Бокс для драйвера светодиодной ленты

Размещение блоков питания для светодиодных лент

Расскажу о том, как мы можем размещать блоки питания для светодиодных лент и светильников большой мощности, какие при этом будут тонкости, какие блоки лучше использовать.

Есть два варианта размещения блоков питания: в щите или у начала ленты. Плюс промежуточный вариант размещения «не у начала ленты, но где-то недалеко».

Как я уже несколько раз писал ранее, кабели и падения напряжения от блока до ленты надо считать, а не на глаз размещать блок где-нибудь поближе и брать кабель потолще с запасом. Калькуляторов расчёта кабелей лент в интернете много. Учите закон Ома, господа электрики.

На всякий случай перечислю понятия, с которыми мы работаем:

• Напряжение, измеряется в вольтах. Для рассматриваемых нами лент оно обычно 24 вольта.
• Ток, измеряется в амперах. Чем больше ток, тем с большим вниманием надо смотреть на потребитель.
• Сопротивление, измеряется в омах. Определяет то, каково будет падение напряжения. Чем длиннее кабель, тем больше сопротивление. Чем больше площадь сечения кабеля, тем меньше сопротивление.
• Падение напряжения определяет то, насколько меньшее напряжение дойдёт до начала ленты. Часть напряжения уйдёт на нагрев кабеля. Оно зависит от выше указанных величин. Падение напряжения — это ток, помноженный на сопротивление. На ток мы повлиять не можем (разве что выбирать ленты меньшей мощности), а на сопротивление можем, делая кабель короче и толще.

Размещение блока у ленты

Размещение блока у начала (середины или конца, неважно) ленты решает сразу множество проблем: не надо считать требуемое сечение кабеля, не надо думать про падение напряжения, не надо выделять место в щите. Надо только предусмотреть место у ленты. Проще всего размещать блок питания ленты в нише штор или за «ступенькой» двухуровневого потолка.

Если блок питания размещён у ленты, то лента может быть любого напряжения, хоть на 12 вольт. Чем больше напряжение, как мы помним, тем меньше ток при той же мощности, а значит, меньше падение напряжения в кабеле. Но если кабель от блока до ленты совсем короткий, то и падение напряжения будет небольшое, поэтому ленту можно брать 12-вольтовую. Но при удалении блока от ленты переходим обязательно на 24 вольта минимум, а то и на 48. Про 48 вольт надо помнить, что усилители и контроллеры (в том числе и модули управления лентами у различных систем Умного Дома) работают с лентами 12-24 вольта, 48 встречается редко. У Arlight всего одна модель усилителя со входом 0-10 вольт. Так как ленты на 12, 24 и 48 вольт одинаковой мощности стоят одинаково, то от использования 12 вольт стоит вообще отказаться, если только у вас уже не приобретена лента или блок на 12 вольт.

Вот небольшой 150-ваттный блок, к нему подключен модуль управления лентой по беспроводному протоколу Z-Wave Fibaro RGBW. Впоследствии эта ниша закроется специально вырезанным куском гипрока с вырезом для ленты и маленькой ручкой, крепиться будет на мебельных магнитах.

В таких случаях можно отлично использовать блоки питания Arlight, они есть в разных исполнениях, в том числе и очень компактные. Например, вот этот блок питания мощностью 150 ватт имеет длину 322мм, а ширину и высоту всего 30 и 22мм. Влезет на полку шкафа или за потолок

Если вы не планируете диммировать светодиодную ленту, то на одну группу ленты можно подключить несколько блоков, подведя к ним шлейфом один кабель питания 220 вольт и располагая блоки у начала лент. Но, если у вас такая мощная лента, лучше, конечно, озаботиться диммированием, хоть это и усложнит систему: нужно будет размещать где-то блок, после него диммер и усилитель, а потом уже подключать ленту.

Кстати. При выборе блока питания для ленты, независимо от того, где он будет стоять, выбирайте блок питания с корректором коэффициента мощности — PFC. Эти буквы у блоков Arlight есть в названии, если корректор там есть. В интернете можно найти много теории о том, что это такое и зачем он нужен, но если вкратце, то он нужен, и стоит того, чтобы переплатить за блок питания 5-10%. Особенно для мощных блоков питания, мощнее 200 ватт.

Немного подсчётов. Предположим, у нас от щита идёт кабель 3х1.5 длиной 30 метров, а около ленты стоит блок питания на 300 ватт и питает ленты мощностью 250 ватт напряжением 24 вольта.

Ток от щита до блока питания равен 250 ватт делить на 230 вольт = 1,09 ампера, это довольно немного. Из-за того, что ток такой небольшой, падение напряжения на участке кабеля от щита до блока составит всего 3 вольта, то есть, до блока дойдёт 227 вольт.

А теперь предположим, что блок питания находится не у ленты, а в щите. Тот же кабель сечением 1.5, те же 30 метров. Ток будет равен 250 ватт делить на 24 вольта = 10,41 ампера, это уже прилично. В этом случае у начала ленты будет напряжение 16,5 вольт, что приведёт к тому, что она будет светить заметно тусклее.

Размещение блока питания ленты в промежуточном месте

Размещать блоки питания и прочее оборудование управления лентами не у начала ленты, не в щите, но где-то посередине, в каких-то скрытых лючках и нишах, я не люблю.

Во-первых, потому, что эти места обычно плохо доступны. Либо закрыты мебелью, либо вообще располагаются за потолком, и работать с ними надо задрав голову, что неудобно.

Во-вторых, эти места, не являясь щитами, неудобны для установки предохранителей и автоматов. К тому же, они не имеют стенок из металла или пластика, поэтому пожароопасны.

В этой нише в коридоре, которая закроется стенкой шкафа, расположены блоки питания и модули Fibaro RGBW. Собрано всё достаточно красиво и аккуратно, даже блоки питания не прижаты к гипроку, а установлены на проставках. Ниша может быть доступна, так как шкаф будет разбираться. Но, во-первых, при необходимости туда не получиться быстро добраться, во-вторых, там нет автоматов на отдельные блоки питания, в третьих, место остаётся пожароопасным.

Ещё вариант размещения за потолком:

Сделано здорово: через оргстекло всё видно, есть даже вентилятор с термостатом, который не даст перегреться. Но все те же три потенциальные проблемы, что и в предыдущем варианте. Так что я советую размещать блоки либо в простом доступе у начала ленты, либо в щите, такой вариант не рекомендую.

Размещения блока питания ленты в щите

Плюсы размещения блока в щите:

• Открываем щит — сразу видим все блоки, контроллеры, усилители, автоматы и соединения Не надо ничего разбирать и залезать за потолок.
• Можно размещать меньше блоков, но более мощных. Может, одного мощного хватит на всю квартиру.
• Удобно ставить автоматы на каждый блок, чтобы можно было каждый блок отключать. Важный момент: для блоков мощностью от 150-200 ватт есть понятие пускового тока, он значительно превышает номинальный. Поэтому не надо ставить на все блоки вплоть до 1000 ватт автомат на 6 ампер. Практика показывает, что автомат категории С часто выбивается при включении блока питания от 240 ватт, а от 480 ватт лучше использовать 16 ампер, разумеется, не забывая от автомата до блока использовать кабель сечением 2.5.
• Удобно ставить предохранители на DIN рейку. У всех производителей клемм на DIN рейку есть клеммы с предохранителями, надо только следить за тем, чтобы номинальный ток клемм был не ниже того, что у нас планируется через клемму пустить. У большинства клемм с предохранителем номинальный ток 6.3 ампера, но есть модели с током до 20 ампер.

Минус размещения блоков в щите — надо считать падение напряжения в кабеле от блока до ленты. Как это делать — я писал здесь.

Можно для блоков питания и сопутствующего оборудования использовать отдельный электрощит. Вот пример такого щита из моего проекта:

Здесь для управления лентами общей мощностью 2700 ватт использован металлический шкаф EMW, размеры 800х600х210мм. В шкафу расположены два блока питания Meanwell по 960 ватт и три блока по 480 ватт, 9 усилителей до 15 ампер на канал, клеммы с предохранителями DKC (формат предохранителей 6х32мм, 15 ампер), автоматы и кросс-модуль для блоков питания, кросс-модули для подключения усилителей, блоков и лент, модуль управления лентами Larnitech DW-RGB03. Плюсы питания лент идут через предохранители, затем на усилитель, минусы лент на усилитель напрямую. Питание усилителей от блоков питания идёт через кросс-модуль. В принципе, тут можно обойтись и без кросс-модулей между блоками питания и усилителями, так как у блоков по три выхода для + и для -, но мне так показалось удобнее.

В общем случае кросс-модуль нам удобен для подключения лент, так как до всех лент плюс идёт общий от блока питания. Минусы от блока питания и от лент также удобно подключить через кросс-модуль, если ленты диммировать не надо, то минусы лент подключаются к кросс-модулю напрямую, а плюсы через релейный модуль. Кросс-модуль на 4 рейки, как на картинке ниже, можно использовать, когда ленты подключаются к двум блокам питания, а места в щите мало. Туда же и заземление профилей лент можно подключить, если оно есть.

На шину CAN также подключен модуль Larnitech BW-SW06 с подключаемым датчиком температуры для измерения температуры внутри щита и для контроля работы блоков питания (у них есть выходы DC OK). В основном электрощите кабель питания этого щита управления лентами защищён УЗО и автоматом и подключен через контактор, чтобы контроллер мог отключить питание щита при срабатывании датчика дыма в помещении, при критическим превышении температуры в щите (сначала можно просто отключить ленты, если не помогает, то всё питание щита) или просто при неиспользовании лент. Модули управления лентами питаются от шины, на них отключение питания блоков не влияет.

Если мы посмотрим схемы подключения усилителей к модулям управления, то мы увидим, что нам предлагается к модулю управления подключить участок ленты, соответствующий по мощности модулю, а затем через усилитель подключить дополнительные ленты.

На практике это достаточно неудобно. Если уж использовать усилитель, то лучше подключать ленты прямо к усилителю. Усилитель выбирается нужной мощности, у Arlight есть модели вплоть до 20 ампер. Усилитель для RGB и RGBW использовать удобнее, у него сразу несколько каналов. Разумеется, можно подключить белые ленты через RGB усилитель, каналы усиления у него независимые друг от друга, только надо помнить, что на один усилитель подключается один блок питания.

Выбор блоков питания лент

Если блоки размещаем не в щите, то используем любые подходящей мощности и размера. И не забывайте про класс защиты блока — IP. Если блок будет во влажном или пыльном месте, то лучше брать его с классом защиты IP54 или выше. Блоки питания в металлических перфорированных корпусах не так удобны: они всегда крупнее, внутрь попадает пыль, клеммы подключения у них плохо защищены.

Для щитов удобнее блоки на DIN рейку. Но в некоторых случаях можно поставить и блоки стандартного формата. Вот пример:

Это диммируемые блоки питания Meanwell серии HLG. Очень удобно, нам нужны только модули контроллера с выходом 0-10 вольт, и мы управляем лентой без крупных усилителей. В данном случае блоки, отключающие их реле и автоматы помещаются в щите ABB AT62, управляются с контроллера Beckhoff, выход 0-10 вольт от модулей KL4408. Реле отключают блоки питания при неиспользовании.

Если брать блоки питания на DIN рейку, то тут у Arlight ассортимент не очень большой. А на момент написания статьи в наличии никаких блоков на DIN рейку у них вообще нет. Поэтому смотрим на Meanwell, у них есть блоки питания на DIN рейку мощностью вплоть до 960 ватт. Например, модель SDR-960-24.

Удобен наличием трёх выходов для + и для — 24 вольт, подстройкой выходного напряжения, контрольными контактами (клеммник слева от выходов 24В). Минус у него — глубина 150мм, то есть, он не влезет в щиты ABB серий AT и U. Нужен более глубокий щит.

Есть модель TDR-960-24 с 3-фазным вводом. Есть модели на 48 вольт. Если нужно вместить блок в щит ABB AT или U, то есть блок DRT-960-24, у него глубина всего 100мм, зато длина 276мм, шире рейки на 12 DIN мест.

Разумеется, всегда можно разместить блоки питания лент в слаботочном шкафу — там больше места, значит, лучше охлаждение блоков. Важно размещать так, чтобы они были хорошо обслуживаемыми.

175,847 просмотров всего, 68 просмотров сегодня

Источник

Светодиодный контроллер своими руками

ОБНОВЛЕНИЯ

• 30.05.19 Версия 1.0: первоначальная, вроде бы стабильная версия
• 05.06.2019 Версия 1.1:
– Добавлена настройка MIN_PWM
– Добавлена коррекция гаммы, настройка GAMMA_BRIGHT
• 10.06.2019 Версия 1.2: Добавлено управление кнопкой
• 12.07.2019 Версия 1.5 + приложение v1.2: добавлен белый канал света. Приложение работает только на 1.5 и выше!
• 27.07.2019 Версия 1.6: исправлены ошибки компиляции и баги с кнопкой
• 01.09.2019: исправлена плата Gerber_GyverRGB_DIP, подробности смотрите ниже
• 27.09.2019 Версия 1.7: исправлено запоминание настроек при управлении по BT

ОПИСАНИЕ

Захотелось мне сделать RGB свет для видео из китайских компонентов. RGB – значит нужен ШИМ контроллер, значит нужно его сделать! Вот и сделал: GyverRGB – контроллер для RGB светодиодных лент со множеством режимов и настроек, модульной структурой и различными способами управления.

Железо

Используется обыкновенная RGB светодиодная лента с общим анодом (контакты 12V G R B). Я использовал два ряда ленты с плотностью 120 диодов на метр, чтобы иметь хороший запас по яркости даже на одном цвете.

В проекте используется Arduino NANO (микроконтроллер ATmega328p). В качестве 100% совместимого аналога можно использовать Arduino UNO/Pro Mini.

Я рассматривал два варианта драйвера для светодиодной ленты: китайский RGB LED amplifier и самодельный драйвер из трёх МОСФЕТ (полевых) транзисторов. LED amplifier очень удобен в подключении, но имеет жуткий недостаток: на высоких частотах у него поднимается нижний порог яркости, что приводит к трате оттенков и вообще некорректной работе режимов.

Вывод: если контроллер не планируется использовать для видео света, то можно поставить LED amplifier и в настройках контроллера поставить низкую частоту (490 Гц), глаз такую частоту не заметит, но снятое на камеру видео будет «стробить». Если планируется использовать контроллер для создания видео света, то в обязательном порядке нужно делать свой драйвер. Также свой драйвер позволит работать с большими отрезками ленты, т.к. транзисторы можно поставить очень мощные.

Полевой транзистор подойдёт практически любой (99%), наковырять можно из материнской платы. Список популярных МОСФЕТов в корпусе to-220: IRF3205, IRF3704ZPBF, IRLB8743PBF, IRL2203NPBF, IRLB8748PBF, IRL8113PBF, IRL3803PBF, IRLB3813PBF (в порядке роста стоимости). Список популярных МОСФЕТов в корпусе D-pak: STD17NF03LT4, IRLR024NPBF, IRLR024NPBF, IRLR8726PBF, IRFR1205PBF, IRFR4105PBF, IRLR7807ZPBF, IRFR024NPBF, IRLR7821TRPBF, STD60N3LH5, IRLR3103TRPBF, IRLR8113TRPBF, IRLR8256PBF, IRLR2905ZPBF, IRLR2905PBF (в порядке роста стоимости).

Управление контроллером предусмотрено тремя способами:

• Энкодер – китайский модуль в двух вариантах
• ИК пульт – продаётся вместе с приёмником-модулем, но удобнее монтировать отдельный приёмник
• Кнопка – обычная нормально-разомкнутая тактовая кнопка
• Bluetooth – управление с приложения GyverRGB для Android

Питается система от 12V, от блока питания или батареи из трёх литиевых аккумуляторов. При питании от аккумуляторов предусмотрен «вольтметр» – делитель напряжения на резисторах, позволяющий измерить напряжение на батарее для вывода его на дисплей.

Софтовые фишки

• Автоматическое отключение дисплея по таймауту неактивности
• Несколько вариантов частоты ШИМ для драйвера:
  • 490 Гц – для дешёвых LED усилителей
  • 8 кГц – слышно, как пищит
  • 4 кГц – работает только на самодельном драйвере
  • Настраиваемая до герца
• Настраиваемое направление работы ШИМ (для готовых и самодельных усилителей)
• Автоматическое ограничение тока потребления на основе количества светодиодов и яркости каналов цвета
• Вывод напряжения питания на дисплей в вольтах или процентах
• Режим поддержания яркости при разрядке аккумулятора (при полном заряде чуть занижает яркость)
• Коррекция яркости по CRT гамме
• Матрица коррекции LUT
• 10 настраиваемых профилей
• 11 настраиваемых режимов работы для каждого профиля, из них 5 статических и 6 динамических
• Настройки хранятся в EEPROM и не сбрасываются при перезагрузке

1. RGB– цвет в пространстве RGB

• • BR – яркость (0-255)
  • R – красный (0-255)
  • G – зелёный (0-255)
  • B – синий (0-255)

1. HSV– цвет в пространстве HSV

• • HUE – цвет (0-255)
  • SAT – насыщенность (0-255)
  • VAL – яркость (0-255)

1. Color– яркий цвет

• • BR – яркость (0-255)
  • COL – номер цвета (0-1530)

1. ColorSet– предустановленные цвета

• • BR – яркость (0-255)
  • COL – цвет
    • WHITE
    • SILVER
    • GRAY
    • BLACK
    • RED
    • MAROON
    • YELLOW
    • OLIVE
    • LIME
    • GREEN
    • AQUA
    • TEAL
    • BLUE
    • NAVY
    • PINK
    • PURPLE

1. Kelvin– установка цветовой температуры

• • BR – яркость (0-255)
  • TEMP – цветовая температура, К (1000-10000)

1. ColorW– плавная смена цвета

• • BR – яркость (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)
  • STP – шаг (0-500)

1. Fire– стандартный огонь

• • BR – яркость (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)
  • STP – шаг (0-500)

1. FireM– ручной огонь

• • BR – макс. яркость (0-255)
  • COL – цвет (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)
  • MIN – мин. яркость (0-255)

1. Strobe– стробоскоп

• • HUE – цвет (0-255)
  • SAT – насыщенность (0-255)
  • VAL – яркость (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)

1. StrobeR– стробоскоп со случайным периодом

• • HUE – цвет (0-255)
  • SAT – насыщенность (0-255)
  • VAL – яркость (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)

1. Police– мигалки

• • BR – яркость (0-255)
  • SPD – скорость (0-1000)

Энкодер

• Кнопка удержана около секунды – вкл/выкл светодиоды
• Кнопка клик – навигация: выбор профиля -> выбор режима -> выбор настройки
• Смена профиля – поворот рукоятки
• Смена режима – поворот рукоятки
• Смена настройки – поворот рукоятки
• Выбор настройки – нажатие, удержание и поворот рукоятки

ИК пульт

• Кнопки –9 – быстрый переход к профилю с номером
• Кнопки * и # – вкл и выкл систему
• Кнопка ОК – навигация: профиль -> режим -> настройка
• Кнопки вправо/влево – смена профиля/меню/настройки
• Кнопки вверх/вниз – изменение выбранной настройки

Bluetooth

Загрузить приложение GyverRGB (для Android) и наслаждаться!

Кнопка (с версии 1.2)

• Клик: включить/выключить ленту
• Двойной клик: следующий пресет
• Тройной клик: предыдущий пресет
• Удержание: смена яркости

Кнопка вариант 2 (с версии 1.3)

• Клик: включить/выключить ленту
• Двойной клик: следующий цвет (12 цветов по кругу Иттена)
• Тройной клик: предыдущий цвет
• Удержание: смена яркости

Источник