Способы подключения светодиодной ленты к компьютеру

Свойства и принцип работы светодиодной ленты

Светодиодная лента часто применяется благодаря таким достоинствам:

• отличное свечение;
• длительный срок службы;
• экономичность в электропотреблении;
• гибкость, возможность устанавливать в любые конструкции;
• легкость монтажа на любую плоскость благодаря приклеивающейся поверхности;
• возможность регулировать длину ленты (отрезать и наращивать, сколько нужно).

Следует учитывать, что светодиодная лента – низковольтное оборудование, то есть для ее питания требуется напряжение 12 или 24 В (вольт). В домашней электрической сети напряжение составляет 220 В 50 Гц, поэтому данный осветительный элемент будет подключаться строго через блок питания, подобранный в зависимости от мощности потребления ленты. Существуют также led-светильники под напряжение 220 В, их подключают непосредственно к розетке, но для освещения компьютера они не подходят. Оптимальный вариант для ПК подсветки – это 12 В.

К ПК можно подсоединить любую ленту, но прежде чем купить ее в магазине, следует определиться с несколькими характеристиками для дальнейшего эффективного использования:

• плотность диодных кристаллов;
• моно или трехцветное свечение;
• длина;
• класс водозащищенности;

От плотности диодов зависит общая мощность осветительного прибора и выбор блока питания. Существуют ленты плотностью 30, 60 и 120 светодиодов на один метр. Длина обычной катушки составляет 5 метров, для подсветки одного ПК ее хватит. Для домашнего использования достаточно низкого класса влагозащищенности 20IP.

Этот источник освещения работает по принципу печатной платы. Светодиоды впаяны в прорезиненную подложку последовательно и питаются от блока питания

Важно правильно подобрать БП, так как от этого зависит рабочее состояние ленты

Преобразователь напряжения 5В → 12В

При использовании специализированного ШИМ-контроллера, к примеру LM2577, потребуется минимальное количество элементов. Стоимость его невысока, а собранное устройство начинает работать сразу, без дополнительной настройки.

Схема преобразователя:

Простейший преобразователь напряжения 5 – 12В

Что необходимо иметь:

• Микросхема ШИМ-контроллера LM2577;
• несколько радиоэлементов согласно принципиальной схемы;
• разборный USB разъем;
• соединительные провода.

Данная схема является универсальной и позволяет получить на выходе напряжение в широком диапазоне. За уровень напряжения отвечают резисторы R1 и R2:

Uвых = 1.23 * (1 + R1 / R2)

Несколько подробнее об элементной базе и работе схемы. Схема представляет собой широтно-импульсный преобразователь в стандартном включении микросхемы так, как показано в технической документации. Электролитические конденсаторы на входе и выходе питания предназначены для сглаживания пульсаций постоянного напряжения. Их емкость не критична. Главное, чтобы она была не меньше указанной на схеме. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше максимально используемого, то есть, в нашем случае не менее 20В.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу 1 микросхемы являются частотозадающей цепью. Здесь номиналы должны быть соблюдены строго.

То же самое относится к индуктивности между выводами 4 и 5. Значение индуктивности катушки должно составлять 100 мкГн. Не больше и не меньше.

Специфические требования предъявляются к диоду. В данной схеме используется высокочастотный диод Шоттки. Диоды такого типа обладают высоким быстродействием, а самое главное, низким падением напряжения на переходе. Применяя обычный высокочастотный выпрямительный диод, получим сильные просадки выходного напряжения при изменении тока потребления нагрузки. Марка диода может быть любой, поскольку в данной схеме используется низкие значения напряжения и тока. Главное условие – использование диода Шоттки.

Разборный USB штекер

Для начала распайка USB разъема. В гнезде имеется четыре контакта. Два крайних это те, которые нам нужны. Чтобы не путаться с расположением лицевой и тыльной стороны, проще определить полярность любым вольтметром, воткнув штекер в любое свободное гнездо. Пометьте чем-нибудь плюсовой вывод.

Схема собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Собранный преобразователь выглядит следующим образом:

Преобразователь в сборе

Как видно, светодиодную ленту подключить через USB самому не так уж трудно. Самое главное при подключении светодиодной ленты USB, это правильно выполнить монтаж радиоэлементов.

Выбор контроллера для RGB ленты

Подбор устройства управления зависит от трех факторов:

• Мощность. Рассчитывается так же, как необходимая мощность БП – по общему количеству подключаемых устройств. Иногда, как при выборе БП, целесообразно приобрести не один мощный RGB-контроллер, а меньшей мощности и RGB-повторитель.
• Желаемого набора функций. Видов управляющих устройств очень много, но, например, для подсветки товара в витрине или аквариума не нужен прибор с большим количеством световых эффектов, а для дополнительного освещения комнаты желательны включение по таймеру или светомузыка.
• Дистанционное управление. Так же, как и при выборе функций, иногда это необходимо, а в других ситуациях это зря потраченные деньги.

При подборе эти моменты учитываются, чтобы не приобретать слишком дорогой прибор, и при этом его возможности были вполне достаточны.

Виды контроллеров

Контроллеры для управления светодиодными лентами RGB существуют разных типов: от самых простых, кнопочных, до оснащенных микропроцессорами и Wi-Fi.

Обычные устройства могут только выбрать определенный цвет и обеспечить несложные световые эффекты. Используются для подсветки витрин магазинов и других мест.

Более сложные модели можно программировать на изменение цвета и эффектов по таймеру. Они могут иметь разъем под flash-память и реагировать на освещенность в комнате и на улице. Существуют также bluetooth-контроллеры, с соответствующим пультом.

Самые сложные устройства могут подключаться к системе «умный дом».

Большинство полос имеют пульт дистанционного управления. Он бывает:

• на кнопках;
• инфракрасным;
• на радиосигналах;
• управление по Bluetooth;
• управление по Wi-Fi.

Два последних могут заменить iPhone или мобильный телефон с Андроидом.

Кроме обычных контроллеров, есть самодельные устройства, работающие на основе микропроцессорной платы Ардуино. Такие самоделки управляют простыми или чиповаными светодиодами, создают световые или цветомузыкальные эффекты. К Arduino-controller также подключаются датчики движения или освещенности.

Режимы работы контроллера RGB

Светодиоды в лентах устанавливаются двух типов:

• простые, управление которыми осуществляется изменением питающего напряжения одновременно по всей длине;
• чипованные, с цифровым управлением цвета каждого диода в отдельности.

Соответственно, контроллеры работают в двух режимах – аналоговом и цифровом. Это разные типы устройств и они не взаимозаменяемые.

Управление подсветкой

При подключении светодиодной ленты к компьютеру нужно продумать, как она будет включаться и регулироваться. Если упустить этот момент, тот потом придется переделывать работу и добавлять в схему дополнительные элементы. Основные варианты такие:

Подключение напрямую без каких-либо дополнений. В этом случае свет будет загораться при запуске компьютера и гаснуть после выключения. Если используется разъем или USB-соединение, то можно отключить во время пользования ПК. Вариант простой, но не очень удобный.
Добавление в систему выключателя любого типа. Это может быть клавиша под столом, кнопка или переключатель, как на бра. Особых ограничений нет, подбирается то, что будет удобным и подойдет под конкретную ситуацию.
При использовании RGB, RGBW и RGBWW-лент обязательно добавление контроллера в схему, без него будет гореть только один или сразу все цвета и отрегулировать их не получится. Контроллер следует подбирать под конкретный тип ленты или же купить универсальную модель, в ней главное – изучить схему, чтобы правильно подключить оборудование

Важно найти место для контроллера, он не должен быть на виду, но и прятать его в труднодоступное место не нужно, корпусу надо охлаждаться, он нагревается при работе.
Если нужно регулировать яркость и цветовую температуру, стоит добавить в схему диммер. С помощью этого блока можно менять яркость, контрастность и оттенки, а также включать или выключать подсветку.
Некоторые производители материнских плат для компьютеров (например, GIGABYTE) добавляют специальное программное обеспечение, которое позволяет настраивать работу светодиодов

При подключении напрямую можно через программу в компьютере менять оттенки, яркость и настраивать подсветку максимально точно. Там же есть множество эффектов, которые делают освещение оригинальным.

Для однотонной подсветки достаточно простого выключателя.

Подключить светодиодную ленту на 12 В к компьютеру или ноутбуку несложно, если учитывать все рекомендации из обзора и подбирать характеристики в зависимости от целей и особенностей использования. Главное – продумать все заранее, определить точную длину, купить нужные материалы и приготовить инструмент. Соблюдать схему при подключении и надежно изолировать все соединения.

Подключение

Если подключение к компьютеру по каким-либо причинам затруднено, то обычно подключаются к другим источникам питания. Вариантов несколько, все они вполне доступны. Рассмотрим их внимательнее:

Через блок питания

Блок питания светодиодной подсветки преобразует переменное сетевое напряжение 220 В в постоянный ток 12 В. Могут быть использованы разные виды БП:

• от ноутбука;
• от телефонной зарядки;
• от персонального компьютера (расположенный в
  системном блоке).

Могут быть использованы готовые устройства, которые продаются в магазинах. Главным условием выбора является обеспечение достаточной мощности. Надо рассмотреть блок питания, найти на корпусе данные о силе тока, выдаваемого устройством.

Без блока питания

Есть возможность подключить подсветку к сети 220 В без блока питания. Однако, напрямую ее включить нельзя — в любом случае необходим выпрямитель (диодный мост) и сглаживающий конденсатор. Для подключения придется выполнить несколько операций:

• ленту разрезают на части — например, 5-метровую надо
  нарезать на куски по 25 см. Резать надо только по отмеченным линиям, иначе лету
  соединить не удастся;
• полученные отрезки надо последовательно
  соединить по принципу «плюс к минусу». Начало и конец соединяются с диодным
  мостом;
• параллельно выходу диодного моста припаивается
  сглаживающий конденсатор, который устраняет мерцание ленты с частотой 50 Гц.
  Номинал конденсатора — 5-10 мкФ 300 В.

Перед включением подсветки
следует изолировать все соединения и контакты.

Через USB

Подключение питания подсветки к ноутбуку возможно только через USB. В любом типе имеется 4 контакта, 2 используются для передачи данных, а другие — питание. Однако, напрямую присоединить светодиодную подсветку к гнезду нельзя — в нем всего 5 В, а для светильника надо 12 В.

Поэтому понадобится преобразователь питания, который подключается к гнезду USB, а к его выходу присоединяют подсветку. Остальные действия выполняются обычным порядком, но на ноутбук понадобится установить соответствующий драйвер для нового устройства. 

Питание светодиодов от блока питания компьютера

Данный способ наиболее прост и надежен. Подключение светодиодной ленты к блоку питания компьютера можно выполнить без нарушения гарантии на БП (т.е. без вскрытия корпуса). Блоки питания современных компьютеров имеют несколько резервных разъемов. Открыв боковую крышку системного блока, можно увидеть жгут проводов, отходящих от блока питания. Разъемы выглядят следующим образом:

Выводы блока питания ПК

Наибольший интерес представляют разъемы под номерами 1 и 2. Первый служит для подключения дисковода, который давно уже не используется, а второй для подключения CD и жестких дисков.

В обоих случаях используются провода черного и желтого цвета. Черный – это минусовой вывод, а желтый включен в цепь формирования 12В.

Проще всего бокорезами отрезать необходимые провода от разъемов и подпаять к ним провода к светодиодной ленте, соблюдая полярность. Но так делайте только если уверены, что к данным разъемам не будете ничего подключать.

Чтобы не нарушать гарантии и обойтись минимальным вмешательством, можно приобрести переходник для подключения питания устройств SATA и обрезать провода уже на нем.

Мощные блоки питания современных стационарных компьютеров допускают нагрузку в цепи 12В до десятка и более ампер. Таким образом, длина ленты может быть значительной.

Следует учесть токи, которые потребляют системные устройства ПК – материнская плата, видеокарта, жесткий диск и CD-rom. Мощность блока питания и токи, которые могут потребляться в цепях питания, указаны на боковой стенке БП на его бирке. Но практически всегда в цепи питания соблюдается значительный запас по мощности.

Продаваемые светодиодные ленты, по большей части, не имеют данных о потребляемом токе. Примерно его можно определить, зная тип светодиодов и их количество на 1м ленты.

В маркировке светодиодов цифры обозначают их размеры:

• SMD3528 – 3.5х2.8 мм;
• SMD5050 – 5х5 мм.

Таким образом, если запас по току в цепи 12В составляет 4 ампера и более, то без особых последствий можно подключить 4м светодиодной ленты SMD3528 с плотностью 120 светодиодов на метр или 3м SMD5050 с плотностью 60 светодиодов.

Последний совет! Перед тем, как подключить светодиодную ленту к компьютеру, внимательно проверьте полярность подключения, отсутствие замыканий в соединительных проводах. Не страшно, если перегорит лента или ее отдельный участок из-за неправильного подключения. Хуже, когда неисправность возникнет на стороне ПК.

Контроллер для RGB-ленты

Чтобы воспользоваться всеми возможностями RGB-ленты, подключите к схеме контроллеры, выполняющие ряд функций:

• управление ПДУ;
• изменение яркости LED-диодов;
• изменение цвета свечения;
• выбор режима — переключение частоты смены цветов и их переливания;
• комбинация основных цветов с целью получения новых оттенков.

При выборе RGB-контроллера учитывайте два основных критерия — совместимость с подключаемой лентой и способ управления.

Такой контроллер может управляться:

• через сеть Wi-Fi при помощи планшета или смартфона;
• пультом ДУ с инфракрасными диодами;
• без пульта (переключателем на стене).

Последний вариант актуален, если отсутствует необходимость в частом переключении режимов ленты.

Основной физический параметр, характеризующий RGB-контроллер, — его номинальная мощность. Для ее расчета возьмите формулу Mk = Ml*L*Km, где:

• Mk — номинальная мощность контроллера;
• L — длина отрезка в метрах;
• Ml — мощность ленты в Вт/м;
• Km — коэффициент мощности изделия.

Напряжение, необходимое для питания контроллера, должно быть таким же, как и у RGB-ленты.

Для чего нужна подсветка околокомпьютерного пространства

Подсветка рабочей зоны компьютера способна выполнить несколько задач:

• украшение пространства;
• оформление участка помещения, определение границ
  условного «кабинета»;
• освещение внутреннего пространства системного
  блока;
• подсветка монитора, снижающая резкость перехода
  от освещенной поверхности к темному фону.

Основные функции светодиодного освещения для компьютера заключаются
в декоративном и фоновом оформлении границ монитора, снижении контраста между
ярким экраном и черным окружающим пространством. Достоинства светодиодного
оформления:

• снижение нагрузки на органы зрения;
• упрощается ориентация в темном помещении;
• создается позитивный рабочий настрой.

Психологическое воздействие подсветки компьютерного стола играет важную роль для пользователя. Повышается производительность, снижается утомляемость органов зрения. Режимом работы можно управлять, создавать многоцветные композиции с помощью RGB ленты, которой управляет специальный контроллер.

Особенности строения и принцип работы такой подсветки

Светодиодная лента представляет собой линейный источник света, основанием которого служит гибкая лента. Это позволяет оформлять криволинейные поверхности, устанавливать подсветку на любые несущие элементы. Основные особенности светодиодных лент:

• яркое, выразительное свечение;
• долговечность;
• малое потребление электроэнергии;
• гибкое основание;
• простота монтажа;
• возможность регулировать длину.

Светодиодные ленты питаются от
источника постоянного тока 12 В (реже 24 В). Для этого требуется собственный БП, который занимает место и
нуждается в подключении к сети 220 В. Удачным решением становится использовать
в качестве источника блок
питания компьютера, который среди прочих значений выдает 12 В. Остается
только правильно подключить светильник. Для этого необходимо подобрать нужный
вид ленты, руководствуясь следующими критериями:

• плотность установки элементов;
• одно- или многоцветный режим свечения;
• длина;
• уровень защиты.

Особенности подсветки

Чтобы сделать систему правильно, нужно разобраться в ее особенностях и понимать, как правильно ее подключить. Основные моменты не отличаются от стандартного монтажа, но некоторые требуют внимания:

1. Обычно длина ленты небольшая. Это связано с ограничениями по силе тока, которое есть в компьютере и ноутбуке. Рассчитать максимальную длину несложно по суммарной мощности светодиодов.
2. Ленту можно просто приклеивать к любой поверхности, а можно скрыть в нише или с внутренней стороны столешницы. Крепить ее нужно обязательно, чтобы исключить повреждение.
3. Если нужно получить равномерный свет, лучше использовать специальный рассеиватель. В продаже есть алюминиевый профиль, который с одной стороны закрыт матовым пластиком, он рассеивает свет и делает его равномерным по всей длине короба.
4. В системе чаще всего нет розетки, так как она запитывается от компьютера. Тут могут быть разные варианты – подключение напрямую к материнской плате, вариант с соединением через универсальный разъем с подходящим напряжением и присоединение через USB. Все способы описаны ниже.
5. За счет небольшого потребления электричества компьютер не подвергается высоким нагрузкам. Главное – соблюдать рекомендации и не превышать определенный уровень потребления тока, для этого точно подбирать длину подключаемой ленты.
6. Подсветка может работать как постоянно – включаться при запуске компьютера и выключаться вместе с ним, так и отдельно. Для этого используются различные выключатели и другие устройства.

Подсветка нескольких зон на столе с подключением к компьютеру.

Этот вариант подходит для ПК, так как не создает опасности для системы. Лента почти не нагревается при работе, поэтому не повышает температуру при использовании внутри системного блока. Крепить легко, так как с задней стороны всегда есть самоклеящийся слой, нужно только снять защитное покрытие. А небольшая ширина и возможность резки на куски любой длины позволяют подогнать подсветку под любые условия.

RGB-технология

Многоцветная лента была изобретена в ходе многочисленных научных работ, в рамках которых ученые пытались сформировать белое свечение светодиодов. Изначально для его получения использовались люминофорные диоды синего цвета со специальным белым покрытием. Позже в этих целях начали использовать ленту с тремя светодиодами — красным, зеленым и синим. Все три устанавливаются в одной ячейке, а испускаемый свет воспринимается человеком как белый — это и есть RGBW-технология.

Изменяя яркость того или иного светодиода, вы можете получать другие цвета и их оттенки. Число последних превышает несколько сотен тысяч. Это основное преимущество RGB-технологии над люминофорными светодиодными лентами.

Подключение к сети без блока питания

Все светодиодные светильники, изготовленные заводским методом, рассчитаны на работу от блока питания. Используя специальную схему, можно подключить их непосредственно к сети 220 В 50 Гц.

Для этого нужно произвести следующие действия:

1. Разрезать ленту 5 метров на 20 частей (не менее чем через три диода).
2. Подключить диодный мост для преобразования переменного тока в постоянный.
3. Подключить конденсатор 5-10 мф на 300 В для устранения мерцания.
4. Соединить 20 частей между собой последовательно, присоединяя минус к плюсу, а плюс – к минусу.

Заизолировав все оголенные контакты, можно включать в сеть и наслаждаться подсветкой.

Пошаговая инструкция по монтажу

При самостоятельном подключении цветной RGB-ленты требуется четкое соблюдение алгоритма:

1. Поиск места установки и подготовка поверхности. Для начала определитесь с местом установки, а затем выровняйте поверхность, к которой будет крепиться светодиодная лента. Ею может быть потолок, дверь и т. д. Обязательно обезжирьте ее с помощью любого растворителя, иначе двусторонний скотч спустя короткий промежуток времени отойдет. При креплении к металлическим поверхностям требуется дополнительная электрическая изоляция.
2. Большинство светодиодных RGB-лент самоклеющиеся — снимите с тыльной стороны защитную пленку и аккуратно прижмите изделие к поверхности выбранного места. При выполнении изгибов их радиус должен быть не более 20 мм, в противном случае могут возникнуть неполадки. Разрезайте ленту в строго обозначенных местах. При соединении разных частей пользуйтесь специальными коннекторами или паяльником (подробнее об этом рассказано в отдельной статье).
3. Подключение электрической цепи. Выберите схему соединения светодиодной ленты из предложенных выше. Объедините изделие с контроллером, усилителем и блоком питания. Последний включите в сеть при помощи электрической вилки. Черный провод блока соедините с клеммой V- на усилителе, красный — V+. Провода светодиодной ленты объедините с контактными площадками контроллера в соответствии с их цветом и обозначением: красный — R, зеленый — G, синий — B. Последний провод подключается к плюсовой клемме — V+.
4. Подсветка работает от сети 220 В. Проверьте ее работоспособность при помощи пульта ДУ.

Правильные подключение и эксплуатация светодиодной RGB-ленты позволят создать неповторимую атмосферу дома, украсить офисные или жилые помещения, уличную беседку. Наличие тех или иных электротехнических изделий в выбранных схемах зависит от длины платы, количества и типоразмера используемых LED-диодов.

Лучший цифровой комплект светодиодной подсветки

NZXT Hue+

В отличие от предыдущего набора, комплект NZXT Hue+ обладает десятью светодиодами на каждой ленте, причем каждый из них может светиться индивидуальным цветом. В совокупности вы получите 40 светодиодов, к которым можно докупить еще 4 ленты с такими же 40 диодами. Кроме того, в наборе поставляется огромное количество различных кабелей для подключения как самих лент, так и вентиляторов (они тоже есть в наборе).

Подсветка на самом контроллере, который выполнен в форме небольшой коробочки, не регулируется. Если она вам не по вкусу — можете просто отключить ее. Контроллер NZXT Hue+ двухканальный, что и позволяет дополнять систему подсветки еще 4 лентами (по 4 на каждый канал). К тому же это позволяет запускать два разных световых эффекта на каждом из каналов.

https://youtube.com/watch?v=4ittFz72CnA

Все управление происходит через фирменное ПО, которое уже имеет восемь предустановленных режимов работы, но при этом не мешает создавать вам свои. Например, режимы интеллектуального освещения позволяют NZXT Hue+ автоматически менять цвета на основе температуры CPU или GPU. Аудиорежим активирует свечение в стиле эквалайзера: подсветка будет реагировать на любой звук, выходящий из ПК.

Установка комплекта достаточно проста. Контроллер прикручивается на место 2,5-дюймового диска в корзину для HDD. От него к материнской плате подключается четырехконтактный штекер для питания и кабель для передачи данных от материнской платы к контроллеру.

Цена: около 5000 рублей