Зміст:
- Світлодіоди в якості освітлювальних приладів
- Підключення світлодіодів на 220 В
- Склад системи управління світлодіодною стрічкою
Світлодіоди не можуть працювати поки що від 220 В. Точніше, як ми вважаємо, розробки в цьому напрямі ведуться, але на прилавку ми бачимо щось на кшталт ось цього http://alled.ru/samsung-ac-220v-led-c-220.html. Виглядає круто, і написано, що живлення 220 В, але насправді всередині стоять дві ланцюжка послідовно у кожній гілці включених світлодіодів. І кожне русло працює на своїй полуволне живлячої напруги. Таким чином, амплітуда розбивається на велику кількість елементарних одиниць, за кількістю світлодіодів кожної гілки. А якщо врахувати, що вироби на 12 В кожному знайомі, то виходить, що їх там і потрібно-то по 10 штук буквально. А працювати гілки будуть поперемінно. Давайте обговоримо ці та деякі інші питання, а також подивимося, як підключити світлодіодну стрічку.
Світлодіоди в якості освітлювальних приладів
Світлодіоди
Напівпровідникові прилади дають нам воістину широкі можливості. Досить підключити світлодіодну стрічку до батарейці, щоб отримати підсвічування. Те ж саме можна порекомендувати автолюбителям. А магазини переповнені світлодіодними лампочками. Їх особливість в тому, що результат роботи вимірюється не потужністю, а потоком світла, що вимірюється у лм. Справа в тому, що ККД світлодіодів поки що порівняно малий, але за рахунок дуже вузького спектру вдається добитися відмінних характеристик. Ось для того, щоб затінити негативні моменти і підкреслити позитивні, і використовується така методика оцінки. В результаті даються наступні параметри:
Ті, хто вже переходив по посиланню, бачать, що у випадку з фотодіодом на 220 В та ж сама картина. Дані потік в 350-450 лм, потужність споживання 4,5 Вт і колірна температура 5000 К. тобто це достатньо холодний відтінок, а сам пристрій володіє чудовим ККД, через відсутність необхідності в джерелі живлення. Для порівняння аналогічні лампочки з магазину споживають близько 6-6,5 Вт. Вигода очевидна. Але страждають декоративні якості світлодіодного набору. (Див. також: Як підключити диммер замість вимикача)
Підключення світлодіодів на 220 В
Принцип підключення
В нашому випадку важливо те, що ми вчимося звертатися з напівпровідниковими приладами і аналізувати їх. Коли нам говорять купити в магазині те-то і те-то, а потім ще зробити ось так, виходить, що ми віддали мінімум 3000 рублів за те, щоб побачити танцюючі вогники на стелі. А якщо нам потрібні ці світильники у великій кількості? Мільйон виплатити? А може краще підключити світлодіодну стрічку до 220 В? Це і називається бізнес: придумати, як зробити дешевше, а різницю забрати собі.
У разі наведеного прикладу діодної матриці елементи набираються послідовно. І кожна гілка працює лише в протягом свого напівперіоду хвилі, що включається позитивним або негативним напругою. За рахунок цього вдалося позбавити від джерела живлення, і можна бути задоволеним. Багато хто відразу ж вигукнуть: а як міняти силу світіння? Ми упередимо їх дуже просто. У кожному кухонному комбайні (а одно кавомолці і соковижималці, пральній машині) є тиристорная схема відсічки напруги. При бажанні можна вилучити її зі старого приладу або спаяти свою за образом і подобою, щоб отримати можливість змінювати чинне значення. А від нього вже безпосередньо залежить світність.
Потім можна набрати дві гірлянди з послідовно з’єднаних 10-15 світлодіодів і вимкнути так, як показано на нашому малюнку. Схема цілком робоча. Діод служить для обмеження струму і визначає фактичну потужність системи. Зазвичай в прямому напрямку на світлодіоді падає напруга близько 0,5 Ст. Приблизний номінал резистора укладається в діапазон від 300 до 1000 Ом. Більш точно потрібно підбирати його дослідним шляхом в залежності від робочих напруг і струмів кожного світлодіода. При пробої одного з них захисний резистор не дасть всій ланцюжку згоріти.
А тепер дивіться! Контролер на світлодіодну стрічку може коштувати від 2000 до 15000 тис. рублів. В залежності від комплектації. З пультами відносно дешево, а той, що взаємодіє через Wi-Fi, відрізняється великим цінником. Ми вважаємо, що в останньому випадку через драйвер можна було б забезпечити більш гнучкі опції управління світлодіодною стрічкою. Наприклад, змусити підсвічування працювати синхронно відтворюваної музики. Не факт, що програмне забезпечення пристрою дозволить це зробити, але сама концепція може бути реалізована.
Послідовність підключення
Практично будь-контролер використовує для зв’язку радіохвилі або електромагнітне випромінювання іншого діапазону. Наприклад, з інфрачервоного спектру. В останньому випадку управління можливо тільки по прямій, що далеко не завжди зручно. Але головне ціна! За можливість керувати стрічкою, купленої за півтисячі, ми повинні заплатити в 10-20 разів дорожче. Ось чому багатьох може не стільки підключення світлодіодної стрічки, скільки можливість зробити це якось більш раціонально. Радіоелементи з схеми регулювання напруги коштують копійки, основна заслуга у функціоналі лягає на мікроконтролери. Складання програми для такого кристала не займає зазвичай багато часу, зате ціна зростає. Це вже бізнес в масштабі підприємства і цілої країни.
У загальному і цілому, підключення до мережі 220В дозволяє виключити з ланцюга ряд непотрібних у цьому випадку пристроїв. А це піднімає ККД. Врахуйте, що світлодіодні стрічки для будинку використовують паралельне включення, тоді як при прямому харчування використовується послідовне. Саме тоді 220 В рівномірно ділиться на всі докладені елементи. При необхідності струм можна додатково у кожній гілці випрямити силовими діодами. А недолік у тому, що своїми руками буде складно забезпечити рівномірність. Тому що гілки будуть працювати поперемінно. Для виключення моргання слід такі світлодіоди розташувати поблизу для взаємної компенсації.
Якщо пам’ятаєте, в темі про лампочки для освітлення ми говорили, чим поганий «ефект метелика». Постійне мерехтіння згубно діє на загальне самопочуття, працездатність і здоров’я. Найбільше страждає нервова система. З цієї ж причини більш вигідним є згладжування пульсацій. Допускається для цього використовувати самі різні пасивні ланцюжка, наприклад, на вході поставити конденсатор і замкнути його на землю. Хороша новина в тому, що для цього можна зняти фільтр з пральної машини або купити такий окремо. Струм споживання в цьому випадку явно не буде перевищений, а в разі чого елемент системи можна буде використовувати за прямим призначенням (у складі пральної машини). Простіше кажучи, підійде будь-яка ланцюг. (Див. також: Як підключити розетку із заземленням)
Склад системи управління світлодіодною стрічкою
Схема може здатися складною людям нетямущим. У самому справі, в магазині нам пропонують:
Система керування з комп’ютера
- Блок живлення 12 В, який забезпечить живленням саму стрічку або контролер.
- Роз’єми дозволяють з’єднати всі частини воєдино.
- Контролер зазвичай потрібно на підключення світлодіодним RGB стрічки. В цьому випадку потрібно гнучко регулювати струм. Справа в тому, що ККД світлодіодів різного кольору відрізняється. В англомовному домені Вікіпедії представлені потрібні дані. Виявляється, що ефективність блакитних світлодіодів в 2,5 рази нижче, ніж зелених. А у червоних, наприклад, становить 72 лм/Вт. Це найвищі цифри в категорії, а реальність може відрізнятися. Але в огляді про світлодіодні лампочки ми показали, що ці цифри взяті зовсім не зі стелі. А чим це цікаво? Потрібно компенсувати різницю, щоб отримати потрібний колір, якщо це важливо. У системі RGB кожен відтінок виходить від складання трьох базисних. І кожен з них характеризується своєю інтенсивністю, яка, в свою чергу, залежить від підведеного напруги. Тобто кожна гілка цього RGB контролера регулюється незалежно, але під загальним управлінням. Ці дані будуть корисні тим, хто хоче отримати, наприклад, оранжевий колір, подає напруги пропорційно інтенсивності, порахувавши на калькуляторі базисів RGB, і не розуміє, чому результат відрізняється. Так, свою лепту вносить ККД. І це треба врахувати. Згідно цьому від контролера світлодіодної стрічки RGB відходить чотири дроти: зелений, синій, червоний і чорний. Три з них є фазами напруги для базисів, а останній служить схемної землею.
- Пульт керування контролером зазвичай дозволяє задати яскравість. А для RGB світлодіодної стрічки регулюється ще й колір. У тому числі можна поставити білий. Всі вкупі покликане до того, щоб господар за ці гроші залишився задоволений.
- Якщо ланцюжок дуже довга, то може знадобитися підсилювач. Справа в тому, що тільки в ідеальному випадку на уроці фізики при паралельному включенні світлодіодів в стрічці напруга буде постійно. Насправді, якщо струм споживання сильно зросте, то харчування обвалиться. За рахунок чого буде нерівномірне світіння по різних ділянках стрічки, а колірна схема порушиться. З цієї причини блок живлення потрібно посилити.
Wi-Fi контролер відрізняється певним інтелектуалом. У цьому випадку можна підключити світлодіодну стрічку до комп’ютера і отримати більш широкі можливості. Якщо дозволить драйвер, створіть світломузику, керуйте голосом або за розкладом своєї ілюмінацією. Пристрій є повністю цифровим з усіма витікаючими наслідками. Якщо брати технічні характеристики потужність передачі не повинна перевищувати встановленої законом. Ця фраза для тих, хто захоче використовувати в процесі точки доступу комп’ютерних мереж.
Зрозуміло, що не кожному хочеться за все це платити. Тим більше таку ціну. Тому можна навідатися в найближчу майстерню і взяти там блок живлення від персонального комп’ютера. Усередині є кілька жовтих проводів, це як раз потрібні нам +12 Ст. Чорної ізоляцією маркується заземлення. Враховуючи, що споживання на кожен метр світлодіодної стрічки зазвичай становить близько 12-15 Вт, блок живлення від персонального комп’ютера може справитися з цілою горою цього добра. Суть в тому, що при наявності декількох кольорів знадобиться знайти потужний контролер, а це не завжди можливо, або вартість буде непомірно високою.
Пора також розповісти на пальцях про те, як визначити максимальну довжину світлодіодної стрічки в тому чи іншому випадку. Якщо, звичайно, не пощастило придбати вже готовий набір. Зразок тих, що рекламують на Ютуб. Суть в тому, що на блоці живлення зазвичай ставиться вихідний струм (поряд з вольтажем +12В). Тоді як світлодіодна стрічка продається метрами з питомим споживанням у ватах. Скористаємося типовою формулою з фізики: P = UI, де U = 12 Ст. Струм беремо з корпусу блока живлення, а потужність складаємо по метра згідно прайсу на світлодіодні стрічки. У результаті повинно отримати нерівність. Потужність завжди повинна бути менше добутку струму на 12.
За цим хочеться нагадати, що в разі наявності підсилювача беруться його вихідні параметри. Причому 12 Вт на метр буде означати, що кожна гілка в середньому споживає 4 Вт (червоний, зелений, синій). Згідно цьому потужність підсилювача дається або в сумі, або диференційовано. Те ж саме можна сказати і про адаптер RGB, через який відбувається з’єднання світлодіодної стрічки до блоку живлення. У цьому сенсі, щоб зібрати набір самостійно, потрібно орієнтуватися в подібних речах.
Якщо немає впевненості, що зумієте правильно підключити світлодіодну стрічку на 220 В, то набирайте вже готові блоки.