Время работы светодиодной ленты от аккумулятора 12в

Многие из нас придерживаются стандартного мышления, при котором светодиодная лента должна работать через адаптер от сети 220 В. Но можно поступить иначе, применив в качестве источника постоянного напряжения аккумулятор или батарейку. В результате получится светильник полностью независимый от электросети, перед которым открываются совершенно новые возможности.

Варианты сборки светильников рассмотрим на примере светодиодной ленты с питанием от 12 В.

Зачем это нужно?

На первый взгляд может показаться, что в подсветке светодиодной лентой с питанием от батареек нет необходимости. Но если задуматься, то только в квартире можно найти с десяток мест, подсветка которых повысит уровень комфорта и придаст оригинальности. Например,

• внутри шкафа-купе и навесных кухонных шкафчиков;
• по контуру полочек и этажерок;
• вокруг картин и зеркал;
• для украшения детских игрушек и велосипеда;
• в кладовой и т.п.

Кроме того, автономное освещение из светодиодной ленты пригодится в гараже, подвале, дачном домике, в общем там, где отсутствует стационарный подвод электросети 220 В. А в регионах, где нередки случаи отключения электроэнергии, использовать подсветку на светодиодах можно в качестве аварийного освещения.

Сколько это работает

Чтобы рассчитать, сколько батареек нам нужно и на какое время их хватит, ищем количество потребляемого светодиодами тока. Эта величина отличается у разных видов оборудования и указана в документации. Количество бывает обозначено как из расчета на один светодиод, так и на единицу длины.

Подсчитав общее количество потребляемого тока, выбираем элементы питания необходимой емкости. Литиевые аккумуляторы 18650 имеют емкость 2600 мА/час — при потреблении 2600 мА (или 2,6 А) они могут обеспечить непрерывный свет в течение часа. Пять метров диодной ленты на 30 диодов, в зависимости от спецификации, могут потреблять ток в 1-3 А, на час-полтора эксплуатации для них потребуется два аккумулятора 18650.

Качество и время работы зависят от аккуратности пайки или используемых коннекторов.

Подключение к аккумулятору на 12 В

По сравнению с батарейками, данный способ автономного питания для работы светодиодной ленты является наилучшим по нескольким причинам. Аккумулятор на 12 вольт длительно поддерживает в нагрузке номинальное напряжение, позволяет получить достаточно высокий уровень освещённости и выдерживает несколько сотен циклов перезарядки.

Самые распространенные аккумуляторы на 12 В – свинцово-кислотные. Чаще всего они применяются в ИБП, в охранной и пожарной сигнализации. Среди них наименьшими габаритами и массой обладают АКБ ёмкостью 4,5 А*ч (до 0,8 кг). Процесс подключения и эксплуатации выглядит так:

• 2 провода необходимой длины припаивают к контактным площадкам заранее подготовленного отрезка ленты со светодиодами (красный провод к «+», а чёрный к «–»);
• аналогично с обратной стороны к проводам припаивают клеммы для подключения к аккумулятору;
• для удобства в разрыв одного из проводов запаивают небольшой тумблер. Если его нет, то для отключения подсветки достаточно отсоединить одну клемму.

Ток потребления светодиодной ленты зависит от её длины.

Кроме свинцово-кислотных АКБ высокими эксплуатационными данными обладают Li-ion аккумуляторы на 12 В. При равных емкостях Li-ion аккумуляторы имеют в 4 раза меньшую массу и размер. А для их зарядки используется компактное зарядное устройство.

Важно! Аккумуляторная батарея отработает свой ресурс (до 500 циклов полной перезарядки) только в случае, если ток разряда не будет превышать 1/10 ёмкости. На практике это означает, что к АКБ 12V-7A*h можно длительно подключать нагрузку с током потребления до 0,7 А или 2 метра светодиодной ленты типа SMD 3528-60 шт./м, которая непрерывно будет светить 10 часов.

Для облегчения расчётов ниже приведен ток потребления 1 метра светодиодной ленты, который зависит от типа установленных светодиодов:

• SMD 3528-60 шт./м – 0,4 А;
• SMD 2835-60 шт./м – 1.6 А;
• SMD 5050-60 шт./м – 1,2 А;
• SMD 5730-60 шт./м – 3,0 А;
• SMD 3014-60 шт./м – 0,6 А.

На какие бренды обратить внимание

Теперь БП для светодиодных гибких плат не выпускают, пожалуй, только ленивые. Поэтому выбор блока питания для LED-ленты по производителю — работа крайне неблагодарная. Тем не менее ориентируясь на остальную продукцию этих компаний, можно достаточно точно сказать, насколько их блоки будут качественными.

Сегодня себя неплохо зарекомендовали российская Arlight и тайваньская Mean Well Enterprises Co. На продукцию именно этих брендов имеет смысл обратить внимание в первую очередь. В дополнение хотелось бы отметить китайский Biom, продукция которого отличается невысокой ценой и неплохим качеством. Ниже мы приводим подборку шести 12-вольтовых блоков питания именно этих компаний, наиболее популярных среди «ленточников».

Рейтинг популярности блоков питания для светодиодных лент

Питание от батарейки

Если покупка аккумулятора – дорогое удовольствие, а заряжать его негде, то заставить светодиодную ленту светиться можно с помощью батареек. Рассмотрим 3 наиболее распространённых варианта подключения.

Вариант №1 предусматривает использование 6 пальчиковых батареек на 1,5 В, соединённых последовательно. Почему именно 6 штук? Потому что светодиодная лента даже при питании от 9В будет работать примерно в половину своей мощности. Во-первых, такого уровня света от ленты вполне хватит для подсветки чего-либо. Во-вторых, через светодиоды будет протекать вдвое меньший ток (нелинейность ВАХ), что позволит значительно продлить срок службы батареек. Но при желании можно увеличить количество элементов питания до 8.

Собрать схему светодиодной подсветки на батарейках можно двумя способами:

• с помощью коротких проводков все батарейки запаивают между собой последовательно, скрепляют их изолентой и к крайнему «+» и «–» припаивают два провода для подключения светодиодной ленты;
• в кассету (контейнер) вставляют 6 батареек, соблюдая указанную полярность. Провода, выходящие из кассеты, вместе со светодиодной лентой зажимают в коннекторе.

Ёмкость батарейки типа АА примерно в 2 раза больше, чем у батарейки ААА того же производителя.

Вариант №2 предполагает использование в схеме питание от одной 9 В батарейки «Крона». Ёмкость щелочной кроны примерно равна 0,5-0,6 А*ч. Это значит, что, например, лента на SMD 3528 длиной 30 см будет непрерывно светить в течение 5 часов. Крону часто используют для светодиодного тюнинга велосипеда.

Вариант №3 подразумевает совместное использование аккумулятора от телефона (смартфона) и повышающего преобразователя до 12 вольт. В такой комплектации светодиодная подсветка имеет несколько весомых плюсов:

• надёжность и долговечность;
• компактность (размер конвертера соизмерим с flash-накопителем);
• приемлемая стоимость (конвертер 3,7 В-12 В – 2$, батарея – 10$);
• аккумулятор легко зарядить от смартфона или зарядного устройства, а его ёмкость достигает 2000 мА*ч;
• светоизлучающие диоды светят на полную яркость.

К конвертеру можно подключать батарейки и аккумуляторы любого типа. Главное, чтобы их напряжение совпадало с входным напряжением конвертера.

При этом, кроме замены обычных ламп на диодные, многие умельцы нашли разнообразные способы применения и для светодиодной ленты. Причем, даже в тех местах, где подсветки и освещения никогда и не было.

Смонтировать дополнительное освещение в авто можно в нескольких ее частях и узлах:

приборная доска

Здесь можно обойтись совсем короткими отрезками, которые остались у вас после ремонта освещения в доме или квартире.

салон или двери машины

Когда это пригодится, а когда бесполезно?

Схема используется в случаях:

• обустройства фонового или основного освещения в помещениях, лишенных централизованного электроснабжения;
• подсветки различных изделий, используемых в ходе отдыха на природе (например, палаток либо велосипедов);
• установки светодиодной ленты на технику или предметы интерьера, расположенные вне жилых помещений;
• отделки помещений, в которых невозможно или затруднительно проложить электропроводку;
• обустройства локальных светильников, излучающих направленный пучок света и нетребовательных к мощности источника питания.

Батарейки или литиевые аккумуляторы не рассчитаны на высокую мощность нагрузки и не подходят для организации систем освещения в помещениях с увеличенной площадью. Системы не применяют для монтажа на внешних стенах, поскольку источники тока не выдерживают климатических воздействий. Подсветка с локальным питанием не рассчитана на длительное использование и не поддерживает специальные эффекты (например, плавный розжиг, мерцание или медленное отключение).

Выбираем ленту для машины

Постараюсь не лить воду, а кратко разберем на что обращать внимание при выборе светодиодной ленты.

Тип светодиодной матрицы

Светодиодная подсветка салона. Для подсветки салона автомобиля, включая багажник выбирайте — SMD 3528 60шт/м (размер одного светодиодного кристалла — 3,5×2,8мм). Почему она?

Во-первых мы получаем среднюю мощность 4,4-4,8 Вт на погонный метр со световым потоком порядка 250-300 Лм. При такой мощности светодиоды не требуют теплоотвода и светодиодная лента спокойно монтируется на пластиковые элементы. А светового потока достаточно для полноценного освещения любых элементов салона.

Если яркости вам не хватает — берите 120 шт/м.

Во-вторых это самая распространенная лента в продаже, покупаем в первом попавшемся магазине.

Варианты типа SMD 5050, 5630, 5730 не подойдут ввиду высокой мощности. Неприятно высокая яркость и необходимость монтировать но теплоотвод, делает их не самым удачным выбором для светодиодной подсветки салона машины.

Наружное освещение автомобиля. Тут включаем голову. Если LED подсветка под днищем авто, можно выбрать светодиоды помощнее — SMD 5050 30/60 шт/м. Алюминиевый профиль будет нашим теплоотводом (про монтаж дальше). Для светодиодной подсветки номера машины или (не дай бог) фар головного света — это плохой выбор. Подобная светодиодная подсветка будет приманкой для инспекторов ГИБДД (про правила установки и штрафы читайте в конце статьи).

Обычные светодиоды или RGB — разницы нет. RGB чуть дороже, ее сложнее подключать и требует дополнительно контроллера управления (подробнее про подключение RGB ленты). Зато она позволяет менять цвет подсветки.

Класс защиты

В продаже преимущественно три класса защиты – IP20, IP65, IP68.

• IP20 – открытая лента без защитных покрытий, подходит для использования внутри сухих помещений. Боится влаги, пыли, любых механических воздействий.
• IP65 – с защитным силиконовым слоем, способным защитить от конденсата.
• IP68 – герметичные водонепроницаемая светодиоды, которые можно размещать на днище автомобиля.

Для светодиодной подсветки бардачка или низа торпеды подойдет и IP20, если ее никто не будет дергать и поливать водой.

Для подсветки остальных элементов желателен класс IP 65-68.

Монтируем светодиодную ленту своими руками

Снаружи на машину

Любая наружная подсветка автомобиля это агрессивные условия работы. Выбираем класс защиты не ниже IP65, ленту монтируем на клей, с дополнительным креплением пластиковыми стяжками.

Для светодиодной подсветки днища машины выбираем ленту класса SMD 5050 или любую другую, мощностью более 10 Вт/м. Для подобной мощности необходим теплоотвод. Как показывает опыт, самый надёжный способ монтажа — алюминиевый профиль, фиксированный к корпусу, на который уже пластиковыми хомутами и клеем крепится диодная лента. Такой способ установки исключает перемыкание проводки крепёжными элементами, но добавляет дырок в кузове авто (если вы крепите профиль саморезами).

Сразу к кузову ленту крепить нельзя. Вы не добьетесь хорошего примыкания (будет плохой теплоотвод), появятся провисания — а это до первой ветки на дороге.

Для светодиодной подсветки номерного знака своими руками подойдут ленты с торцевым свечением, направленным под 90° к плоскости ленты, как на рисунке ниже. Что позволит смонтировать ее в плоскости номерного знака.

Подсветка колес машины выполняется по торцу тормозного диска. Срок службы такой светодиодной подсветки ограничен, тормозные диски прогреваются при работе до 80-130 градусов, быстро убивая LED ленту.

На тормозной диск светодиодная лента монтируется только на термостойкий клей, с выводом проводки в подкапотное пространство.

Если есть внутренний защитный кожух диска — монтируйте на него, такая LED подсветка проживет намного дольше.

В салоне авто

Подсвечивая салон, берите светодиоды малой мощности. Излишняя яркость — дискомфорт при езде. Какие есть варианты:

• Подсветка бардачка. Если есть штатная подсветка, то можно подключиться к существующему концевику, чтоб светодиодная подсветка включалась при открытии.

  

• Подсветка приборной панели машины. Важно не переборщить с мощностью, иначе подсветка будет бить в глаза. Подойдет любая маломощная лента с минимальным классом защиты.

  

• Подсветка ног под торпедой. Монтируем снизу на торпеду, подключаем к концевику двери, чтоб светодиодная подсветка включалась только при открытии двери.

  

• Низ двери и аудиокарманы дверей. Как и подсветка ног, подключаемся через концевик дверей, для срабатывания при открытии двери (про подключение ниже).

  

Паять или не паять

Батарейка крепится при помощи пайки. Если элементов питания несколько, не обязательно припаивать каждый отдельно — используем батареечный бокс на 2-6 отделений.

При подключении с помощью блока питания или бокса, а также в конструкциях с контроллерами и усилителями можно использовать коннекторы. По сравнению с пайкой этот метод проще, но:

• коннекторы постепенно начинают окисляться;
• пластик плавится от высоких температур;
• диоды, расположенные у точек соединения, теряют яркость.

Пайка не нужна при использовании блоков питания, а при подключении на батарейках будет безопаснее и надежнее для долгосрочной работы. Но потребуются определенные инструменты и материалы. Коннекторы удобно применять в подсветках сложной конструкции, особенно высотных.

Как правильно подключить светодиодную ленту в машине

Подключать светодиоды в автомобиле можно к бортовой сети либо напрямую к аккумулятору (нежелательно, об этом дальше).

Бортовая электрическая сеть машины не соответствует номинальным параметрам питания светодиодов, поскольку напряжение, снимаемое с аккумуляторной батареи, достигает 14,5 Вольт. Для светодиодов это не фатально, но существенно сокращает срок эксплуатации.

Второй фактор риска непосредственного включения в бортовую сеть – внушительные перепады по току. В любом автомобиле есть агрегаты со значительным отбором мощности аккумулятора – стартер, головное освещение, кондиционер, электроусилитель руля. Они потребляют сотни Ватт, а токи достигают десятков Ампер.

Наверняка вы замечали, как во время запуска двигателя гаснут фары, отключается магнитола, бортовой компьютер, а включение кондиционера «просаживает» громкость музыки. И это при разделении линий проводки через распределительную коробку и наличии стабилизаторов тока в аппаратуре.

Используйте стабилизатор

Любой светодиод способен длительно функционировать только в узком диапазоне токов и напряжений. Например, светодиодный элемент SMD 3528 требует для питания 2,8-3,4В и 0,02А. Благодаря ограничительным резисторам на самой ленте они комфортно себя чувствуют только при напряжении сети 12В.

Для подключения светодиодной ленты к 12V автомобиля используйте стабилизатор, подключается он в разрыв плюсового провода от аккумулятора. Можно собрать его своими руками. Ниже схема на примере стабилизатора напряжения LM 7812. Он имеет выходное напряжение 12В и выдает ток до 1А. Это устаревшая модель, требует дополнительного охлаждения.

Более современные импульсные стабилизаторы будут хорошей заменой устаревшим аналогам. Вот характеристики обычного импульсного стабилизатора с Aliexpress:

• Широкий диапазон входного (4-36В) напряжения и регулируемое выходное (1-36В);
• регулируемый выходной ток (0-5А);
• защита от перегрева и короткого замыкания;
• заявлен широкий диапазон рабочих температур -40 +80 градусов;
• КПД преобразования 96%;
• стоят на али в районе 3-4$ (220-270 рублей).

Подключение RGB ленты

Помните , есть перечень цветов освещения, которые допускается использовать на автомобиле. Нарушение правила влечет лишение прав, с конфискацией световых приборов. Про законность установки подсветки читайте ниже.

При подключении RGB ленты, в цепь добавляется RGB контроллер, который регулирует питание каждого цветового светодиода и позволяет получать любой цвет. Он подключается после стабилизатора, перед RGB лентой.

При подключении диодной ленты в авто следует избегать ее изгибов. Любой излом приведет к разрыву токопроводящего покрытия. Если нужен резкий поворот — делайте разрыв и подключайте концы коннекорами.

Используйте коннекторы

Какой класс пылевлагозащиты выбрать

Основные параметры БП — напряжение и мощность — мы определили, осталось выбрать тип корпуса, который отвечал бы условиям эксплуатации прибора. Если блок питания будет работать в помещении, то защита от влаги не так актуальна, а вот подсветка, к примеру, фасада здания, конечно, потребует покупки герметичного устройства.

Но есть много всяких корпусов, порой самых причудливых, поэтому оценить, насколько надёжно тот или иной блок питания защищён от воздействия среды, по его виду достаточно сложно. Как же подобрать прибор под условия, в которых он будет эксплуатироваться? Это просто, если обратить внимание на маркировку, состоящую из букв IP и двух цифр. Первая из них обозначает класс защиты от твёрдых тел и частиц, вторая — от влаги. А теперь познакомимся с табличкой, приведённой ниже.

Таблица классов защиты от окружающей среды согласно стандарту DIN EN 60529

Если наш блок питания будет работать под открытым небом или в ванной комнате, то, согласно таблице, придётся выбрать прибор со степенью защиты как минимум IP65, а лучше IP67. Устанавливаем в пыльном помещении? Подойдёт IP54. Сухая чистая комната, да ещё и зашитый под фальшпанелью? Выберем IP20. Ну и если БП будет встраиваться в какой-то другой прибор, то защита вообще не важна.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Если мы собираемся использовать блок питания совместно с диммером, то выбираем прибор в герметичном корпусе, поскольку большинство открытых (класс IP20) при изменении яркости ленты начинают ощутимо и неприятно «пищать».

Законность наружной подсветки и штрафы

В нашей стране законы трактуются в пользу трактующего. Формулировки размыты и могут быть интерпретированы двояко. Что нужно знать.

Прямого запрета на установку подсветки днища машины нет. Но есть ряд пунктов, позволяющих придраться к вам и противопоставить им, к сожалению, нечего.

Внесение непредусмотренных изменений в конструкцию автомобиля

Постановление Правительства РФ от 23.10.1993 N 1090 (ред. от 27.08.2018) «О Правилах дорожного движения». Приложение: Перечень неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств. Пункт 7.18.

В конструкцию транспортного средства внесены изменения без разрешения Государственной инспекции безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации.

Получить официально разрешение на установку подсветки нереально (несертифицированный элемент). Наказание за нарушение: предупреждение или штраф 500 рублей.

Это самый лояльный пункт, по которому к вам могут придраться. Зачастую отделаетесь предупреждением.

Нарушение правил установки световых приборов

Под этот пункт вы попадете, устанавливая светодиодную подсветку машины запрещенных цветов.

Согласно ПДД РФ, раздел 3.6. Внешние световые приборы. Запрещается установка:

Спереди — световых приборов с огнями любого цвета, кроме белого, желтого или оранжевого; Сзади — фонарей заднего хода и освещения номерного знака с огнями любого цвета, кроме белого, и иные световые приборы с огнями любого цвета, кроме красного, желтого или оранжевого.

Если коротко, то разрешено:

• Спереди только белый, желтый и оранжевый цвет;
• сзади — подсветка номера только белым, остальное — только красным, желтым или оранжевым.

Нарушение этого пункта ПДД влечет лишение водительского удостоверения на срок от 6 месяцев до года.

Установка без разрешения устройств для подачи специальных световых сигналов

КоАП РФ Статья 12.5. Управление транспортным средством при наличии неисправностей… пункт 4.

Управление транспортным средством, на котором без соответствующего разрешения установлены устройства для подачи специальных световых или звуковых сигналов (за исключением охранной сигнализации).

Это самый опасный пункт и при желании злобного инспектора, любое дополнительное освещение машины может быть подогнано под эту формулировку. На практике применяется очень редко (если только вы не поставили в радиатор красную мигающую ленту, такой вариант однозначно расценят как спец. сигнал). Оспорить через суд сложно, но можно, заменив наказание штрафом в 500 рублей.

Нарушение предусматривает лишение прав на срок от года до полутора лет, с конфискацией устройств, для подачи сигнала.