Как рассчитать трансформатор для светодиодной ленты: Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты на 12 и 24 вольт: расчёты и примеры

Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты на 12 и 24 вольт: расчёты и примеры
Выбор блока питания для светодиодной ленты

В последнее время светодиодные ленты стали использовать для освещения частных домов и квартир. Это не удивительно, так как их приятное и тёплое свечение дополняет атмосферу домашнего уюта. На рынке продаются различные виды лент, и для каждого из них необходимо правильно подобрать блок питания.

Содержание

Особенности светодиодных лент

Светодиодная лента — это полоса гибкого материала, обладающего изоляционными свойствами, которая оснащена двумя проводящими шинами из медной фольги, светодиодами и резисторами.

Светодиодная лента

Гибкая полоса с установленными светодиодами создаёт яркий источник света длиной до 5 метров

Конструктивно светодиодная лента представляет собой множество секций, состоящих из трёх диодов и резистора, которые объединены общую цепь. Питание устройства осуществляется за счёт подачи стабилизированного постоянного напряжения 12 или 24 В на проводящие шины, параллельно установленные на ленте. Благодаря такой схеме подключения, к каждой секции ленты подводится именно то напряжение, которое было подано на вход, например, 12 В.

Секция светодиодной ленты

Светодиодная лента состоит из секций по три диода, каждая из которых подключается к источнику питания параллельно

Разбивка ленты на секции очень удобна, так как благодаря этому можно отрезать то количество материала, которое необходимо для конкретной цели. Однако для того чтобы не нарушать функциональность, следует придерживаться целостности секции, отрезая, например, по 3, 6, 9 и т. д. светодиодов.

Конструкция светодиодной ленты

Светодиодную ленту можно резать на фрагменты с количеством светодиодов, кратным трём

При правильном подключении проводов к шинам питания на секцию или отрезанный участок ленты начнёт поступать напряжение, которое вызовет прохождение тока по светодиодам. Благодаря особенностям своей конструкции, под воздействием тока светодиоды начнут излучать световой поток (светиться). Стоит отметить, что уровень свечения напрямую зависит от величины тока. При слишком маленьком значении тока диод будет излучать тусклое свечение или вообще не будет светиться, а при слишком высоком — быстро испортится и сгорит. В основном среднее значение тока для диодов, использующихся в светодиодных лентах, составляет от 15 до 20 миллиампер (мА).

Классификация светодиодных лент

Большое разнообразие одноцветных светодиодных лент обусловило их классификацию по нескольким основным критериям. Эти критерии будут описаны ниже.

По типу использованных светодиодов

Главной отличительной чертой светодиодных лент является тип диодов, использованных при изготовлении изделия. В основном одноцветные светодиодные ленты производятся на базе диодов SMD 3528 и SMD 5050.

Аббревиатура SMD означает то, что этот электронный компонент предназначен для монтажа на поверхность печатной платы. Полная маркировка включает также габариты изделия в миллиметрах: например, у светодиода SMD 3528 длина составляет 3,5 мм, а ширина 2,8 мм.

По плотности светодиодов

Светодиодные ленты также подразделяются и по количеству элементов (диодов), использующихся в одном метре ленты, которое в технических кругах называют плотностью. Стоит отметить, что количество светодиодов, которое применяется при изготовлении одного метра ленты, оказывает влияние на суммарную мощность изделия, а также на его световые показатели (степень освещённости).

Плотность светодиодной ленты

Чем плотнее расположены светодиоды, тем больше их помещается на отрезке ленты и тем ярче будет свет

Мощность светодиодных лент, как и другого радиотехнического изделия или оборудования, измеряется в ваттах (Вт). Значение этого параметра определяется габаритами диодов и их плотностью. Например, типичная светодиодная лента, изготовленная на основе SMD 3528, потребляет:

  • 4,8 Вт, если на каждом метре установлены 60 диодов;
  • 9,6 Вт, если плотность светодиодов в два раза больше — 120 диодов на метр;
  • 19,2 Вт, если диоды стоят в два ряда, и их общее количество на одном метре 240 шт.

Для ленты на базе SMD 5050 потребляемая мощность будет изменяться следующим образом:

  • 30 диодов/метр — 7,2 Вт;
  • 60 диодов/метр — 14,4 Вт;
  • 120 диодов/метр — 28,8 Вт.

Нетрудно заметить, что для одного и того же типа ленты потребляемая мощность прямо пропорционально количеству установленных светодиодов. Это и понятно — каждый диод потребляет одинаковое количество ватт.

Выбор источника питания для светодиодной ленты

Для того чтобы наслаждаться приятным и необычным освещением, следует правильно подобрать источник питания. Этот шаг очень важный, так как при неправильном выборе светодиоды могут сгореть, а изделие выйдет из строя.

Факторы, влияющие на выбор источника питания для светодиодных лент

При выборе источника (блока) питания для светодиодных лент следует ориентироваться на следующие параметры:

  1. Напряжение питания ленты.
  2. Её потребляемая мощность.
  3. Необходимая степень защищенности оборудования от воздействия влаги.

В качестве примера возьмём светодиодную ленту SMD 3528 длиной 6 м (60 диодов/м).

Напряжение питания светодиодной ленты

Как уже говорилось выше, все светодиодные ленты делятся на изделия, которые питаются от 12 В и 24 В соответственно. Естественно, что и выходное напряжение источника должно быть равным одному либо другому значению. Итак, для того чтобы узнать напряжение питание светодиодной ленты:

  1. Открываем её технические характеристики и ищем интересующий параметр.
  2. Видим, что лента питается от напряжения в 12 В.

В соответствии с найденным значением напряжения и осуществляем подбор блока питания.

Мощность, потребляемая светодиодной лентой

Для расчёта мощности источника питания следует снова обратиться к техническим характеристикам светодиодной ленты. На этот раз нас интересует значение мощности, потребляемой на метр изделия (Pленты=4,8 Вт/м).

  1. По условию нужно обеспечить питанием светодиодную ленту длиной в 6 метров, а значит для того чтобы найти полную мощность, которую потребляет лента (Pпотр), воспользуемся следующей формулой: Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
  2. Стоит отметить, что блок питания по данному параметру следует выбирать с запасом (порядка 30–33%). Поэтому нам понадобится источник постоянного тока на 12 В мощностью 28,8 х 1,33 = 38,3 ≈ 40 Вт.
Защита от воздействия влаги

Это ещё один важный фактор, который следует учитывать при выборе источника питания. При выборе по этому критерию сначала надо определиться с местом его установки. Если планируется организация светодиодного освещения в ванной комнате, то необходимо выбрать блок питания, обладающий влагозащитными свойствами (IP 65 или IP 68). В обычном жилом помещении сухого типа — спальня или гостиная — можно использовать простой интерьерный источник.

Однако для того чтобы выбор источника был на 100% правильным, кроме описанных выше факторов, следует подобрать подходящий тип, основываясь на его преимуществах и недостатках.

Типы источников питания

В настоящее время выпускают четыре типа источников питания для светодиодных лент.

Таблица: преимущества и недостатки различных типов источников питания
Тип источника питания Преимущества Недостатки
Блок питания с герметичным пластиковым корпусом
  1. Компактность (небольшие габариты).
  2. Стильный дизайн.
  3. Герметичность.
  1. Дороговизна.
  2. Ограниченность выходной мощности (в основном до 100 Вт).
  3. Затруднённый теплообмен.
Блок питания с герметичным алюминиевым корпусом
  1. Герметичность и прочность.
  2. Простой и хороший теплообмен.
  3. Устойчивость к погодным изменениям.
  1. Самая высокая стоимость из всех типов источников.
  2. Большие габариты и вес.
Блок питания с открытым корпусом
  1. Большой выбор моделей по выходной мощности.
  2. Низкая цена.
  3. Простая установка.
  1. Сверхбольшие габариты, которые вдвое превышают рассмотренные выше варианты.
  2. Отсутствие защиты от воздействия влаги.
  3. Некрасивый внешний вид.
Сетевой компактный блок питания
  1. Не требует установки в стационарном режиме (монтаж на столе или стене).
  2. Простота эксплуатации.
  3. Относительна невысокая стоимость.
  1. Малая мощность (менее 60 Вт).
  2. Громоздкость устройства, подключаемого в электрическую розетку.
  3. Ограниченная длина кабеля.

Производители блоков питания для светодиодных лент

Наиболее популярными и востребованными производителями блоков питания для светодиодных лент являются:

  1. Cool Neon. Выпускает обширную линейку светодиодных трансформаторов, которые могут использоваться для решения различных целей и задач. Продукция компании оснащена встроенными защитными устройствами и может использоваться при температуре от -25 до +45 °С. Средний срок службы — более 25 тыс. часов.
Блок питания Cool Neon

В номенклатуре изделий Cool Neon имеются как открытые блоки питания, так и герметичные модели, способные работать при низких температурах окружающего воздуха

  • Lightech. Производит блоки питания, которые обеспечивают высокую стабильность работы светодиодной продукции в том числе и лент, использующихся при температуре от -30 до +50 °C. Продукция компании в основном рассчитана на эксплуатацию в течение 50 тыс. часов и более. Особенностями этих моделей являются:
    1. Широкий диапазон входных напряжений.
    2. Устойчивость к механическим ударам и вибрациям.
    3. Защита от перегрева корпуса.
    4. Стойкость к импульсным помехам в сети.
    5. Встроенная защита от короткого замыкания.
    Блок питания Lightech

    Lightech выпускает герметичные блоки питания в пластмассовых корпусах, обеспечивающие высокую стабильность выходных параметров

  • UnionElecom. Компания изготавливает источники, которые отличаются высоким качеством исполнения и надёжностью. Они предназначены для работы в диапазоне от -40° до +50 °С, что позволяет устанавливать их не только в помещении, но и на улице. Для уличных источников питания срок эксплуатации составляет свыше 40 тыс. часов, а также действует индивидуальная гарантия сроком на 36 месяцев. Особенности оборудования UnionElecom:
    1. Компактные размеры.
    2. Защита IP 68.
    3. Высокое качество сборки, которая производится исключительно на территории завода-производителя в Южной Корее.
    4. Оптимальное соотношение цена — качество.
    Блок питания UnionElecom

    Герметичные блоки питания UnionElecom отличаются компактностью, максимально высокой степенью влагозащиты алюминиевого корпуса (IP68) и доступной ценой

Расчёт мощности трансформатора

Основными параметрами, которые применяются при расчёте мощности источника питания являются: погонная мощность, расходуемая на 1 метры ленты (Pленты), количество диодов на этом же расстояние и выходное напряжение 12/24 В.

Выше мы уже касались темы расчёта мощности на примере светодиодной ленты SMD 3528 длиной L = 6 м (60 диодов/м и Pленты=4,8 Вт/м) и напряжением питания 12 В. По результатам расчётов получилось, что вся эта лента потребляет Pпотр = 28,8 Вт. Для большей наглядности продублируем предыдущий расчёт сюда:

  1. Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
  2. Для того чтобы блок питания не перегревался, следует мощность рассчитывать с запасом (берётся запас в 33%). Воспользуемся формулой: PБП= Pпотр+33%=28,8+9,54=38,3 Вт.
  3. На основе расчёта подбираем блок питания из стандартной линейки интересующего производителя, например, на 40 Вт.

По аналогичным формулам рассчитаем мощность для светодиодной ленты SMD 5050 120 LED (120 диодов на метр). Это изделие обладает следующими параметрами: Pленты=28,8 Вт, плотность 120 диодов/м, напряжение питания 24 В, длина ленты L = 2,5 м (предположим, что мы отрезали необходимое количество от стандартной длины в 5 м).

  1. Pпотр= Pленты × L= 28,8 Вт/м × 2,5 м = 70,2 Вт.
  2. PБП= Pпотр+33%=70,2+23,16=93,4 Вт.
  3. В этом случае выбираем блок питания на 100 Вт.

Стоит отметить, что используя данные формулы, можно легко и просто рассчитать мощность блока питания для светодиодных лент с любыми параметрами.

Особенности установки блока питания

Блоки питания для светодиодных лент обычно устанавливаются в соответствии со структурной схемой, которая входит в их комплектацию. В основном перед установкой трансформатора светодиодную ленту разрезают на секции, состоящие из необходимого количества диодов.

Места нарезки обозначены двумя парами контактных групп (с каждого конца секции) и маркером в виде ножниц. Блок питания соединяется параллельно секциям. В процессе подключения необходимо соблюдать полярность (подключать клеммы блока питания с обозначениями «+» и «-» к соответствующим контактам ленты), при этом следует учитывать, что выходное напряжение источника не должно превышать 12 или 24 В (номинальное напряжение ленты). Расположение блока питания не влияет на функциональность устройства, но его нужно подбирать по эстетическим соображениям.

На практике применяются две схемы подключения светодиодной ленты к блоку питания.

Подключение светодиодной ленты к одному блоку питания

Чаще всего светодиодная лента представляет собой цельный пятиметровый отрезок, который намотан на пластиковую катушку. Как правило, с внешней стороны — на незамотанный на катушке конец — к ленте подсоединяются провода, необходимые для соединения с блоком питания. Если же после покупки обнаружилось отсутствие соединительных проводов, то следует взять любые многожильные провода красного («+») и чёрного («-») цвета, отмерить нужную длину, которой должно быть достаточно, чтобы достать до клемм блока питания, и припаять их, предварительно зачистив и облудив оба конца.

  1. Облуживаем провода, используя канифоль и олово, и методом пайки подсоединяем их к дорожкам ленты. В процессе пайки следует применять маломощный паяльник и производить соединение достаточно быстро, так как есть вероятность того, что от воздействия повышенной температуры светодиоды могут повредиться.Облуживание проводов

    Облуживать провода нужно быстро, чтобы не перегреть их и не повредить светодиоды

  2. После этого свободные концы проводов (не припаянные к ленте) подсоединяем к блоку питания, соблюдая полярность.Лицевая панель блока питания для светодиодной ленты

    Красный провод от светодиодной ленты («+») нужно подсоединить к клемме «+V», а чёрный («-») — к клемме «-V»; к клеммам «L» и «N» подключается сетевое напряжение («L» — фаза, «N» — ноль)

Видео: подключение герметичного блока питания

Подключение двух светодиодных лент к одному блоку питания

В качестве примера рассмотрим следующий вариант: запланирован монтаж и подключение светодиодной ленты, длина которой составляет 8 метров. Проблема в том, что найти кусок ленты такой длины довольно затруднительно, т. к. в основном светодиодные ленты продаются в катушках по 5 метров. Однако всё же требуется 8 метров, и что же делать?

Схема подключения светодиодных лент

Если нужно подключить несколько кусков свтодиодной ленты общей длиной более 5 метров, это можно сделать только по параллельной схеме

Все достаточно просто. Выполняем следующие действия:

  1. Приобретаем две катушки со светодиодной лентой, причём один кусок оставляем цельным (5 метров), а от второго отрезаем 3 метра и соединяем их. Для того чтобы отрезать ленту берём обычные ножницы и ищем линию, по которой будем отрезать кусок нужной длины.
  2. Далее зачищаем и облуживаем контактные площадки обоих кусков ленты (с одной и той же стороны).
  3. Берём четыре двухжильных провода (два красных «+» и два чёрных «-») и также подготавливаем (зачищаем и лудим).
  4. Припаиваем к двум кускам ленты. Свободные концы проводов, идущие от пятиметрового куска, припаиваем (привинчиваем) к клеммам блока питания («+V» и «-V»), а к клемам «L» и «N» подсоединяем провода сетевого кабеля.
  5. Далее на проводах, которые подведены к пятиметровому куску ленты, снимаем небольшие куски изоляции. Затем лудим их и подпаиваем к ним провода от трёхметрового куска, тем самым подключая оба куска ленты параллельно.Параллельное подключение светодиодных лент

    Если соответствующие провода от каждой ленты свести в одну точку, получится параллельное подключение

Видео: подключение и монтаж светодиодной ленты — 3 главных правила

Разнообразие выбора светодиодных лент поможет воплотить любую мечту и создать поистине красивое освещение, которое выгодно подчеркнёт любое помещение. Использование светодиодной ленты в качестве осветительного прибора придаст дому дополнительный уют и тепло. Однако перед тем как приступить к созданию светодиодной системы освещения, следует ознакомиться с видами изделий и изучить правила подбора питания, чтобы вся система заработала и радовала глаз.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Трансформатор для светодиодной ленты: подбор и расчет, классификация

Содержание статьи:

Осветители на базе светодиодных лент со временем приобретают все большую популярность и успешно используются в различных целях. Сегодня они применяются не только для декорирования закрытых и открытых пространств, но и для обустройства общего освещения. Кроме того, с их помощью удается реализовать идею коммерческих световых эффектов, привлекающих внимание к рекламным щитам и баннерам. В состав источников питания для осветителей, рассчитанных на пониженное напряжение, входят трансформаторы для светодиодных лент на 12 Вольт (ТП).

Особенности и характеристики светодиодных источников

Наглядная разница между светодиодными лентами SMD 5730,3528,5050

Различные образцы светодиодных изделий различаются по ряду признаков, основными из которых являются:

  • направленность светового потока;
  • плотность монтажа;
  • номинальное напряжение питания;
  • степень защиты.

По первому показателю известные образцы LED приборов делятся на фронтальные и торцевые изделия. Наибольшее распространение получили ленты с фронтальной ориентацией и углом рассеивания порядка 120 градусов. Гибкие полосы с боковым источником свечения не так популярны, поскольку излучение у них ограничено угловым радиусом в 90 градусов.

Величина светового потока от светодиодной ленты пропорциональна количеству установленных на ней излучающих элементов, приходящихся на один погонный метр. Согласно существующей классификации это число выбирается из следующего ряда: 30, 60, 90, 120 и 240 точечных единиц. Напряжение питания для низковольтных лент бывает либо 12, либо 24 Вольта. Более высокие значения встречаются крайне редко.

Различные марки ЛЕД лент отличаются показателями защищенности от пыли и влаги. Класс защиты указывается на упаковке изделия в виде сочетания букв IP и следующих за ними двух цифр. Полоска с открытым монтажом диодных элементов относится к классу IP20 – герметизация полностью отсутствует. Максимально защищенная от климатических воздействий лента имеет наивысшую степень, обозначаемую как IP68.

Как правильно выбрать ТП для LED–лент

Таблица степеней защиты

Основным рабочим узлом блока питания (БП) является преобразователь напряжения, понижающий сетевые 220 Вольт до нужной величины. Технические параметры, в соответствии с которыми выбирается трансформатор для светодиодов:

  • величина напряжение на выходе устройства;
  • мощность, которую он способен развивать в нагрузке;
  • степень защиты трансформатора от воздействия влаги.

Напряжения питания, на которые рассчитывается БП, выбираются на усмотрение пользователя из ряда рабочих значений 12 и 24 Вольта. Выходная мощность встроенного в него трансформатора зависит от количества подключаемых к блоку осветительных элементов. Степень защиты конструкции от воздействия влаги и пыли обозначается также как и для светодиодов (IP20-IP68) и выбирается в зависимости от условий эксплуатации.

Преимущества импульсных трансформаторов

Импульсный блок питания

При выборе источника питания, оптимально подходящего для эксплуатации в домашних условиях, необходимо учесть следующие особенности входящих в его состав узлов:

  • Типовой трансформатор для светодиодной ленты изготавливается, как правило, по импульсной схеме.
  • Такой подход позволяет сократить размеры и массу самого источника питания (ИБП).
  • Одновременно с этим повышается экономичность всего устройства в целом.
  • Повысить эффективность работы ИБП позволяет электронная схема формирования выходного напряжения с защитой от перегрузок.

Благодаря достоинствам импульсных трансформаторов изготавливаемые на их основе устройства полностью вытеснили устаревшие аналоговые образцы.

Варианты исполнения ИБП

Варианты блоков питания светодиодных лент

По своему исполнению и рабочим характеристикам источники питания для светодиодов подразделяются на следующие виды:

  • компактный сетевой блок, внешне похожий на зарядное устройство для телефонов;
  • небольшой по размерам модуль, помещенный в прямоугольный продолговатый корпус;
  • электронный балласт в полностью герметичной коробке;
  • аналогичная схема, размещенная в негерметичном корпусе стандартного размера.

Блоки имеют небольшую мощность (30-36 Ватт), но зато стоят достаточно дешево. Модули отличаются большим показателем мощности (до 75 Ватт). Подобно первым образцам они рассчитаны на работу с декоративной подсветкой, но в отличие от них имеют более высокую стоимость.

Электронные балласты в полностью герметичном корпусе предназначаются для эксплуатации в суровых климатических условиях. Они используются для освещения рекламных щитов и подобной продукции, размещаемой на улице. Их негерметичные аналоги, помещенные в корпус типового размера, широко применяются в быту и в рабочих офисах. Среди современных производителей трансформаторных источников питания особой популярностью пользуются российские компании ММП «Ирбис» и ИПС, а также зарубежные «Helvar» и «Mean Well» (Тайвань).

Расчет мощности трансформатора ИБП

Таблица мощности диодов

Исходными данными для расчета трансформатора для ИБП являются параметры освещенности, которые предполагается достичь посредством данного устройства. Для успешного решения этой задачи потребуется определиться с длиной ленточки, обеспечивающей нужный световой эффект. Если исходить из того, что на одном ее метре размещается 60 стандартных диодов с суммарным потреблением 4,8 Ватта, посчитать общую мощность удается простым перемножением двух известных цифр. Для этих целей даже не потребуется калькулятор, поскольку все операции легко совершаются в уме.

Если для получения заданного уровня освещенности потребовалось 10 метров по 60 светодиодов – суммарная потребляемая ими мощность будет составлять 4,8х10=48 Ватт. С учетом небольшого запаса по этому параметру следует подобрать блок питания, мощность которого составляет порядка 50-60 Ватт.

Особенности трансформаторов и их подключения

Схема подключения БП

При подключении трансформаторов питания важно учесть некоторые тонкости этой процедуры:

  • включать ИБП без присоединенной к нему нагрузки нежелательно;
  • сначала следует подсоединить светодиоды, а затем подавать на них напряжение;
  • подключать ленточки светодиодов нужно с учетом полярности, указанной на подложке.

Еще одна особенность процедуры состоит в способе соединения нагрузок (отдельных ленточек). Характерным для них является параллельное подсоединение к выходной колодке ИБП посредством специального переходника – его концы подпаиваются к контактным пятачкам ленты. Однако если общая длина одной полоски превышает 5 метров, допускается использовать последовательное включение. Во всех остальных случаях такое соединение нельзя назвать правильным, поскольку оно приведет к снижению яркости свечения задействованных светодиодных элементов.

Чтобы подключить к блоку питания RGB ленту, потребуется дополнительный модуль, управляющий параметрами цветных элементов: их яркостью и интенсивностью свечения. Кроме того, устройство позволяет повысить нагрузочную способность ИБП – используется как своеобразный усилитель.

Самодельный трансформаторный БП на 12 Вольт

Схема блока питания для светодиодной ленты

Самостоятельное изготовление трансформаторного блока питания для лент освещения проще всего рассмотреть на примере аналоговой модели, в которой задействован типовой стабилизатор. Для его сборки потребуются следующие комплектующие и детали:

  • индуктивный трансформатор, понижающий напряжение с 220 до 15 Вольт переменного тока;
  • выпрямительный узел на основе диодного мостика;
  • несколько фильтрующих элементов – конденсаторов емкостью не менее 1000 мкФ;
  • обычный стабилитрон и управляющий транзистор n-p-n структуры;
  • микросхема стабилизатора КРЕН8Б, рассчитанная на выходное напряжение 12 Вольт.

Согласно схеме самодельного блока питания, пониженное до необходимого уровня переменное напряжение выпрямляется диодным мостом, после чего ненужные гармоники отфильтровываются посредством конденсаторов. Постоянное напряжение величиной 15-17 Вольт подается затем на выходную микросхему, где формируется стабилизированное напряжение 12 Вольт.

Самодельный БП ограничен в применении и больше подходит для демонстрационных целей. Для эффективного энергоснабжения разветвленной сети светодиодных лент потребуется промышленный блок питания с набором дополнительных функций.

Трансформатор для светодиодной ленты: способ подключения


Трансформатор для светодиодной ленты-01Трансформатор для светодиодной ленты-01

Как подобрать и подключить трансформатор для светодиодной ленты


Трансформатор для светодиодной ленты. Применением светодиодных лент для освещения жилых, офисных и торговых помещений сегодня никого не удивишь, но популярность LED технологий обусловлена не только данью моде. У полупроводниковых источников света низкое потребление электроэнергии и длительный срок службы. Их единственный недостаток — более высокая стоимость по сравнению с другими видами осветительных приборов. При этом на ценовой фактор оказывает немалое влияние цена электронного балласта (трансформатора), блока питания, необходимого для работы светодиодной ленты.

В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с БП для светодиодных источников света. Собранная информация поможет подобрать адаптер по мощности и напряжению, правильно подсоединить к нему ленту, а также сделать своими руками простейший блок питания для освещения.

Что такое электронный балласт и зачем он нужен?

Необходимость данного устройства связана с тем, что напряжение питания ленточных светодиодов – 12 вольт (или 24 вольта). Соответственно, для подключения к домашней электросети понадобится понижающий блок питания на 12 вольт, снабженный преобразователем напряжения из переменного в постоянное.

Несмотря на то, что для работы устройств можно использовать как импульсные, так трансформаторные источники питания, последние не получили широкого распространения. Это связано как с большим и габаритами и весом, порождающими проблему, куда спрятать такой адаптер, так и низким КПД. Помимо этого силовой трансформатор «жужжит», чем вносит изрядную долю дискомфорта. Но за счет простоты реализации такие схемы популярны среди начинающих радиолюбителей.

Производители блоков питания для диодов предпочитают использовать импульсные схемы, что позволяет повысить мощность адаптеров и уменьшить их габариты и стоимость. Подробную информацию об импульсных источниках питания можно найти на нашем сайте.

Иногда такие БП называют «трансформаторами» для LED-лент, что не совсем корректно, ведь речь идет именно об импульсных преобразователях напряжения, но поскольку такой термин прочно закрепился, мы также будем его использовать.

Варианты исполнения блоков питания для светодиодных лент

В зависимости от функционального назначения электронный балласт выпускается в следующих вариантах исполнения:

  • В виде компактного сетевого БП. Такие устройства выглядят как обычные зарядки для мобильных устройств.

Трансформатор для светодиодной ленты-1Трансформатор для светодиодной ленты-1
Компактные сетевые блоки питания для светодиодных лент

Данное решение можно назвать эконом вариантом, поскольку из всех видов исполнения оно самое низкое по стоимости. Обратная сторона — низкая мощность, как правило, она не превышает 30-36 Вт (встречаются китайские изделия на 60 Вт, но в них этот параметр сильно завышен). Основная сфера применения — подключение простой подсветки. Главное достоинство — не требуется монтаж, драйвер достаточно воткнуть в розетку, предварительно подключив к выходу ленту.

  • Компактный блок, помещенный в герметичный пластиковый корпус. Максимальная мощность таких устройств 75 Вт. Встречающийся на китайской продукции показатель 100 Вт не соответствует действительности.

Трансформатор для светодиодной ленты-2Трансформатор для светодиодной ленты-2
Герметичный компактный электронный балласт, закрытый от внешнего воздействия

Отличительные особенности: небольшой вес, компактные размеры, защита от влаги и пыли. Это практически идеальный вариант для организации подсветки в потолочных нишах, если не принимать во внимание высокую стоимость адаптера (почти вдвое дороже аналогов с негерметичным корпусом).

  • Электронный балласт в герметичном корпусе из алюминия. Этот вариант исполнения рассчитан на суровые условия эксплуатации. Сфера применения таких БП — освещение наружной рекламы, подсветка зданий и других объектов, где производится монтаж светодиодов большой мощности. Установка в качестве адаптера бытовых источников света экономически не обоснована.

Трансформатор для светодиодной ленты-3Трансформатор для светодиодной ленты-3
Блоки питания Arlight в герметичном алюминиевом корпусе

Отличительные особенности: устойчивость к механическому воздействию и деструктивным природным факторам (дождь, снег, УФ излучение). Что касается мощности, то с учетом нередкого изготовления таких адаптеров по спецзаказам, она может быть в довольно широком диапазоне. У типовых изделий этот параметр, как правило, от 80 до 200 Вт. Цена значительно выше, чем у других вариантов исполнения.

  • Негерметичный балласт. Наиболее популярный БП, широко применяется для питания освещения квартир, офисов и торговых залов. Стоит немного дороже компактного сетевого блока, но может быть значительно мощнее при тех же габаритах.

Трансформатор для светодиодной ленты-4Трансформатор для светодиодной ленты-4
БП в негерметичном исполнении

Мощные устройства данного типа могут быть оборудованы принудительной вентиляцией, обеспечивающей охлаждение электронных компонентов, что продлевает срок службы адаптеров. Изготавливаются под напряжение 12 или 24 В. Невысокая цена и широкий ассортимент, позволяющий подобрать наиболее оптимальный вариант, сделали такие БП наиболее популярными.

Трансформатор для светодиодной ленты

Кратко об управлении

Говоря о драйверах для LED-лент, нельзя не упомянуть об устройствах управления их свечением, в частности, о диммерах и RGB-контролерах.

Поскольку для питания используются импульсные БП, то регулировать интенсивность свечения ленточных светодиодов путем изменения напряжения, как для ламп накаливания, не получится. Для этой цели потребуется приобрести специальное устройство — диммер, например такой, как представлен на рисунке ниже.

Трансформатор для светодиодной ленты-5Трансформатор для светодиодной ленты-5
Диммируемый модуль для монохромной светодиодной ленты

Включается такое устройство в разрыв между БП и лентой.

Для управления RGB-лентами используется специальное устройство, как правило, оно выполнено на базе микроконтроллера. Как правило, в него «защиты» несколько программ, позволяющих как управлять интенсивностью свечения с преобладанием того или иного цвета, так и задействовать другие световые эффекты (видео с их демонстрацией несложно найти в сети).

Трансформатор для светодиодной ленты-6Трансформатор для светодиодной ленты-6
RGB контролер с пультом управления

Включение контролера производится так же, как и диммера (между БП и лентой).

Как выбрать трансформатор для светодиодной ленты?

В первую очередь необходимо определиться с основными характеристиками БП. Для нас значащими являются:

  • входное напряжение.
  • напряжение на выходе.
  • сила тока номинальной нагрузки.

С первым параметром сложностей не возникнет, он должен отвечать стандартам домашней электросети. Напряжение на выходе необходимо подбирать соответственно питанию ленты, оно должно быть 12 или 24 вольта. Что касается мощности адаптера, то он рассчитывается по току номинальной нагрузки с учетом характеристик ленты и ее предполагаемой длины. Расскажем подробно, как он делается.

Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты

Чтобы посчитать, какой мощности нужен БП, для начала вспомним производную от закона Ома: , в нашем случае Р — это расчетная мощность, I — номинальный ток нагрузки, U — напряжение питания.

Спрашивается причем тут длина ленты, объяснить проще на примере. Допустим, для реализации проекта нам требуется три метра монохромной ленты SMD 3528 на 12 вольт. В таблице ее характеристик указана мощность 4,8 Вт/м. Исходя из этого, расчетная мощность для 3 метров составит 14,4 Вт. Учитывая оптимизм производителей, добавим запас 30%, получим 18,42 Вт. Следовательно, нам понадобится блок питания стоком нагрузки не менее 1,5 А (18,42/12).

Как видите, ничего сложного в расчетах нет, главное учитывать характеристики нагрузки. В качестве примера нижа представлена таблица, где показано, какие бывают светодиоды на 12 вольт.

Трансформатор для светодиодной ленты-7Трансформатор для светодиодной ленты-7
Таблица: пример характеристик LED-лент на 12 вольт

Обратим внимание, стандартная длина ленты 5 метров, но допускается использовать куски меньшие по размеру (как производится разрез указано на нашем сайте) или подключить сразу два полноразмерных куска или более. О том, как это сделать пойдет речь ниже.

Подключение трансформатора для светодиодной ленты

Как правило, этот этап не вызывает сложностей, поскольку большинство производителей, таких как Feron или Arlight, к своим изделиям прилагают подробную инструкцию. Для тех, кто остановил свой выбор на нонейме, мы расскажем, как производится подключение светодиода к 24 или 12 вольтам.

Практикуется две схемы подключения прямая и параллельная, они представлены ниже на картинке.

Источник напряжения для светодиодов-8Источник напряжения для светодиодов-8
Схемы подключения А) прямая; В) параллельная

Как правило, последовательная схема подключения нескольких лент не практикуется, за исключением случаев, когда общая длина ленты не превышает 5-ти метров.

Крепление проводов осуществляется к дин-рейке на БП, где указано назначение каждого контакта (пример показан на фото ниже).

Источник напряжения для светодиодов-9Источник напряжения для светодиодов-9
Пример подключения ленты к БП

К ленте провода припаиваются или для подключения используются специальные переходники. Что касается расстояния от БП до ленты, то чем оно меньше, тем лучше. На практике адаптеры редко устанавливаются далеко от источников света, поэтому длина кабеля в расчет не принимается.

Самодельный трансформаторный блок питания на 12 вольт

В завершении приведем простую схему БП для питания светодиодного источника света мощностью до 120 Вт на основе интегрального стабилизатора КР142ЕН8Б.

Источник напряжения для светодиодов-10Источник напряжения для светодиодов-10
Схема блока питания для светодиодной ленты на 12 вольт

Обозначения:

  • Резисторы: в схеме не задействованы.
  • Конденсаторы: С1 и С2 — 100 нФ; СЗ — 1000 мкФ х 25 В; С4 и С5 -2200 мкФ х 25 В.
  • Выпрямитель: VD1 — диодный мост КВРС 15005 или любой другой, рассчитанный на ток не менее 10 ампер;
  • Диод VD2 — 1 N4005 (в качестве альтернативы подойдет любой кремневый диод).
  • Транзистор VT1 — TIP 3005, собственно подойдет любой биполярник, у которого ток коллектора от 10,0 А и более.
  • Микросхема DA1 — интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б, в качестве альтернативы можно использовать МС7812ВТ или подобные аналоги.
  • ТР1 — допускается использование любого понижающего трансформатора со вторичной обмоткой рассчитанной на напряжение 12-18 В и ток нагрузки от 10,0 А.

Собранная схема не требует настройки, если сборка была произведена правильно. Этот БП может запитать как обычную ленту на 12 вольт 60 ватт, так и более мощные источники света.

Собирать с нуля импульсный инверторный БП бесперспективно. Проще приспособить для этой цели готовое устройство, например, взять со сгоревших в люстре ламповых энергосберегающих светильников электронный баланс и отремонтировать его, внеся небольшие изменения (увеличить напряжение и потребляемый ток). По сути, это готовые импульсные БП.

Сопутствующие вопросы

Довольно часто можно услышать вопрос, где используются ленты на 24 вольта, как правило, их используют для освещения. Они могут крепиться клейкой лентой к специальной подложке, рассеивающей тепло или закладываться в профиль для светодиодной ленты, крепящийся на потолок или стены. Подбор БП, расчет мощности и схема подключения светодиодов к 24 вольтам, производится по тому же принципу, что был описан выше.

Что делать, если сгорел один или несколько диодов? Ремонт в данном случае не требует больших усилий. Необходимо визуально найти сгоревший сегмент, определить его довольно просто по внешнему виду, далее он вырезается по меткам на ленте. Оставшиеся куски следует соединить проводом соответствующего сечения, соблюдая полярность. SMD элементы довольно маленькие, перепаивать их не имеет смысла, выгоревший сегмент лучше удалить. Потеря одного из них глобально не отразится на суммарной мощности источника света.

Сколько можно подключать лент к БП? Все зависит от мощности адаптера и характеристик источника света, который от него питается.

Что делать, если с электронного балласта слышен треск или другие не характерные звуки? Следует немедленно отключить питание и произвести технический осмотр устройства.

Источник: asutpp.ru

Выбираем трансформатор для светодиодных лент 12 вольт

Трансформатор для светодиодных лент, обеспечивающий на выходе 12 вольт, используется с целью создания приемлемых условий эксплуатации названных осветительных приборов.

От его качества, а также выходных параметров зависит эффективность работы излучателей и надежность системы освещения в целом. Достаточную мощность этого узла легко рассчитать самостоятельно. Устанавливается питающий элемент довольно просто.

Определение мощности трансформатора

В зависимости от типа диодов, предусмотренных в ленте, входное напряжение питания может быть разным: 12В, 24В, 36В. Чем больше значение этого параметра, тем дороже осветительный прибор и потребуется более мощный блок питания, который тоже предлагается по высокой цене. Чтобы не ошибиться и подобрать нужную модель, необходимо предварительно рассчитать мощность трансформатора.

Для этого достаточно лишь определиться с тем, какой вариант ленты нужен. Следует также рассчитать достаточный уровень освещенности на участке, где будет устанавливаться подсветка. Производитель обычно указывает в характеристиках изделия мощность 1 м LED-ленты. Умножив значение данного параметра на общую протяженность диодной полосы, можно получить уровень создаваемой нагрузки на трансформатор.

Например, если мощность 1 м ленты равна 7,2 Вт, а ее общая длина – 10 м. Умножив эти значения, получится 72 Вт – расчетная нагрузка подключаемого осветительного прибора. Но чтобы выбрать блок питания на 12 вольт, к полученной величине рекомендуется прибавить небольшой запас по мощности.

Экономить не следует, а значит, можно взять запас, равный 30%. Соответственно, итоговое значение мощности трансформатора для LED-ленты составляет 93,4 Вт.

Классификация и принцип действия

Блок питания существует в двух исполнениях:

  • на основе трансформатора;
  • импульсный прибор.

Оба варианта подают на вход осветительного прибора 12 вольт. Трансформаторный блок питания характеризуется довольно крупными габаритами, что порой усложняет задачу по монтажу. Есть и другие минусы у таких моделей: подверженность перегрузкам в сети, а также невысокий КПД. Импульсный аналог, наоборот, компактный, благодаря чему его легко спрятать в любом месте.

Принцип действия подобных устройств заключается в понижении сетевого напряжения до нужного уровня (12В, 24В). Причем в отличие от драйверов (обеспечивают стабильный ток), используемых для питания светодиодов в LED-лампах, блок питания является источником напряжения.

Соответственно, осветительный прибор не ограничивается по току данным устройством. Для этой цели конструкцией диодной ленты предусмотрены токоограничивающие резисторы.

Различные виды трансформаторов

Встречаются разные виды трансформаторов, отличных по конструкции:

  1. компактный пластиковый корпус;
  2. алюминиевый герметичный корпус;
  3. перфорированный корпус.

Каждый из вариантов рассчитан на эксплуатацию в разных условиях. Например, второй вариант может контактировать с водой без изменений характеристик, а блок питания с перфорированным корпусом, наоборот, используется только в сухих помещениях и должен быть хорошо защищен от пыли.

Что следует учесть перед покупкой?

Трансформатор для LED-осветительных элементов подбирается на основании трех основных критериев:

  1. Входные и выходные характеристики. Блок питания с одной стороны подключается к сети 220 вольт, а с другой стороны к ленте – 12 вольт. Это наиболее популярный вариант, но может потребоваться установка подсветки напряжением 24 или 36 вольт. Соответственно, на выходе блока питания должно быть эквивалентное напряжение. Существуют универсальные устройства, рассчитанные на 12 вольт и 24 вольт в зависимости от характеристик ленты. Их цена будет выше.
  2. Мощность. Чтобы LED-лента не вышла из строя, и сам трансформатор не сгорел, уровень мощности последнего не должен быть ниже, чем нагрузка осветительного прибора. Это в теории, на практике же следует подбирать блок питания, мощность которого превышает эквивалентный параметр ленты на 25-30%. Определить нужное значение довольно просто и вполне можно сделать расчет самостоятельно (см. выше).
  3. Защищенность от внешних факторов. На данном этапе необходимо оценить условия эксплуатации ленты 12В: пыль, влага, прямой контакт с водой, установка на улице или работа в сухом помещении. В каждом из случаев нужно выбирать разные конструкции блоков питания. Для помещений с нормальным уровнем влажности подойдут интерьерные модели, незащищенные от контакта с водой. Для ванных, бассейнов следует использовать герметичный алюминиевый вариант.

Выбор производителя

Рынок предлагает множество китайских «безымянных» приборов. Их цена заметно ниже. Но в этом случае сложно спрогнозировать, как долго прослужит такой прибор и подключенная к нему лента 12 вольт.

Наиболее востребованы изделия марки Mean Well (Тайвань). В ассортименте продукции представлены модели для сухих помещений и для уличной эксплуатации. Этот производитель предлагает множество универсальных исполнений блоков питания, рассчитанных на напряжение 12 вольт и 24 вольта.

Если в будущем возникнет желание увеличить освещаемую площадь, можно просто заменить ленту. При этом блок питания останется тот же. Еще один производитель, который пользуется популярностью – Haitalk. Его продукция предлагается по более доступной цене.

Монтаж, схема подключения

В зависимости от того, какой тип диодной ленты используется: монохромная или RGB, будет разниться и схема соединения. Прежде всего, рассматривается установка блока питания для монохромного осветительного прибора.

С двух сторон трансформатора предусмотрены выводы – провода разных цветов. С одной стороны прибор подключается к сети 220 вольт, с другой – к диодной ленте 12 вольт.

Соединения должны быть выполнены в соответствии с полярностью: плюс (красный провод) подключается к плюсу, минус (синий или черный провод) – к минусу. Если при включении прибора в сеть лента не горит, значит, нужно изменить полярность подключения. Обычно диодные полосы продаются отрезками по 5 м.

Устройство блока питания

Если нужно использовать несколько таких отрезков, рекомендуется подключать их параллельно. Совокупная мощность в данном случае будет довольно большой, что повлияет на размеры блока питания. Упрощает задачу использование нескольких маломощных трансформаторов для каждой ленты 12 вольт. Размеры из таких приборов намного меньше, а значит, их легче спрятать

Схема соединения:

Для данного варианта достаточно выбрать провод, соединяющий второй блок питания, небольшим сечением, например, 0,75 мм. А в случае, когда на несколько отрезков лент приходится один трансформатор, необходимо использовать провод сечением 1,5 мм. Если рассматривать исполнение полосы RGB, то для нормальной работы потребуется еще и контроллер.

В схеме он располагается между питающим элементом и лентой. Управление работой осветительного прибора выполняется посредством контроллера, с одной стороны которого отходит 4 провода

Схема подключения:

Как и в случае с монохромным исполнением, такой вариант допускает подключение еще одной диодной полосы. Это возможно лишь при условии, что общая нагрузка подсветки меньше мощности питающего элемента. Но предпочтительным является вариант подключения нескольких блоков питания.

Схема:

Для двух и более ленточных приборов используется один контроллер. В схему при необходимости включается усилитель, способствующий синхронизированному управлению лентами. Этот прибор может питаться от основного блока.

Если нужно, для него устанавливается отдельный питающий элемент. Определение характеристик контролера и усилителя, равно как и трансформатора, выполняется на основании параметров ленточных приборов.

Таким образом, светодиодные осветительные приборы с входным напряжением 12 вольт подключаются к сети 220 вольт исключительно лишь через питающий элемент. Выбирается этот узел на основании трех ключевых критериев: мощность, соответствие условиям эксплуатации, входные и выходные параметры.

Нагрузка 1 м ленты позволяет рассчитать достаточный уровень мощности трансформатора. Но для полноценной и эффективной эксплуатации нужно учитывать еще и запас по мощности (25-30%). Цена блока питания зависит от его характеристик и возможностей.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

Расчет трансформатора для светодиодной ленты. Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты? Будем разбираться на конкретном примере

Светодиодные ленты мы можем всё чаще увидеть в нашей повседневной жизни. Они могут иметь различные цвета и мощность. Ними украшают жилые помещения, фасады магазинов и бутиков, новогодние ёлки и деревья. Поэтому многих людей интересует вопрос, как подключить LED-ленту, которая питается от напряжения в 12 и 24 вольт и как правильно рассчитать необходимую мощность питающего трансформатора.

Особенности и характеристики светодиодных лент

Светодиодные ленты - это длинные гибкие платы с контактами, на которых находятся SMD диоды на определённом расстоянии друг от друга. Для того чтобы ограничить протекающий ток по ленте на ней припаяны специальные резисторы. Дизайнеры и проектировщики очень часто используют светодиоды для создания особенного стиля интерьера, визуального расширения пространства помещения, сокрытия источников света при монтаже натяжных или подвесных потолков и т. д.


Катушка со светодиодной лентой

Виды

LED-ленты могут быть различных видов:

Ленты со светодиодами могут иметь различное количество диодов разного типа. Наиболее популярными являются светодиоды марки 3528 и 5050. Цифры означают размеры диодов: 3,5х2,8 мм и 5х5 мм. Первые оснащены пластиковым корпусом с одним кристаллом. Вторые также имеют пластиковый корпус, в котором находится 3 кристалла, поэтому такие светодиоды светят намного ярче.

Кроме этого, выпускают двухрядные ленты с большим количеством диодов. В настоящее время в магазинах можно приобрести новые виды со специальными чипами smd2835, которые имеют улучшенные световые характеристики. Благодаря их низкой стоимости и высокой степени светоотдачи они быстро набирают большую популярность. Так как светодиоды в таких лентах работают на безопасном режиме с уменьшенным током, то этот факт позволяет использовать их длительное время без потери степени яркости. Они вполне могут отработать свои 50 тысяч часов, которые были заявлены производителем.


Катушка с двухрядной светодиодной лентой

Светодиодные ленты маломощные, поэтому потребляют минимальное количество электроэнергии. В настоящее время существует множество видов с различным типом мощности: 4,8 Вт/м; 7.2 Вт/м; 9,6 Вт/м; 14,4 Вт/м и т. д. Светодиоды дают настолько мощный яркий свет, что их можно использовать не только в качестве дополнительного освещения, но и в качестве главного источника света. Для этого обычно используют специальные ленты типа LED-TED, которые являются самыми яркими.

Преимущества

  • Минимальное потребление электроэнергии;
  • Срок эксплуатации более 10 лет;
  • Возможность крепления ленты под любым углом и придания ей различной геометрической формы;
  • Равномерное распределение освещения по всему периметру помещения;
  • Большой выбор цветовой гаммы;
  • Высокая степень пожаробезопасности и экологичности;
  • Светодиоды не имеют в составе ртути и выделяют в помещение минимальное количество тепла;
  • Не изменяют свой цвет в период всего рабочего срока;
  • Не имеют радиопомех.

Как правильно выбрать источник питания LED–лент

Трансформатор или питающий блок для светодиодов необходим для обеспечения их работы. Прямое питание в 220 вольт не подходит для такого типа освещения, так как при включении в сеть ленты она просто перегорит. Поэтому все блоки питания (адаптеры) в основном производятся на выходное напряжение в 12 В. Также существуют варианты с напряжением в 24 и 36 В.


Понижающий блок питания для светодиодной ленты

В принципе любая LED–лента может вполне работать от батареек или автомобильного аккумулятора, но длительность её эксплуатации будет ограничена.

Поэтому необходимо подбирать питающее устройство в зависимости от их указанной изготовителем мощности. На нём будет указана степень мощности в ваттах или амперах. Подбирается он только после приобретения самой ленты.

Что необходимо знать о питающих трансформаторах

Трансформатор необходимо подбирать по таким параметрам, как:

  • Напряжение питания;
  • Потребляемая мощность;
  • Степень влагозащищённости.

По своей системе охлаждения трансформаторы могут быть активными и пассивными:

  • При активной системе корпус устройства оснащён вентилятором, который существенно уменьшает размеры устройства, а также повышает степень его мощности. Недостатком можно считать шум работы вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Буквально через один или два года придётся чистить внутреннюю поверхность трансформатора, вентилятор смазывать специальным маслом или менять.
  • При пассивной системе корпус устройства имеет питание как у блока ноутбука. Также он может быть сверху закрыт крышкой.

По своим функциональным характеристикам трансформаторы бывают:

  • Простыми. Обеспечивают ленте только питание.
  • Со встроенным диммером.
  • Оснащёнными пультом дистанционного управления для работы с помощью радиоканала или инфракрасного канала.
  • Многофункциональные с диммером и дистанционным управлением. Такое устройство позволяет ограничить применение большого количества трансформаторов в различных местах.

Так как светодиодные ленты в своём преимуществе бывают двух типов на 12 и 24 вольт, то трансформатор должен выдавать именно такое напряжение.

Степень влагозащищённости устройства зависит от места его будущего монтажа. Если планируется устанавливать его в сухом месте, то можно приобрести обычный интерьерный трансформатор. Для ванной комнаты, сауны или бассейна необходимо выбирать устройство с влагозащитным корпусом.

Типы источников питания по характеристикам

По своему типу выполнения блоки могут быть:

  • Выполненные из чёрного пластика с указанными техническими характеристиками. Наиболее оптимальный вариант.
  • С герметичным алюминиевым корпусом для помещений с высокой степенью влажности. Блок не боится конденсата.
  • Блок с металлическим корпусом, небольшими отверстиями для циркуляции воздуха и контактной площадкой. Используется только в сухих помещениях, устанавливается в недоступном для людей месте и закрытом от пыли корпусе.

Трансформатор в непроницаемом корпусе из прочного пластика имеет достаточно компактные размеры, аккуратны внешний вид и небольшой вес. Высокая стоимость устройства, сложный теплообмен, который обусловлен конструкцией трансформатора и ограничение степени мощности - основные минусы блока.


Блок питания для светодиодных лент в пластиковом корпусе

Трансформатор в алюминиевом прочном корпусе имеет большое количество преимуществ, хотя и является наиболее дорогой моделью и достаточно тяжёлой. Это надёжное, герметичное и прочное устройство, которое способно предоставить хорошую степень теплообмена. Имеет высокую устойчивость к температурным перепадам, влаге, а также ультрафиолетовому излучению. Обычно используется для устройства внешней фасадной рекламы магазинов и других общественных зданий.


Трансформатор для светодиодных лент в алюминиевом корпусе

Открытый трансформатор считается наиболее востребованным и доступным устройством. В основном используется для устройства подсветки в жилых домах. Недостатком можно назвать большие размеры, непривлекательный внешний вид и отсутствие защитного корпуса.


Открытый трансформатор для светодиодных лент

Сетевой трансформатор является небольшим и простым устройством, которое не предусматривает стационарной установки. Степень мощности большей части моделей не более 60 Вт. Зачастую применяется для питающего источника светодиодных лент, длиной

Трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт: расчет, выбор

Новые линейные источники света, светодиодные ленты, используют в качестве светоизлучающих приборов сверхъяркие светодиоды (LED). Рабочее напряжение светодиодов составляет несколько вольт. Поэтому для питания применяют трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт.

Часто у неискушенного человека возникают вопросы, какой трансформатор нужен для питания LED? Как рассчитать мощность трансформатора? Можно ли изготовить трансформатор своими руками? Как подобрать трансформатор из имеющихся в наличии? Можно ли обойтись без трансформатора? В этом материале читатель найдет ответы на эти и другие вопросы.

Назначение

Выпускаемые промышленностью светодиодные ленты питаются постоянным напряжением 12 или 24 вольт. Чаще применяют ленты, рассчитанные на 12 В. Поэтому питать светодиодные ленты непосредственно от осветительной сети 220 В нельзя. Для их питания необходим понижающий трансформатор. Точнее – блок питания на 12 В. Так как светодиоды работают на постоянном токе, блок питания помимо понижающего трансформатора должен содержать выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Выпрямитель, подключаемый к вторичной обмотке трансформатора, служит для преобразования переменного тока в постоянный. В качестве выпрямителя могут использоваться диоды, собранные по мостовой или полумостовой схеме. Рабочий ток диодов должен превышать суммарный рабочий ток светодиодных лент, подключаемых к блоку питания.

На выходе выпрямителя получается пульсирующее напряжение. Частота пульсаций равна удвоенной частоте питающей сети. Для устранения пульсаций применяются сглаживающие фильтры. На практике для сглаживания пульсаций применяются электролитические конденсаторы с рабочим напряжением, превышающим выходное напряжение трансформатора. Величина емкости конденсаторов зависит от мощности блока питания.

Пульсации напряжения питания напрямую влияют на коэффициент пульсаций светового потока. Чем ниже коэффициент пульсаций света, тем комфортнее чувствует себя человек, находясь в помещении с искусственным освещением. Если емкость конденсаторов сглаживающего фильтра выбрана правильно, то коэффициент пульсаций светового потока не будет превышать нескольких процентов, что считается хорошим показателем.

Имея небольшие навыки в электротехнике из трансформатора, диодов и конденсаторов можно самостоятельно, своими руками изготовить блок питания для LED.

Виды

Для питания светодиодных лент применяют два типа блоков питания содержащих:

  • обычный понижающий трансформатор;
  • импульсный преобразователь напряжения (электронный трансформатор).

В качестве понижающего трансформатора, в зависимости от типа LED ленты, подойдет любой трансформатор 12В или 24В соответствующей мощности с выпрямителем и сглаживающими конденсаторами. Это может быть трансформатор, намотанный на Ш-образном или тороидальном сердечнике.

Хорошо подходят, имеющиеся в широкой продаже, тороидальные трансформаторы, предназначенные для питания низковольтных ламп для точечных светильников. Они имеют компактные размеры и мощность достаточную для подключения светодиодной ленты.

Блоки питания для светодиодных лент, выпускаемые промышленностью, обычно выполняются в виде импульсных преобразователей напряжения (инверторов). В них сетевое напряжение последовательно выпрямляется, преобразуется в высокочастотное напряжение (до 40 кГц), трансформируется импульсным трансформатором, выпрямляется и сглаживается. На таком же принципе основана работа блоков питания компьютеров, телевизоров и многих других электронных устройств.

Благодаря сравнительно большой частоте преобразования, импульсные блоки питания значительно выигрывают по массогабаритным показателям у трансформаторных БП. По той же причине они не гудят, у них низкий коэффициент пульсаций. Большим достоинством импульсных блоков питания является то, что они выдают стабильное напряжение в широком диапазоне входного сетевого напряжении.

Расчет

Независимо от того, какой тип трансформатора предполагается применить для питания светодиодной ленты, сначала нужно определить мощность подключаемой нагрузки. Для этого необходимо знать, какую мощность потребляет один погонный метр ленты и сколько метров будет потрачено для организации освещения. Такую информацию можно получить из технической документации на данный тип LED или узнать ее у продавца.

К сожалению, часто заявленные технические характеристики не соответствуют реальным. В случае если возникли сомнения, лучше произвести несложные измерения, чтобы узнать реальные цифры. Для этого светодиодную ленту необходимо подключить к подходящему источнику напряжения и измерить потребляемый ток. Таким источником может послужить лабораторный блок питания, зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов или сам аккумулятор на 12 или на 24 вольт.

Измерения тока проводят, включив в разрыв цепи амперметр постоянного тока или используя токоизмерительные клещи постоянного тока. Вычислить мощность, потребляемую подключенной лентой можно по формуле:

P=U*I

Где P – потребляемая мощность; U – напряжение; I – потребляемый ток.

Разделив полученное значение на длину подключенной ленты, получим мощность одного погонного метра светодиодной ленты. Зная «метраж» ленты, которую предполагается установить, легко вычислить потребляемую мощность. Мощность блока питания лучше выбрать с запасом в несколько десятков процентов. Это позволит избежать излишнего нагрева, повысит надежность системы освещения.

Выбор

Как выбрать мощность трансформатора мы уже обсудили. Однако в некоторых случаях целесообразнее применить несколько трансформаторов небольшой мощности вместо одного мощного аппарата. Это может быть сделано, например, по соображениям расположения отдельных участков светодиодной ленты. Или, исходя из габаритов, когда встает вопрос, куда спрятать трансформатор большой мощности.

Мы уже останавливались на достоинствах «электронных» трансформаторов. Однако применяемые в них электронные компоненты более требовательны к эффективному охлаждению. Часто для охлаждения электроники таких БП, внутрь корпуса устанавливают вентиляторы.

К выбору блоков питания следует подходить с некоторой осторожностью, так как со временем вентиляторы иногда начинают довольно громко шуметь и для устранения шума приходится предпринимать меры. Лучше остановить свой выбор на преобразователях, в которых корпус служит радиатором для отвода тепла. Такие корпуса имеют развитую ребристую поверхность.

Выбирая трансформатор необходимо учесть место его установки. Если освещение предполагается устанавливать на улице или в сырых помещениях, необходимо выбирать аппарат с соответствующим классом защиты.

Дополнительно про выбор трансформатора можете посмотреть интересное видео. Автор дает полезные замечания, которые обязательно пригодятся при выборе трансформатора.

Подключение светодиодной ленты к трансформатору

Подключение светодиодной ленты к блоку питания не представляет особой сложности. При подключении главное не перепутать полярность и подключить плюс к плюсу, а минус к минусу. На светодиодной ленте и на блоках питания полюса обычно промаркированы. Часто для подключения LED ленты к заводским БП используются специальные разъемы. Они имеют специальные выступы – «ключи» и, поэтому, ошибиться с подключением невозможно.

Для подключения блоков питания к сети необходимо использовать кабель в двойной изоляции. Сечение жил кабеля должно быть не меньше 1.5 мм2. Для подключения низкого напряжения, в зависимости от мощности нагрузки, подойдет провод или кабель с сечением жил от 0.75 мм2 или больше. Такое небольшое сечение объясняется тем, что светодиоды потребляют в 8 – 10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Подключение кабелей к трансформаторам должно осуществляться с помощью штатных разъемов или с помощью винтовых или пружинных зажимов.

Подключение «трехцветных» (RGB) светодиодных лент имеет некоторые особенности. RGB ленты обычно работают со специальными контролерами. Поэтому при подключении трехцветных светодиодных лент к блоку питания подключается не сама лента, а контроллер, который в свою очередь питает светодиоды. Также существует ограничение на длину ленты подключаемой к контроллеру. Поэтому для наращивания цепочки светодиодных лент используются специальные усилители. Эти усилители также должны получать энергию от блока питания.

Еще следует сказать несколько слов об электромагнитной совместимости. Импульсные блоки питания для светодиодных лент могут быть причиной помех. Поэтому стоит подумать о применении сетевых фильтров. Для эффективного подавления помех они должны располагаться в непосредственной близости от БП.

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.

 

Трансформаторы для светодиодных лент 12 вольт: виды, подключение, выбор

Применением светодиодных лент для освещения жилых, офисных и торговых помещений сегодня никого не удивишь, но популярность LED технологий обусловлена не только данью моде. У полупроводниковых источников света низкое потребление электроэнергии и длительный срок службы. Их единственный недостаток — более высокая стоимость по сравнению с другими видами осветительных приборов. При этом на ценовой фактор оказывает немалое влияние цена электронного балласта (трансформатора), блока питания, необходимого для работы светодиодной ленты.

В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с БП для светодиодных источников света. Собранная информация поможет подобрать адаптер по мощности и напряжению, правильно подсоединить к нему ленту, а также сделать своими руками простейший блок питания для освещения.

Что такое электронный балласт и зачем он нужен?

Необходимость данного устройства связана с тем, что напряжение питания ленточных светодиодов – 12 вольт (или 24 вольта). Соответственно, для подключения к домашней электросети понадобится понижающий блок питания на 12 вольт, снабженный преобразователем напряжения из переменного в постоянное.

Несмотря на то, что для работы устройств можно использовать как импульсные, так трансформаторные источники питания, последние не получили широкого распространения. Это связано как с большим и габаритами и весом, порождающими проблему, куда спрятать такой адаптер, так и низким КПД. Помимо этого силовой трансформатор «жужжит», чем вносит изрядную долю дискомфорта. Но за счет простоты реализации такие схемы популярны среди начинающих радиолюбителей.

Производители блоков питания для диодов предпочитают использовать импульсные схемы, что позволяет повысить мощность адаптеров и уменьшить их габариты и стоимость. Подробную информацию об импульсных источниках питания можно найти на нашем сайте.

Иногда такие БП называют «трансформаторами» для LED-лент, что не совсем корректно, ведь речь идет именно об импульсных преобразователях напряжения, но поскольку такой термин прочно закрепился, мы также будем его использовать.

Варианты исполнения блоков питания для светодиодных лент

В зависимости от функционального назначения электронный балласт выпускается в следующих вариантах исполнения:

  • В виде компактного сетевого БП. Такие устройства выглядят как обычные зарядки для мобильных устройств. Компактные сетевые блоки питания для светодиодных лентКомпактные сетевые блоки питания для светодиодных лент

Данное решение можно назвать эконом вариантом, поскольку из всех видов исполнения оно самое низкое по стоимости. Обратная сторона – низкая мощность, как правило, она не превышает 30-36 Вт (встречаются китайские изделия на 60 Вт, но в них этот параметр сильно завышен). Основная сфера применения – подключение простой подсветки. Главное достоинство – не требуется монтаж, драйвер достаточно воткнуть в розетку, предварительно подключив к выходу ленту.

  • Компактный блок, помещенный в герметичный пластиковый корпус. Максимальная мощность таких устройств 75 Вт. Встречающийся на китайской продукции показатель 100 Вт не соответствует действительности. Герметичный компактный электронный балласт, закрытый от внешнего воздействияГерметичный компактный электронный балласт, закрытый от внешнего воздействия

Отличительные особенности: небольшой вес, компактные размеры, защита от влаги и пыли. Это практически идеальный вариант для организации подсветки в потолочных нишах, если не принимать во внимание высокую стоимость адаптера (почти вдвое дороже аналогов с негерметичным корпусом).

  • Электронный балласт в герметичном корпусе из алюминия. Этот вариант исполнения рассчитан на суровые условия эксплуатации. Сфера применения таких БП — освещение наружной рекламы, подсветка зданий и других объектов, где производится монтаж светодиодов большой мощности. Установка в качестве адаптера бытовых источников света экономически не обоснована. Блоки питания Arlight в герметичном алюминиевом корпусеБлоки питания Arlight в герметичном алюминиевом корпусе

Отличительные особенности: устойчивость к механическому воздействию и деструктивным природным факторам (дождь, снег, УФ излучение). Что касается мощности, то с учетом нередкого изготовления таких адаптеров по спецзаказам, она может быть в довольно широком диапазоне. У типовых изделий этот параметр, как правило, от 80 до 200 Вт. Цена значительно выше, чем у других вариантов исполнения.

  • Негерметичный балласт. Наиболее популярный БП, широко применяется для питания освещения квартир, офисов и торговых залов. Стоит немного дороже компактного сетевого блока, но может быть значительно мощнее при тех же габаритах. БП в негерметичном исполненииБП в негерметичном исполнении

Мощные устройства данного типа могут быть оборудованы принудительной вентиляцией, обеспечивающей охлаждение электронных компонентов, что продлевает срок службы адаптеров. Изготавливаются под напряжение 12 или 24 В. Невысокая цена и широкий ассортимент, позволяющий подобрать наиболее оптимальный вариант, сделали такие БП наиболее популярными.

Кратко об управлении

Говоря о драйверах для LED-лент, нельзя не упомянуть об устройствах управления их свечением, в частности, о диммерах и RGB-контролерах.

Поскольку для питания используются импульсные БП, то регулировать интенсивность свечения ленточных светодиодов путем изменения напряжения, как для ламп накаливания, не получится. Для этой цели потребуется приобрести специальное устройство — диммер, например такой, как представлен на рисунке ниже.

Диммируемый модуль для монохромной светодиодной лентыДиммируемый модуль для монохромной светодиодной ленты

Включается такое устройство в разрыв между БП и лентой.

Для управления RGB-лентами используется специальное устройство, как правило, оно выполнено на базе микроконтроллера. Как правило, в него «защиты» несколько программ, позволяющих как управлять интенсивностью свечения с преобладанием того или иного цвета, так и задействовать другие световые эффекты (видео с их демонстрацией несложно найти в сети).

RGB контролер с пультом управленияRGB контролер с пультом управления

Включение контролера производится так же, как и диммера (между БП и лентой).

Как выбрать трансформатор для светодиодной ленты?

В первую очередь необходимо определиться с основными характеристиками БП. Для нас значащими являются:

  • входное напряжение.
  • напряжение на выходе.
  • сила тока номинальной нагрузки.

С первым параметром сложностей не возникнет, он должен отвечать стандартам домашней электросети. Напряжение на выходе необходимо подбирать соответственно питанию ленты, оно должно быть 12 или 24 вольта. Что касается мощности адаптера, то он рассчитывается по току номинальной нагрузки с учетом характеристик ленты и ее предполагаемой длины. Расскажем подробно, как он делается.

Расчет мощности блока питания для светодиодов

Чтобы посчитать, какой мощности нужен БП, для начала вспомним производную от закона Ома:  , в нашем случае Р – это расчетная мощность, I – номинальный ток нагрузки, U – напряжение питания.

Спрашивается причем тут длина ленты, объяснить проще на примере. Допустим, для реализации проекта нам требуется три метра монохромной ленты SMD 3528 на 12 вольт. В таблице ее характеристик указана мощность 4,8 Вт/м. Исходя из этого, расчетная мощность для 3 метров составит 14,4 Вт. Учитывая оптимизм производителей, добавим запас 30%, получим 18,42 Вт. Следовательно, нам понадобится блок питания с током нагрузки не менее 1,5 А (18,42/12).

Как видите, ничего сложного в расчетах нет, главное учитывать характеристики нагрузки. В качестве примера нижа представлена таблица, где показано, какие бывают светодиоды на 12 вольт.

Пример характеристик LED-лент на 12 вольтТаблица: пример характеристик LED-лент на 12 вольт

Обратим внимание, стандартная длина ленты 5 метров, но допускается использовать куски меньшие по размеру (как производится разрез указано на нашем сайте) или подключить сразу два полноразмерных куска или более. О том, как это сделать пойдет речь ниже.

Подключение трансформатора к светодиодной ленте

Как правило, этот этап не вызывает сложностей, поскольку большинство производителей, таких как Feron или Arlight, к своим изделиям прилагают подробную инструкцию. Для тех, кто остановил свой выбор на нонейме, мы расскажем, как производится подключение светодиода к 24 или 12 вольтам.

Практикуется две схемы подключения прямая и параллельная, они представлены ниже на картинке.

Схемы подключения А) прямая; В) параллельнаяСхемы подключения А) прямая; В) параллельная

Как правило, последовательная схема подключения нескольких лент не практикуется, за исключением случаев, когда общая длина ленты не превышает 5-ти метров.

Крепление проводов осуществляется к дин-рейке на БП, где указано назначение каждого контакта (пример показан на фото ниже).

Пример подключения ленты к БППример подключения ленты к БП

К ленте провода припаиваются или для подключения используются специальные переходники. Что касается расстояния от БП до ленты, то чем оно меньше, тем лучше. На практике адаптеры редко устанавливаются далеко от источников света, поэтому длина кабеля в расчет не принимается.

Самодельный трансформаторный блок питания на 12 вольт

В завершении приведем простую схему БП для питания светодиодного источника света мощностью до 120 Вт на основе интегрального стабилизатора КР142ЕН8Б.

Схема блока питания для светодиодной ленты на 12 вольтСхема блока питания для светодиодной ленты на 12 вольт

Обозначения:

  • Резисторы: в схеме не задействованы.
  • Конденсаторы: С1 и С2 – 100 нФ; С3 – 1000 мкФ х 25 В; С4 и С5 -2200 мкФ х 25 В.
  • Выпрямитель: VD1 – диодный мост КВРС 15005 или любой другой, рассчитанный на ток не менее 10 ампер;
  • Диод VD2 – 1N4005 (в качестве альтернативы подойдет любой кремневый диод).
  • Транзистор VT1 – TIP 3005, собственно подойдет любой биполярник, у которого ток коллектора от 10,0 А и более.
  • Микросхема DA1 – интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б, в качестве альтернативы можно использовать МС7812ВТ или подобные аналоги.
  • ТР1 – допускается использование любого понижающего трансформатора со вторичной обмоткой рассчитанной на напряжение 12-18 В и ток нагрузки от 10,0 А.

Собранная схема не требует настройки, если сборка была произведена правильно. Этот БП может запитать как обычную ленту на 12 вольт 60 ватт, так и более мощные источники света.

Собирать с нуля импульсный инверторный БП бесперспективно. Проще приспособить для этой цели готовое устройство, например, взять со сгоревших в люстре ламповых энергосберегающих светильников электронный баланс и отремонтировать его, внеся небольшие изменения (увеличить напряжение и потребляемый ток). По сути, это готовые импульсные БП.

Сопутствующие вопросы

Довольно часто можно услышать вопрос, где используются ленты на 24 вольта, как правило, их используют для освещения. Они могут крепиться клейкой лентой к специальной подложке, рассеивающей тепло или закладываться в профиль для светодиодной ленты, крепящийся на потолок или стены. Подбор БП, расчет мощности и схема подключения светодиодов к 24 вольтам, производится по тому же принципу, что был описан выше.

Что делать, если сгорел один или несколько диодов? Ремонт в данном случае не требует больших усилий. Необходимо визуально найти сгоревший сегмент, определить его довольно просто по внешнему виду, далее он вырезается по меткам на ленте. Оставшиеся куски следует соединить проводом соответствующего сечения, соблюдая полярность. SMD элементы довольно маленькие, перепаивать их не имеет смысла, выгоревший сегмент лучше удалить. Потеря одного из них глобально не отразится на суммарной мощности источника света.

Сколько можно подключать лент к БП? Все зависит от мощности адаптера и характеристик источника света, который от него питается.

Что делать, если с электронного балласта слышен треск или другие не характерные звуки? Следует немедленно отключить питание и произвести технический осмотр устройства.

Easy Solution для светодиодных установок и дооснащения с использованием 12VAC
LED Landscape Light

Во многих жилых и коммерческих районах необходимо какое-то наружное ландшафтное освещение. Будь то небольшие фонари безопасности, маркеры дорожек или просто акцентное освещение вокруг территории, они работают в определенной системе, и если вы планируете переходить на светодиоды, вам нужно об этом знать. В большинстве систем наружного освещения используется низковольтный трансформатор переменного тока, обычно 12 В переменного тока. Эти трансформаторы 12 В переменного тока уже установлены в большинстве домов и предприятий, так как лампы накаливания могут потреблять переменный ток, и у них были преимущества по сравнению с прямым подключением к основной линии (120 В переменного тока).При переключении на светодиоды это может быть проблемой, так как светодиоды нуждаются в постоянном токе, а большинство драйверов светодиодов предназначены для низкого напряжения постоянного тока или высокого напряжения сети переменного тока. Здесь, в LEDSupply, у нас есть идеальный вариант драйвера для систем ландшафтного и наружного освещения, в которых используется низковольтный трансформатор переменного тока.

Зачем переключать ландшафтное освещение на светодиоды?

Некоторые из вас могут спросить, зачем переходить на светодиоды, если моя старая система работает нормально? Некоторые из вас могут сначала захотеть сделать это легко и просто придерживаться того же старого освещения, особенно если увидят, что может быть небольшое препятствие для поиска водителя.Однако с ландшафтным освещением дело в том, что эти огни обычно остаются в течение длительного времени ночью, либо включаются по таймеру, либо остаются включенными, когда людей нет дома. Когда вы думаете о всех часах, которые растут (вместе с этим счетом за коммунальные услуги), вы можете понять, что переключение на светодиоды может действительно окупиться, так как они намного эффективнее и сэкономят ваши деньги в долгосрочной перспективе.

«Долгое время», о котором мы говорим, вероятно, даже не будет таким длинным с ландшафтным освещением, так как они так часто используются ночью.Чем больше часов работы, тем быстрее эти системы окупятся и начнут экономить ваши деньги!

Новое освещение и модернизация

Мы знаем, что многие из вас умеют проектировать и очень часто используют наш сайт для того, чтобы получить все необходимые компоненты, а также иметь свободу в разработке собственной системы освещения. Так что, если вы творческий тип и у вас уже есть план того, как вы хотите, чтобы ваше ландшафтное освещение было таким, то это замечательно. Скорее всего, у вас уже есть трансформатор 12 В переменного тока, в котором использовалось старое наружное освещение, или вы можете установить его на место, поскольку переход от 12 В переменного тока намного безопаснее, чем переход от сетевого напряжения.Поскольку на улице есть влага, пыль и небольшие твари, с этими лампами можно проводить техническое обслуживание, поэтому 12VAC безопаснее, если вы собираетесь возиться с ним. Подумайте немного шок от этого по сравнению с прямыми 120 В переменного тока ... нет, спасибо.

Другие читатели могут просто искать вариант модификации, чтобы включить лампу в их приспособлении. Если у вас уже есть старое устройство, то, скорее всего, оно будет иметь трансформатор 12 В переменного тока. Для того, чтобы переключиться на светодиоды, вам нужно найти способ, чтобы переключить это 12 В переменного тока на постоянный ток и выдавать постоянный и безопасный ток для замены светодиодов.(у нас есть только то, что вам нужно!)

Почему 12VAC используется в наружном освещении?

Нет, низковольтное освещение переменного тока используется не только в ландшафтном освещении, чтобы попытаться заставить всех переключиться на светодиоды. Фактически он использовался во многих старых системах, поскольку было гораздо проще создать трансформатор 12 В переменного тока по сравнению с трансформатором постоянного тока, и лампы накаливания могли меньше заботиться о мощности переменного или постоянного тока. В старых системах это имело смысл, поскольку было экономически эффективным и простым, поскольку вам не приходилось переключаться с переменного тока на постоянный.

Безопасность - это еще одна причина, по которой низкое напряжение переменного тока использовалось на улице. Как мы уже упоминали выше, для наружных систем будет проводиться техническое обслуживание, а также проводка, которая может быть повреждена из-за внешних элементов или надоедливых существ. Низкое напряжение намного безопаснее, чем 120 В переменного тока, если вы собираетесь много работать в этой области.

Наконец, низковольтные источники переменного тока позволили дизайнерам освещения работать с более толстыми нитями накала, которые не так легко ломаются от механического удара или перегорают, как основные подключенные светильники на 120 В переменного тока.Теперь, когда мы знаем, почему 12VAC существует для ландшафтного освещения, давайте взглянем на трансформаторы, которые делают все это возможным.

Магнитные и электронные (ELVT) трансформаторы

Существует два основных типа трансформаторов, которые понижают линейное напряжение до 12 В переменного тока. Старая технология представляет собой магнитный трансформатор, а новая технология - электронный низковольтный трансформатор (ELVT). ELVT на самом деле не трансформатор, а схема переключающего преобразователя, которая на самом деле может представлять гораздо большую проблему при разработке светодиодной модифицированной лампы.

Сменная лампа замены должна работать с обоими этими трансформаторами, что может быть непросто, поскольку в ELVT используется много различных схем проектирования и настроек, которые не имеют одного прямого ответа.

Найти прямую замену светодиодных вставок довольно сложно для этих типов источников света, так как для замены потребуются конденсаторы и диодные мосты, которые, вероятно, будут слишком большими для упаковки, в которой они находятся. Это означает, что существует потребность во внешнем управлении источник, который переключает эту власть для нас, и для этого нам всем повезло, так как этот крошечный драйвер - именно то, что нужно!

BuckBullet серии LUXdrive 7006 производства США представляет собой светодиодный драйвер постоянного тока, потребляющий низкое напряжение переменного тока.Этот драйвер оптимизирован с помощью высокоскоростной электроники для использования как с магнитными трансформаторами, так и с электронными трансформаторами 12 В переменного тока. Он будет питать светодиоды высокой яркости при постоянных токах 350 мА, 500 мА или 700 мА, предоставляя вам возможность работать в зависимости от необходимой яркости света. Помните, что чем выше ток привода, тем выше светоотдача!

Решение проблемы переменного и постоянного тока

Этот драйвер был изготовлен инженерами LUXdrive здесь, в США, и включает в себя внутреннюю схему, которая переключает 8-24 В переменного тока в постоянный ток.Чтобы сделать это, BuckBullet требует 3 В для работы. Таким образом, в основном вы можете найти напряжение, которое вы можете запустить от одного из этих драйверов, вычитая 3 из вашего входного напряжения ... вот оно в формуле:

Выходное напряжение = Входное напряжение - 3 В

Таким образом, если бы у вас был трансформатор 12 В переменного тока, как у большинства ландшафтных светильников, вы могли бы использовать этот BuckBullet, и вы могли бы запускать до 9 вольт светодиодов последовательно. BuckBullet просто переключил бы ваш переменный ток на постоянное напряжение, которое могли бы использовать светодиоды, когда они питаются от постоянного тока.

Идеально подходит для улицы

Этот драйвер очень компактен, его диаметр составляет всего полдюйма, а длина - 2 дюйма. Упаковка полностью герметизирована, что делает ее устойчивой к воздействию влаги и внешних элементов. Соединения тогда сделаны из 6 ”18AWG многожильных проводов. Сверхмалый размер позволяет легко приспособить его к большинству модифицированных ситуаций, и если вы создаете собственное наружное освещение, не должно быть слишком сложно найти место, чтобы спрятать этот маленький цилиндрический драйвер.

Если вам нужно больше светодиодов, вы также можете использовать несколько этих драйверов параллельно от трансформатора 12 В переменного тока. Это позволит вам работать на нескольких длинах от одного и того же источника питания, не выходя за пределы напряжения, так как каждый BuckBullet может питать до 9 В светодиодов. На драйвер не влияют падения напряжения на длинных проводах, что очень важно для наружного использования, так как иногда у вас бывают большие перерывы между освещением. Этот водитель будет следить за тем, чтобы свет оставался постоянным от света к свету независимо от расстояния.

Переключение вашего ландшафтного освещения на светодиоды является обязательным условием, если вы оставляете их включенными в течение длительного времени в ночное время или когда вы находитесь вдали от дома. Сделайте простой комплект для модернизации ландшафтного освещения с этим драйвером BuckBullet и любым из наших SMD-светодиодов, и вы сэкономите в кратчайшие сроки!

,
Как рассчитать / найти номинальные значения трансформатора в кВА

Рассчитать и найти номинальные значения однофазных и трехфазных трансформаторов в кВА

Мы знаем, что трансформатор всегда рассчитан в кВА. Ниже приведены две простые формулы для определения номинала однофазных и трехфазных трансформаторов .

Найти номинальное значение однофазного трансформатора

Номинальное значение однофазного трансформатора:

P = V x I.

Номинальное значение однофазного трансформатора в кВА

кВА = (В x I) / 1000

Номинал трехфазного трансформатора

Номинал трехфазного трансформатора:

P = √3.V x I

Номинальная мощность трехфазного трансформатора в кВА

кВА = (√3. V x I) / 1000

Но подождите, здесь возникает вопрос ... Посмотрите на общую паспортную табличку трансформатора 100 кВ. How to Calculate/Find the Rating of Transformer in kVA (Single Phase and Three Phase)? How to Calculate/Find the Rating of Transformer in kVA (Single Phase and Three Phase)?

Вы что-то заметили? В любом случае, мне все равно, каков ваш ответ;) но позвольте мне попытаться объяснить.

Вот этот рейтинг трансформатора составляет 100кВА .

Но первичное напряжение или высокое напряжение (H.V) составляет 11000 В = 11 кВ.

А Первичный ток на стороне высокого напряжения равен 5.25 ампер.

Также вторичное напряжение или низкое напряжение (LV) составляет 415 Вольт

А Вторичный ток (ток на стороне низкого напряжения) составляет 139,1 Ампер.

Проще говоря,

Номинальная мощность трансформатора в кВА = 100 кВА

Первичные напряжения = 11000 = 11 кВ

Первичный ток = 5,25 A

Вторичные напряжения = 415 В

Вторичный ток = 139,1 Ампер.

Теперь рассчитайте номинальную мощность трансформатора в соответствии с

P = V x I (Первичное напряжение х первичный ток)

P = 11000 В x 5.25A = 57 750 ВА = 57,75 кВА

Или P = V x I (Вторичные напряжения х Вторичный ток)

P = 415 В x 139,1A = 57 726 ВА = 57,72 кВА

Еще раз мы заметили, что рейтинг трансформатора (на паспортной табличке) - 100 кВА, , но согласно расчету ... это примерно , 57 кВА, ...

,

. Разница возникает из-за незнания того, что мы использовали однофазную формулу вместо трехфазной формулы.

Теперь попробуйте эту формулу:

P = √3 x V x I

P = √3 Vx I (первичное напряжение х первичный ток)

P = √3 x 11000V x 5.25A = 1,732 x 11000 В x 5,25 A = 100 025 ВА = 100 кВА

Или P = √3 x V x I (Вторичные напряжения х Вторичный ток)

P = √3 x 415 В x 139,1 A = 1,732 x 415 В x 139,1 A = 99 985 ВА = 99,98 кВА

Рассмотрим (следующий) следующий пример.

Напряжение (линия к линии) = 208 В .

Ток (линейный ток) = 139 A

Теперь рейтинг трехфазного трансформатора

P = √3 x V x I

P = √3 x 208 x 139A = 1.732 x 208 x 139

P = 50077 ВА = 50 кВА

Примечание. Это сообщение было сделано по запросу нашего поклонника Пейджа Анил Виджай.

.
Как определить правильное количество заземляющих электродов (полос, пластин и труб)

Введение

Количество заземляющих электродов и сопротивление заземления зависит от удельного сопротивления грунта и времени прохождения тока повреждения (1 с или 3 с). Если мы разделим площадь для заземления, требуемую на площадь одной заземляющей пластины, то получим число заземляющих ям, необходимых .

How to Determine Correct Number of Earthing Electrodes (Strips, Plates and Pipes) - part 1 How to Determine Correct Number of Earthing Electrodes (Strips, Plates and Pipes) - part 1 Как определить правильное количество заземляющих электродов (полос, пластин и труб) - часть 1

Не существует общего правила для расчета точного числа ям заземления и размера заземляющей полосы, но разряд тока утечки , безусловно, зависит от площади поперечного сечения материала, поэтому для любого оборудования размер полосы заземления рассчитывается по ток, который должен переноситься этой полосой .

Сначала рассчитывается ток утечки , который необходимо перенести , а затем определяется размер полосы.

Для большей части электрического оборудования, такого как трансформатор, дизель-генераторная установка и т. Д., Общая концепция состоит в том, чтобы иметь 4 числа заземляющих ям. 2 нет для заземления тела с 2 отдельными полосами с закороченными ямами и 2 нет для нейтрального с 2 отдельными полосами с закороченными ямами.

Нейтральная полоса заземления размером должна выдерживать ток нейтрали этого оборудования.
Заземление корпуса должно выдерживать половины нейтрального тока .

Например, для трансформатора 100 кВА , ток полной нагрузки составляет около 140А .

Подключенная полоса должна выдерживать ток не менее 70 А (ток нейтрали), а это значит, что полоса GI 25x3 мм должна быть достаточной для переноса тока, а для корпуса полоса 25 × 3 подойдет. Обычно мы рассматриваем размер полосы, который обычно используется в качестве стандартов.

Однако для заземления тела может использоваться полоса меньшего размера, которая может нести ток 35А. Причиной использования 2 заземляющих ям для каждого тела и нейтрали и последующего их замыкания является резервное копирование. Если одна полоса подвергается коррозии и порезам, непрерывность нарушается, а другой ток утечки протекает через другую, завершая цикл.

Аналогичным образом для панелей количество ям должно быть 2 номера. Размер может быть определен на главном автоматическом выключателе.

Например, если основным источником питания для выключателя является 400A , то заземление корпуса для панели может иметь полосу размером 25 × 6 мм , которая может легко переносить 100A .

Количество ям заземления определяется исходя из общего тока замыкания, который будет рассеиваться на землю в случае неисправности, и тока, который может рассеиваться каждым заземлением. Обычно плотность тока для полоски GI может составлять примерно 200 ампер на квадратный кулачок. На основании длины и диаметра используемой трубы количество ям заземления может быть окончательно определено.


1. Рассчитать количество заземления труб

A. Сопротивление заземления и количество стержней для изолированной заземленной ямы
(без заглубленной заземляющей полосы)

Сопротивление заземления одностержневого или трубчатого электрода рассчитывается согласно BS 7430 :

R = ρ / 2 × 3.14xL (loge (8xL / d) -1)

Где:

ρ = Удельное сопротивление грунта (Ом),
L = Длина электрода (метр),
D = Диаметр электрода (метр)

Пример:

Рассчитать сопротивление изолированного заземляющего стержня. Стержень заземления имеет длину 4 метра и диаметр 12,2 мм, удельное сопротивление грунта 500 Ом.

R = 500 / (2 × 3,14 × 4) x (Loge (8 × 4 / 0,0125) -1) = 156,19 Ω.

Сопротивление заземления одностержневого или трубчатого электрода рассчитывается в соответствии с IS 3040 :

R = 100xρ / 2 × 3.14xL (балкон (4xL / d))

Где:

ρ = Удельное сопротивление грунта (Ом),
L = Длина электрода (см),
D = Диаметр электрода (см)


Пример:

Рассчитать количество заземляющих труб CI диаметром 100 мм, длиной 3 метра. Система имеет ток повреждения 50 кА в течение 1 с, а удельное сопротивление грунта составляет 72,44 Ом-метра.

Плотность тока на поверхности электрода Земли (согласно IS 3043):

  • Макс.допустимая плотность тока I = 7,57 × 1000 / (√ρxt) А / м2
  • Макс. допустимая плотность тока = 7,57 × 1000 / (√72,44X1) = 889,419 А / м2
  • Площадь поверхности одного 100 мм диам. 3 метра Труба = 2 х 3,14 х г х Д = 2 х 3,14 х 0,05 х 3 = 0,942 м2
  • Макс. ток, рассеиваемый одной заземляющей трубкой = плотность тока x площадь поверхности электрода
  • Макс. ток, рассеиваемый одной заземляющей трубкой = 889,419x 0,942 = 837,83 А, скажем 838 ампер
  • Количество необходимых заземляющих труб = Ток повреждения / Макс.ток рассеивается одной заземляющей трубкой.
  • Необходимое количество заземляющих труб = 50000/838 = 59,66. Скажите 60 Нет.
  • Общее количество необходимых заземляющих труб = 60 Нет.
  • Сопротивление заземляющей трубы (изолированное) R = 100xρ / 2 × 3.14xLx (loge (4XL / d))
  • Сопротивление заземляющей трубы (изолированной) R = 100 × 72,44 /2 × 3,14x300x(loge (4X300 / 10)) = 7,99 Ом / Труба
  • Общее сопротивление 60 без заземления = 7.99/60 = 0,133 Ом.

B. Сопротивление заземления и количество стержней для изолированного заземляющего колодца
(с заглубленной полосой заземления)

Сопротивление заземления (R) Согласно IS 3043 :

R = ρ / 2 × 3,14xLx (loge (2xLxL / wt))


Пример:

Рассчитать полосу GI шириной 12 мм, длиной 2200 метров, утопленной в земле на глубине 200 мм, удельное сопротивление грунта составляет 72,44 Ом-метр.

  • Сопротивление заземления (Re) = 72.44/2 × 3,14x2200x (loge (2x2200x2200 / .2x.012)) = 0,050 Ом
  • Расчет сверху, общее сопротивление 60 нет заземляющих труб (Rp) = 0,133 Ом.
    И он подключен к заземляющей полосе. Здесь чистое сопротивление заземления = (RpxRe) / (Rp + Re)
  • Чистая устойчивость к еде = (0,133 × 0,05) / (0,133 + 0,05) = 0,036 Ом

C. Общее сопротивление заземления и количество электродов для группы
(параллельно)

В случаях , когда одного электрода недостаточно для обеспечения требуемого сопротивления заземления, следует использовать более одного электрода.Разнос электродов должен составлять около 4 м. Совместное сопротивление параллельных электродов является сложной функцией нескольких факторов, таких как количество и конфигурация электродов в массиве.

Общее сопротивление группы электродов в различных конфигурациях по BS 7430 :

Ra = R (1 + λa / n), где a = ρ / 2X3,14xRxS

Где:

S = Расстояние между регулировочным стержнем (метр),
λ = Коэффициент приведен в таблице ниже,
n = Количество электродов,
ρ = Удельное сопротивление грунта (Ом-метр),
R = Сопротивление одиночного стержня в изоляции (Ом)

Коэффициенты для параллельных электродов в линии (BS 7430)
Количество электродов (n) Коэффициент ( λ )
2 1.0
3 1,66
4 2,15
5 2,54
6 2,87
7 3,15

8

3,39
9 3,61
10 3,8

Для электродов, равномерно распределенных вокруг полого квадрата, e.грамм. по периметру здания используются приведенные выше уравнения со значением , равным , взятым из следующей таблицы.

Для трех стержней, размещенных в равностороннем треугольнике или в пласте L , можно принять значение λ = 1,66 .

Факторы для электродов в пустотелом квадрате (BS 7430)
Количество электродов (n) Коэффициент ( λ )
2 2.71
3 4,51
4 5,48
5 6,1322223
6 6,63
7 7,03
8 7,36
9 7,65
10 7,9
12 8,3
14 8.6
16 8,9
18 9,2
20 9,4

Для полого квадрата общее количество электродов (N) = (4n-1).

Эмпирическое правило заключается в том, что параллельные стержни должны располагаться как минимум вдвое длиннее, чтобы использовать все преимущества дополнительных стержней. Если расстояние между электродами намного больше, чем их длина, и только несколько электродов параллельны, то результирующее сопротивление заземления можно рассчитать, используя обычное уравнение для параллельных сопротивлений.

На практике эффективное сопротивление земли обычно на выше, чем расчет .

Как правило, массив с 4 шипами может обеспечить улучшение от в 2,5 до 3 раз по сравнению с . Массив из 8 шипов обычно дает улучшение от 5 до 6 раз.

Сопротивление исходного стержня заземления будет уменьшено на 40% для второго стержня, 60% для третьего стержня, 66% для четвертого стержня.

Пример:

Рассчитать общее сопротивление заземляющего стержня 200 номеров, расположенных параллельно, имеющих 4-метровое пространство каждого, и если он соединяется в расположении полых квадратов.Стержень заземления имеет длину 4 метра и диаметр 12,2 мм, удельное сопротивление почвы 500 Ом.


Сначала рассчитать сопротивление заземляющего стержня:
  • R = 500 / (2 × 3,14 × 4) x (Loge (8 × 4 / 0,0125) -1) = 136,23 Ω.

Теперь вычислите общее сопротивление заземляющего стержня числа 200 в параллельном состоянии:

  • a = 500 / (2 × 3,14x136x4) = 0,146
  • Ra (параллельно в линии) = 136,23x (1 + 10 × 0,146 / 200) = 1,67 Ом.

Если заземляющий стержень соединен в пустотелом квадрате, то стержень на каждой стороне квадрата равен 200 = (4n-1), поэтому n = 49 No .

Ra (в пустом квадрате) = 136,23x (1 + 9,4 × 0,146 / 200) = 1,61 Ом.

Первоначально опубликовано в - Электрические примечания - Рассчитать количество заземлений пластин / труб / полос (часть-1)

,

светодиодов (LED) - learn.sparkfun.com

Избранные любимец 52

Введение

светодиодов вокруг нас: В наших телефонах, наших автомобилях и даже наших домах. Каждый раз, когда горит что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они бекон электроники.Они широко предназначены для того, чтобы сделать любой проект лучше, и их часто добавляют в невероятные вещи (к радости всех).

Однако, в отличие от бекона, они не годятся, как только вы их приготовили. Это руководство поможет вам избежать любых случайных светодиодных барбекю! Хотя обо всем по порядку. Что именно - это , о котором все говорят?

Светодиоды

(то есть «ell-ee-dees») - это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле светодиод означает «светоизлучающий диод».«(Он делает то, что говорит на банке!) И это отражается в сходстве между диодными и светодиодными схематическими обозначениями:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, для сравнения светодиоды требуют гораздо меньше энергии. Они также более энергоэффективны, поэтому они не имеют тенденцию нагреваться, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете в них энергию). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Не считайте их из мощной игры.Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

Тебе уже хочется? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!

Рекомендуемое чтение

Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы ни с одним из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается с цепи.Не знаете, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как молнии в грозах, но что это? Это не простой вопрос, но этот урок проливает свет на него!

Диоды

Диодный праймер! Диодные свойства, типы диодов и применение диодов.

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт учебного веселья!

Полярность

Введение в полярность в электронных компонентах. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.

Предложенный просмотр

Как использовать их

Итак, вы пришли к разумному выводу, что вам нужно поставить светодиоды на все.Мы думали, что ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Вопросы полярности

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, позволяют току течь только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его в обратном направлении. Скорее это просто не будет работать.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена наличием более длинного «провода» или ножки.Другая отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду, а не в противоположном направлении. Обратный светодиод может препятствовать нормальной работе всей цепи, блокируя ток. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть это.

2) Текущий ток равняется Моарному свету

Яркость светодиода напрямую зависит от того, какой ток он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, суперяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость зависит от используемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, управляя величиной тока через него. Но установка настроения не единственная причина, чтобы сократить ваш ток.

3) Есть такая вещь, как слишком большая сила

Если вы подключите светодиод непосредственно к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему позволено, и, подобно трагическим героям Олде, уничтожит сам себя. Вот почему важно ограничить количество тока, протекающего через светодиод.

Для этого мы используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток получить слишком большой ток. Не волнуйтесь, для определения наилучшего значения резистора требуется лишь небольшая математика. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего учебника по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебник по всем вещам резисторов. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, декодируют коды цветов резистора и применяют резистор.

Не позволяй всей этой математике напугать тебя, на самом деле довольно сложно все испортить. В следующем разделе мы поговорим о том, как сделать светодиодную схему без вашего калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать таблицы, давайте подключим некоторые светодиоды. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по чтению .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по установке и эксплуатации светодиодов.Как вы, вероятно, собрали из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. В качестве источника питания мы используем аккумулятор, потому что их легко найти и они не могут подавать опасное количество тока.

Базовый шаблон для светодиодной схемы довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Как это:


330 Ом Резистор

Хорошее значение резистора для большинства светодиодов - 330 Ом (оранжевый - оранжевый - коричневый).Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики ... Итак, начните с подключения резистора 330 Ом в вышеуказанную цепь и посмотрите, что произойдет.

проб и ошибок

Интересная особенность резисторов заключается в том, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете перегореть светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, приведем схему, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:


Throwies с батарейкой для монет

Еще один способ зажечь светодиод - просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Поскольку ячейка монеты не может подавать достаточный ток, чтобы повредить светодиод, вы можете соединить их напрямую вместе! Просто вставьте монетоприемник CR2032 между выводами светодиода.Длинная нога светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть ленту вокруг всего этого, добавить магнит и приклеить его! Ура за подлых!

Конечно, если вы не добились хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете достать свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, не сложно рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам необходимо сообщить в таблицу ...

Получить подробную информацию

Не подключайте к своим цепям какие-либо странные светодиоды, это просто вредно для здоровья. Узнай их первым. И как лучше, чем читать таблицы.

В качестве примера мы рассмотрим таблицу для нашего основного красного 5-мм светодиода.

Светодиодный ток

Начиная сверху и спускаясь, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:

Ах, да, но что все это значит?

Первая строка в таблице указывает, какой ток ваш светодиод сможет выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Второй ряд говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите выдерживать этот ток слишком долго. Эта таблица данных даже достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, чтобы помочь вам сделать расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк имеют меньшее значение для целей этого урока.Обратное напряжение - это свойство диода, о котором вам не нужно беспокоиться в большинстве случаев. Рассеиваемая мощность - это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до получения повреждения. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах его рекомендуемых значений напряжения и тока.

Светодиодное напряжение

Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили ... Ах!

Это полезный столик! В первом ряду сообщается, каким будет падение напряжения на светодиодах .Прямое напряжение - это термин, который очень часто встречается при работе со светодиодами. Этот номер поможет вам решить, какое напряжение необходимо подать в схему на светодиод. Если к одному источнику питания подключено более одного светодиода, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в углубленном разделе этого урока.

LED Длина волны

Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны в основном очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может варьироваться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В этом случае это от 620 до 625 нм, что находится на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы более подробно рассмотрим длину волны в более глубоком разделе.

Яркость светодиодов

Последний ряд (помеченный «Интенсивность света») - это показатель яркости светодиода. Единица измерения mcd, или millicandela , является стандартной единицей измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. В 200 мкд, этот светодиод будет хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть этот веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. Различные типы светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо распространить его как можно шире. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, которые излучают фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если вы не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике представляют угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть на светодиод прямо вниз, это когда он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самой внешней окружностью. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором свет становится вдвое менее интенсивным, следуйте по кругу 50% вокруг графика, пока он не пересекает синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы прочитать угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все измерения, которые вам понадобятся, чтобы фактически установить светодиод в корпус! Обратите внимание, что, как и большинство светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, когда вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, с какими необычными светодиодами вы можете столкнуться в дикой природе...

Типы светодиодов

Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже взяли в руки несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Как бы вы хотели улучшить свою игру? Давайте поговорим о том, как это может выглядеть за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план суперяркого 5-миллиметрового светодиода крупным планом

Типы светодиодов

Вот актерский состав других персонажей.

RGB светодиодов

RGB (красно-зелено-синие) светодиоды - это фактически три светодиода в одном! Но это не значит, что он может сделать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий цвета являются дополнительными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий вывод. У одних общий контакт - это анод, а у других - катод.

RGB с общим прозрачным катодным светодиодом

светодиодов с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмите, например, светодиодный индикатор. Внутри этих светодиодов фактически имеется интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупным планом IC (большой, черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющий цветами.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, в которых требуется немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!

Адресуемые светодиоды

Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже приведен крупный план WS2812. Большая квадратная IC справа контролирует цвета индивидуально.

Адресная WS2812 PTH Close Up

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Это правильно. Есть также светодиоды, которые включают в себя небольшой резистор ограничения тока. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке имеется небольшая черная квадратная ИС для ограничения тока на светодиодах этих типов.

Светодиод со встроенным резистором Close Up

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и включите его! Мы протестировали эти типы светодиодов на 3,3 В, 5 В и 9 В.

Супер яркий зеленый светодиод со встроенным резистором

Примечание: Лист данных для светодиодов со встроенным резистором указывает, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании одного на 5 В, напряжение около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9 В, напряжение около 30 мА. Это, вероятно, на более высоком конце входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод погас.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

SMD-светодиоды - это не столько специфический тип светодиода, сколько тип корпуса. По мере того как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как разместить больше компонентов в меньшем пространстве. Компоненты SMD (устройства поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой пакет 5050.

Адресная WS2812B Close Up

SMD светодиодов бывают нескольких размеров, от довольно больших до меньших размеров, чем рисовое зерно! Поскольку они такие маленькие и с подушками вместо ног, с ними не так легко работать, но если вы ограничены в пространстве, они могут быть именно тем, что доктор прописал.

WS2812B-5050 Пакет APA102-2020 Пакет
SMD-светодиоды

также упрощают и ускоряют процесс выбора и размещения машин. позволяет размещать светодиодов на печатных платах и ​​полосах.Вы, вероятно, не будете вручную паять все эти компоненты вручную.

Крупный план 8x32 адресуемой (WS2812-5050) светодиодной матрицы 5M адресуемая (APA102-5050) светодиодная лента

Высокая мощность

Мощные светодиоды

от таких производителей, как Luxeon и CREE, безумно яркие. Они ярче суперярких! Как правило, светодиод считается мощным, если он может рассеивать 1 Вт или более мощности.Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Их можно даже построить для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для этого часто требуются радиаторы. Радиатор - это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. Может быть некоторое тепловыделение, встроенное в конструкцию некоторых коммутационных щитов, таких как показанная ниже.

Мощный светодиод RGB Алюминий Назад для рассеивания тепла
Мощные светодиоды

могут выделять столько тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, хотя эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления вы можете использовать светодиодный драйвер постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами нормального видимого спектра. Например, вы, наверное, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как телевизионные пульты, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.

IR LED

На противоположном конце спектра вы также можете получить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды сделают некоторые материалы флуоресцентными, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения поддельных (счета, кредитные карты, документы и т. Д.), Солнечные ожоги, список можно продолжать. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов.

Ультрафиолетовый светодиод осматривает законопроект США

Больше светодиодов

С такими модными светодиодами, как они, нет никакого оправдания тому, чтобы что-то не светить. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не была удовлетворена, тогда читайте дальше, и мы начнем разбираться со светодиодами, цветом и яркостью света!

Delving Deeper

Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите больше? О, не волнуйся, у нас есть больше.Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать ... ошибаться ... мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды - это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что это означает:

То, что мы называем светодиодом, это на самом деле светодиод и упаковка, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип из полупроводникового материала, который легирован примесями, что создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он прыгает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая энергию в процессе.В большинстве диодов эта энергия выделяется в виде тепла, а в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет, зависит от типа полупроводникового материала, используемого для изготовления диода. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цвету. Полная таблица доступна в записи в Википедии для "LED"

Хотя длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества мощности, проталкиваемой через диод.Мы немного поговорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это не просто обозначение яркости чего-либо.

Единица измерения силы света называется канделой, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликанделей. Что интересно в этом устройстве, так это то, что он не является мерой количества световой энергии, а фактическим показателем «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция яркости является стандартизированной моделью, которая учитывает эту чувствительность.

Световая интенсивность светодиодов может варьироваться от десятков до десятков тысяч милликандела. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, около 100 мкд, тогда как хороший фонарик может быть 20000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть больно; не пытайся

Падение Напряжения

О, я также пообещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели таблицу, и я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме имеет , чтобы разделить напряжение , и величина напряжения, которую каждая деталь использует вместе, всегда будет равна доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, а каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения на 2,4 В, то вы не можете подавать питание более двух раз за раз.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей. Например, в примере, который я только что дал, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить резистор ограничения тока, верно? Как бы вы узнали напряжение на этом резисторе? Это просто:

5 (Напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4.8 + Резистор

Резистор = 5 - 4,8

Резистор = 0,2

Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о том, почему прямое падение напряжения важно. Используя число напряжений, которое вы выводите из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет токоограничивающих резисторов

Если вам необходимо рассчитать точное значение ограничивающего ток резистора последовательно со светодиодом, обратитесь к одному из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вы сделали это! Вы знаете, почти все ... о светодиодах. А теперь иди и поставь светодиоды на что угодно! А теперь ... драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, который перегружен и сам перегорает:

Да... это не впечатляет.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите следующие учебники:

Свет

Свет - полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет относится к электронике, является фундаментальным навыком для многих проектов.

ИК-связь

Это руководство объясняет, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показывает, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Как делают светодиоды

Мы познакомимся с производителем светодиодов и узнаем, как изготавливаются светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.

Руководство по работе с SparkFun Tinker Kit

В этом руководстве вы узнаете, как построить 11 различных микросхем с помощью SparkFun Tinker Kit, и как их запрограммировать с помощью Arduino IDE.

Хотите узнать больше о светодиодах?

На странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Возьми меня туда!

Или проверьте некоторые из этих связанных сообщений в блоге:

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о