Расчет, выбор и схема подключения контроллера для RGB-ленты

Как подключить многоцветную (RGB) светодиодную ленту

Монтаж многоцветной светодиодной ленты (RGB) несколько сложнее, чем в случае моноцветной ленты, из-за наличия RGB-контроллера (и, возможно, RGB-усилителя).

Дело в том, что бюджетные RGB-контроллеры обычно имеют мощность 72 — 216 Вт, то есть рассчитаны для подключения, максимум, 15 метров светодиодной ленты SMD5050 60 (300) мощностью 14,4 Вт/метр (14,4 x 15 = 216). То есть для подключения, скажем, 20 метров ленты, мощности такого контроллера уже не хватит. Для увеличения мощности RGB-сигнала от контроллера придется использовать RGB-усилитель.

Второй момент: последовательное подключение более 5 метров ленты НЕ рекомендуется производителями. Следовательно, вам придется запитывать ленты параллельно, что не всегда удобно. В этом случае опять приходят на помощь RGB-усилители (схемы подключения RGB-усилителей).

Итак, вы определились с длиной и мощностью RGB-ленты. Переходим к подбору комплектующих: блок питания и RGB-контроллер.

Расчет, выбор и схема подключения контроллера для RGB-ленты

RGB-ленты предназначены для создания регулируемой подсветки. С помощью контроллера вы можете задавать оттенок, яркость свечения светодиодной ленты или выбирать программу динамической смены цветов. Давайте поговорим о том, как подобрать RGB-контроллер и как его подключить.

Виды RGB-контроллеров

Многоцветные светодиодные ленты состоят из светодиодов типа SMD 5050 в корпусе которых расположено три кристалла, каждый из которых светится определенным цветом:

В результате каждый светодиод может излучать почти неограниченное число оттенков.

Бывают RGB-ленты, которые состоят из одноцветных светодиодов других типов, например, SMD 3528 или других. В них каждый светодиод светит одним цветом. Их использование и контроллеры для них ничем в сущности не отличается от предыдущего вида.

Подключение питания осуществляется по 4 проводам (3 цвета и общий плюс). Можно подключать каждый из цветов напрямую (к R, G или B обычно подключается минусовой провод от источника питания), если вам не нужна регулировка и динамическая подсветка.

А вот с RGBW и RGBWW нужно быть внимательнее при выборе контроллеров, усилителей и коннекторов для подключения. Здесь кроме трёх цветов по отдельной линии питаются светодиоды белого свечения.

Отличия RGBW от RGBWW состоит в том, что в первом случае нам доступен один светодиод тёплого, нейтрального или холодного свечения, а во втором два светодиода – один «тёплый» и один «холодный». Поэтому управление осуществляется уже не по 4, а по 5 или 6 проводам. Более подробно о цветных светодиодах читайте здесь: Устройство и принцип работы RGB-светодиодов

ВСЕ РАСЧЕТЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АНАЛОГИЧНЫЙ, КАК ДЛЯ RGB, ТАК И ДЛЯ RGBW, RGBWW-КОНТРОЛЛЕРОВ! ОТЛИЧИЯ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ ЛИШЬ В КОЛИЧЕСТВЕ ПРОВОДОВ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ!

Расчёт схемы питания

Прежде чем выбирать контроллер следует определиться с тем как вы будете питать светодиодную ленту. Подробно о видах блоков питания и схемах подключения мы писали в статье Как рассчитать и выбрать блок питания для светодиодной ленты

Если говорить кратко, то блок питания выбирают с запасом в 20-40% по току или мощности. Допустим вы купили 5-ти метровую бухту 12 вольтовой светодиодной ленты SMD 5050 60 шт/м. Она потребляет 14.4 ватта на метр погонный.

Общее потребление мощности будет:

Это потребление всей ленты при включенных на полную мощность всех цветах. Канала у нас три – красный, зелёный и синий, значит каждый канал потребляет по:

Что по току равняется:

Для чего нужно знать потребление каждого канала? Это нужно для подбора контроллера. Дело в том, что на контроллерах производитель иногда указывает общую мощность или силу тока, а иногда мощность или ток на канал. Чтобы не запутаться обращайте внимание на надписи типа:

2A per channel или 2A/ch или 3*2А

Это значит, что каждый к контроллеру можно подключить светодиодную ленту ток потребления которой не превышает 2 ампер на канал.

Ток контроллера также должен быть не меньше, чем потребляемый лентой ток, а лучше с запасом, как и для блоков питания.

При этом на рынке нашли широкое распространение комплекты RGB-лент с блоком питания и контроллером. Они удобны в использовании.

Виды контроллеров

Большая часть контроллеров для светодиодных лент подобна друг другу по функциям. Какими они бывают?

В первую очередь они могут отличаться по способу дистанционного управления:

Пульт с ИК-светодиодом;

Первый самый дешевый и распространенный вариант – это пульты дистанционного управления с инфракрасным светодиодом. Их особенностью является то, что при управлении вы должны направлять пульт в сторону приёмника, как на бытовой технике (телевизорах и т.д.). Что в некоторых случаях вызывает затруднения как с правильной установкой контроллера с приёмником, так и при эксплуатации в целом. Отличить такие контроллеры можно по приёмнику на тонком провод е .

Радиопульты в свою очередь не страдают этой проблемой – им неважно направление сигнала. Передача данных осуществляется по радиоканалам. Частота которых зависит от конкретного изделия, к слову встречаются RGB-контроллеры, которые работают по Wi-Fi и управляются через приложение на смартфоне. У радиоконтроллеров обычно в маркировке это указывается фразой типа «RF-controller» или «wireless».

Типовые функции у каждого контроллера приблизительно одинаковы:

Установка режима динамической смены цветов (мерцание, плавные переходы и другие виды т.н. «чейзинга»).

Установка статичного (неизменяющегося цвета) или т.н. «фиксинг» режим.

При покупке обращайте внимание и на класс пылевлагозащиты контроллера. Он должен соответствовать месту установки, для сухих помещений – любой, даже IP20, для улицы — IP65 и выше! «Уличные» контроллеры обычно выполняются в металлическом корпусе, части которого крепятся винтами с уплотняющими резинками на прилегающих поверхностях и местах вывода проводов.

Схемы подключения

Теперь поговорим о том, как подключить RGB-ленту к контроллеру.

Простейший вариант – подключение отрезка длиной до 5 метров к одному контроллеру подходящей мощности.

ДЛЯ МНОГОЦВЕТНЫХ ЛЕНТ НУЖНО ПРИДЕРЖИВАТЬСЯ ТОГО ЖЕ ПРАВИЛА, ЧТО И ДЛЯ ОДНОЦВЕТНЫХ – ДЛИНА ОДНОЙ ЛИНИИ НЕ ДОЛЖНА ПРЕВЫШАТЬ 5 МЕТРОВ, КАЖДЫЕ ПОСЛЕДУЮЩИЕ 5 МЕТРОВЫЕ ОТРЕЗКИ ИЛИ СБОРКИ ПОДКЛЮЧАЮТСЯ НАПРЯМУЮ ОТ КОНТРОЛЛЕРОВ, БЛОКОВ ПИТАНИЯ ИЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ!

Если общая длина ленты более пяти метров, то нужно либо каждый отрезок подключать по приведенной выше схеме, либо каждый отрезок напрямую к контроллеру как показано ниже.

Если мощности контролера не хватает для всех отрезков ленты, а более мощного не получается найти в продаже, то у вас есть два варианта:

Каждый из отрезков подключать по первой схеме или от одного блока питании подключать несколько контроллеров. Вариант достаточно прост, но у него есть большой недостаток – каждый участок подсветки будет управляться отдельным пультом и изменение цвета, и динамические режимы не будут синхронизированными, что вряд ли вам понравится при организации подсветки потолка и других элементов интерьера комнаты.

Чтобы вся подсветка регулировалась синхронно используют RGB-усилители. Это такое устройство, у которого есть вход для подачи RGB-сигнала с задающего контроллера (на рис. ниже пунктирной линией) или с конца одного из отрезков ленты.

Вход РГБ-усилителя потребляет маленький ток. Кроме сигнала от задающего контроллера, к усилителю подключают питание от блока питания после чего уже запитывают от усилителя новые отрезки РГБ-лент. Схему такого решения вы видите на рисунке ниже.

Это три базовых схемы подключения RGB-светодиодных лент. Они достаточно просты, но у начинающих может возникнуть проблема с подключением усилителя, поэтому внимательно читайте что написано на его корпусе, на лицевой панели обычно приводится назначение клемм.

Что нам потребуется для подключения RGB ленты

На фото изображены все составляющие цепочки для правильной работы диодной ленты. Разберемся для чего нужен каждый из них и какую они несут функцию.

1. RGB лента, которую важно тщательно выбирать. Это первый элемент, с чьими характеристиками вам нужно определиться заранее. Все зависит от того, где и в каких условиях она будет размещена. При покупке учитывайте влагостойкость и защищенность от внешних воздействий.
2. Контроллер – дополнительное звено, которое необходимо для осуществления работы цветных диодов. Подключение контроллера к RGB светодиодной ленте позволяет выполнять функцию выбора и регулирования цвета. При его помощи вы можете составить собственный оттенок подсветки. Заглавные буквы RGB расшифровываются как:
   R – red, в переводе с английского красный цвет, G – green (зеленый цвет), B – blue (синий).

При помощи пульта для управления контроллером дистанционно, вы также можете регулировать яркость свечения, устанавливать фиксированный оттенок, включать и выключать светодиодную ленту.

Чтобы выбрать контроллер, необходимо рассчитать требуемую мощность. Это легко сделать, применив следующую формулу:

Потребляемая мощность одного метра умножить на длину светодиодной ленты. Итоговый цифровой показатель и будет являться мощностью контроллера (Вт).

1. Трансформатор (блок питания) – это еще одна важная деталь для работы всей цепи. Выбирать его следует индивидуально, определив условия помещения и правильно рассчитав требуемую мощность для бесперебойной работы светодиодной подсветки.

Подготовьте место для монтажа трансформатора заранее, где воздух циркулирует свободно, чтобы избежать перегрева прибора. При этом не располагайте его вблизи с легковоспламеняющимися предметами. Рассчитайте требуемую мощность.

Важно! Она должна быть на 20–30% выше суммарной мощности всех светодиодных лент. Этот запас мощности блока питания необходим для того, чтобы снабдить стабильным током всю конструкцию без перебоев и скачков напряжения.

Если избежать этого правила, вы рискуете тем, что светодиоды быстро выйдут из строя или будут недостаточно хорошо работать. Как выполнить расчеты мощности, а также еще больше дельных советов по выбору трансформатора, вы можете найти здесь.

Усилитель применяется по желанию и когда этого требует отдельный случай. Его стоит использовать для диодной ленты, длина которой более 5 м, если вся конструкция получает питание от одного трансформатора.

Особенно рекомендуется использовать RGB-усилитель при последовательном подключении нескольких светодиодных отрезков. Таким образом он реализует подачу тока непосредственно от трансформатора к каждой отдельной составной части.

Усилитель благоприятно влияет на работу блока питания и контроллера. Он снижает нагрузку, снабжая стабильным питанием без перепадов напряжения.

Также, если вы решили создать сложную осветительную конструкцию из RGB-ленты, вам в этом очень поможет усилитель.

1. Пульт дистанционного управления. Единственное примечание относительно него – проверьте присутствие батареек внутри.
2. Алюминиевый профиль можно использовать по желанию. Большинство светодиодных лент уже защищены от внешних факторов при помощи силиконового покрытия, поэтому в профиле нет особой необходимости. Но если ваша светодиодная лента относится к моделям с высоким электропотреблением, то такой профиль необходим. Он будет играть роль радиатора охлаждения.

Регулирование светодиодной ленты

Для управления цветом светильника применяются различные пульты.

1. ДУ пульт — прибор, позволяющий дистанционно осуществлять управление системой мультицветной rgb ленты. В нем содержится датчик, передающий сигналы инфракрасным лучом. Управление освещения очень простое. Кнопка ДУ пульта соответствует цвету лампочки. То есть нажимаем на синюю кнопку, лента загорается синими огоньками, на белую белыми.

Ещё одна удобная особенность ДУ— управление яркостью освещения. Пульт работает в пяти режимах. Яркий свет передаёт максимальное свечение белым. Ночник светится нежно-голубым. Зелёным цветом освещается режим Медитация. Для создания романтической обстановки подойдет красный цвет. Режим Танцы включает в себя светодинамику, мигания. Для настройки поможет функция ДУ переключения скорости цветов и мерцания.

ДУ пульт — прекрасное решение для управления подсветки дома.

1. Разновидность пульта управления с сенсорным кольцом. Выбор цвета свечения осуществляется прикосновением к кольцу.

Оно представляет собой высоконадежный сенсорный проводник. Управление осуществляется красной кнопкой. Если удерживать её 3 секунды включается режим медленного переключения цветов с паузами, когда свет полностью гаснет.

Пультом можно управлять на расстоянии до 30 метров. Если его не использовать длительное время, включается режим ожидания. А при прикосновении ему понадобится 0,1 секунды для реагирования.

2 — Как подключить 10, 15, 20 и т.д. метров одноцветной ленты?

Если вам нужно подключить 5 метров светодиодной ленты, тогда все просто: вам достаточно соединить ее контакты + и — с соответствующими контактами от блока питания и вуаля! Ваша лента работает.

Что же делать если у вас например 30 метров ленты 12v? На первый взгляд все также: соединить всю ленту в линию и подключить к блоку питания. Однако, на практике, если вы это сделаете, у вас получится примерно такой эффект: первые 5 метров будут светить как должны, а дальше яркость ленты будет снижаться по экспоненте: чем дальше, тем тусклее. Причем это не будет зависеть от мощности блоков питания.

Виной всему падение напряжения. Чтобы разобраться обратимся к закону Ома, связывающему потери напряжения на метр ΔU, силу тока l и сопротивление на метр R:

• R — сопротивление проводов (в омах Ом/м)
• I — сила тока (в амперах A)
• ΔU — падение напряжения (в вольтах В/м)

Из формулы видно, что падение напряжения напрямую зависит от силы тока и сопротивления линии: Чем больше любая из этих двух переменных, тем большее напряжение мы теряем.

Вернемся к примеру: у нас по-прежнему 30 метров тускло светящей ленты, подключенной в линию. Что было сделано не так?

1. Для работы нескольких катушек ленты требуется большая сила тока, чем для работы одной. Повысив силу тока, мы увеличили падение напряжения ΔU.
2. Мы увеличили длину линии, что привело к росту общего сопротивления. Если раньше общее сопротивление линии было равно 5м * R, то теперь оно равняется 30м * R. Так как мы увеличили сопротивление, выросло и падение напряжения!

И как подключить больше ленты?

На практике это выглядит так: каждую катушку ленты 12v нужно подключить параллельно. Для этого от блока питания нужно провести не 1 двужильный провод, а несколько — для каждой катушки по отдельности. Далее все как обычно: вы соединяете ленту, соблюдая полярность, и она светит одинаково ярко по всей своей длине.

• Нужно, по возможности, снизить длину линии.

В нашем случае это можно сделать, если установить блоки питания посередине цепи, а не в самом начале. Таким образом можно снизить максимальную длину проводов.

Неправильно:

Правильнее:

Пошаговая инструкция по монтажу

Для того чтобы самостоятельно подключить RGB светодиодную ленту в квартире, нужно выполнить следующие этапы:

1. Подготовьте поверхность. В том месте, где Вы решили установить светодиодное освещение, выровняйте поверхность и обезжирьте ее растворителем. Если Вы решили закрепить ленту на металлической поверхности, дополнительно защитите ее электроизоляционным материалом.

2. Приклейте ленту. Одна из сторон светильника самоклеющаяся, поэтому удалите пленку и аккуратно наклейте материал на выбранное место. Запомните, что радиус изгиба не должен превышать 2 см, иначе можно навредить системе. Если нужно отрезать определенный участок материала для подключения, делайте это в соответствующих местах, которые обозначены производителем (как показано на фото). Также о том, как резать светодиодную ленту, мы рассказывали в соответствующей статье. Для соединения двух отрезков RGB ленты используйте паяльник либо специальные коннекторы.

3. Соберите цепь. Согласно схеме осуществите подключение многоцветной ленты к контроллеру, усилителю и блоку питания своими руками. Блок питания подключается к сети несложно, обычной электрической вилкой. Чтобы соединить БП с контроллером, нужно подключить черный провод к разъему «V-», а красный к «V+». Провода от ленты крепятся к контроллеру следующим образом: красный к разъему «R», зеленый к «G», а синий к «B». Оставшийся провод (он может быть любого цвета), нужно подключить к клемме с обозначением «V+»

4. Подключите подсветку к сети 220 Вольт и протестируйте пультом ДУ.

Наглядный обзор всех этапов монтажа Вы можете увидеть на видео примере:

Вот и вся инструкция по подключению RGB светодиодной ленты своими руками! Как Вы видите, ничего сложно нет, главное правильно выбрать мощность устройств и схему, по которой будет собираться цепь. Если Вы случайно перепутаете провода, идущие от светильника к контроллеру, ничего страшного не произойдет, просто система не будет работать так, как должна (к примеру, вместо красного цвета будет светить синий). В этом случае просто сделайте правильное подключение и снова протестируйте готовую систему.