Jak podłączyć taśmy LED

11-06-2021

Podłączenie taśmy z diodami LED do zasilacza jest kluczowe, aby mogła w ogóle świecić. Nieprawidłowe wykonanie tej pozornie prostej czynności może drastycznie zmniejszyć ich wydajność, a nawet przyczynić się do większej awaryjności naszego oświetlenia.

Co to jest taśma LED?

Taśmy LED to elastyczne paski z tworzywa sztucznego, na które zostały naniesione przewodzące prąd ścieżki, zazwyczaj z miedzi. Na tych ścieżkach są umieszczone, poprzez ich przylutowanie, diody elektroluminescencyjne (LED) oraz rezystory ograniczające ich prąd. Co kilka-kilkanaście centymetrów znajduje się miejsce, w którym można tę taśmę przeciąć.

Cięcie taśmy na mniejsze części

Fragment znajdujący się między miejscami cięcia stanowi samodzielny odcinek taśmy, czyli będzie on prawidłowo świecił po podłączeniu do niego zasilania. Odcinek taśmy o wymaganej długości może mieć wiele takich fragmentów, ale wszystkie zawsze muszą znajdować się w całości, czyli miejsce cięcia może przebiegać tylko po wyznaczonych liniach. Po przecięciu, zostaną po każdej stronie małe, odsłonięte pola miedzi. Właśnie te pola są bohaterami niniejszego poradnika.

Lutowanie przewodu do taśmy

Ponieważ te pola są wykonane z miedzi, najłatwiej byłoby połączyć przewód idący do zasilacza poprzez jego przylutowanie. Takie połączenie byłoby trwałe, pewne i wprowadzałoby niskie straty napięcia. Jednak wykonanie prawidłowych połączeń lutowanych wymaga posiada lutownicy, dodatkowych materiałów do niej (spoiwa lutowniczego, czyli tzw. cyny, oraz topnika na przykład kalafonii) oraz nieco wprawy.

Jak przylutować taśmę?

Pola miedzi na taśmie LED są niewielkie, więc ich pobielenie (pokrycie cienką warstwą cyny) może być niełatwym zadaniem. Pamiętajmy, że zawsze można zdrapać troszeczkę więcej izolacyjnej warstwy lakieru z taśmy niż zrobił to producent.

Po przyłożeniu dobrze pobielonego przewodu do takiego pola i podgrzaniu go lutownicą w obecności niewielkiej ilości topnika, powinno powstać wystarczająco trwałe połączenie.

Jeżeli taśma jest zalana silikonem, należy go zawczasu usunąć znad obszaru lutowania, na przykład ostrym nożem.

Gotowe złącza do taśm LED

Jednak nie każdy operuje lutownicą na tyle pewnie, by podjąć się tego zadania. Można przecież przegrzać delikatną taśmę, przez co jej powierzchnia zniekształci się, a miedziana folia może się w tym miejscu odkleić. Dla takich osób powstały inne rozwiązania. Jednym z nich są specjalne złącza do taśm LED:

 

Zamiast lutować koniec taśmy do przewodu, wystarczy zacisnąć na nim takie złącze z już zarobionym przewodem. Wtedy odpada konieczność lutowania. Jedyne, na co należy zwrócić uwagę, to prawidłowa polaryzacja: plus (+) na taśmie powinien się łączyć z przewodem czerwonym, a minus (-) z czarnym. Takie złącza są dostępne dla różnych taśm, zarówno jednokolorowych, jak i RGB – z większą liczbą przewodów.

Jeszcze prostsze rozwiązanie

Taśmy LED dostępne w sklepach czasem mają przylutowane na końcu złącze umożliwiające podłączenie zasilacza wtyczkowego na odpowiednie napięcie, z wtykiem typu DC. Wtedy wystarczy przykleić tę taśmę w wybranym zdjęciu, podłączyć zasilacz i gotowe – nie potrzeba do tego jakichkolwiek narzędzi! Są też złączki do taśm LED z takimi gniazdami:

Łączenie taśm w dłuższy odcinek

Jeżeli zachodzi konieczność połączenia dwóch taśm ze sobą, również najprościej byłoby to wykonać lutownicą. Wystarczy pobielić pola lutownicze na obu łączonych taśmach, po czym przysunąć je do siebie, wręcz zetknąć ich krawędzie, a potem kroplami spoiwa lutowniczego połączyć odpowiadające sobie pola na obu taśmach. Można też użyć krótkich odcinków drutu, jeżeli ktoś nie ufa samym tylko kroplom spoiwa.

Nie potrzeba lutownicy

Również i w tym wypadku można obyć się bez lutownicy, ponieważ są w sprzedaży odpowiednie złącza umożliwiające połączenie dwóch taśm ze sobą:

Są nawet odpowiednie kształtki i złącza umożliwiające zrobienie połączeń pod kątem 90º, a nawet rozgałęźniki: potrójne (typu T) i poczwórne (typu X).

Decydując się na łączenie taśm złączami trzeba upewnić się, że rozmiar zakupionej taśmy (jej szerokość i wielkość diod LED, podawana w formie czterech cyfr w symbolu SMDxxxx) odpowiada złączom. W przeciwnym razie, rozstaw pól lutowniczych nie będzie się zgadzał.

Na co zwrócić uwagę?

Do taśm świecących w jednym kolorze będzie potrzebny przewód podwójny, tj. dwużyłowy – mający dwie, odizolowane od siebie żyły. Dla taśm RGB będzie potrzebny przewód czterożyłowy: jedna żyła prowadzi biegun wspólny dla wszystkich barw, a pozostałe dostarczają prąd każdemu kolorowi osobno. Taśmy RGBW wymagają pięciu żył w przewodzie, gdyż ma ona cztery barwy + nieodzowny przewód wspólny.

Kwestia polaryzacji

W taśmach jednokolorowych są zaznaczone dwa bieguny: plus (+) i minus (-). Taśmy RGB mają oznaczony plus jako biegun wspólny, a poszczególne składowe (R – czerwona, G – zielona, B – niebieska) należy podłączać do minusa zasilacza, aby świeciły. W taśmach RGBW jest tak samo: składowa W (biała) też jest załączana przez podłączenie do minusa zasilacza.

Napięcie

Taśmy LED zazwyczaj są przystosowane do zasilania napięciem stałym o wartości 12V. Zazwyczaj, ale nie zawsze. W sprzedaży są dostępne taśmy na napięcie 24V, 5V, albo nawet 230V. Te ostatnie podłącza się wprost do sieci (uwaga na wysokie napięcie!), a pozostałe wymagają odpowiedniego zasilacza. Jego napięcie musi być takie samo, jak zasilanej taśmy.

Moc

Moc, jaką może oddać zasilacz (napisana na jego obudowie) powinna być większa od tej, jaką pobiorą łącznie wszystkie podłączone do niego taśmy. Trzeba tu przyjąć lekki naddatek – jako minimalny typowo zakłada się 10-20%, ale im więcej zapasu mocy zasilacza, tym lepiej dla jego żywotności.

Spadek napięcia

Taśmy z diodami LED mogą pobierać prąd o natężeniu kilku amperów. Miedziane ścieżki, naniesione na ich powierzchnię, maja z kolei relatywnie wysoką rezystancję. Przy przepływie przez nie prądu o tak dużym natężeniu, może powstać spadek napięcia o wyraźnej wartości. Tak, wyraźnej, ponieważ jeden koniec taśmy (będący bliżej punktu podłączenia do zasilacza) będzie świecił jaśniej, a drugi ciemniej.

 

Tę nieestetyczną przypadłość można łatwo „wyleczyć”. Wystarczy podłączyć taśmę do zasilacza z obu jej stron. Przewód biegnący do tego końca, który znajduje się dalej, też wprowadzi pewną stratę napięcia, lecz i tak mniejszą, niż sama warstwa przewodząca taśmy LED. Nierównomierność świecenia będzie zdecydowanie mniejsza, o ile w ogóle da się ją zauważyć.

 

Jak dobrać przewody?

Z taśmami LED wiążą się również przewody, jakimi trzeba je połączyć z zasilaczem. Dokładniej mówiąc, trzeba dobrze dobrać ich przekrój poprzeczny – zbyt mały spowoduje, że wprowadzą zbyt duży spadek napięcia i taśmy będą świeciły ciemniej, niż powinny. Z kolei zbyt grube (o dużym przekroju) będą drogie i niewygodne w układaniu.

Najlepiej, aby jedna taśma była zasilana przez jeden przewód, gdyż wtedy przez każdy z nich będzie płynął prąd zasilający tylko tę taśmę. Czasem da się tak zrobić, ale nie zawsze – mogłoby się to skończyć utworzeniem plątaniny przewodów w pomieszczeniu.

Warto mieć plan

Aby dobrze dobrać przekrój poprzeczny przewodu, jaki należy kupić, warto rozrysować sobie układ połączeń: długość każdego odcinka taśmy oraz odległość między nim a zasilaczem.

Wykonując obliczenia pod fragment najbardziej obciążony (o największej długości i zasilający najdłuższy odcinek taśmy), pozostałe odcinki taśmy na pewno będą zasilone prawidłowo. Można też wykonać obliczenia pod różne odcinki i zaopatrzyć się w przewody o różnych przekrojach.

Przykład

Przed dokonaniem obliczeń, trzeba przyjąć pewne założenia. Wybrana przez nas taśma pobiera moc 10W na 0,5m długości i jest zasilana napięciem o wartości 12V - to można sprawdzić u sprzedawcy. Odległość taśmy od zasilacza wyniesie 4m. Długość odcinka taśmy do zasilenia to 1,5m. Zakładamy, że dopuszczalny spadek napięcia wyniesie 5% nominalnej wartości napięcia – im mniejszy, tym grubsze przewody trzeba będzie kupić.

Dopuszczalny spadek napięcia wyrażony w woltach:

Taśma o długości 1,5m będzie pobierała moc P równą:

Wiemy, że jest zasilana napięciem 12V, więc można obliczyć natężenie pobieranego przez nią prądu I:

Na podstawie internetowego kalkulatora (https://lumier.pl/kalkulator/) wykonano tabelę, która zawiera rezystancję miedzianego, dwużyłowego przewodu o długości 1m i określonym przekroju poprzecznym:

Przekrój poprzeczny żyły R1m - rezystancja w temp. 20°C
0,196mm² 0,19Ω
0,35mm² 0,106Ω
0,5mm² 0,074Ω
0,75mm² 0,05Ω
1mm² 0,038Ω
1,5mm² 0,024Ω
2,5mm² 0,014Ω
4mm² 0,01Ω
6mm² 0,006Ω

 

Wystarczy użyć odpowiednio przekształconego prawa Ohma, aby obliczyć maksymalną rezystancję przewodu dla danej długości i pobieranego prądu:

Takie wymagania spełni przewód o przekroju poprzecznym żyły wynoszącym 0,75mm2, ponieważ jego rezystancja na 1m jest mniejsza od obliczonej. Można kupić przewód o większym przekroju, powyższe obliczenia pozwalają na oszacowanie minimalnego pola przekroju poprzecznego.