Подключение светодиодной ленты в автомобиле

При тюнинге автомобиля часто используются световые элементы. В последнее время широкое распространение для подсветки салона, днища автомобиля, дисков получили светодиоды, а именно светодиодные ленты на их основе. Плюс таких сборок очевиден, они максимально подготовлены для самостоятельной установки. Специализированные светодиодные ленты имеют высокую защиту от воды и пыли. Питание подсветки из светодиодных лент согласовано с питанием легкового автомобиля – 12 вольт. Ленты могут быть самых различных цветов, в том числе и с изменяющимся цветом. Светодиодные ленты долговечны (порядка 50000 часов) и экономичны. Но как разобраться во всех нюансах подключения светодиодной ленты к вашему автомобилю, чтобы потом не жалеть о потраченном времени и деньгах? Данная статья как раз и написана для того, чтобы ответить на этот вопрос.

Какие светодиодные ленты бывают и какая подойдет для подключения в автомобиле

Различия светодиодных лент по устанавливаемым светодиодам (качество и количество)

Прежде всего, поговорим о устанавливаемых светодиодах. Светодиоды в ленте могут быть установлены различных размеров. (на рисунке ниже)

Самое главное в этой мысли, обратите внимание на рассеивающую линзу светодиода, если она видна. Большая линза наиболее обширно и равномерно будет рассеивать световой поток. Как правило размеры ее скрыты в обозначении серии.
Если серия начинается на 30 то это 3 мм светодиоды, если на 50, то соответственно 5 мм. Вторые две цифры обозначают ширину линзы светодиода в 1/10 мм. То есть серия 50*50 состоит из светодиодов с размером корпуса 5*5 мм
Также стоит сказать, что в представленной серии 5, фактически установлено 3 светодиода в одном корпусе. Именно такие ленты используются для создания различных цветовых решений, но об этом далее.
После того как определились с размерами линзы, обратите внимание на плотность светодиодов на ленте. Существует следующий типоряд светодиодных лент по плотности размещения светодиодов. 60 светодиодов на 1 метр ленты, 120 светодиодов на 1 метр ленты и сдвоенная лента с 240 светодиодами.

Выбор компактной однорядной ленты, будет более уместен для автомобилей, где свободное пространство порой не позволяет установить масштабные элементы.
При этом более равномерное и сильное свечение получиться при 120 светодиодах на метр, что более контрастно подсветит и выделит выбранные вами участки на автомобиле

Различия светодиодных лент по влаго- и пылезащите

Немаловажным фактором для применения ленты является влаго и пылезащита ленты. Наш автомобиль предназначен прежде всего для передвижения по дорогам и эти дороги не всегда благосклонны ко всему, что навешано на наш автомобиль. То есть и к светодиодной ленте, если вы решили использовать ее для подсветки днища, арок колес или подсветки дисков.
Для описания степени влаго и пылезащиты ленты существует показатель IP (Ingress Protection – защита от проникновения). Фактически после обозначения IP идут две цифры. Первая отвечает за степень защиты от твердых частиц – пыли, песка и т.д. Вторая цифра указывает на степень защищенности от воды, то есть на влагостойкость. Фактически этот стандарт применяется не только для светодиодной ленты, а присваивается в соответствии с конструктивным исполнением большинству электроприборов и электрооборудования которое прошло соответствующую сертификацию. Более подробно посмотреть классы защиты от внешних воздействий на нашу светодиодную ленту можно в таблице 1

Таблица 1 Классы защиты светодиодной ленты для подключения в автомобиле

	Первая цифра характеризует защиту от твердых частиц	Вторая цифра в обозначении характеризует защиту от влаги
0	Нет защиты	Нет защиты
1	Защита от проникновения твердых частиц более 50 мм	Защита от вертикально падающих капель
2	Защита от проникновения твердых частиц более 12.5 мм	Защита от капель падающих под углом 15 градусов относительно вертикальной оси
3	Защита от проникновения твердых частиц более 2,5 мм	Защита от капель падающих под углом 60 градусов относительно вертикальной оси
4	Защита от проникновения твердых частиц более 1 мм	Защита от капель падающих под любым углом
5	Защита от песка и крупных частиц (ограничение защиты от пыли)	Защита от незначительной омывающей струи с любого угла
6	Полная защита от грязи и пыли.	Защита от сильной омывающей струи с любого угла
7	Не бывает	Защита от незначительной пребывания в воде
8	Не бывает	Возможно применение в жидкой среде (вода), глубиной до 1 метра

При этом возникает законная зависимость степеней защиты от твердых частиц и от влаги. То есть не бывает светодиодных лент с IP 17 и это логично. Так для применения в салоне автомобиля подойдет светодиодная лента с любой степенью защиты, но не имеет конечно смысла покупать ленту с степенью защиты 65. Данная лента как раз применима для подключения снаружи автомобиля. С более высоким уровнем (IP 66,67,68) вы просто скорее всего не найдете, так как эти классы рассчитаны для оборудования применяемого на опасных промышленных объектах и соответственно не востребованы в обычных магазинах, вследствие очень высокой цены. Более низкий класс для наружного применения не будет гарантировать работоспособность после мойки автомобиля или форсирования луж.

Различия светодиодных лент по цвету

Прежде всего встречаются одноцветные светодиодные ленты. Цвет их разнообразен и зависит от примеси в кристалле светодиода, также возможно применение и светофильтров линзы, так как добавка в кристалл светодиода ограничиваются спектром четырех цветов (синим, красным, зеленым, желтым).
Одноцветные светодиодные ленты представляют из себя одиночно расположенные светодиоды на теле ленты. Такие ленты более просты в подключении, более дешевы и надежны. Среди них стоит выделить ленту с белым свечением. Как вы заметили светодиода с таким естественным цветом излучения нет. Белый цвет получают двумя способами:
- применение люминофора. Специального покрытия, которое излучает световой спектр при бомбардировки его световой волной с частотой несколько меньшей частоте соответствующей фиолетовому цвету (то есть ультрафиолетом). Недостатком таких светодиодов является то, что люминофор со временем выгорает и светодиод соответственно начинает не только более тускло светиться, но и передавать верхние видимые границы световой волны бомбардирующей люминофор, то есть свет становится фиолетовым. Как правило люминофор выгорает в течении года на 20-40 процентов, все зависит от его качества.
- Второй вариант это смешение трех основных цветов – красный, синий, зеленый. Такой светодиод лишен люминофора и будет выдавать белый свет на протяжении всего срока эксплуатации
Рассказывая о одноцветной светодиодной ленте мы подошли к принципу работы многоцветной светодиодной ленты. Фактически многоцветная светодиодная лента является частным случаем одноцветной с тремя светодиодами различного цвета (красным, синим, зеленым), можно утверждать и обратное, это как вам угодно. Меняя баланс светового потока, изменением напряжения питания каждого отдельного светодиода разного цвета, мы можем получить различные цвета.
Для того чтобы плавно регулировать напряжение, изменяя световой и цветовой баланс на многоцветной ленте существует блок управления – контроллер RGB (RedGreenBlue). Современные контроллеры, могут управляться пультом дистанционного управления. Фактически напряжение приходит на контроллер, а он впоследствии распределяет его на светодиоды. Далее мы как раз и поговорим о схемотехнике подключения светодиодных лент в автомобиле.

Подключение светодиодной ленты в автомобиле

Вот мы и подошли к сути статьи, но согласитесь, что выше представленный материал не бесполезен. Ведь без уверенности в том, что же выбрать для монтажа, в итоге, может получиться совсем не то, что ожидаешь и хочешь.
Вначале рассмотрим правила как обрезать ленту по длине. Светодиодная лента представляет из себя секции из светодиодов. В каждой секции находится по три светодиода. Для того чтобы наши светодиоды светились, необходимо отрезать именно по границе данных секций, то есть кратно 3 светодиодам. В случае если вы произведете рез внутри секции, у вас не будет светиться вся секция. Линии реза промаркированы на ленте и хороши видны на первом рисунке в статье.
Вторым важным моментом является место соединения светодиодной ленты с проводкой. Здесь вам необходимо будет воспользоваться паяльником. Скрутки, механическое крепление в этом месте не уместны. Пример монтажа контактов – проводов показан для многоцветной ленты. Провода припаиваются к площадкам расположенным на гибкой монтажной плате. Для пайки используйте паяльник мощность 20-40 Вт, не держите долго разогретый паяльник на контактной площадке платы, чтобы не перегреть место пайки. В случае перегрева токопроводящий слой может отслоиться от платы. При проведении пайки используйте легкоплавкие припои и флюсы, которые будут предотвращать окисления поверхностей металла, обеспечивая наиболее надежное обволакивание припоем мест пайки. После того, как мы произвели пайку, необходимо изолировать место соединения. Для этого лучше всего подойдет термоусадочная трубка. Отрезаем трубку и надеваем на стык, для надежности изоляции внутрь трубки может быть залит герметик. Разогреваем трубку, которая обволакивает место соединения, излишки не застывшего герметика будут выдавлены наружу. Лишний герметик убираем и ждем его застывания.

Альтернативой пайки при подключении светодиодной ленты может стать специализированный коннектор. У него есть свои плюсы и минусы. Плюс один, если вы не умеете паять или у вас это получается не очень хорошо, то вам не придется этого делать. Минус в том, что штекер можете не обеспечить должного контакта, как по прочности удержани проводов, так и по площади соединения контактов между собой.

Теперь о схемах подключения. Одноцветную светодиодную ленту подключаем непосредственно к бортовой сети. То есть "+" к плюсу, а минус к кузову.

Для многоцветной ленты, где в каждом корпусе использованы 3 светодиода применяется фактически три схемы, как для подключения одноцветной ленты. Каждая из электрических цепочек обеспечивающих питание светодиодов - красного, синего, зеленого цвета, можно считать смонтирована на плате ленты обособлено. Присоединительные контакты данных электро цепей имеют по индивидуальной площадке минусового потенциала, для каждого цвета и одну общую площадку плюсового контакта. (смотрите рисунок выше)
Для регулировки балансом цветов, как ранее и говорилось используется контроллер. Вначале питание поступает на контроллер, а он впоследствии распределяет питающее напряжение между каждой отдельной цепочкой соответствующего цвета.

При изменении питающего напряжения цепочки, меняется яркость свечения определенного цвета. В итоге суммарный, смешанный световой поток от 3 светодиодов находящихся в одном корпусе меняет свой цвет, вследствие смещения баланса яркости каждого из цветов.
Кроме того многие контроллеры имеют предустановки, фактические в памяти заложены уже установленные напряжения питания каждой из цепочек. При этом получается определенный цвет, что удобно для быстрого его выбора, без экспериментов с регулировкой. Кнопки с соответствующими цветами расположены на пульте управления. Также часто имеются анимационные режимы, когда изменение цветов происходит в определенной последовательности и с определенной скоростью

... на пульте управления видны возможные цвета и команды многоцветной светодиодной ленты. Естественно многоцветные ленты более дорогие, да к тому же требуют и дополнительный контроллер. Хотя если говорить о цветовых возможностях одноцветной м многоцветной ленты, то это такое сравнение проводить просто некорректно. Каждая лента нужна для определенных целей.
Вот собственно почти и все секреты подключения светодиодной ленты к бортовому напряжению 12 вольт вашего автомобиля.

Дополнительно стоит учесть при монтаже и подключении светодиодной ленты

1. Светодиодная лента чувствительна к перегибам. Не допускается изгибание ленты с радиусом менее 80 мм, это может привести к разрыву токопроводящего слоя на гибкой плате.
2. Предупреждения о безопасности при установке и подключении светодиодной ленты в автомобиле. Все работы по установке проводить со скинутой минусовой клеммой аккумулятора. После подключениям необходимо внимательно проверить все соединения и правильность их подключения
3. Крепление светодиодной ленты можно осуществлять механически при помощи пластиковых монтажных хомутов. Часто лента имеет клеящий слой, но он не всегда обеспечивает ее надежный монтаж
4. Не помешает при питании ленты использовать стабилизатор напряжения. Стабилизатор позволит установить напряжение питания в 12 вольт, независимо от того заведен автомобиль или стоит с заглушенным двигателем (то есть напряжение не превысит рабочее 12 вольт, при меньшем напряжении на аккумуляторе, стабилизатор конечно напряжение уже не откорректирует)