Как соединить светодиодную ленту между собой: способы соединения и инструмент

Что нужно, чтобы паять диодную ленту?

Для того, чтобы правильно спаять контактные группы LED светильников нужно подобрать необходимое оборудование, расходные материалы, а также соблюсти технологию и технику безопасности во время выполнения работ.

К материалам можно отнести:

Соединительные провода. Для удобства монтажа выбирают разноцветную изоляцию (особенно для RGB светильника). Сечение определяется из условий мощности и длины. Как правило, оно должно быть не ниже 0,2 мм 2 (при длине менее 1 м);
Светодиодная лента. Длина выбирается из конструктивных соображений, но укорачивать ее нужно только в обозначенных местах контакта;
Флюс или флюс-гель. Это вещества, которые используют для первичной обработки поверхности (дезоксидации, снижения поверхностного натяжения, улучшения текучести припоя, защиты от внешней среды). Для работы со светодиодной лентой лучше использовать нейтральные флюсы (Канифоль, СКФ, ЛТИ);
Припой. Металл или сплав, используемый в качестве соединительной среды между концами проводов и контактами диодной ленты. Чаще всего используют оловянно-свинцовые припои типа ПОС;
Силикон, клей. Используются для герметизации соединения, в том случае, если предстоит пайка защищенных светодиодных лент;
Термоусадочные трубки. Полимерный материал, который имеет свойство уменьшаться в размерах при нагревании (например, феном) и обжимать место соединения проводов. Таким образом, обеспечивается надежная его защита.

Читать также: Печь автономка на солярке

Для работы нужно использовать следующее оборудование:

Паяльник. Это основной инструмент для пайки, который обеспечивает разогревание припоя. Мощность паяльника не должна превышать 40 Вт (в некоторых источниках приводится цифра 25 Вт). В противном случае существует риск нанести термическое повреждение компонентам диодной ленты. Оптимальная температура, при которой работает паяльник, должна находиться в пределах 260…300°С. Жало необходимо зачистить и залудить;
Клещи для зачистки концов проводов. Позволяют снять оптимальную длину изоляции без повреждения токопроводящей жилы (особенно витой). Так как инструмент этот профессиональный и недешевый, то в быту можно воспользоваться обычным канцелярским ножом, действуя предельно аккуратно;
Фен. Используется для обжимки термоусадочной трубки. Опять-таки, по изложенным выше причинам его вполне можно заменить обычной зажигалкой или спичками, только действовать нужно предельно аккуратно.

Типы и виды

Перед подключением светодиодной ленты стоит разобраться в их видах и маркировке. Так вы не ошибетесь с выбором блока питания и точно рассчитаете требуемую интенсивность свечения, длину ленты и другие параметры.

Наиболее востребованы в подсветке интерьеров ленты из однотонных — монохромных — кристаллов. Постоянная смена цветов слишком напрягает, не дает расслабиться. Это — иллюминация, а не освещение

Потому используются универсальные ленты для создания рекламы, подсветки автомобилей — там, где необходимо привлечь внимание. При оформлении интерьеров применяют в основном SMD ленты

Степень защиты

Так как область применения обширна, то и степень защиты бывает разной. Для сухих помещений выпускаются обычные открытые — без защитного покрытия. Есть влагозащищенные — их можно использовать во влажных помещениях — в ванных например. Они залиты слоем лака. Есть еще один вариант — влагостойкие. Они запаяны в герметичный корпус и могут быть смонтированы прямо в воде — в аквариуме, в пруду или бассейне. Их же можно использовать для подсветки на улице.

Герметичные ленты для подсветки аквариумов, бассейнов или декоративных прудов

Для наружного стайлинга автомобилей чаще всего используют светодиодные ленты, помещенные в прозрачную полимерную трубку. Она защищает не только от попадания влаги, но и от механических повреждений, но и стоимость их выше.

Размеры светодиодов, их яркость и плотность

Разберемся с размерами. Если взять несколько лент, можно увидеть, что сделаны они из светодиодов разного размера. Кроме того располагаются они иногда плотно один возле другого, в некоторых — на довольно приличном расстоянии, а еще есть ленты со светодиодами в две линии.

Самые популярные размеры светодиодов

Размеры элементов внешне отличить несложно, но как понять это по маркировке. Размеры отображены в цифрах, которые стоят после букв, обозначающих тип светодиода. Например, LED-R-SMD3528 (красный) и LED-RGB3528 (универсальный) собраны из элементов размерами 3,5*2,8 мм, LED-G-SMD5050 (зеленый) и LED-RGB5050 (универсальный) — 5,0*5.0 мм.

Это — два самых распространенных типа, хотя есть и более крупные — 56*30 мм, а также встречаются более мелкие — 20*20 мм.

Чем больше размер кристалла, тем большую интенсивность света они выдают. Для монохромных кристаллов показатели такие:

размером 3,2*2,8 мм выдает световой поток от 0,6 до 2,2 лм;
размером 5,0*5,0 мм — от 2 до 8 лм.

Универсальные светодиоды при одинаковых размерах имеют меньшую интенсивность: в одном корпусе запаяны три мелких кристалла разных цветов, потому и интенсивность свечения RGB ниже:

3,2*2,8 мм выдает 0,3 до 1,6 лм;
размером 5,0*5,0 мм — от 0,6 до 2,5 лм.

Все значения даны для кристаллов без защитного покрытия. Любое из них снижает интенсивность свечения и это необходимо учитывать при расчете яркости свечения.

Расчет длины

Выше речь шла о каждом отдельном светодиоде на ленте, а на ленте их много и они располагаются с разной плотностью, соответственно выдавать могут поток света разной интенсивности. Минимальное количество кристаллов на одном метре — 30 шт, самая высокая плотность в один ряд — 120 шт/м, в два ряда — 240 шт/м.

В зависимости от количества кристаллов меняется и суммарная интенсивность свечения и электрическая потребляемая мощность. Для удобства расчета требуемой интенсивности освещения и электрических параметров, технические данные сведены в таблицу.

Таблица мощности светодиодных лент с разной плотностью установки светодиодов

По этой таблице можно определить, какой длины необходима лента для подсветки. Например, хотите сделать подсветку в комнате, свечение средней интенсивности. Заменить необходимо две лампы накаливания по 80 Вт. Необходимо организовать световой поток порядка 140 Вт (две лампы по 80 Вт никогда не дадут 160 Вт).

Если для этих целей взять SMD3528 с количеством светодиодов 120 шт/м необходимо будет около 5 метров ленты (берем с с запасом 20%), SMD5050 с плотностью установки 60 шт/м потребуется 4-4,5 метров.

Вообще светодиодную ленту продают на метры. С завода она приходит бобинами по 5 м и далеко не всегда необходим кусок такой длины. Потому имеется возможность отрезать необходимое количество: по нанесенным пунктирным линиям с изображением ножниц. Строго по этим линиям и можно резать.

Разрезают светодиодную ленту ножницами строго по разметке

Если ножницы не нарисованы, то обязательно есть пунктир. Также линию реза можно определить по наличию контактных площадок с обеих сторон от линии.

Способы и порядок пайки

Прежде всего надо правильно подготовиться к процессу спайки. Для этого необходимо:

Задать светодиодной ленте соответствующую длину. Обычно они продаются в катушках длиной по пять метров. Разрез нужно выполнить строго по специальной линии, отмеченной на ней.
Отрезать кусок термоусадочной трубки длиной около двух сантиметров.
Если на контактных площадках находится слой силикона, его нужно срезать острием ножа.

Рассмотрим, как правильно спаивать провода к светодиодной ленте в стандартном случае, а также когда она покрыта силиконом, возникает необходимость соединения внахлест без проводников, под углом и применяется rgb-лента.

Припаиваем провода к ленте

Пайка проводки к светодиодной ленте осуществляется в несколько этапов:

Зачистка и подготовка поверхности контактов ленты.
Очистка на 0,5 см проводки от изолирующей оболочки.
Лужение контактов и проводников.
Последовательная пайка каждого провода к ленте со строгим соблюдением полярности.
Надевание отрезка термоусадочной трубки на место спайки, таким образом, чтобы ближайший диод оставался открытым.
Нагревание термоусадного отрезка с целью его усадки (можно применить строительный фен, спичку, зажигалку).

Припаять провода не так сложно. Однако в этом процессе нужно учесть некоторые важные моменты:

Правильно залуженная поверхность контактов и проводников должна быть полностью покрыта припоем.
Чтобы в дальнейшем не перепутать полярность, нужно брать разноцветные жилы.
Во время пайки жало паяльника не должно соприкасаться с местом контакта дольше 5 секунда, а при использовании флюса – 1-2 секунд.
Избыточное оголение проводов может привести к неконтролируемому их сцеплению. В результате произойдет короткое замыкание.
По завершении пайки вещество припоя на каждом контакте не должно соприкасаться. Для проверки можно воспользоваться вольтметром.

Как спаять ленту, покрытую силиконом

Нередко у пользователей возникает вопрос о том, как спаять между собой провода и контакты, покрытые слоем силикона – ответ на него прост – нужно просто счистить силиконовую изоляцию острым предметом. Для этого подойдет канцелярский нож. Далее процесс пайки ничем не отличается от вышеприведенного. Действовать нужно по точно такой же схеме.

Единственное, что может потребоваться по завершения паяльной операции, это обратно загерметизировать светодиодную ленту, в случае, если она предназначена для эксплуатации в экстремальных условиях. Кроме того, она может иметь специальную водозащитную изоляцию. В таком случае на место пайки нужно попытаться натянуть эту оболочку, а само место соединения с проводами залить силиконом. В завершении сверху ставится заглушка, изнутри смазанной герметиком и через отверстия которой пропускаются проводники.

Соединение внахлест без проводов

Часто требуется спаять отрезки светодиодных лент между собой без использования проводов. Процедура состоит из следующих этапов:

Контактные площадки обеих лент нужно очистить от слоя изоляции и пленки – на одной со стороны светодиодов, а на другой – с обеих сторон, затем все зачистить и залудить.
Наложить ленты друга на друга на 3 мм таким образом, чтобы очищенная с обеих сторон лента лежала на очищенной только с одной стороны.
Прогреть по очереди все контактные площадки жалом разогретого паяльника, чтобы капли припоя с обеих лент соединились между собой (но не между соседними!).
Пододвинуть отрезок термоусадочной трубки (предварительно одетый на один из концов ленты) на место спаянных контактов и, нагрев его строительным феном или небольшим открытым пламенем, осадить.

Пайка проводов под углом

Технология пайки светодиодной ленты под углом (обычно 90 градусов) ничем не отличается от вышеописанной стандартной процедуры и содержит все те же подготовительные и основные действия. Единственное отличие – в выборе места контактов. Чтобы провода не пересекались и не замыкали, их нужно подводить к разным контактным площадкам (соблюдая полярность), разделенным на шаг модуля – через несколько диодов. Такой размещение нисколько не ухудшит работу светильника, однако существенно облегчит процедуру пайки и последующую эксплуатацию.

Светодиодная rgb-лента

Все четыре контакта rgb-ленты должны быть соединены так, чтобы они не смыкались припоем. В противном случае может произойти замыкание и, как следствие, нарушение в ее работе – отключение каких-либо цветов, мигание, затухание и полное отключение.

Какие бывают виды светодиодов?

В большинстве случаев рядовые пользователи светотехнических устройств имеют дело с выводными светодиодами и более развитой конструкцией на базе SMD-кристаллов. Первые вводятся в цепь с помощью двух проводников и чаще всего служат как средство индикации различной аппаратуры – например, в автомобиле они выполняют задачи светового сигнализатора, работая от источника на 12 В. Непосредственно в системах освещения и подсветки чаще применяются SMD-диоды в безвыводных корпусах. Ввиду принципиально другой электротехнической компоновки на плате сложности скорее вызовет именно этот прибор освещения. Как паять SMD-светодиоды? Крепление осуществляется не через специальные отверстия как в случае с теми же выводными устройствами, а непосредственно на поверхность накладкой. Для этого предусмотрены специальные контактные площадки, которые необходимо запаивать поочередно, выдерживая корректность размещения диодов на плате. С одной стороны, такой подход упрощает технологию монтажа кристаллов, но с другой – требует большего внимания от исполнителя, так как приходится иметь дело с элементами миниатюрных размеров, компактно размещаемых на небольшом пространстве.

Дополнительная тренировка

Для дополнительной тренировки можно попробовать паять различные ненужные платы от компьютеров и смартфонов. На материнских платах существует много SMD и DIP компонентов. Только долгие и упорные часы практики помогут развить навыки в пайке.

Сетка

В качестве упражнения можно попробовать спаять сетку из проводов. Качество пайки оценивается по нагрузке на эту спаянную сетку проводов. Если паяные соединения не рвутся под нагрузкой, то пайка отличная.

Конструкторы

Так же отлично помогают радиоконструкторы.

Они учат понимать электрические схемы и тонкости пайки. Следует начинать с простых конструкторов, например с мигалок или дверных замков. По мере повышения мастерства, можно повышать уровень сложности, доходя до сложных LED кубиков.

Пайка кислотой

Кислота используется только в крайнем случае, когда сильно окисленная поверхность не поддается лужению. Все детали, провода и разъемы могут отлично паяться без кислоты.Подробнее о паяльной кислоте

Коннекторы для светодиодной ленты

Коннектор для светодиодной ленты представляет собой изделие специальной конструкции, в котором имеются контакты для соединения с токоведущими контактами светодиодной ленты. Соединение светодиодных лент с помощью коннекторов сделать гораздо проще и намного быстрее, так как для этого необходимо просто взять коннектор, и разместить внутри него светодиодную ленту. Но этот способ финансово более затратный.

При этом нужно учитывать, что таким способом можно будет соединить только одинаковые по габаритным параметрам ленты. Коннекторы подбираются под определенную ширину ленты и тип ленты, например, для одноцветной ленты с двумя контактами и шириной 8 мм, или для RGB ленты с четырьмя контактами и шириной 10 мм.

Виды коннекторов для светодиодных лент по типу фиксации ленты:

Со сдвижными зажимами. Это самый компактный вариант коннекторов для светодиодных лент. Для соединения LED ленты с коннектором необходимо выдвинуть фиксатор, как правило имеющий черный цвет, и установить в щель светодиодную ленту, после чего задвинуть фиксатор обратно, зафиксировав таким обрезом светодиодную ленту. По такому принципу подключаются шлейфы в ноутбуке к материнской плате. Недостатком коннектора со сдвижными зажимами считается невозможность визуального контроля качества соединения LED ленты и контактов коннектора.

С боковыми прижимными защелками. Самый распространенный вид коннекторов, применяемый для быстрого соединения светодиодных лент. Чтобы соединить с его помощью отдельные куски LED лент, необходимо отщелкнуть защитную крышку и установить в пазы светодиодную ленту. При этом медные контактные площадки светодиодной ленты должны оказаться под прижимными клеммами коннектора. LED лента дополнительно фиксируется при закрытии крышки на защелку, за счет наличия в ней специальных штырей. Есть у этого вида коннектора один существенный недостаток. Он не может пропускать большие токи и сильно подвержен коррозии. Окисленные контакты значительно ухудшают проводимость и при больших нагрузках могут стать причиной неприятностей в виде очага возгорания.

Прокалывающие коннекторы. Такие коннекторы считаются самыми надежными из всех, но при этом они самые дорогостоящие. Их контакты выполнены в виде заостренных зубцов, и прокалывают насквозь светодиодную ленту в области контактных площадок. Для монтажа прокалывающих коннекторов необходимо прилагать немало усилий, поэтому для закрытия крышки лучше пользоваться плоскогубцами. В момент закрытия зубцы прокалывают ленту в местах размещения медных токопроводящих дорожек и образуется электрическое соединение.

Коннекторы для светодиодной ленты со сдвижными зажимами и с прижимными боковыми защелками требуют предварительной подготовки самих светодиодных лент. Контакты предварительно необходимо зачистить, если они имеют защитное покрытие, и очистить от окислов для более качественного соединения. Со временем такие контакты окисляются. Прокалывающие коннекторы не требуют предварительной подготовки, так как благодаря своей конструкции их зубцы прорезают все защитные покрытия и окислы, контактируя в итоге с медными дорожками.

Угловые вставки для соединения светодиодных лент под углом

Светодиодные ленты по своей конструкции гибкие, но произвольно их гнуть, к сожалению, нельзя, радиус их изгиба ограничен. Для соединения светодиодных лент под углом, применяют угловые вставки, которые в сочетании с коннекторами для LED лент позволяют соединять светодиодные ленты под необходимым углом. Такие вставки могут быть Г-образными, Т-образными, крестообразными и с проводами, для соединения под любым произвольным углом. С их помощью можно воплотить в реальность самые разнообразные светящиеся конструкции, практически любую фантазию дизайнера.

Можно ли разрезать светодиодную ленту в любом месте?

Для сохранения работоспособности всех сегментов светодиодной ленты разрезать ее нужно только в предусмотренных для этого местах ленты. Если разрезать в любом месте ленты между светодиодами, то светодиоды из разрезанного сегмента LED ленты работать не будут.

Можно ли соединить светодиодные ленты?

Соединять отрезки светодиодных лент в одну длинную ленту можно только с одинаковым напряжением питания, причем монохромные только с монохромные, RGB с RGB.

Есть ли возможность соединить светодиодные ленты без пайки?

Самое надежное соединение LED лент осуществляется с помощью пайки, но для быстрого соединения светодиодных лент можно использовать специальные коннекторы.

Что нужно подготовить для подсоединения светодиодной ленты

Для того чтобы собрать схему для светодиодной ленты своими руками потребуется минимум инструментов. Вы можете это сделать с помощью ножа или отвертки в самом простом случае. Давайте разберемся со всеми нюансами и вопросами, которые могут у вас возникнуть.

Светодиодная лента – это осветительный прибор, состоящий из гибкой печатной платы, на которой запаяны светодиоды и резисторы. В самых распространенных моделях на 12 В светодиоды соединены по группам из трех штук и пары резисторов. Резисторы нужны для гашения лишнего напряжения и ограничения тока. Дело в том, что белому светодиоду для работы нужно порядка 3 – 3,3 В, а лента рассчитана на 12. Если 3 светодиода подключены последовательно – необходимо чуть больше 9 В, резисторы «берут на себя» оставшиеся 2 – 3 В.