Светодиодная лента от батареек, аккумулятора и кроны: необходимые материалы, варианты принципов подключения

В традиционном применении светодиодная лента подключается к сети 220 В через блок питания. При этом устанавливать БП в труднодоступных местах не всегда удобно. Автономность в установке ленты может обеспечить её подключение к батарейкам.

В каком случае выгоднее использовать питание от батарейки

Присоединение СДЛ к батарейке дает ей возможность свободной установки без привязанности к источнику сети и блока питания, но имеет ограниченную длину и время работы. Примеры, когда такая схема выгодна и удобна:

Подсветка полок. Такая подсветка позволяет подсветить полку (с вещами, книгами, посудой, продуктами, ключницы и т.д.) не включая основного освещения.

Кратковременное освещение пути. Включать ночью свет тяжело для восприятия. Для комфортного передвижения можно установить LED плату с датчиком движения, который будет срабатывать по мере вашего приближения.

Освещение затемненных участков или помещений (кладовые, погреб, гараж, балкон). Как правило, такие помещения используются недолго и редко, и освещение от батареек будет удобным способом и экономичным.

Подсветка рабочих зон (кухонная рабочая поверхность, зона стиральной/посудомоечной машины, ванной комнаты). Единственный нюанс в таком освещении – это применение влагозащищенных лент (IP67, IP 68).

Контурное освещение карнавальных и сценических костюмов (танцы, световые шоу).

Необходимые материалы

Для сборки схемы подключения понадобится:

• Светодиодная лента. Её длина зависит от общей емкости источника питания.

• Батарейки напряжением от 8 до 12 В. При наличии меньшего напряжения необходимо последовательно соединить их между собой.

Выбор материалов при использовании пайки:

• Паяльник

• Нейтральный флюс или канифоль

• Припой

• Соединяющий медный провод сечением от 0,5 до 0,75 кв.мм.

• Переключатель/тумблер

• Нож для зачистки изоляции с проводов

• Наждачная бумага и спиртосодержащий раствор для зачистки контактных площадок

Для метода без использования пайки:

• Кассета для подключения АКБ или специальный контактный переходник (разъем)

• Коннектор, для присоединения аккумуляторов к ленте и соединения участков платы между собой

Правильный выбор батареек и схемы их подключения

Для подключения СДЛ применяют:

1. аккумуляторы (Li-ion или свинцово – кислотные);

• батарейки (пальчиковые, кроны, таблетки и т.д.).

Их основными рабочими характеристиками являются напряжение и емкость (уровень заряда).

Пальчиковые батарейки и кроны подключаются по одной из схем:

Схема №1 – последовательное соединение 6-8 пальчиковых батареек по 1,5 В. Таким образом суммарное напряжение составит 9-12 В.

Схема №2 – присоединение одной кроны на 9 В или батареи типа 23А
на 12 В. Их заряд позволяет светиться плате 0,3 м со светодиодами типа
SMD 3528 непрерывно в течение 5 часов.

Минус – нельзя повторно использовать разрядившееся устройство.

Схемы подключения СДЛ при помощи аккумулятора:

Схема №1 – применение аккумулятором от смартфона на 3,7 В совместно с конвертером, повышающим напряжение до 12 В.

Такая комплектация удобна своей компактностью, высокой емкостью АКБ и возможностью её заряда от обычного зарядного устройства для смартфона.

О том, как собрать схему с конвертером и любым аккумулятором, рассказано в видео https://www.youtube.com/watch?v=GpWuS2PO_DE.

Схема №2 – применение электрического аккумулятора на 12 В.

АКБ перезаряжается до 500 циклов и имеет стабильный уровень напряжения, обеспечивающий насыщенную яркость кристаллов.

Свинцово-кислотные АКБ имеют относительно крупные размеры и массу, в отличие от литий — ионных. Последние легче и меньше в 4 раза.

Непосредственное соединение платы к источнику питания выполняется с применением вспомогательных устройств (коннектор, кассеты) или пайкой.

Принцип подключения

Перед началом сборки выбранной схемы подготавливаются все необходимые материалы, предварительно рассчитав напряжение ИП, время работы и длину платы.

Соединение и подключение с помощью пайки

1. Подготовить контактные площадки батареек или аккумулятора, к которым будут припаяны провода. Для этого с помощью мягкой наждачной бумаги зачищается тонкий слой напыления контактов, затем они обезжириваются спиртосодержащим раствором.
2. Зачистить концы двух проводов от изоляции при помощи ножа, затем залудить их.

• Припаять залуженный конец одного из проводов к плюсу батарейки, второй провод – к минусу.

Максимальное время касания жала паяльника к контакту АКБ 1 секунду. Длительное касание может привести к перегреву.

Другие варианты соединения проводов с контактами:

1. при помощи магнитиков. Провод примагничивается к магниту и контактным площадкам.

• модели с отверстиями в плюсовом контакте, в которые предварительно вставляется провод.

• Соединение тумблера. Плюсовой провод припаивается по цепи: плюс батареи – основной плюс тумблера – плюс подсветки кнопки тумблера – плюс ленты. Минусовой провод: минус батареи – минус тумблера – минус платы.

При сборе схемы строго соблюдается полярность. У одноцветных лент плюс и минус обозначены «+V» и «-V» или «GND». У многоцветной RGB-ленты плюс «+V», минус – все цвета RGB.

Подключение светодиодной ленты к батарейкам без пайки

Здесь АКБ вставляются в специальные кассеты. Это позволяет быстро заменять разрядившиеся устройства без их перепайки.

Подключение самой СДЛ к проводам кассеты выполняется с помощью соединительного коннектора.

Сколько по времени будет светить лента от батареек

Чтобы правильно выбрать батарейки и время свечения ленты, необходимо провести расчеты исходя из параметров СДЛ.

Шаг 1 – определить тип кристаллов, установленных на плате. Эта информация указана на упаковке платы, либо можно найти в интернете набрав в поисковой строке марку СДЛ.

Шаг 2 – определить ток, потребляемый одним кристаллом. Значения тока для кристаллов одноцветной и RGB-ленты приведены в таблицах.

Например, при работе одного диода WS2813А красного цвета потребляется 18 мА. При работе трех цветов – 54 мА.

Шаг 3 – определить количество кристаллов на используемом участке платы. Для этого количество диодов на 1 метре (плотность указана в паспортных данных) умножается на длину СДЛ.

Полученное значение умножается на показатель потребляемого тока при работе всех трех цветов.

Например, при 100% яркости 50 диодов, значение составит 2,7 А.

Шаг 4 – выбор источника питания.

Показатель емкости аккумуляторов характеризует максимальный объём тока, который потребляют подключенные устройства за 1 час. Таким образом, для бесперебойной работы выбранной нами платы в течение 1 часа, значение емкости должно составлять не менее 2700 мА/ч.

Таким характеристикам соответствует АКБ типа 18650.

Напряжение питания СДЛ должно составлять 12 В, для этого последовательно соединяются 3 штуки.

Принципиальные отличия между подключением от батареек и от сети

При питании ленты от сети необходимо правильно рассчитать мощность блока питания, иначе он может перегореть и испортить саму ленту.

Сборка схемы требует больше времени из-за большего количества устройств (контроллер, усилитель) и прокладке питающих проводов.

Для работы СДЛ от сети поблизости должен быть источник питания 220 В или же проложить до него кабельную линию.

Устройства такой схемы имеют большие размеры. Поэтому зачастую под их размещение проектируются отдельные ниши и полки.

Достоинства и недостатки

Преимущества:

• Возможность кратковременного освещения мест без подвода линии 220 В (подвал или в походе).
• Компактность устройств.
• Простота в сборке.
• Низкая цена.

Недостатки:

• Ограниченная по времени работа платы.
• Не предназначен для основного/резервного освещения, долгосрочной и наружной подсветки, создания световых эффектов (бегающий огонек).

---