Светодиодная лента от аккумулятора 12 вольт

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.

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.

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.

Разбираемся, как запитывается светодиодная лента на батарейках. Научимся заодно рассчитывать ожидаемый срок работы и решим, подходит ли такой способ, с учетом имеющейся задачи и доступных материалов.

Светодиодные ленты рассчитаны на рабочее напряжение в 12 или 24 В, стандартное напряжение в сети — 220 В. По умолчанию проблема обходится покупкой блока питания, но при желании все решается обычными батарейками.

Когда это пригодится

Если для дела важны компактность с мобильностью, а мощностью и площадью освещения пренебрегаем. Подключение удобно использовать, когда не хочется занимать розетку или ее рядом нет в принципе.

Работаем с батарейками в таких ситуациях:

• подсветка интерьера без возни с проводами и мыслей, куда деть громоздкий блок;
• освещение подсобки, гаража — любого места, где нет электричества;
• подсветка к чему-то движущемуся — велосипеду, декорациям, костюму для выступлений;
• не хочется покупать блок питания и рассчитывать его мощности под нашу задачу;
• освещение используется единоразово или кратковременно (на выездных мероприятиях, праздниках);
• свет нужен срочно, а с блоком питания что-то случилось.

Когда это бесполезно

Если важна надежность освещения или покрывается большая площадь, батарейки не подойдут. Блоки питания удобнее (или незаменимы), когда хочется:

• вести работы по освещению большого помещения или множества их одновременно;
• оформлять фасады, карнизы, наружную рекламу;
• оставлять подсветку включенной надолго;
• использовать световые эффекты (мерцание, затухание, переливы);
• подсвечивать малодоступные или высотные участки помещения, где не получится постоянно паять и перепаивать батареи без риска сойти с ума.

Блок питания нагревается во время работы. Ему потребуется изолированное от других вещей, но легко доступное человеку место. Корпусы блоков бывают открытыми или полугерметичными, в зависимости от предполагаемого местонахождения.

Что можно использовать в подключении

RGB-контроллер добавит регулирование яркости и световые эффекты. В конструкциях с такими устройствами обязателен блок питания. Контроллеры различаются по типу управления:

• кнопочные контроллеры переключаются руками;
• инфракрасные управляются пультом на расстоянии до 10 м, которому обязательно нужно видеть датчик;
• радиоконтроллеры имеют большую дальность, видимый датчик им не нужен;
• Wi-Fi-контроллеры управляются мобильным телефоном или планшетом;
• аудиоконтроллеры укомплектованы микрофоном, принимающим звуковые команды.

Стандарт мощности контроллера на 20 % больше, чем у ленты. С маломощными устройствами применяется усилитель. Цена его сопоставима со стоимостью дешевого контроллера.

Элементы питания для подключения применяются любые, но выгоднее использовать аккумуляторные. Суммарное напряжение батарей должно составлять от 8 до 12 вольт.

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.

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.

Сборка и подключение

Убедимся, что приготовлено необходимое для работы:

• лента лежит рядом, необходимый кусок с нужным количеством диодов выбран, спецификации известны;
• элементы питания куплены, емкость, напряжение, время работы рассчитаны, если батареек много — подготовлен бокс;
• паяльник мощностью 25-40 Вт, флюс, припой;
• гибкие провода (желательно, с разноцветной изоляцией), сечение может быть небольшим, 0,5-0,75 мм2;
• нож-кусачки для зачистки изоляции;
• кусок наждачной бумаги либо что-то аналогичное для зачистки контактов;
• по желанию, тумблер и коннекторы.

Помним, что при последовательном соединении общее напряжение складывается из суммы напряжения всех элементов питания. При параллельном — равно напряжению каждого отдельного элемента.

Приступаем к подключению:

1. Зачищаем контакты на батарейках — плюс и минус обрабатываем наждачной бумагой.
2. Концы проводов залуживаем.
3. Припаиваем один проводок к зачищенному плюсу батарейки, другой — к минусу.
4. Если подключаете тумблер, на его вход припаивается провод с батарейки, выход идет на минус ленты.
5. Делаем аккуратные разрезы в строго отмеченных для этого местах светодиодной полоски (обычно линия разреза находится между парами контактов для припоя).
6. Плюс, минус, а также рабочее напряжение подписаны непосредственно рядом с контактами. RGB-контакты — всегда минусы.
7. Припаянный к батарейке плюс (либо выходящий из бокса плюсовой провод) припаиваем к плюсу на ленте, минус (либо выход тумблера) — к минусу. Припаянный “зеленый” контакт заставит ленту светиться зеленым цветом, красный — красным. Иногда минус маркируется как GND.
8. Коннекторами могут соединяться как отдельные участки друг с другом, так и вся лента с источником питания или контроллером. Каждому типу (RGB, RGBW) требуется свой коннектор.
9. Если нужно, повторяем шаги, указанные выше, с остальными батарейками и участками ленты.
10. На контактах не должно оставаться остатков припоя.

Жало паяльника нельзя держать на одном месте дольше 5 секунд, в идеале — 1-2 секунды. Если светодиодная полоса покрыта силиконом, перед пайкой его нужно будет аккуратно счистить с контактов. Паяльник не должен дымить, а флюс (его стоит использовать некислотный) — закипать.

На цветных лентах 4 контакта находятся очень близко друг к другу. Следим, чтобы при пайке не образовалось оловянной дорожки, покрывающей сразу несколько контактов. Если такое произошло, заново разогреваем их и зубочисткой убираем лишнее олово между контактами. Проигнорируем — и в лучшем случае перепутаются цвета, в худшем — сгорит или лента, или блок питания, или всё разом.

Работая с паяльником на весу, не забываем про защитные очки и перчатки.

Есть несколько способов закрепить светодиодную ленту:

• клейкий слой с обратной стороны ленты;
• дополнительное прикрепление двусторонней клейкой лентой;
• гелевый суперклей;
• алюминиевые профили.

Выбирать способ подключения нужно с расчетом на будущий монтаж. Блок питания и провода возможно спрятать внутри шкафов и плинтусов, но обязательно неподалеку от розетки. Подключение с батарейками делается с учетом возможности быстро их заменить.

Два способа подключения диодной ленты принципиально различны по масштабу: батареечный — беспроводной, подходит для локальных задач; с блоком питания — надежный, для крупных проектов. Уровень заряда относительно потребляемого электричества поможет узнать, как часто придется менять элементы питания и сколько их нужно для бесперебойной работы. Кто неуверенно владеет паяльником — берет бокс для батареек или блок питания и подключается при помощи коннектора.

Умение подключить светодиодную ленту без блока питания избавит от проблем с укладкой проводов. И это единственный способ заставить ее работать при отсутствующем электричестве.

Чаще всего светодиодная лента подключается через специальные блоки питания. Они понижают и выпрямляют сетевое переменное напряжение 220В до необходимых 12В или 24В, в зависимости от вида и марки изделия.

Однако можно все это дело подключить и от простой батарейки или их связки из нескольких штук.

У традиционного блока питания есть несколько не очевидных на первый взгляд недостатков:

во-первых, его нужно правильно подобрать и рассчитать соответствующую мощность

Ошибка может привести к тому, что он либо сгорит, либо лента будет тускло светить, так и не выйдя на полную яркость.

сложная схема подключения

Особенно это относится к подсветке с дополнительными усилителями, контроллерами и т.п.

куча проводов, которые нужно тянуть от блока питания через всю комнату до места подключения к ленте

Плюс не забывайте про провода 220В – от распредкоробки или выключателя, которыми необходимо подключить сам источник питания.

необходимость наличия поблизости переменного напряжения 220В

габариты и размеры

Если это подсветка потолка, то постоянной головной болью становится вопрос – куда же спрятать эту совсем не миниатюрных размеров коробочку. Зачастую приходится мастерить специальную нишу.

Именно исходя из этих недостатков, многие и задумываются о подключении светодиодной подсветки через батарейки. Сразу вырисовываются преимущества такого решения:

такой led лентой можно осветить даже те помещения, где полностью отсутствует напряжение 220В (гараж, сарай, дача без света)

получается удобная и безопасная подсветка на кухне (в особенности рабочей поверхности столешницы)

сразу же отпадает необходимость прокладки десятков метров не нужной проводки

ну и больше не нужно ломать голову, куда же спрятать этот большой, тяжелый блок

Однако такое подключение светодиодной ленты имеет свои ограничения. И применять его можно не везде и не всегда.

При большой длине Led ленты, например освещение по всему периметру дома или комнаты не малых размеров, все таки придется использовать обычный блок питания с традиционным сетевым напряжением 220V.

Так где же можно применять светодиодные ленты от батареек?

шкафы

Это могут быть как шкафчики в спальне (с одеждой и обувью), так и на кухне (с посудой и различными кухонными принадлежностями).

книжные полки или картины

Такая подсветка уже не будет портить внешний вид полотна уродливыми проводами, а только подчеркивать его красоту.

гаражные помещения небольшой площади

погреб в гараже или сарае

Здесь на полную сказывается главное преимущество подсветки от батареек – автономность и независимость от переменного сетевого напряжения.

временная подсветка помещений при аварийных ситуациях и полном отсутствии электроснабжения в доме или квартире

подсветка рабочей поверхности на кухне, подсветка ванной комнаты или балкона

Только не забывайте в этом случае использовать светодиодную ленту влагозащищенного и герметичного исполнения с защитой IP 55,65.

сценическая одежда для выступлений

спортивные тренажеры, велосипеды

салоны автомобилей

Дополнить варианты применения вы можете самостоятельно, в зависимости от ваших фантазий и потребности.

Самым главным условием запуска и продолжительной работоспособности светодиодной ленты от батареек, будет мощность и уровень заряда (емкость) источника питания.

При этом использовать можно любые типы и виды батареек, в том числе и аккумуляторные. Причем данный вариант даже более предпочтителен.

во-первых такой источник будет многоразовым

Заканчивается заряд, батарейку отсоединяете, подзаряжаете и пользуетесь подсветкой дальше. В большинстве своем, именно аккумуляторные модели и рекомендуется использовать на кухне и в ванной.

То есть там, где помимо светодиодного освещения, есть еще и традиционное.

во-вторых это экономически выгоднее

Отпадает необходимость хранить залежи запасных батареек и своевременно докупать новые.

Применять можно любые типы:

пальчиковые

мизинчиковые

кроны

и даже таблетки

Главное, собрав их необходимое количество, получить требуемые 10-12 вольт.

Для подключения вам понадобятся следующие материалы:

сами батарейки

Их суммарное напряжение при последовательном подключении должно быть от 8 до 12В. Есть модели А23, они сразу идут на 12В.

Правда хватит такой емкости на очень короткие, маломощные кусочки ленты до 0,5м. При непрерывной работе не более 30-60 минут.

паяльник

припой

многожильные медные провода сечением 0,5-0,75мм2

переключатель-тумблер

ну и естественно сама светодиодная лента

Самым проблематичным моментом сборки и подключения будет пайка проводов к батарейке.

Порядок пайки следующий:

сперва нужно хорошо зачистить контакты

Берете кусочек наждачной бумаги или маленький напильник и аккуратно зачищаете верхний слой напыления с плюса и минуса на батарейке.

залуживаете кончики медных проводов

наносите флюс и припаиваете провода к батарейке – красный к плюсу, черный – к минусу

Если это временная и очень маломощная подсветка, то некоторые не парятся с паяльником, а просто обеспечивают контакт на батарейке за счет магнитиков.

На некоторых моделях батареек даже есть отверстие, куда можно предварительно вставить проводок.

то же самое проделываете с кнопкой или тумблером

Только через него пропускаете всего один провод (плюсовой) и припаиваете его на вход тумблера. Выход пускаете на ленту.

пайку проводов на светодиодной ленте нужно выполнять с обязательным соблюдением полярности

Плюс на светодиодной ленте обычно подписывается +12V или просто ”+”. Минус – ”GND”. На RGB подсветке все цвета являются минусовыми контактами.

Чтобы сделать более универсальное устройство, вместо скрученных между собой изолентой батареек, лучше использовать, так называемую кассету или контейнер.

Это уже фактически готовый сменный корпус. Иногда даже с проводами.

Все что вам остается, это припаять тумблер к плюсовому выходу.

Просто меняете их, вытаскивая из своих посадочных мест и устанавливаете другие. Причем собрать такую схему можно на несколько уровней напряжения.

Если проводков на кассете нет, то прикупите специальные контакты.

Таким образом вам уже не придется иметь дело с пайкой проводов к самим батарейкам. Кстати, для подключения проводов к светодиодной ленте, также не обязательно иметь паяльник.

Воспользуйтесь коннекторами.

Их существует разнообразное количество. Причем не только для подключения ленты с лентой, но и для подачи на нее питания.

Как примерно высчитать, сколько времени будет работать та или иная светодиодная лента на батарейках и какие батарейки под нее лучше подобрать?

Для начала вам нужно узнать название самой ленты и какие светодиоды в ней используются. Вбиваете эту марку в гугл и ищите параметры.

Допустим, потребляемый ток одного светодиода RGB ленты, при работе одного канала (свечение красным цветом) будет 18мА. Если работают все 3 цвета, то ток уже достигает 54мА.

Далее подсчитываете, сколько таких светодиодов будет в вашей подсветке. И умножаете этот ток на их количество.

Например, при 50 диодах и свечении ленты на максимальной мощности, общий потребляемый ток будет составлять – 2700мА.

Довольно существенная величина. Такой ток могут выдать аккумуляторные батарейки 18650. Для 12 вольтовой подсветки вам понадобится собрать их в магазине минимум 3 штуки.

Емкость аккумулятора 18650 в самых популярных моделях составляет 2600мА/ч. Есть больше и меньше. Эти цифры означают – данная подсветка на батарейках 18650 при токе потребления 2600мА, будет непрерывно светиться около 1 часа.

Если потребляемый ток превышает номинальный ток разряда аккумулятора, соответственно и лента будет гореть значительно меньший временной промежуток, и наоборот.

Иначе батарейки быстро испортятся.