Светодиодная подсветка своими руками

С помощью светодиодной подсветки можно организовать как основное, так и дополнительное освещение в комнате или на кухне, а также красиво подсветить, например, фасад дома. В статье разберёмся, как сделать светодиодную подсветку своими руками, и какие инструменты и материалы для этого будут нужны.

Общее описание Лед-подсветки

Определимся, что такое Led-подсветка. Light-emitting diode (LED) – излучающий свет диод. Лед-светильник – это осветительное устройство на основе электронной платы со светодиодами. LED – подсветка может быть организована с помощью светодиодной ленты, ламп или же светодиодных панелей.

Плюсы и минусы ЛЕД-освещения

Основными преимуществами освещения на основе светодиодов являются низкое энергопотребление и значительный срок службы. В отличие от других источников света, почти 90% энергии светодиод превращает в свет. При правильном подборе оборудования и корректном монтаже LED – подсветка может прослужить более 10 лет (это также зависит от интенсивности использования).

Кроме этого выделяются такие достоинства:

• компактность, гибкость лент и простой монтаж;
• эффектность, функциональность и разнообразие изделий;
• безопасность использования;
• ленту можно резать на необходимое количество отрезков, гнуть, поворачивать, что позволяет реализовать различные дизайнерские решения.

К недостаткам можно отнести только цену. Однако, расходы быстро окупаются за счет сниженного энергопотребления устройств и их долговечности.

Где используются

Большой ассортимент источников света для Лед подсветки, такой, что позволяет реализовать различное множество дизайнерских решения, обуславливает её широкое применение для:

• Подсветка ниш в натяжных и подвесных потолках;
• Подсветка лестниц (это не только дизайн, но и безопасность);
• Освещение ниш в стене;
• Использование в качестве основного освещения;
• Фасады домов, в том числе и многоэтажных;
• Подсветка шкафов со стеклянными дверцами;
• Локальное освещение рабочего пространства, например, компьютерного стола;
• Подсветка фонтанов и объектов архитектуры.

Виды светодиодных элементов подсветки

Из готовых к установке и использованию приборов выделяются три вида, которые применяются для оформления подсветки: лампы, ленты и панели. Рассмотрим детальнее технические возможности каждого типа и способы их применения.

Лампы

В лампочках может быть установлено 1 и несколько диодов определённой мощности. Так как свечение у кристаллов яркое, лампа может оказывать ослепляющее действие, изделия дополняются матовым рассеивателем светового потока. То есть прозрачные стеклянные колбы здесь не используются.

В корпусе перед цоколем встраиваются выпрямитель и радиатор. Первый преобразует переменный ток в постоянный, стабилизирует напряжение. Это необходимо для исправной работы без мерцания чувствительных к источнику питания кристаллов. Радиаторный элемент отвечает за отведение тепла от платы со светодиодами. При перегреве LED — элементы могут выйти из строя раньше заявленного срока службы.

Цоколь чаще представлен традиционными винтовыми Е27 или Е14. Также лампы изготавливаются с контактными элементами, которые совместимы с различными моделями встраиваемых светильников. Чаще применяются такие штырьковые цоколи: GU5.3 или GU10, G4-G10 и G13.

Ленты

Светоленты производятся на основе гибкой платы, которая состоит из одинаковых модулей с тремя и более диодами, резистором и контактными площадками с каждого края отрезка. Последнее предусмотрено, чтобы укорачивать исходный контур либо увеличить его протяженность. Изнаночная сторона изделий нередко покрывается клейким веществом и не адгезионной бумажной полосой. Ленты имеют различную степень защиты от пыли и влаги: ее нет совсем или предусмотрена силиконовая оболочка.

Чаще для организации подсветки используются ленточные модели, на метре которых расположено 30-120 диодов в один либо два ряда. От плотности кристаллов на 1 метр зависит суммарная светоотдача лент и энергопотребление: чем больше, тем выше показатели.

Проще сделать подсветку из лент, так как они могут быть использованы для решения множества креативных задач. В частности, допустима сборка настольного или ночного светильника, зеркальной либо мебельной подсветки, потолочного освещения и уличной иллюминации различной сложности. Главное – соблюдать правила монтажа и технические ограничения по напряжению, мощности, длине.

Панели

Это универсальный продукт – светильник, который не нужно дополнять теплоотводом, плафоном. Для отведения тепла в основе конструкции предусмотрена алюминиевая либо стальная монтажная площадка. Внутренние детали скрыты пластиковым корпусом, матовым экраном — рассеивателем. В накладных моделях блок питания также спрятан в светильник, у встраиваемых БП выносной (при наличии).

Различаются светодиодные панели по устройству и назначению на рекламные и потолочные. Первые внешне похожи на дисплей с тем или иным изображением, которое может меняться в зависимости от установленного режима. Здесь монтируется несколько микросхем, что отвечают за работу отдельных диодных групп. В светильниках обычно предусмотрена одна схема, световые кристаллы расположены по периметру или в ином порядке.

Для производственных площадок или для жилого помещения можно выбрать панели разной геометрической формы. Их можно крепить к потолку, стенам, мебели, встраивать горизонтальные и вертикальные конструкции. Толщина светильника в среднем составляет 13-15 мм, поэтому высота потолка фактически не имеет значения. Выбор осуществляется с учетом мощности, яркости света и цветовой температуры.

Технические отличия светодиодных лент

Ленты изготавливаются шириной до 20 мм. Низковольтные модели можно собирать в контуры длиной до 5 метров, поэтому они обычно продаются намотанными на катушки по 5 м. Если рабочее напряжение равно сетевым 220 В, то изделия продаются в бухтах до 30 м. Общая протяженность одной такой линии может достигать 100 м.

Подсветка, работающая от 12, 24, 36 вольт обязательно подключается к сети через блок питания с тем же параметром. Мощность определяется по суммарному потреблению энергии подключенных к БП линий. Модели на 220 В нужно подключать только через выпрямитель для преобразования тока в постоянный.

Благодаря гибкости электронной платы подсветку можно установить на криволинейное основание, создать на стене или потолке узор. Если нужно сделать освещение со строгими геометрическими формами, то можно использовать специальные коннекторы для формирования углов и ступенчатых переходов. Главное – соблюдать полярность и соответствие технических параметров отдельных участков единого контура.

Наряду с гибкостью для решения дизайнерских задач учитываются декоративность изделий. Это цвета монохромной или RGB-ленты, рабочие режимы. Последние бывают разными: постоянное или мерцающее свечение, “бегущая строка”.

Кроме прочего, электронные элементы на плате имеют разную защиту от внешней среды. Для спальни или гостиной это не столь важно, что нельзя сказать о кухне или душевой. Для организации уличной иллюминации или подсветки водоема, бассейна, парилки в бане требования к характеристикам лент предъявляются повышенные. Здесь кроме высокого IP нужно рассматривать допустимые пределы температур.

Рекомендации по выбору светоленты

Самое простое – сузить выбор подсветки за счет класса защиты изделий. Для отапливаемых и сухих помещений подходит практически любая. Не рекомендуется устанавливать светоленты на 220 В, так как им нужен теплоотвод. Для влажных комнат в жилом здании лучше рассматривать модели от IP54. В пристройке, беседке, на веранде класс должен соответствовать более IP55. Если светодиодная подсветка дома монтируется не под навесом или крышей, или она будет контактировать с водой длительное время, то нужно рассматривать образцы с IP65-IP68.

Далее решаются вопросы о свойствах светового потока:

Цвет

Монохромные ленты (SMD) – все диоды в модуле подключены последовательно, излучают свечение в одной тональности с одинаковой цветовой температурой.

Многоцветные (RGB или RGBW с белыми кристаллами) – в каждом отдельном модуле установлены кристаллы с разным свечением. Схемы устроены так, чтобы можно было управлять освещением добавляя и понижая напряжение для каждого цвета.

Монохромная Led-подсветка – это более яркий источник света нежели RGB. Для декоративной подсветки это свойство является минусом, но продукция часто встречается в дизайнерских проектах. Стоит отметить – цветовая температура различается только у белых диодов.

Яркость

Этот параметр зависит от мощности кристалла и количества диодов на плате. Диоды имеют разные размеры, что прямо пропорционально энергопотреблению и яркости их свечения. В паспорте могут быть прописаны марка фотоэлемента, суммарная яркость метрового участка ленты.

Плотность кристаллов также определяется по погонному метру. На светоленте бывает 30-240 диодов/пог.м. Модели с максимальной концентрацией кристаллов обычно широкие, так как светоэлементы располагаются в несколько рядов на плате.

Как сделать подсветку своими руками

Начинается рабочий процесс с заготовки лент нужной длины. Укоротить исходный образец можно с помощью ножниц. Место отреза указывается на лицевой стороне платы пунктирной линией или “ножницами”. Они располагаются на месте соединения контактных площадок каждого отдельного модуля.

После сборки нужных по длине контуров определяется их общая мощность. Учитываются ленты, которые планируется подключать к одному блоку питания. В результирующую мощность нужно будет заложить коэффициент запаса, который может быть равен от 20 до 50%. Прочитать подробно о том, как выбрать коэффициент запаса и воспользоваться калькулятором мощности блока питания можно в нашей статье.

Следующий шаг – сборка схемы, ее подключение к энергосети. Если используются ленты с мощностью более 10 ватт/метр, то нужно предусмотреть теплоотвод. Для этого можно выбрать нужной ширины алюминиевый профиль с матовой рассеивающей свет крышкой.

Комплектация подсветки

Базовая схема включает выключатель, светодиодную ленту, блок питания или выпрямитель. Кроме этого может понадобиться контроллер, переключатель либо дистанционный пульт. Рассмотрим особенности каждого устройства.

Светодиодная лента

Лед-подсветка должна соответствовать климатическим условиям эксплуатации и пожеланиям относительно яркости, цвета, режимов работы. Также должна быть учтена длина, определено итоговое потребление энергии для выбора мощности блока питания.

Пульт

Дистанционное управление обычно устанавливается на разноцветном ленточном освещении. С помощью пульта меняются режимы работы и цветовой эффект. Также допустима настройка яркости, если устройство дополнено диммером.

Блок питания

БП – базовый источник питания для светодиодной подсветки с рабочим напряжением ниже 220 В. Устройство преобразует исходный переменный ток от сети в ток с заданными для осветительного прибора параметрами. Поэтому выбирается блок с характеристиками, которые указаны на упаковке к светолентам. Также рассматривается мощность с запасом в 30% и класс герметичности корпуса. Если планируется подключать несколько линий, то понадобится БП с большим количеством контактов.

Контроллер

Устройство контроля за визуальным эффектом подсветки подключается только к схемам с RGB-лентами. Рабочее напряжение и мощность прибора выбирается по аналогии с блоком питания. Управление режимами освещения и цветами осуществляется механически посредством кнопок на контроллере либо дистанционно, или через Wi-Fi с помощью телефона, планшета, ПК.

Монтаж Лед-подсветки в комнате

Чаще для организации освещения или подсветки в жилой комнате используются низковольтные светоленты с диодами малой мощности. Поэтому система подключается к розетке или выключателю через блок питания. Если применяется модель на 220 В, то рекомендуется выводить питающий кабель на отдельный автомат в электрощитке. Особенно, когда речь идет о нескольких помещениях.

Необходимый инструмент и материалы

К материалам относятся все базовые элементы светодиодной схемы: блок питания или выпрямитель, контроллер, пульт, лента. Также для работы понадобятся провода, коннекторы (если пайка не планируется), вилка (под розетку), изолента или кембрики (термоусадочные трубки). Для соединения контактов паяльником используется канифоль и припой. Могут понадобиться “жидкие гвозди”, герметик, двухсторонний скотч (обычный либо металлизированный для отвода тепла). Реже для крепления лент применяются прозрачные скобы, обычно они нужны для кабеля.

Также, для монтажа подсветки своими руками могут также потребоваться:

• Нож;
• Ножницы;
• Рулетка;
• Отвертка (под винты в автомате, розетке, выключателе);
• Паяльник мощностью до 25 Вт;
• Шуруповерт;
• Ножовка по металлу для резки алюминиевого профиля.

Схема подключения

В стандартной схеме подключения блок питания подключается к сети 220 вольт, к нему, с помощью коннекторов или пайки подключается лента. Если это RGB – лента, то между лентой и блоком питания подключается контроллер.

Монохромные источники подключаются напрямую к контроллеру с помощью двух проводов. RGB – ленты имеют три провода для управления каждым цветом, плюс общий провод.

Если собирается подсветка из нескольких кусков, то можно подключать ленты последовательно, одну к другой.

Но при этом нужно, чтобы суммарная длина всех отрезков не превышала максимально допустимую. Обычно, для 12 вольтовых источников света – это 5 метров, для 24 вольтовых – 10 метров.

Если же максимально допустимая длина превышается, то отрезки можно подключить не один к другому, а запитать каждый отдельно от блока питания:

Но в этом случае обязательно блок питания должен соответствовать по мощности, с учётом коэффициента запаса. В противном случае он будет перегреваться и просто выйдет из строя.

Этот способ более желателен, чем подключение «одна к другой», так как он существенно снижает нагрузку на проводники, коннекторы первой ленты. Если есть такая возможность, то лучше использовать эту схему.

Если же блок питания не соответствует, или же отрезки разнесены в пространстве, то можно использовать два БП, каждый будет питать свою линию:

Так будет обеспечена лучшая отказоустойчивость системы и снизит нагрузку на линию.

Если подключается RGB лента, то схемы будет аналогичны, только между БП и источником света подключается контроллер.

Следующий шаг – проверка схемы на предмет исправной изоляции всех контактных соединений. После этого можно выполнять тестовое включение подсветки. Если диоды нестабильно горят, мерцают или не везде светят, то нужно отключить питание. Исправить ситуацию можно путем повторной зачистки контактов на платах, переустановки коннекторов. Реже проблема состоит в несоблюдении полярности между проводниками – здесь достаточно поменять жилы кабеля местами.

Коннекторы для соединения лент

Коннекторы бывают разными по исполнению: зажимными с пружинными контактами или прокалывающие с заостренными штырьками. Количество контактов нужно выбирать соответствующее монохромной или RGB-ленты. Существуют отдельные клеммники, прямые или угловые, с проводниками и без них. Подробнее о способах соединения и монтажа ленты Вы можете прочитать в нашей статье.

Особенности работы с мощными лентами

Проще монтировать подсветку своими руками из самоклеящихся низковольтных лент. В таком случае достаточно снять защитную бумагу и прижать плату к любому по материалу основанию. Рассмотрим способы и особенности монтажа более мощной подсветки с организацией теплоотвода.

Когда требуется радиатор для отвода тепла

Внутри жилого помещения воздух теплый, поэтому естественным образом отвод тепла от диодов происходит плохо. В таких условиях нормально функционируют световые кристаллы с размерами меньше 2,8*3,5 мм, которые размещаются на плате в один ряд в количестве до 60 единиц/пог.м. В остальных случаях технически необходим радиатор. Иначе диоды начнут “терять” яркость, перегорать раньше заявленного срока.

Профиль для отвода тепла

Производители ЛЕД-лент рекомендуют использовать в качестве радиатора металлопрофиль из алюминиевого сплава. Они легкие, отлично проводят тепло и долго служат. К планкам обычно прилагаются матовые светопроницаемые крышки, которые выполняют роль рассеивателя света. Дополнительно они защищают пользователей от ослепления ярким свечением.

Монтажную основу предварительно нужно протереть от пыли и прочего мусора, обезжирить. Далее приклеивается светолента. После проверки подсветки на предмет исправной работы можно закреплять крышку.

Рекомендации по расположению светодиодной подсветки

Подсветка оформляется для решения разных задач: создание акцента, декоративной иллюминации либо организация дополнительного/основного освещения. Всегда при этом соблюдается правило – не ослеплять пользователя. Проще этого добиться путем скрытия светоленты за матовым рассеивателем. Другой способ – направление светового потока на отражающую плоскость за счет ниши, полки, молдинга и прочего (на потолок, стены или предметы). Для акцентной подсветки недопустимо применение лент с мощными диодами, особенно при открытом монтаже.

Количество источников света в комнате

Для жилого помещения организуется основное освещение с люстрой по центру потолка или встраиваемыми светильниками по всей потолочной площади/периметру. В рабочих зонах, в местах для чтения устанавливаются дополнительные светильники в виде настольных ламп, настенных бра. В первом случае альтернативой являются светодиодные панели, во втором – монохромные ленты.

RGB-подсветка – это третий источник света. Чаще – декор или пассивное освещение, при свете которого можно отдохнуть. Одноцветные модели также используются в качестве ночного освещения с низкой яркостью. Светоленты в таком случае можно устанавливать на стенах, в области проемов, по полу.

Заключение

Лед-подсветка чаще используется для организации акцентного, дополнительного либо декоративного освещения в комнате. Для этого применяются низковольтные ленты. Светодиодные панели ярче и подходят для оформления основного света. Зная схемы и соблюдая технику безопасности подсветку можно установить самостоятельно с минимальным набором инструментов.