Регулировка тока для светодиодной ленты

Регулировка тока для светодиодной ленты

Светодиодная лента работает от постоянного тока. Производят ее двух видов: на 12V и на 24V.

Таким образом, подключение ее к сети 220В ОБЯЗАТЕЛЬНО производится через AC/DC преобразователь (блок питания).

Источник питания подбирается исходя из потребляемой мощности вашей ленты. Эта цифра зависит от типа ленты и ее количества (длины).

Как узнать, сколько потребляет лента?

Способ №1. Самый достоверный. Взять ленту, подключить к источнику питания, взять токовые клещи и померить, сколько ампер она потребляет. (источник питания + токовые клещи можно заменить лабораторным блоком питания)

Способ №2. Простой и приблизительный.

Для подсчета силы тока, требуемой на питание ленты, нам нужно посчитать, сколько кристаллов в вашем отрезке. Не забываем о том, что на ленте светодиоды запаяны секциями по 3 штуки. Каждый кристалл потребляет 20мА. Вспоминая, что происходит с током и напряжением при параллельном и последовательном соединении потребителей, имеем 20 секций, каждая из которых потребляет по 20мА.

Лента 3528/120св.д.: (120*0,02А) / 3 = 0,8А – это сила тока, требуемая для питания ленты 3528 с плотностью 120 светодиодов длиной 1 метр.

Лента 5050/60св.д.(здесь имеем 60 светодиодов, но в каждом из них три кристалла):

(60*3*0,02А) / 3 = 1,2А – это сила тока, требуемая для питания ленты 5050 с плотностью 60 светодиодов длиной 1 метр.

Если не хочется считать, можно просто запомнить:

3528/60 потребляет 0,4А

3528/120 потербляет 0,8А

5050/30 потребляет 0,6А

5050/60 потребляет 1,2А

5630/60 потребялет 1,2А

Следует отметить, что данные цифры приведены исходя из теоретических подсчетов того, «как должно быть». На практике, лента потребляет меньше, цифры указаны с хорошим запасом.

Итак, мы посчитали, сколько ампер «кушает» наша лента. Умножаем цифру на 1,25 и идем выбирать блок питания.

У вас есть 2,5метра ленты 5630/60

Считаем ток: 2,5*1,2 * 1,25 = 3,75А

Т.е., вам нужен блок питания, который дает минимум 3,75А 12V

Если позволяет место и финансовая возможность – запас по току можно увеличивать. Чем меньше нагрузка на БП, тем меньше он будет греться и дольше прослужит.

Итак, мы имеем ленту, блок питания и если ее подсоединить – она будет светиться и все будет хорошо. Но…

как регулировать яркость?

Для этого существуют специальные устройства – ДИМЕРЫ для лент.

Их есть очень много видов на рынке, выбирать придется по таким параметрам:

— с ИК пультом, с пультом на радиоуправлении либо просто стационарный с «крутилкой»

— мощность (максимальный ток).

Схема подключения ленты через димер:

В случае, если лента не одноцветная, а многоцветная – используется RGB-контроллер.

Он выполняет управление цветом, имеет, как правило, много режимов «мигания/переливания» а также выполняет функции димера

ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ ПОДКЛЮЧЕНИИ ДЛИНА ЗАПИТЫВАЕМОГО
ФРАГМЕНТА ЛЕНТЫ НЕ ДОЛЖНА ПРЕВЫШАТЬ 5 м
(для лент 5050 рекомендуется 3м),

Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Рассмотрим самый простой вариант изготовления светодиодного драйвера своими руками с минимальными затратами времени. Для расчёта стабилизатора тока на LM317 для светодиодов используем калькулятор, которому необходимо указать требуемую силу тока для LED диодов. Предварительно составьте схему включения светодиодов, учитывая максимальную мощность микросхемы и блока питания для светодиодов. Заранее поищите систему охлаждения для всей конструкции.

• 1. Схема подключения
• 2. Пример расчётов и сборки
• 3. Основные электрические характеристики
• 4. Импульсные драйверы

Калькулятор

Схема подключения

О различных способах питания светодиодов от 12 и 220 вольт прочитайте в статье «Как подключить светодиод«.

Для изготовления стабилизатора тока на LM317 с возможностью регулирования, вместо постоянного резистора поставить мощное переменное сопротивление. Номинал переменного сопротивления можно вычислить, указав калькулятору границы регулирования. Сопротивление может быть от 1 до 110Ом, это соответствует максимальному и минимальному. Но рекомендую отказаться от регулировки Ампер в нагрузке переменным сопротивлением. Правильно реализовать будет сложно и лишком большой будет нагрев.

Мощность постоянного резистора для стабилизатора тока по рассеиванию тепла должна быть с запасом, вычисляется по формуле:

• I² * R = Pвт
  сила тока в квадрате умноженное на сопротивление резистора.

В качестве блока питания можно использовать трансформаторный или импульсный источник напряжения с полярным напряжением. В качестве выпрямителя лучше использовать классический диодный мост, после которого установлен конденсатор большой емкости.

Регулятор тока на LM317 LM317T работает по линейному принципу, поэтому может достаточно сильно нагреваться из-за невысокого КПД. Наличие приличного радиатора обязательно. Если контроль нагрева показал низкую температуру нагрева, то его можно уменьшить.

Если количество Ампер требуется более 1,5А, то в стандартную схему надо добавить пару элементов. Можно получить до 10А, установив мощный транзистор KT825A и резистор на 10ом.

Этот вариант подходит для тех, у кого под рукой нет LM338 или LM350.

Вариант стабилизатора тока на 3А сделан на транзисторе КТ818, Амперы в нагрузке регулируются и рассчитывается во всех схемах одинаково на калькуляторе.

Пример расчётов и сборки

Если собрать очень хочется а подходящего блока питания нет, то есть несколько вариантов это решить. Выменять у соседа или подключить схему к батарее на 9V типа Крона. На фото видно всю схему в сборе со светодиодом.

Если для светодиодов необходим 1А, то указываем это в калькуляторе и получаем результат 1,25ом. Резистора точно такого номинала нет, поэтому устанавливаем подходящий с номиналом в сторону увеличения Ом. Второй вариант, это использовать параллельное и последовательное подключение резисторов. Правильно подключив несколько сопротивлений получим необходимое количество Ом.

Ваши стабилизаторы тока на LM317 будут похожи на ниже представленные изделия.

А если вы страдаете полным светодиодным фанатизмом, то будет выглядеть так.

Основные электрические характеристики

Настоятельно рекомендую не эксплуатировать LM317 на предельных режимах, китайские микросхемы не имеют запаса прочности. Конечно есть встроенная защита от короткого замыкания и перегрева, но не надейтесь что она будет срабатывать каждый раз.

В результате перегрузки может выгореть не только ЛМ317 но и то что к ней подключено, а это уже совсем другой ущерб.

Основные параметры LM317:

1. входное до 40В;
2. нагрузка до 1,5А;
3. нагрев до 125°;
4. регулятор КЗ.

Если нагрузки в 1А вам будет недостаточно, то можно применить более мощные модели стабилизаторов LM338 и LM350, 5А и 3А соответственно.

Внешний вид LM338

Для улучшения теплоотдачи увеличен корпус TO-3, такой часто встречается у советских транзисторов. Но выпускается и в малом корпусе TO-220, рассчитанном на меньшие нагрузки.

Параметры LM338:

1. входное до 32V;
2. нагрузка до 5А;
3. защита от перегрева и короткого замыкания.

Расположение контактов на LM338

Импульсные драйверы

Благодаря китайскому трудолюбию блоки питания, стабилизаторы тока и напряжения можно купить в зарубежных интернет-магазинах по 50-150руб. Регулировка приводится небольшим переменным сопротивлением, при 2-3 Амперах они не требуют радиатора для охлаждения контроллера драйвера. Заказать можно например на популярном базаре Aliexpress.com Основной недостаток, это ждать 2-4 недели, но цена самая низкая, можно брать сразу полкило.

Часто ищу на Авито в своём городе, способ быстрый и недорогой. Я и многие другие заказывают стабилизаторы с запасом, вдруг будут неисправные. Затем лишнее продают по объявлениям, и всегда можно поторговаться.

Здравствуйте! мне понравилась схема токового стабилизатора в паре с транзистором кт818. а можно ли Вас попросить нарисовать схему с транзистором кт 808 или 2n3055, у меня просто 10 штук дома лежит. Спасибо.

Нарисовать мало, схему надо опробовать и настроить. Лучше купить обычный KT818.

Здавствуйте, спасибо вам за ценные статьи и советы, узнал много нового. Подскажите пожалуйста, хочу подключить 3 светодиодные матрицы по 10 Вт., полный спектр от ноутбучного блока 40вт. Правильно ли я понял, потребуется три стабилизатора тока и три резистора, подключать все три матрицы(с установленными в каждой стабилизатором и резистором) параллельно? Какого сечения провод выбрать, и нет ли подводных камней с «полным спектром»?

Читайте раздел «Питание» на моём сайте.

Испытывал я ЛМ317Т в качестве регулятора напряжения (две штуки). Хочу сказать, что защиты от КЗ методом ограничения тока у нее НЕ ОБНАРУЖЕНО. Валит 1,6 А, 1,8 А, если плавно повышать проводимость микросхемы. Может, мне попались две подделки?

Наверное подделка, у меня отключается она при замыкании.

Добрый день!
Я правильно понял: для безотказной работы светодиода, в сети автомобиля с напряжением 14,5 в ,достаточно стабилизатора тока?Или необходимо ещё стабилизировать напряжение?
Вами указан готовый китайский стабилизатор тока на плате с LM317,конденсатором и 2а клемника,но он вроде как является стабилизатором напряжения(судя по описанию продавцом) ссылка на товар:
Что посоветуете использовать для подключения китайской светодиодной ленты в автомобиле?

Прочитайте статью про подключение светодиодной ленты в авто

Три схемы ШИМ-регуляторов яркости для светодиодной ленты (74AC14)

Описаны схемы трех устройств для регулировки яркости свечения светодиодных и RGB лент. Схема первого устройства показана на рисунке 1. Оно предназначено для регулировки яркости одной светодиодной ленты, питающейся постоянным напряжением 12V.

Это схема, подающая ток на светодиодную ленту импульсами, причем, яркость свечения ленты зависит от скважности этих импульсов, которая в очень широких переделах регулируется переменным резистором R1.

Принципиальная схема

Схема выполнена на микросхеме D1 типа 74АС14, которая содержит шесть инверторов — триггеров Шмитта. На трех из них сделан мультивибратор, с буферным каскадом и регулировкой скважности импульсов с помощью резистора R1.

На транзисторе VТ1 выполнен транзисторный ключ, через который ток поступает на светодиодную ленту.

Микросхема D1 питается напряжением 5V через параметрический стабилизатор на резисторе R2 и стабилитроне VD3.

В схеме на рис.1 остаются «лишние» еще три логических элемента микросхемы D1. Это позволяет сделать еще один регулятор, чтобы регулировать им яркость свечения еще одной светодиодной ленты.

Рис. 1. Принципиальная схема первого варианта регулятора яркости светодиодной ленты.

Что актуально для случая, когда в системе освещения используются две ленты с разной «температурой света» или с разным расположением в пространстве.

Схема управления двумя светодиодными лентами

Такая схема, на две светодиодные ленты, показана на рис.2. В ней мультвибратор, генерирующий импульсы для питания второй ленты выполнен на трех других элементах ИМС D1.

Регулировка скважности производится переменным резистором R3. Имеется второй транзисторный ключ на транзисторе VТ2.

Переменным резистором R1 регулируется яркость свечения первой светодиодной ленты, а переменным резистором R3 регулируется яркость свечения второй светодиодной ленты.

Если использовать ленты с «разной температурой» и расположить их рядом, то этими переменными резисторами можно будет регулировать не только общую яркость, но и оттенок освещения белого света.

Рис. 2. Принципиальная схема регулятора яркости для двух светодиодных лент.

Управление RGB-светодиодной лентой

Большой популярностью пользуются трехцветные RGB-светодиодные ленты, потому что с их помощью можно получить практически любой цвет освещения, регулируя соотношение яркости светодиодов разных цветов.

В схемах на рисунках 1 и 2 в мультивибраторах работало по три логических элемента микросхемы. Хотя собственно мультивибратор выполнен всего на одном логическом элементе.

В схеме на рисунке 1 это логический элемент, вход которого выходит на вывод 1, а выход на вывод 2. Два других элемента, — они только включены последовательно этому.

Так как на роль буфера можно вполне оставить только один элемент, то остается еще два лишних элемента, на которых можно сделать еще один мультивибратор и таким образом организовать управление еще одной цепью.

Рис. 3. Принципиальная схема регулятора яркости для RGB светодиодной ленты.

Теперь будет уже три цепи регулировки. И можно будет управлять трехцветной RGB-лентой. Такая схема показана на рисунке 3. Здесь третьим органом управления является переменный резистор R4.

Мультивибратор выполнен на элементе, вход которого выведен на вывод 9, а выход на вывод 8. Буфером служит мультивибратор на выводах 5 и 6.

Еще одно отличие схемы на рисунке 3 в том, что здесь в каждом канале на один инвертор меньше, поэтому полярность выходных импульсов противоположная. Значит, и меняется направление регулировки.

То есть, где в схеме на рис.1 или рис.2 был максимум, в схеме на рис.З будет минимум и наоборот. Это, в общем-то, на удобство никак не влияет, просто при монтаже нужно противоположно распаять крайние выводы переменных резисторов.

Регулировка тока для светодиодной ленты

Общие вопросы выбора блока питания

Для правильного подбора блока питания (БП) для системы светодиодной подсветки необходимо знать параметры подключаемой светодиодной ленты и параметры предлагаемых блоков питания.

Первый параметр ленты, влияющий на выбор БП – напряжение питания ленты. Чаще всего это 12 или 24 вольта. На какое напряжение рассчитана лента, на такое же напряжение выбирается и блок питания.

Второй параметр ленты, требующийся нам для расчета блока питания – потребляемая мощность на 1 метр ленты. Этот параметр обязательно приводится добросовестным производителем в характеристиках ленты и обычно обозначается на упаковке ленты. Мощность светодиодных лент, имеющихся в нашем ассортименте, варьируется в диапазоне от 4.2 до 31 Вт/м. Обычно, чем выше потребляемая мощность ленты, тем она ярче светит. Правда, тут вносит неоднозначность такой показатель как КПД, но на приводимый расчет блока питания он не влияет, поэтому принимать во внимание сейчас мы его не будем.

Следующий показатель – длина подключаемой к БП ленты. Тут все просто. Длина – есть длина. Измеряется в метрах.

С лентой разобрались, теперь разбираемся с блоками питания. Основные характеристики БП – выходное напряжение, максимально допустимый ток, который может длительное время отдавать блок питания в нагрузку, и выходная мощность блока питания.

С выходным напряжением все просто. Лента 12-ти вольтовая, и блок питания нужен на 12 вольт, лента на 24 вольта – блок питания берем на 24 вольта.

Следующий параметр — максимальный ток, отдаваемый блоком питания – параметр очень важный, но в стандартных расчетах для систем со светодиодной лентой используется редко. Хотя, зная его всегда можно определить выходную мощность блока питания. Нужно просто перемножить выходное напряжение в вольтах на максимальный ток в амперах и получим мощность в ваттах. Например, блок питания с выходным напряжением 12 вольт и максимальным током 5 ампер имеет выходную мощность 60 ватт.

А выходная мощность блока питания – это как раз тот параметр, который нужен для наших расчетов.

Для наглядности, давайте рассмотрим расчет требуемого БП на примере.

1. Имеем комнату со сторонами 5х4 м. Хотим расположить ленту за карнизом по периметру комнаты. Длина периметра в таком случае составит 18 м. Соответственно, такой же длины у нас будет и лента.

2. Выбираем ленту не самую слабую, но и не самую яркую, например, ленту с артикулом 010346, модель RT 2-5000 24V Warm 2x (3528, 600 LED, LUX).

3. Из обозначения видно, что это лента длиной 5 метров, с питанием 24 вольта, теплого белого цвета, двойной плотности (но не двухрядная), светодиоды 3528 (размер SMD корпуса светодиода 3.5х2.8мм), 600 светодиодов на 5 метров (или 120 светодиодов на метр).

4. Из характеристик, имеющихся на сайте или указанных на упаковке, узнаем, что потребляемая мощность этой ленты – 48 ватт на 5 метров (9.6 Вт/м)

5. Умножаем длину ленты на потребляемую мощность 18*9.6 = 172.8 Вт.

6. Добавляем минимум 10-ти процентный запас по мощности, получаем 182.8 Вт.

7. Выбираем ближайший по мощности блок питания с округлением в большую сторону. Это блок питания мощностью 200 Ватт с выходным напряжением 24 вольта (как мы помним лента у нас с питанием 24 вольта).

8. Смотрим на сайте габариты блока питания. Артикул 013138, модель ARPV-24200 (24V, 8.3A, 200W) — 238x130x60 мм.

9. Далее возможны варианты:

a) нормально, габариты устраивают – оставляем как есть;

b) ого! куда же я его такой здоровый дену? – делим ленту на два участка, выбираем два блока питания меньшего размера и, соответственно, меньшей мощности — по 100 ватт каждый — и подключаем к каждому блоку питания по 9 метров ленты;

c) опять не помещается — делим ленту на четыре фрагмента, ставим четыре блока питания по 50 ватт.

Удобнее всего монтировать оборудование, когда один блок питания устанавливается на каждые 5 или 10 метров ленты.

В рассмотренном примере мы использовали герметичный блок питания. Вы можете спросить, зачем в обычной комнате ставить герметичный блок. Ведь есть же блоки в защитном кожухе, они дешевле. Да, есть. Да, дешевле. Но они незащищены не только от влаги, но и от пыли, от попадания в них мелких предметов, домашних «животных», наконец. Все это неблагоприятно сказывается на надежности системы в целом. Кроме того, на сегодняшний момент все блоки питания для светодиодной ленты это импульсные преобразователи напряжения. Поэтому от открытых блоков питания, как бы качественно они не были сделаны, в полной тишине может быть слышен слабый «комариный» писк. Правда блоки питания в защитном кожухе бывают большей мощности, чем герметичные блоки, но и здесь есть свои подводные камни. Негерметичные блоки с мощностью более 200 ватт требуют принудительного охлаждения и снабжаются встроенными вентиляторами. Как гудит куллер системного блока компьютера у Вас под столом, слышали? Хочется Вам по ночам, при включении подсветки слышать аналогичное жужжание? В общем, делайте свой выбор.

И еще одна важная рекомендация. Монтаж блоков питания необходимо осуществлять таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха для охлаждения блоков, а также предусмотреть возможность доступа к БП для их обслуживания или замены. Надежность применяемых блоков питания достаточно высока, но в нашей реальной жизни не исключены случаи, при которых в сети может появиться опасное для БП напряжение или пульсации, приводящие к выходу их из строя.

Особенности выбора блока питания для системы с регулировкой яркости или системы с многоцветной лентой.

Если в результате описанного выше расчета получилось, что мы вполне обходимся одним блоком питания и размер его нас устраивает, то никаких особенность в подборе блока для системы подсветки с управлением лентой нет. Дальше эту статью можно не читать.

Во всех остальных случаях, нужно решить еще одну задачу. Задача заключается в следующем. Если мы хотим управлять лентой – будь то изменение яркости или изменение цвета – мы должны установить между блоком питания и лентой соответствующее устройство управления – диммер или RGB контроллер. Следовательно, если мы делим мощность на два блока питания, то должны поставить два устройства управления. Делим на четыре блока, должны поставить четыре устройства. И т.д. И все это должно срабатывать одновременно, от одного регулятора или от одного пульта. Но вопросы синхронизации – это отдельная тема и сейчас она нас не интересует. Сейчас мы занимаемся электропитанием. Можно, конечно, оставить все как есть, и поставить на каждый блок питания по отдельной управляющей коробочке, но наша цель (точнее, Ваша цель) уменьшить количество коробочек и дополнительных проводков в системе (а соответственно, уменьшить стоимость оборудования и монтажных работ).

Если мы используем 24-х вольтовую ленту, то можно прибегнуть к одной хитрости. Мы можем взять два одинаковых блока питания на напряжение 12 вольт, соединить их последовательно и получить на выходе такой системы напряжение 24 вольта и удвоенную мощность. Схема подобного соединения приведена на рисунке.

При таком включении необходимо учесть особенности конструкции блоков питания. Некоторые БП выполнены таким образом, что их металлический корпус соединен с минусовым выходом. При использовании подобных блоков в рассматриваемой схеме требуется изолировать корпуса БП друг от друга и от любых металлических поверхностей.

Некоторые «умельцы» предлагают для увеличения мощности соединять выходы блоков питания параллельно. Подавляющее большинство БП не допускают такого соединения. Это связанно с тем, что двух идеальных блоков питания с абсолютно одинаковыми выходными напряжениями не бывает. Как бы ни старался производитель, но хоть на сотые доли вольта оно будет отличаться. Напряжение на выходе блока стабилизируется специальной электронной схемой, которая постоянно следит за выходным напряжением и в случае его отклонения от нормы, старается вернуть его в заданный диапазон. В случае соединения в параллель двух блоков с разными напряжениями, каждый из них начнет «перетягивать одеяло» на себя. Рано или поздно это закончится выходом БП из строя. Кроме того, в момент включения такой системы один блок может мешать запуститься другому. В результате, могут появиться периодические моргания ленты при включении подсветки. Ради справедливости, следует заметить, что существуют блоки питания, допускающие параллельное соединение, но это отдельный, довольно редко встречающийся класс. Возможность такого соединения обязательно указывается в документации на блок питания.