Преимущества использования диммера для светодиодной ленты

Применение

Светодиодная лента 220 В дает яркий свет. Но яркий не всегда значит хороший. Главный недостаток — пульсация светового потока. Она возникает из-за подключения без блоков питания со стабилизацией, через обычный диодный выпрямитель. Это ограничивает область применения. Идеальный вариант — уличное освещение, вывески, подсветка фасадов домов, архитектурных строений, приусадебных участков. В жилых помещениях использовать можно, но только в декоративных целях, например, на кухне или в подвесном потолке, расположив светодиодную ленту в нише или профиле.

Мерцание света может быть незаметно глазу, но, работая при таком освещении, вы начнете быстрее уставать, могут появиться головные боли. Значения коэффициентов пульсации для освещения установлены в нормативных документах – ГОСТах и СНИПах.

Особенности управления

Источник питания для светодиодов должен обладать особыми свойствами. Используется специальное устройство в виде отдельного модуля, которое называется драйвер. Это выпрямитель с понижающим каскадом, обеспечивающий подачу на ленту 12 вольт постоянного тока. Они включаются в стандартную сеть 220 вольт и преобразуют их в 12 В (или 24 В) постоянного тока. 

Диммер, или светорегулятор, подключается между драйвером и лентой. Он производит изменение напряжения, которое подается на ленту. Результатом этого становится уменьшение (или увеличение) яркости свечения элементов, от нуля до максимального значения.

Первыми диммерами были реостаты или автотрансформаторы. Современные приборы сложнее, обладают повышенной эффективностью и качеством. Диммируемые светодиоды обладают нелинейными характеристиками и требуют очень точного воздействия в определенных пределах. Если использовать традиционные конструкции, рабочий участок займет лишь малую часть всего диапазона. Поэтому выпускаются специальные регуляторы универсального вида, которые могут работать с любыми светодиодными приборами — лентами, лампами, отдельными элементами или целыми группами. Главным условием является соответствие характеристик диммера и потребителей.

Существует несколько разновидностей, отличающихся способом управления:

• нажимные;
• поворотно-нажимные;
• поворотные;
• электронные;
• звуковые;
• дистанционные.

Первые виды являются
механическими устройствами, в которых команда на изменение режима подается с
помощью обычного регулятора. Они сравнительно дешевы, но не отличаются особой
плавностью и точностью.

Электронные модели чаще всего
используют сенсорный
способ управления, где подача команды отображается на дисплее.

Дистанционные диммеры работают в
связке с пультом
управления. Они немного дороже, но позволяют расширить возможности регулировки
и получить набор световых эффектов.

Схемы изменения параметров
питания также отличаются друг от друга. Используются:

• управляемые источники питания. Способны изменять
  параметры напряжения и силы тока на входе ленты в малом диапазоне, что
  позволяет плавно регулировать силу света. Недостатком этого вида является
  заметный нагрев светодиодов, отрицательно отражающийся на долговечности
  подсветки, ускоряющий деградацию элементов;
• импульсные регуляторы режима свечения. В этих устройствах
  используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), полностью устраняющая
  недостатки предыдущих конструкций. Они не изменяют параметры источника питания,
  а подают напряжение с перерывами. Чем меньше пауза между пиками, тем ярче горят
  светодиоды, и наоборот.

Импульсный светорегулятор обладает заметными
преимуществами, поэтому он используется значительно чаще. Схема и специфика его
работы оптимальным образом подходят для компьютерных методик регулировки режима
свечения. Эти качества позволили регуляторам импульсного типа практически
полностью вытеснить все альтернативные виды.

Диммеры для RGB лент имеют более сложное устройство, так как должны одновременно управлять тремя или четырьмя каналами с разными параметрами. Для управления этими лентами используется контроллер, способный создавать сложные эффекты. В отличие от монохромных лент, эти устройства работают в разных диапазонах напряжения и тока, что требует четкой координации режима функционирования всех каналов.

Все виды диммеров сравнительно недороги и могут быть подключены без помощи специалистов, своими руками. Многие из них обладают набором дополнительных функций, среди которых имеются:

• включение подсветки в заданное время;
• создание разнообразных световых эффектов;
• имитация цветомузыкальной установки (при помощи
  встроенного микрофона);
• присоединение к компьютеру или интеграция в
  комплекс «умный дом»;
• совместная работа со внешними датчиками
  движения, освещения и т.п.;
• способность к программированию режима работы.

Устройства с такими возможностями
уже не совсем диммеры, правильнее называть их блоками электронного управления,
или контроллерами.

Схема подключения

Прежде чем начать сборку схемы с диммером, необходимо проверить мощностные характеристики. Мощность светодиодной ленты не должна превышать значения, указанные на корпусе устройства (лучше, если эти показатели будут меньше). Если диммер рассчитан на управление мощностью в 150 Вт, идеальным вариантом будет, если LED-лента будет потреблять около 147 Вт. Это поможет прослужить прибору очень долго.

Что касается непосредственно монтажа, здесь необходимо соблюдать общепринятый порядок работы для всех электрических сетей:

1. Первоочередно нужно отключить питание сети, в контуре которой будет производиться установка. Отсутствие напряжения проверяется тестером или мультиметром. Необходимо убедиться в отсутствии возможности случайной подачи тока, при необходимости вывесить предупреждающий знак.
2. В помещении устанавливается светодиодная лента, а в монтажную коробку ставят диммер с использованием соответствующих крепежных материалов и инструментов.
3. К клеммам с маркировкой L и N нужно подключить фазный и нулевой провод соответственно. Определить положение питающих проводников необходимо до момента отключения сети.
4. По окончании монтажа проверяют работоспособность собранной схемы.

Одноцветная

Светодиодная лента питается от источника постоянного тока напряжением 12 В, а бытовая сеть — источник переменного тока с напряжением 220 В. Диммируемая светодиодная лента запитывается через преобразователь 220/12 В. На вход подключается нуль и фаза сети, а на выход — светодиодная лента.

Важно не перепутать полярность проводников. При неправильном подключении лента просто не будет работать

Чтобы подключить светодиодную ленту длиной более 5 метров, можно воспользоваться несколькими вариантами монтажа:

1. Использовать несколько блоков питания. Для каждой ленты отдельный источник питания.
2. Один блок питания. Каждая лента подключается параллельно друг другу к выходу преобразователя.

Важно! Блок питания должен обладать достаточной мощностью, чтобы питать несколько светодиодных лент

RGB

Способ монтажа точно такой же, как и с монохромной лентой, с небольшим отличием. После блока питания устанавливают RGB-контроллер, который позволяет производить регулирование цветности светодиодной ленты

Важно учитывать мощность контроллера при подборе количества RGB-лент

Теперь непосредственно о подключении. К клеммам V+ и V- подключают пониженное напряжение от блока питания. К контактам на выводе подключают:

• R (red) — красный провод;
• G (green) — зеленый проводник;
• B (blue) — синий провод;
• V+ — желтый общий провод.

Каждый провод, кроме желтого, отвечает за соответствующий цвет ленты. Необходимо безошибочно подключить каждый проводник к своему гнезду. Ничего плохого не произойдет, но цвета будут отображаться неверно.

6 отличий и критериев выбора ленты на 220 В

Рассмотрим 6 параметров выбора и отличий светодиодных лент.

1. Форма продажи.

Чаще всего в магазинах встречается два вида ленты:

• с выпрямителем и вилкой;
• в бухте.

Для быстрого монтажа небольшой подсветки подойдет комплект на 220 В. Обычно это отрезок ленты от 1 до 5 м со всем необходимым для работы. Светодиодная лента в бухте — отличное решение для крупных проектов. Только не забудьте купить выпрямительный диодный мост для запитки, рассчитанный на напряжение не ниже 400 В. Его можно собрать своими руками, например, из диодов 1n4007, которые вы легко найдете в зарядных устройствах от мобильных телефонов или в сгоревших энергосберегающих лампах.

1. Цвет свечения:

• белый;
• одноцветный;
• RGB.

1. Тип светодиода

От этого зависят яркость и потребляемая мощность:

• 3528;
• 5050;
• 2835;
• 5730 (5630).

1. Количество светодиодов.

Основные номиналы:

• 60;
• 80;
• 120.

1. Класс защиты от воздействия внешних факторов. Обозначается как IPxx, где xx – это цифры от 0 до 8. Чем они больше, тем лучше. Например, IP68 может применяться на улице и не боится воды.
2. Кратность резки.

Ленту можно резать только в строго обозначенных местах согласно кратности отреза

Поэтому при покупке обратите внимание на этот параметр. Обычно это 1 м, или 60 светодиодов, но бывают другие, например 0,5 м и 60 диодов для 120 led/м

Способы регулирования яркости

Диммер для светодиодных лент

Одной из главных причин, почему сегодня светодиодная лента стала столь популярной, является то, что к ней можно легко своими руками присоединить специальное устройство — диммер. Оно позволяет менять интенсивность освещения в комнате.

При наличии такого элемента в схеме лента будет называться «диммируемая».Обратите внимание! Использовать такой диммер, подходящий для светодиодных лент, можно только там. Он не подходит для взаимодействия с обычными энергосберегающими лампочками

Иначе вы рискуете вывести из строя всю систему.Для светодиодных лент существуют два основных типа диммеров:

пассивные. В их роли выступают переменные резисторы (потенциометры и реостаты). Это простейший способ регулировки, но для него характерна потеря мощности, что негативным образом сказывается на её энергоэффективности (она понижается);

Обратите внимание! Здесь, из-за высокой нелинейности ВАХ светодиода, возникает ситуация, которая была описана выше (идут большие энергопотери). Ее не удается нивелировать даже при применении потенциометров с логарифмической характеристикой для изменения сопротивления

активные регулирующие диммерные схемы, основанные на полупроводниковых приборах.

Последний тип диммеров в свою очередь подразделяется на две подгруппы:

Аналоговый диммер

аналоговые. Они дают возможность поддерживать выходной ток на стабильном уровне и в требуемом диапазоне при малом падении напряжения. В результате идет небольшая потеря мощностей на светодиодной ленте;

Обратите внимание! К недостаткам таких изделий следит отнести тот факт, что при изменении параметра рабочего тока, текущего через светодиод в диапазоне 20~100 mA часто наблюдается изменение рассеиваемой мощности. Это, в свою очередь, приводит к изменению температуры прибора

А вот при сильном нагреве светодиода происходят существенные изменения его технических характеристик.

импульсные. Являются более современными моделями, лишенными многих недостатков аналоговых диммеров. Наиболее часто сегодня для регулирования уровня свечения светодиодных лент используют широтно импульсные модуляторы (ШИМ). Для светодиодной продукции это самые эффективные диммеры.

Как видим, для светодиодной ленты оптимальным выбором для регулирования яркости станет импульсный диммер. Он, при правильном подключении, позволит вам эффективно и удобно управлять уровнем светового потока, испускаемого светодиодами.

Схема подключения диммера к светодиодной ленте

В конструкции светодиодных лент применяются два типа излучателей‑светодиодов:

1. RGB — трёхцветные, которые при смешении дают белое свечение. При раздельном включении могут использоваться для создания различных цветовых эффектов.
2. Люминофорные — используют вторичное излучение специального жёлтого слоя‑люминофора, освещаемого мощным синим светодиодом.

Для их питания должны применяться соответствующие конструкции драйверов и диммеров, сложность схем которых определяется кругом поставленных задач и набором требуемых эффектов.

Для белых монокристалльных лент — одноканальные диммеры, включаемые после блока питания.

Схема подключения одноканального диммера

Для RGB‑лент — трёхканальные контроллеры с раздельным управлением по каждому каналу.

Схема подключения трехканального диммера

Различаются диммеры также и способом регулировки:

• с помощью потенциометра, встраиваемого в стандартную настенную коробку выключателя;
• инфракрасным или радиочастотным пультом дистанционного управления;
• подключением в компьютерную сеть по проводному интерфейсу Ethernet или беспроводному Wi‑Fi либо Bluetooth.

Устройство и регулировка диммируемых светодиодных лент

Создать в своем доме уникальную и неповторимую подсветку сегодня можно при помощи самых разнообразных светильников. Одним из наиболее часто используемых осветительных приборов является светодиодная лента.

Они незаменимы в декоративной подсветке самых разнообразных элементов интерьера, мебели и потолочных подвесных конструкций.

Благодаря обширному перечню возможностей подобной осветительной продукции она имеет широкое распространение и очень часто встречается как в домашнем освещении, так и в подсветке различных офисов и общественных помещений.

Новым уровнем использования таких светодиодных лент является их диммирование. О нем мы и поговорим более подробно.

Еще один способ управления яркостью

Тиристорный диммер

Кроме самых диммеров для получения возможности управлять световым потоком светодиодных лент сегодня используют специальные диммируемые блоки питания.

Они представляют собой особый вид источника напряжения, который обладает способностью управлять яркостью того прибора, к которому они были подключены.

Наиболее часто в тандеме со светодиодными лентами используют тиристорный диммер. Он лучше всего подходит для диммируемого блока питания.

Такие изделия могут совместно использоваться с лампами накаливания.Диммируемый блок питания может в разы увеличить срок службы led продукции, всего лишь правильно стабилизируя напряжение.

Кроме этого такое изделие имеет эстетичный внешний вид и не отличается трудностями при установке.

Заключение

Существует несколько вариантов сделать светодиодную ленту диммированной. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Но все они позволяют создать комфортную и эффективную систему для качественного управления яркостью источников света.

В пользу какого именно способа сделать выбор (диммируемый блок питания или установка диммера), зависит от некоторых критериев, описанных в статье. Помните, что ключом к успеху здесь будет не только верный выбор диммера, но и правильная его установка.

Необходимость в регуляторах яркости

Теперь разберем вопрос немного подробнее, узнаем, зачем нужна регулировка яркости, и как можно по-другому управлять яркостью светодиодов.

• Самый известный случай, когда необходим регулятор яркости для нескольких светодиодов, связан с освещением жилого помещения. Мы привыкли управлять яркостью света: делать его мягче в вечернее время, включать на всю мощность во время работы, подсвечивать отдельные предметы и участки комнаты.
• Регулировать яркость необходимо и в более сложных приборах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся автомобильные фары и карманные фонарики.
• Регулировка яркости позволяет экономить нам электроэнергию, если речь идет о мощных потребителях.
• Зная правила регулировки, можно создать автоматическое или дистанционное управление светом, что очень удобно.

В некоторых приборах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, поскольку это может привести к изменению белого цвета на зеленоватый. К тому же увеличение сопротивления приводит к нежелательному повышенному выделению тепла.

Принцип управления нагрузкой через Ардуино

Плата Ардуино имеет два типа портов вывода: цифровой и аналоговый (ШИМ-контроллер). У цифрового порта возможно два состояния – логический ноль и логическая единица. Если подключить к нему светодиод он либо будет светиться, либо не будет.

Аналоговый выход представляет собой ШИМ-контроллер, на который подаётся сигнал частотой около 500Гц с регулируемой скважностью. Что такое ШИМ-контроллер и принцип его работы можно найти в интернете

Через аналоговый порт  возможно не только включать и выключать нагрузку, а и изменять напряжение (ток) на ней.

Синтаксис команд

Цифровой вывод:

pinMode(12, OUTPUT); — задаём порт 12 портом вывода данных;digitalWrite(12, HIGH); — подаём на дискретный выход  12 логическую единицу, зажигая светодиод.

Аналоговый вывод:

analogOutPin = 3; – задаём порт 3 для вывода аналогового значения;analogWrite(3, значение); – формируем на выходе сигнал с напряжением от 0 до 5В

Значение – скважность сигнала от 0 до 255. При значении 255 максимальное напряжение

Способы управления светодиодами через Ардуино

Напрямую через порт можно подключить лишь слабый светодиод, да и то лучше через ограничительный резистор. Попытка подключить более мощную нагрузку выведет его из строя.

Для более мощных нагрузок, в том числе светодиодных лент, используют электронный ключ – транзистор.

Особенности диммированной светодиодной продукции

Светодиодная лента в своей конструкции имеет полупрводниковый светодиод. Чтобы осуществить диммирование led ленты, необходимо понимать, как она работает и каким образом ее следует подключать к сети питания.

Обратите внимание! Такой полупроводник имеет нелинейную вольт-амперную характеристику или ВАХ. Это означает, что текущий через него ток начинается только с определенного порогового значения

При этом ток нарастает очень сильно, что может привести к перегоранию светодиодов.

ВАХ светодиода

Чтобы избежать подобного негативного развития событий, необходимо проводить подключение светодиодных лент к сети питания только через трансформатор (то есть блок питания).

Обратите внимание! Трансформатор или блок питания в данной ситуации будет уменьшать напряжение сети с 220 вольт до нужного значения, для адекватной работы светодиодной ленты (до 12 или 24 вольт). Такие устройства можно называть «источниками стабильного тока»

Блок питания для светодиодной ленты

В самых простых ситуациях для этих целей можно использовать обычный резистор. Но помните, что его сопротивление для стабильной работы led лент должно быть большим. Высокой должна быть и ЭДС источника напряжения. Несмотря на кажущуюся простоту, создать такую схему не просто. В данной ситуации будет происходить потеря электрической мощности. Поэтому чтобы компенсировать такие потери, светодиодные ленты должны подключаться к низковольтному источнику, который одновременно с этим сможет стабилизировать выходной ток. В роли такого низковольтного источника выступает блок питания или трансформатор.У светодиодных ламп блок питания уже встроен в конструкцию, а вот у лент он имеет вид отдельного модуля.

На выходе такой трансформатор имеет выходное напряжение в 24 или 12 вольт (в зависимости от типа светодиодной ленты). При этом ограничительные резисторы для него будут размещены на самой ленте.

Обратите внимание! Если вы имеете дело с диммером или блоком управления, то их также необходимо подбирать по мощности купленной ленты. Правильное диммирование подразумевает под собой правильное подключение всех компонентов, включая блок питания (он же трансформатор), блок управления или диммер, а также саму осветительную продукцию

Правильное диммирование подразумевает под собой правильное подключение всех компонентов, включая блок питания (он же трансформатор), блок управления или диммер, а также саму осветительную продукцию.

Схема подключения светодиодной ленты

Только в той ситуации, когда схема подключения соблюдена, свечение лент будет ярким и полноценным. Если же что-то было подключено неправильно, то подсветка просто не станет работать до момента исправления неточностей установки.

Схема подключения к устройству

Рассмотрим специфику подключения регуляторов к светодиодным лентам разных типов. В любом случае вход диммера присоединяется к источнику питания

Важно не перепутать полярность и использовать совместимые по своим характеристикам устройства. Кроме этого, надо определиться, какой именно регулятор нужен для данной ленты — одно- или многоканальный, с дополнительными эффектами или без них

В продаже есть простейшие устройства в форме небольшого утолщения на соединительном проводе, напоминающие регулятор громкости у наушников (мини-диммер).

Одноцветная

Монохромные светодиодные ленты подключаются к диммеру наиболее простым способом. Сначала регулятор соединяется с выходом драйвера. Необходимо внимательно следить за правильностью присоединения положительных и отрицательных контактов. Некоторые устройства оснащены разъемами специальных типов, которые невозможно подключить неправильным образом. Другие регуляторы имеют обычные клеммные разъемы, где надо обеспечить правильную полярность. Кроме этого, надо проследить за соответствующим подключением входа и выхода. Один диммер способен обеспечить регулировку нескольких светодиодных лент. Для этого на его выход подключается магистральный провод, к которому параллельно присоединяется подсветка.

RGB

Подключение диммера к многоцветной светодиодной ленте отличается от методики присоединения монохроматической подсветки. Поскольку на RGB светильниках одновременно задействованы 3 или 4 вида светодиодов, используются 4-канальные регуляторы. Перед подключением необходимо убедиться в полном соответствии типа диммера и подсветки, совпадении их параметров по току и напряжению. Подключение производится в разрыв между контроллером и многоцветной светодиодной лентой. Каждый цвет присоединяется к соответствующему контакту, обозначенному буквой R, G, B, или (иногда) W.

Сложности в этой процедуре нет, но необходимо исключить ошибки и несоответствия

Это важно, так как параметры питания каждого цветного светодиода отличаются от остальных, и допущенные ошибки могут стать причиной выхода подсветки из строя

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.

Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Схема подключения

Диммируемая лента разных видов (монохромная, полицветная) монтируется на основании схемы, которая для каждого случая будет разной. Однако общим для всех вариантов является необходимость соединения контактов диммера и блока питания.

В случае подключения одноцветной светодиодной полосы в схеме присутствуют следующие аппараты: питающий элемент, светорегулятор, непосредственно, сама лента. Если планируется монтаж полицветного источника света, добавляется еще и контроллер.

В каждом из случаев необходимо тщательно подбирать блок питания и диммер 12В. В случае, когда мощность подключенных осветительных приборов превосходит значение данного параметра питающего элемента, в схему добавляется усилитель. Ленточные приборы обычно предлагаются в бобинах, которые вмещают полосу длиной 5 м.

Причем рекомендуется использовать отдельный блок питания 12В для каждой из таких полос. Пример схемы с диммером:

На рисунке показан блок питания 12В, соединенный последовательно со светорегулятором, к которому уже подключена диммируемая светодиодная лента. Такой вариант подсветки не требует сложных знаний и большого опыта в подобных работах, поэтому его можно легко собрать расположить в нужном месте своими руками.

Разбираем все за и против

Основные плюсы установки диммера вместе со светодиодными лентами:

• удобство эксплуатации подсветки, в особенности, когда управление осуществляется пультом;
• более широкие возможности, так как вместо монтажа нескольких осветительных приборов с разным уровнем интенсивности освещения можно установить полоску на базе диодов, которая при необходимости будет служить ярким или приглушенным светом;
• несложный монтаж, благодаря чему лента сравнительно быстро устанавливается своими руками.

Об особенностях использования различных видов светорегуляторов уже шла речь выше.

Это объясняется тем, что некоторые модели (чаще всего это более дешевые исполнения) импульсных регуляторов характеризуются мерцанием, интенсивность которого в большей мере ощущается на минимальных уровнях яркости свечения.

Но сегодня предлагаются микроконтроллеры, способные работать в аналоговом и в импульсном режиме, что решает данную проблему.

Таким образом, при выборе диммера необходимо руководствоваться уровнем его мощности

Важно, чтобы значение данного параметра соответствовало подаваемой на прибор нагрузке. В точности также подбирается и блок питания

Необходимо учесть способ управления (пультом, настенным регулятором и прочее), а также возможность выполнить монтаж своими руками. Светодиодная лента монохромная и цветная подключается к светорегулятору сходным образом. Но в случае с полицветным исполнением будет возможность не только менять интенсивность светового потока, но еще и включать разные режимы свечения. Эти действия выполняются специальным пультом.