо в глаза людей. В противном случае эффект от подсветки будет неполным, а возможно и отрицательным, например в случае подсветки товара в магазине.

В мощных блоках питания часто устанавливают вентиляторы, которые при работе издают акустический шум, который со временем обычно увеличивается. Этот факт надо учесть, если светодиодная система устанавливается в помещении, где шум может стать раздражающим фактором, например, в спальной комнате. В таком случае блок питания выносят в другое помещение, где шум не будет мешать.

Выбор материала для отделки короба

Виды

Блоки питания для светодиодных лент с питанием от 12 вольт не имеют единой классификации, но все их условно можно разделить исходя из технических, конструктивных и функциональных особенностей. Рассмотрим этот момент более детально.

Вариант исполнения

Герметичный блок питания имеет сразу несколько положительных аспектов. Корпус, выполненный из качественного материала, который защищает начинку устройства от любого воздействия внешней среды.

Степень защиты от влаги и пыли

Любой промышленно выпускаемый корпус для электрического оборудования проходит тест на возможное проникновение внутрь твердых предметов и влаги по утвержденным международным стандартам. В результате устройству присваивается определенная степень защиты (сокращенно IPxx, где xx – это двузначное число), которая определяет возможные допустимые условия его эксплуатации.

1. IP 20, источник питания имеющий открытый тип корпуса. Элементы схемы защищены металлическим кожухом с отверстиями диаметром не менее 12,5 мм. Электрическая схема хорошо защищена от прикосновений пальцев и крупных предметов, защита от воды и мелких предметов отсутствует.
2. IP 54 блок питания для светодиодной ленты на 12 В с частичной герметизацией. Имеет полную защиту от контакта с предметами и частично с пылью. Брызги воды любой направленности не способны проникнуть внутрь устройства.
3. IP67 или IP68. Изделия в герметичном корпусе с полной защитой от пыли. В первом варианте допускается кратковременное погружение в воду, во втором устройство может длительно работать под водой. Обычно применяются в подсветке с помощью светодиодных лент на улице.

Особенности схемотехники БП

По принципу действия все блоки питания делятся на 3 вида: линейные, импульсные и бестрансформаторные (ниже представлено по одному варианту их схем). БП линейного типа, как изобретение прошлого века, активно применялись до появления импульсных источников питания. Их схема предельно проста: понижающий трансформатор, выпрямитель, фильтр и интегральный стабилизатор.

Импульсный блок питания для светоизлучающей LED-ленты на 12 В схемотехнически немного сложнее, но выгодно отличается высоким КПД, малым весом и компактными размерами.

Блоки бестрансформаторного типа – практически не применяются для питания светодиодных лент. В них сетевое напряжение 220 В понижается с помощью RC-цепочки с дальнейшей стабилизацией.

Дополнительные функции

Сегодня на рынке можно встретить блоки питания с самыми разнообразными дополнительными функциями: от простого индикатора напряжения на светодиоде, до дистанционного управления напряжением. В одних случаях дополнения могут быть очень кстати, в других – совершенно бесполезны. Перед выбором изделия рекомендуется четко определиться с требованиями и функциями изделия.

Основные критерии выбора

Выбирая блок питания для СЛ, необходимо обратить внимание на следующие основные характеристики:

1. Метод преобразования напряжения.
2. Принцип охлаждения.
3. Исполнение.
4. Выходное напряжение.
5. Мощность.
6. Дополнительный функционал.

Метод преобразования

Как я уже говорил выше, блок питания может быть трансформаторным или импульсным. Если нужен блок питания относительно небольшой мощности, то предпочтение лучше отдать импульсной конструкции. Покупка серьезного ТБП оправдает себя лишь при мощностях в сотни ватт – ИБП такой мощности стоят дорого и нередко имеют вентиляторы охлаждения, которые создают шум и собирают пыль.

Охлаждение

Охлаждение может быть пассивным и активным. В первом случае охлаждение узлов прибора производится естественным образом, во втором для этих целей служит вентилятор. Если мощность БП невелика, то от устройства с принудительным охлаждением лучше отказаться: вентилятор шумит и вместе с воздухом всасывает массу пыли, оседающую на узлах блока. Такие источники требуют регулярного технического обслуживания и, главное, плохо защищены от влаги.

Такой блок не только шумит, но и является своеобразным пылесосом

Исполнение

От конструктивного исполнения зависит степень защиты от окружающей среды. Если блок питания будет работать на улице или во влажном/пыльном помещении, то придется выбрать пылевлагозащищенную, а еще лучше герметичную конструкцию. Никаких дырочек, щелочек и, конечно, никаких вентиляторов. Для сложных механических условий (вибрация, тряска, удары и пр.) отлично подойдет прибор в металлическом сплошном корпусе. Для обычного жилого помещения можно выбрать блок в открытом кожухе со множеством вентиляционных отверстий – он будет лучше охлаждаться.

Выходное напряжение

Тут все просто. СЛ выпускаются на 2 напряжения – 12 или 24 В. Прочитай на упаковочной коробке или даже на самой ленте, на какое напряжение питания она рассчитана. Затем выбери БП, имеющий нужные параметры.

Эта СЛ рассчитана на 12 В, значит и блок питания нужен на такое же напряжение

Мощность

Мощность блока питания должна быть как минимум на 15-20% выше мощности, потребляемой лентой (лентами). Вроде все просто, но есть один нюанс. Редко, но случается, что на блоках питания не пишется мощность, а указывается лишь максимально допустимый ток. Как пересчитать его в мощность? Элементарно. Умножь рабочее напряжение (12 или 24 В) блока на его максимально допустимый ток в амперах, и ты получишь мощность в ваттах.

На этом блоке питания (фото выше) указана мощность в 20 Вт, ток 1.67 А и напряжение 12 В. Проверим для интереса: 12*1.67=20.04 Вт. Все сходится.

Дополнительные функции

Кроме своей основной работы, блок питания может выполнять и некоторые дополнительные функции. Существуют, к примеру, устройства со встроенными диммерами (регуляторами яркости), таймерами, автоматами эффектов и даже с беспроводными пультами ДУ. Тут уже на твое усмотрение, но имей в виду, что любая дополнительная функция отражается на стоимости конструкции.

Самостоятельная сборка

БП в своей основе имеют трансформаторы. При этом, чем большая мощность характерна для изделия, тем больше его габариты и вес. В результате часть КПД расходуется на нагрев и «гудение». Кроме этого не всегда можно найти то изделие, которое подойдет для светодиодной ленты. Сделать его можно своими руками. Для этого необходима схема паяния. Примерная схема спайки приведена ниже.

Схема для самостоятельной сборки

В этой ситуации вам понадобится довольно большое количество деталей и времени. Все необходимые детали можно найти на радиорынке или в специализированных магазинах. Рассмотрим процесс сборки на примере LM2596. В данной ситуации вам понадобится всего четыре радиоэлемента. Аналогами, которые схожи по функционалу, являются L5973D, ST1S10, ST1S14.
На сегодняшний день существуют

• регулируемый вариант LM2596ADJ;
• фиксированный 12 V, LM2596-12;
• собранный китайский прибор.

При этом характеристики изделия будут следующими:

• входное напряжение – не превышает 40В;
• на выходе — 3-37В;
• выходной ток составляет 3А;
• защиты срабатывает при токе 3А;
• частота преобразования составляет 150 кГц.

Лучше использовать для блока ленты выходы от 3 до 37 В. Плюсом применения такой конструкции является возможность при подключении к светодиодной ленте менять ее яркость без применения диметра. Для этого сборка происходит по следующей схеме:

Схема для выхода от 3 до 37 В

Также можно использовать схему сборки с фиксированным 12B. В данной ситуации необходимо использовать стабилизатор, собранный на микросхеме LM2596-12.

Такая схема будет несколько проще.

Схема для фиксированного 12 В

Кроме этого универсальным вариантом будет применение с тремя регуляторами. В данной ситуации вы сможете запитать не только диодную ленту, но также и светодиоды. В результате полученное устройство здесь может выступать в роли электронного трансформатора и драйвера.
Любой самодельный вариант, который приведен выше, позволит вам подключать светодиодную ленту к источнику питания без опасения, что она испортится или будет некорректно работать.
Многие специалисты рекомендуют использовать китайские изделия. Они являются самым простым и доступным представителем посредников, которые допускаются для подключения такого осветительного прибора, как светодиодная лента.

Драйверы и блоки от компьютера — можно или нет

Давайте рассмотрим подробнее вопрос какие блоки питания бывают и где лучше использовать те или иные БП. Ведь для подключения светодиодной подсветки в спальне, на улице или в бассейне, применяются совершенно разные экземпляры.

При этом не путайте блоки питания и драйверы. Это совершенно разные устройства и выполняют они разные задачи.

Подключив светодиодную ленту от драйвера, можно запросто ее спалить и вывести из строя. Почему так происходит, объясняется в отдельной статье.

Еще часто задаются вопросом, а можно ли вместо стандартного магазинного блока, использовать блоки питания от компьютера?

Если у него характеристики совпадают с характеристиками led ленты — есть постоянное стабилизированное напряжение 12В + достаточная мощность, то подключайте.

Все будет светиться и работать исправно. Однако для качественно подсветки, лучше подбирать специализированные виды. Давайте к ним и перейдем.