Что такое светодиодная лента, и для чего ее подключают к компьютеру
Несколько слов об устройстве и принципе подключения светодиодных лент для тех, кто с ними не знаком
Светодиод сам по себе является небольшим полупроводниковым прибором. По определению, диод может пропускать ток только в одном направлении. Однако конструкция полупроводникового кристалла приводит к высвобождению световой энергии в виде эмиссии фотонов при прохождении тока.
- Начало широкому использованию этих компонентов положили светодиоды DIP-LED. Даже сегодня они часто встречаются, например, в схемах индикации во многих бытовых приборах, в гирляндах и в старых маломощных лампах.
- Появление SMD-светодиодов буквально произвело революцию в развитии светодиодного освещения. Такие устройства уже оснащены собственной системой рассеивания тепла (эту роль выполняет корпус, который изготовлен из специального материала). Излучаемый световой поток увеличился за счет значительного уменьшения размеров самого диода. Элементы могут иметь линзу или просто быть покрыты слоем люминофора, который определяет температуру света и устраняет ультрафиолетовую составляющую. В настоящее время SMD-светодиоды являются самыми популярными, и большинство лент изготавливается именно с ними.
https://www.youtube.com/watch?v=B0fyFxPBU7w
Светодиод выпускается как с белым или цветным свечением, так и без него.
- Новым шагом в развитии светодиодной технологии стало появление COB (chip-on-board) COG (chip-on-glass) устройств. На самом деле это десятки разобранных кристаллов, размещенных на алюминиевом основании (разумеется, через слой диэлектрика) или на стеклянном стержне, которые затем покрываются непрерывным слоем люминофора. В результате получается мощный источник света с большой излучающей поверхностью. Световой поток излучается равномерно со всей поверхности такой матрицы или стержня.
Для производства светодиодных лент используются элементы SMD определенного размера. Сама лента, по сути, представляет собой гибкую узкую монтажную пластину, на которой расположены светодиоды.
Плотность размещения полос L-ED на ленте определяется расстоянием между рядами, которых обычно два или три. Лента продается по метрам, однако ее можно разрезать только по размеченным линиям для создания кусков любой длины.
Самоклейка обычно наклеивается на обратную сторону светодиодной ленты, что облегчает ее установку в месте монтажа подсветки. Защитная подложка, которая была помещена поверх этого слоя в «ходячем» положении, удаляется непосредственно перед установкой.
В данной статье мы не будем подробно останавливаться на устройстве светодиодных лент и их классификации.
Светодиодные ленты – отличный «инструмент» для создания декоративного или локального освещения
С их помощью элементы освещения могут полностью изменить интерьер комнаты. Схемы подключения и порядок расположения светодиодных лент вы найдете в нашей публикации.
Прагматическую и декоративную составляющие вопроса можно разделить на то, что может потребоваться и то, что может быть декоративным для подключения светодиодной ленты к компьютеру
Начнём с прагматики.
- Компьютерное рабочее место большинства пользователей — это своего рода индивидуальное пространство в квартире или доме, где они проводят большую часть своего свободного времени. А для многих, как мы говорим в правительственных кругах, «независимых граждан», это основное место работы. Рабочий день этих людей часто незаметно перетекает в вечерние часы. И отчасти для того, чтобы не мешать остальным членам семьи, но и не потерять комфортную атмосферу, необходимо подумать об оборудовании этого помещения. Это означает наличие тусклой подсветки монитора, поскольку работа в полной темноте неизбежно приводит к быстрому утомлению глаз и в целом может негативно сказаться на зрении пользователя.
Оказывается, при работе над некоторыми рукописями требуется достаточное освещение рабочего стола. Светодиодная лента над выдвижной полкой для мыши под столешницей — фантастическое дополнение к светильнику.
- Если речь идет о декоративном освещении, то все зависит от предпочтений владельца. Так, модной тенденцией (по личному мнению автора — довольно вздорной) является внутренняя подсветка системного блока, установка на нем (внутри) лент или других светящихся элементов. Практикуемая вырезка по контуру (часто — с эффектом светомузыки) светодиодных лент по всему столу, экрану, колонкам и т.д. — вот что приходит на ум в качестве «лидера» этой зоны комнаты.
В любом случае, светодиодные устройства требуют подключения к источнику питания. И если, как говорится, под рукой есть компьютер — вполне можно использовать уже имеющееся питание.
В нашей статье вы узнаете, как сделать светодиодную подсветку пола своими руками.
Какие возможности для подключения светодиодной ленты предоставляет компьютер?
Система питания компьютера и светодиодной подсветки очень удобна. В данном случае, хотя и с включенным освещением (ничто не мешает предусмотреть опциональную отключаемую секцию освещения).
Какие напряжения требуют светодиодные ленты
- Большинство кассет предназначены для подключения к источнику постоянного тока напряжением 12 В.
- Для лент с плотностью 240 светодиодов на погонный метр может потребоваться питание 24 В.
- Существуют также планки, которые питаются непосредственно от 220 В. Однако в случае использования их для компьютерного оборудования — нет необходимости рассматривать такие изделия.
Все многообразие можно представить как одно большое число.
Для управления RGB-лентами, если вы планируете их использовать, требуется специальный контроллер с постоянным напряжением 12 В и тремя отдельными проводами.
Что может обеспечить компьютер в плане непосредственного подключения к нему светодиодной ленты
Для этого можно использовать диаграмму выходного напряжения типичного источника питания.
Обычно можно найти: В хвосте шлейфов, выходящих из блока питания компьютера:
Питание материнской платы в целом осуществляется через этот разъем. С некоторыми оговорками и обоснованиями его можно использовать для подсветки.
Разъем для питания процессора находится под номером 2. Прикасаться к нему запрещено.
3 — Разъем питания видеокарты или кулера. Запрещено.
4 — Наиболее практичным разъемом для подключения светодиодной подсветки является molex. Нет необходимости использовать стандартные разъемы, если имеется необходимое напряжение с высокой пропускной способностью по току.
5. Хотя напряжение необходимо, переключение не так просто.
Разъем для питания старых дисков имеет номер 6. Использование лампы в качестве освещения является альтернативой.
Molex — лучший разъем для подключения подсветки, хотя часто бывает несколько неиспользуемых. Как выглядит его «распиновка»
- Черные провода являются заземлением (GND или COM).
- Желтый провод всегда имеет напряжение 12 вольт на GND.
- На красный провод подается напряжение 5 вольт на GND.
Разница между потенциалами красного и желтого проводов, 7,8 вольт, устраняется путем распайки на два 8-вольтовых. В некоторых домашних мастерских подключенная светодиодная лента регулируется инкрементально, т.е. без использования диммера
Если вы хотите подключить 24-вольтовую светодиодную ленту, вы можете использовать разъем MV-20 или MV-24, показанный на рисунке выше под номером 1 (предназначен для питания материнской платы). В самом компьютере такого потребителя не существует.
На этот вывод подается напряжение -12 ватт. Желтый провод Molex будет подключен к нему с тем же напряжением 24 вольта.
В данной ситуации такой ход событий пока невозможен. Во-вторых, конструкция такого «плотного» светодиода, подключенного к компьютеру, довольно своеобразна. Во-вторых, по допустимому току Molex и MB-20 сильно отличаются.
Возможно ли подключение светодиодной ленты к компьютерам без открытия корпуса системного блока, например компьютера?
Да, но есть некоторые ограничения. Выход USB действительно имеет ограничения по напряжению питания и току. Об этом будет рассказано позже.
При этом мы всегда учитываем напряжение питания и необходимую силу тока. Однако мощность блока питания (количество дисков с картами) и другие подключенные устройства также влияют на показатели производительности.
На практике с разъема Molex можно снять до 20 ампер мощности. Но, учитывая необходимость запаса мощности в источнике питания и показатели сечения проводов шлейфа в 4 или 5 ампер.
На рисунке показано значение тока, которое рассчитывается в зависимости от типа SMD-светодиодов, используемых в ленте. Исходя из этих значений и имея максимально допустимый порог в 4 ампера (только для разъемов Molex), можно выбрать максимальную длину светодиодной ленты.
Как правило, чрезмерно длинные ленты не нужны для освещения рабочего пространства или самого компьютера. В этой ситуации шансы «сделать все правильно», по крайней мере, выше.
Ранее упоминалось, что 24 вольта блока питания могут быть удалены для размещения лент большей плотности. Однако важно помнить, что контакт разъема MB способен выдержать только максимум один ампер. Другими словами, общая нагрузка не должна быть меньше этой минимальной величины. Таким образом, длина ленты составляет менее одного метра. Так неужели нет смысла возиться с ней?
Монтаж подсветки в корпус
Пришло время полностью уничтожить этот компьютер и установить все на переднюю панель.
Согласно нашим исследованиям, USB-порты лучше всего освещаются по бокам. В этом месте освещение наиболее равномерное. Корпус USB-порта освещается изнутри, поскольку свет проникает через боковые отверстия. Альтернативы Mini-Jack не было. Только нижние части портов Mini-jack имели сквозные отверстия.
Фотографии всего этого позора:
Разобранная передняя панель: вид сбоку.
Разобранная передняя панель: вид сбоку.
Разобранная передняя панель: вид спереди.
Еще раз включаем, проверяем. Сразу же возникла проблема с зеленым светом, который стал забивать кнопку включения. Его энергия превратилась в грязный сине-зелено-фиолетовый цветок. Я, конечно, не стал фотографировать эту мерзость спереди. До сих пор страшно вспомнить!
Уже неплохо, но осталось решить проблему со смешением зеленого и синего цветов.
Для сохранения цвета кнопки питания пришлось установить барьер из картона или пластиковой чайной бутылки:
Картон способен защитить от всего на свете, а самое главное — от лишнего света.
Мы все собираем и проверяем на подлинность.
Так подсветка выглядит днем.
После этого подключаем питание подсветки к вентилятору корпуса и любуемся результатом.
В итоге я создал великолепную подсветку для USB-портов. Теперь подключение USB-устройств и наушников в темноте не будет проблемой.
Фото с правильными настройками камеры для фотографирования в темноте
Подключение светодиодной ленты к разъему molex
Для предварительного обезжиривания мест пайки вам понадобится маломощный паяльник, высококачественный легкоплавкий припой и флюс.
Обычно для коммутации используется провод сечением от 0,5 до 0,75 мм2. При монтаже RGB-ленты предпочтительнее выбирать провода с маркировкой изоляции разных цветов.
Потребуется острый хозяйственный нож, кусачки или приспособление для зачистки проводов. Если на проводах есть участки пайки, лучше всего использовать термоусадочные трубки соответствующего диаметра для их изоляции.
| Иллюстрация | Краткое описание выполняемой операции |
|---|---|
 | Сама по себе приобретённая лента уже может иметь подпаянные к контактным площадкам провода, обычно красного (плюс) и черного (минус) цвета. Коммутационный узел закрыт изоляцией. Если приобретен такой вариант ленты нужной длины, то все становится значительно проще. |
 | Но чаще все же для организации подсветки места около компьютера лента просто приобретается метражом, нарезается на отрезки нужной длины. То есть ее коммутацию с проводами придется выполнять самостоятельно. Для этой цели можно сразу же с лентой купить специальные коннекторы, подходящие к данной модели. К таким коннекторам уже припаяны отрезки проводов для дальнейшей коммутации. Остается лишь вставить обрезанный по линии край ленты (с соблюдением полярности) и защелкнуть крышку коннектора. На иллюстрации – одна из разновидностей коннекторов для монохромной светодиодной ленты. |
 | Можно приобрести коннектор и для RGB-ленты – принцип его подключения такой же. С подобными приспособлениями электротехнический монтаж, конечно, упрощается. Однако, это лишние расходы, а кроме того, многие мастера принципиально отказываются от использования коннекторов, мотивируя тем, что лишнее механическое соединение – это всегда дополнительное уязвимое место в схеме. И надёжнее все же осуществить монтаж пайкой. Тем более, что операция, хоть и требует повышенной аккуратности, по сути – совершенно несложна. |
 | Просто для примера будет показано припаивание проводов к контактным площадкам отрезка вот такой монохромной светодиодной ленты. |
 | Для работы используется тонкий припой с содержанием олова 60%. |
 | В качестве флюса можно порекомендовать состав Ф-99. Он обеспечивает отличную пайку, не способствует коррозии, а после проведения работ его излишки легко удаляются. |
 | Готовятся провода. Цвет изоляции может быть любой – главное, чтобы было явное отличие «плюса» от «минуса». В данном случае для «минуса» будет применяться синий провод, а коричневый пойдет на «плюс». Длина проводов выбирается тоже индивидуально. Возможно, есть смысл припаять только короткие отрезки, а потом, уже по ходу установки самой ленты на задуманное место, произвести окончательную коммутацию проводами нужной длины. Но можно и сразу припаять необходимую длину, если так кажется удобнее. |
 | Прежде всего необходимо зачистить кончики проводов от изоляции. Удобно пользоваться специальным съемником, но если его нет, то вполне можно обойтись и острым канцелярским ножом. Правда, подрезать изоляцию следует очень аккуратно, чтобы в месте с ней не срезать и тонкие медные жилки провода. Для зачистки и облуживания достаточно снять около 5 мм изоляции от края. |
 | Оголенный участок провода тщательно скручивается в плотную «косичку». |
 | Паяльник с хорошо очищенным и отточенным жалом к этому времени должен быть уже прогретым. Набирается на жало небольшое количество припоя. А облуживание зачищенного конца провода лучше всего выполнять с непосредственным погружением его в канифоль. |
 | Получается очень аккуратный ровный залужённый кончик провода. Он пока несколько длиннее, чем требуется, но подрезку провести несложно уже перед припаиванием к ленте. |
 | Контактные площадки на светодиодной ленте можно предварительно протереть спиртом, с помощью ватной палочки. После этого на них необходимо нанести флюс. Для этого удобно использовать обыкновенную зубочистку. На кончик зубочистки набирается совсем небольшое количество флюса… |
 | …и аккуратно наносится на обе контактные площадки (ламельки). |
 | Особо усердствовать не надо – будет достаточно вот таких небольших капелек. |
 | После этого на жало паяльника набирается совсем небольшое количество припоя. Если используется качественный флюс и припой, то риска пережечь площадку нет – достаточно контакта паяльником буквально в течение секунды. Получается очень аккуратный блестящий «бугорок» точно по размерам ламели. |
 | После этого аналогичным образом залуживается и вторая ламель. |
 | Получается вот такие две аккуратные площадки, готовые к дальнейшему монтажу. |
 | Коричневый налет от разогретого флюса можно сразу вытереть салфеткой. Пока он не застыл – он легко уберется даже без спирта. В итоге – вот такая замечательная картина. |
 | Примеряются залужённые кончики проводов. Как уже говорилось, они не должны быть длинными, иначе при изгибе провода можно получить короткое замыкание. Обычно исходят из того, что длина оголенного участка провода должна быть примерно равна длине залуженной ламели. |
 | С помощью кусачек укорачивается оголенный кончик. |
 | Вот теперь будет в самый раз. |
 | Кончик провода укладывается поверх залуженной площадки, по ее центру. Естественно, перед пайкой следует еще раз убедиться, что не ошиблись с полярностью (какой цвет изоляции на какой контакт задумано припаять). После этого остается лишь аккуратно паяльником сверху «придавить» кончик провода в ту «горку» припоя, что образовалась при залуживании ламели. И опять же, для этого потребуется буквально секунда. |
 | Этого достаточно, чтобы расплавить припой на площадке и на проводе. Несколько секунд неподвижности после снятия жала паяльника – и в итоге получается вот такое аккуратное спаянное соединение. |
 | Аналогичным образом припаивается и второй провод. |
 | После этого получившийся «коммутационный узел» можно подчистить от остатков флюса, протереть салфеткой, смоченной в спирте. А затем – изолировать, надев на него отрезок термоусадочной трубки с последующим прогревом. Получиться так же, как показано на первой иллюстрации таблицы – ничуть не хуже. И за качество этого соединения уже не придется переживать. |
 | Если необходимо использовать светодиодную ленту RGB, то последовательность работ такая же. Просто увеличивается количество точек пайки. Наносится флюс на площадки… |
 | …затем производится их залуживание. Движения, безусловно, должны быть более выверенные и аккуратные, чтобы не допустить замыкания между ламелями. |
 | Ну а затем готовятся и припаиваются провода. Здесь важно правильно соблюсти «распиновку». Используется общий «плюс» (в данном примере показано, что он будет коричневым), а затем – три провода по цветам R – красный, G – зеленый, B – голубой. Лучше всего, конечно, применять и провода с такой же расцветкой изоляции – меньше вероятность случайной ошибки при подключении ленты к контроллеру. |
 | Итак, провода к ленте припаяны, остаётся осуществить коммутацию с блоком питания компьютера. Уже говорилось, что для этого удобнее всего использовать свободный Molex-разъем. Как правило, несколько незадействованных Molex-«мама» имеется в распоряжении. А чтобы соединение было разъёмным, имеет смысл приобрести вот такой переходник на SATA. Здесь как раз есть Molex-«папа» с уже подпаянными проводами. |
 | Вспоминаем «распиновку» — нас интересует желтый провод, это 12 вольт, и один из черных — «земля». |
 | Штекер SATA просто срезается – он нам не нужен. |
 | Зачищаются от изоляции и залуживаются кончики желтого и черного проводов. Кстати, оставшиеся красный и черный провода вообще можно срезать как можно короче, чтобы они не мешались, а потом их кончики заизолировать. |
 | На провода надеваются отрезки термоусадочных трубок. Ими будет изолироваться соединение с проводами, идущими от светодиодной ленты. |
 | А вот и сама светодиодная лента с подпаянными к ней проводами. Маленький нюанс – уже упоминалось, что очень часто к «плюсу» на светодиодной ленте по умолчанию припаивается красный провод. Это не должно ввести в заблуждение – на Molex все равно мы используем жёлтый (не красный!) |
 | Концы проводов светодиодной ленты зачищаются, а затем сначала скручиваются с проводами от разъема, после чего эту скрутку рекомендуется пропаять. |
 | После этого термоусадочная трубка надвигается на пропаянную скрутку и прогревается – феном, миниатюрной газовой горелкой или даже просто спичкой или зажигалкой. |
 | Получается хорошо изолированный соединительный узел. |
 | Аналогичным образом производится и соединение второго провода. При желании оба этих узда можно сверху закрыть еще одним общим слоем изоляции. Правда, для этого необходимо не забыть заблаговременно надеть на провода отрезок термоусадочной трубки большого диаметра. |
 | Электромонтажные работы, по сути, завершены. Можно соединять ответные части Molex-разъема… |
 | …чтобы убедиться в работоспособности светодиодной ленты. |
Для заключительного этапа работы, изображенного в таблице выше (на примере монохромного светодиода), допустимо только прямое подключение к блоку питания компьютера. И здесь вы можете внести свои дополнения. После установки ленты можно заполнить пространство, оставшееся от плюсового провода, небольшим микровыключателем.
На схеме более четко видно, что будет видно при использовании диммера.
Компьютерный блок питания состоит из элементов 1 и 2.
Разъем Molex;
3 — диммер, который плавно управляет яркостью ленты;
4 светодиодная лента.
По сути, к диммеру подключается 12-вольтовый силовой провод.
Подключение светодиодной ленты к разъему usb
Этот прием можно использовать для доступа к системному блоку настольного компьютера. Это единственный способ, помимо прочего, подключить светодиодную подсветку к рабочей станции в тех случаях, когда нет ноутбука.
Разъем USB не имеет напряжения и имеет выход только на 5 вольт.
В принципе, для установки USB-разъема в систему подсветки не требуется специальной подготовки. Лучше всего приобрести разборный разъем — их много в магазинах радиодеталей. Его распиновка хорошо видна на схеме ниже.
Для нормальной работы светодиодной ленты не хватает пяти ватт. Необходимо установить какой-либо повышающий напряжение преобразователь. Кроме того, ток нагрузки ограничивается не более чем 500 мА. При этом напряжение увеличится с 5 до 12 вольт (в 2 раза).
Он также будет уменьшен до пятикратного допустимого тока. Тогда, возможно, можно будет подключать ленты с максимальной токовой нагрузкой всего 150 мА. Как видно из таблицы, в ней рассматривается только самая короткая светодиодная лента, SMD 3528, плотность которой составляет 30 штук на погонный метр, а длина — не более одного метра.
Преобразователь можно легко приобрести. Вы должны собрать это устройство самостоятельно, если у вас есть хотя бы базовое понимание электроники.
Ш ИМ-контроллер LM2577, микросхема, служит основой схемы. Как видите, в целом в списке не так много элементов.
Схема обладает достаточно высокой степенью универсальности в теории. Точная установка выходного напряжения определяется номиналами резисторов R1 и R2. При этом можно использовать следующую формулу:
Uвых = 1.23 × (1 R1 / R2)
Возможные колебания напряжения сглаживаются электролитическими конденсаторами на входе и выходе. Не имеет значения, если их емкость больше указанного номинала. Их рабочая частота должна составлять не менее 20 вольт.
Не допускается изменять номиналы конденсатора и резистора, регулирующих рабочую частоту в цепи вывода № 1. Номинал катушки индуктивности между контактами №4 и №5 подлежит строжайшей спецификации.
Необходимо использовать низкоскоростной конденсатор Шоттки в качестве диода для высокочастотного импульса.
В собранном виде схема не займет много места. Преобразователь такого типа может также предлагаться в готовом виде.
Остальное просто. К входным клеммам преобразователя подключаем кусок кабеля с распаянным USB-разъемом. А на выходе, откуда берем 12 вольт — к проводам светодиодной ленты.
Подсветка включается, как только разъем USB вставляется в компьютер (ноутбук, настольный концентратор).
* * * * * * *.
Следующие способы были признаны наиболее практичными для крепления светодиодной ленты к системе питания компьютера.
Еще один важный совет! Не забудьте еще раз тщательно проверить целостность соединения и правильную полярность подключения, чтобы убедиться, что установка была выполнена правильно. Ошибка может привести к неблагоприятным последствиям.
Через материнскую плату
Этот вариант является самым простым, поскольку вам не придется ничего перепаивать и переделывать. Но этот разъем подходит не ко всем материнским платам, поэтому сначала нужно проверить его наличие. Четыре или пять маленьких штырьков с надписью RGB (4 элемента)
- Рассчитайте необходимую длину светодиодной ленты, следуя тем же рекомендациям, которые описаны выше для блока питания. Отрежьте деталь по линии, отмеченной на основании, чтобы оставить контакты для подключения.
- Используйте разъем для подключения. Его можно купить в магазинах, где продаются светодиодные ленты. Одну сторону совместите с обрезанным концом ленты, затем аккуратно защелкните ее. Все просто, главное — не двигать элемент и хорошо его закрепить.
- Подключите штекер к разъему на материнской плате. Делайте это аккуратно, чтобы штифты вошли в отверстия, не нажимайте сильно, чтобы не погнуть их. Вставьте его до упора и проверьте, правильно ли работает лента.
- Установите его в выбранном месте, приклеив к поверхности или используя специальный алюминиевый профиль.
Если на материнской плате есть место для светодиодной ленты, это лучший вариант. Также не нужно беспокоиться о перегреве или протекании.
