Jak dobrać sterowniki LED?

Co to są sterowniki LED?

Sterowniki LED to urządzenia, które umożliwiają kontrolę i zasilanie diod LED. Są niezbędne do prawidłowego działania oświetlenia LED, ponieważ zapewniają stabilny prąd i napięcie, chronią przed przegrzaniem i umożliwiają regulację jasności i koloru światła. W tym artykule przedstawimy rodzaje sterowników LED, ich parametry i zastosowania, a także podpowiemy, jak dobrać odpowiedni sterownik do swoich potrzeb.
 

Rodzaje sterowników LED

Sterowniki LED można podzielić na dwa główne typy: stałoprądowe i stałonapięciowe. Różnica polega na tym, że sterowniki stałoprądowe dostarczają diodom LED zawsze taki sam prąd, niezależnie od napięcia zasilania, natomiast sterowniki stałonapięciowe dostarczają zawsze takie samo napięcie, niezależnie od prądu pobieranego przez diody. Wybór typu sterownika zależy od rodzaju diod LED, które chcemy zasilić.

Zasilany element	Typ sterownika
	Sterowniki stałoprądowe stosuje się do zasilania diod LED w układzie szeregowym, czyli takim, w którym diody są połączone jedna za drugą. W takim układzie prąd płynie przez wszystkie diody tak samo, a napięcie dzieli się proporcjonalnie do liczby diod. Zaletą tego rozwiązania jest to, że wszystkie diody świecą jednakowo i nie ma ryzyka przepalenia się jednej z nich. Wadą jest to, że nie można dowolnie zmieniać liczby diod w układzie, ponieważ wymaga to zmiany napięcia zasilania lub sterownika. Sterowniki stałoprądowe często nazywane DRIVER'ami stosuje się zazwyczaj do diod POWER LED.
	Sterowniki stałonapięciowe stosuje się do zasilania diod LED w układzie równoległym, czyli takim, w którym diody są połączone równolegle do źródła napięcia. W takim układzie napięcie jest takie samo dla wszystkich diod, a prąd dzieli się proporcjonalnie do oporu każdej z nich. Zaletą tego rozwiązania jest to, że można dowolnie zmieniać liczbę diod w układzie, bez konieczności zmiany sterownika lub napięcia zasilania. Tego typu połączenia spotyka się zazwyczaj w taśmach LED. Sterownik taśm LED regulują napięcie dostarczane do taśmy LED poprzez tzw. regulacje PWM (PULSE WIDTH REGULATION).
	Sterowniki cyfrowe (adresowalne) -  Bardzo ciekawą alternatywą mogą być też sterowniki cyfrowe ( RGB Digital )tutaj sterowanie mocą nie odbywa się ani za pomocą napięcia ani prądu lecz za pomocą sygnału informującego diodę o jej mocy świecenia za pomocą łańcucha zmiennych przeznaczonych dla kolejnych modułów deszyfrujących sygnał. Sterowniki takie dają możliwość sterowania barwą i mocą dowolnie wybranej diody indywidualnie. Daje to niesamowite efekty takie jak imitacja ruchu czy możliwość wyświetlania animacji a nawet obrazu.

W dalszej części ze względu iż większośc taśm i modułów led obsługiwana jest regulacją napięcia skupimy się na sterownikach PWM czyli znanych jako ściemniacz mono, sterownik RGB czy sterownik RGBW. Wszystkie te urządzenia należą do kategorii sterowników regulujących napięcie. Główną różnicą pomiędzy sterownikami MONO RGB czy CCT jest iść kanałów jakie obsługują. Bardzo ciekawą 

Podział sterowników do LED ze względu na ilość kanałów:

Mono - 1 kanał

- stosowane dla jednobarwnej taśmy LED która sieci jednym kolorem. Są to wszystkie taśmy białe jak i taśmy o jednolitym stałym kolorze. Sterownik ten mimo iż steruje czyli ściemnia tylko jednym kolorem zazwyczaj charakteryzuje się dużą mocą. występują też małe sterowniki MONO mogące zamknąc się nawet w profilu LED. Małe sterowniki do profilowa LED zazwyczaj obsługują prąd do 6A. Duże sterowniki mają mod do 600W i można je synchronizować

 

CCT - 2 kanały

- stosowane dla taśmy LED zmieniającej ciepłotę światła. Taśmy CCT lub tzw MULTIWHITE to wszystkie taśmy białe o dwóch odcieniach - białym zimnym i ciepłym białym. Regulacja barwy światła następuje poprzez odpowiednio dobrany stosunek mocy zasilającej kanał związany z odcieniem ciepłym i  kanał związany z odcieniem zimnym. Sterownik nie tylko ustawia balans między barwami światła. Dodatkowo całość potrafi równomiernie ściemnić

RGB - 3 kanały

- sterownik taśm kolorowych tzw RGB - jak sama nazwa wskazuje sterownik manipuluje mocą 3 kanałów odpowiednio Red Green Blue. Kombinacja tych 3 kolorów pozwala uzyskać prawie każdą pożądaną barwę światła. 

RGBW - 4 kanały

- sterownik taśm RGB rozszerzony o kanał światła białego - ponieważ światło białe uzyskane za pomocą diody RGB może być zbyt niewystarczające sterowanie RGB zostało poszerzone dodatkowo o światło białe. Kombinacja tych 3 kolorów  i dodatkowo światła białego pozwala uzyskać nie tylko każdą  barwę światła lecz także naturalnie dołożone mocne światło białe którego odcień także można dobrać przy zakupie taśmy LED. 

RGB + CCT - 5 kanałów

- sterownik taśm RGB rozszerzony o CCT czyli regulację temperatury światła białego - ponieważ światło białe uzyskane za pomocą diody RGB może być zbyt niewystarczające sterowanie RGB zostało poszerzone dodatkowo o światło białe. Kombinacja tych 3 kolorów  i dodatkowo światła białego pozwala uzyskać nie tylko każdą  barwę światła lecz także naturalnie dołożone mocne światło białe którego odcień także można dobrać przy zakupie taśmy LED. 

Sterowniki taśm adresowalnych 

Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działają te niesamowite efekty świetlne, które widzisz na koncertach, imprezach czy wystawach? Może chciałbyś stworzyć coś podobnego w swoim domu, biurze lub ogrodzie? Jeśli tak, to musisz poznać adresowalne diody LED!

Czym są adresowalne diody led?
Adresowalne diody LED to specjalny rodzaj diod elektroluminescencyjnych (LED), które mają wbudowany układ scalony (IC), który pozwala sterować kolorem i jasnością każdej diody lub grupy diod niezależnie od innych. Dzięki temu możesz tworzyć nieskończoną ilość kolorów i wzorów na jednej taśmie LED, która może być dowolnie cięta i łączona. Diody te w swojej początkowej wersji zbudowane są z 3 lini:

• - 5V - Zasilanie
• - GND - Minus
• - D0 - cyfrowy Sygnał

Sygnał w formie cyfrowej wysyłany jest jako lista ustawień kolejnych kanałów w szeregu. Kolejno umieszczone diody na taśmie czy matrycy LED pobierają i kasują pierwszy otrzymany kanał. Można powiedzieć ze łańcuszek komend jest niejako zjadany przez kolejne diody adresowalne przekazywany dalej do następnej diody. Sterownik taki musi być kompatybilny z typem diody cyfrowej. Przede wszystkim musi być dopasowany do odbiornika  typem diody. A zatem:

Sterownik diod adresowalnych musi być zgodny z modelem diody poprzez:

• ilością i typem kanałów przypadających na diodę. 
• całkowitą ilością kanałów wymaganą przez matrycę LED bądź taśmę LED adresowalną
• napięciem zasilającym

Wybór diod adresowalnych zależy od tego, do jakiego celu chcemy je wykorzystać. Oto kilka czynników, na które warto zwrócić uwagę:

- Liczba i rozmieszczenie diod - im więcej diod chcemy użyć, tym większy prąd będą pobierać i tym większy zasilacz będziemy potrzebować. Ponadto, jeśli chcemy umieścić diody w różnych miejscach, musimy zadbać o odpowiednią długość i jakość przewodów sygnałowych i zasilających, aby uniknąć zakłóceń i spadków napięcia.
- Kształt i rozmiar diod - w zależności od tego, jak chcemy umieścić diody, możemy wybrać między diodami SMD a THT, a także między różnymi wymiarami i kształtami. Na przykład, jeśli chcemy stworzyć matrycę diod, możemy użyć płytek lub taśm z diodami SMD, które są łatwe do połączenia. Jeśli natomiast chcemy umieścić diody w różnych kątach lub na nierównych powierzchniach, możemy użyć diod THT, które są łatwe do zgięcia i montażu.
- Typ mikrokontrolera - różne typy mikrokontrolerów wbudowanych w diody adresowalne mają różne właściwości i wymagania. Na przykład, WS2812B i SK6812 są łatwe w obsłudze, ponieważ wymagają tylko jednego przewodu sygnałowego, ale mają ograniczoną częstotliwość odświeżania i mogą być podatne na zakłócenia. APA102 natomiast wymaga dwóch przewodów sygnałowych, ale ma wyższą częstotliwość odświeżania i lepszą stabilność.
- Napięcie zasilające - diody cyfrowe zasilane mogą być napięciem od 3,3V do 24V. Zależy to od sposobu umieszczenia diod oraz połaczenia ich. Diody 3,3V do 5V to taśmy cięte co dziodę, taśmy ledowe adresowane 12V mają miejsce cięcia co 3 diody zaś 24V co 6 diod.


 

Parametry sterowników LED

Podstawowymi parametrami sterowników LED są:

- Napięcie wejściowe - to napięcie, które musi być dostarczone do sterownika z sieci lub innego źródła zasilania. Zazwyczaj wynosi ono 230 V AC lub 12 V DC.
- Napięcie wyjściowe - to napięcie, które jest dostarczane przez sterownik do diod LED. Zależy ono od typu sterownika i liczby oraz rodzaju diod LED w układzie. Może wynosić od kilku do kilkudziesięciu woltów.
- Prąd wyjściowy - to prąd, który płynie przez diody LED podłączone do sterownika. Zależy on od typu sterownika i oporu diod LED w układzie. Może wynosić od kilku do kilkuset miliamperów.
- Moc wyjściowa - to moc elektryczna, która jest zużywana przez diody LED podłączone do sterownika. Jest to iloczyn napięcia i prądu wyjściowego. Może wynosić od kilku do kilkuset watów.
- Stopień ochrony IP - to oznaczenie określające odporność sterownika na działanie czynników zewnętrznych, takich jak kurz, wilgoć, woda czy uderzenia mechaniczne. Im wyższy stopień ochrony, tym lepiej sterownik jest zabezpieczony. Na przykład IP20 oznacza, że sterownik jest odporny na dotyk palcem, ale nie na działanie wody, natomiast IP67 oznacza, że sterownik jest całkowicie pyłoszczelny i wodoszczelny do głębokości 1 metra. 
 
 

Zastosowania sterowników LED

Sterowniki LED znajdują zastosowanie w różnych rodzajach oświetlenia LED, takich jak:

- Taśmy LED - to elastyczne paski z diodami LED, które można przyklejać do różnych powierzchni i kształtować według własnego uznania. Służą do dekoracyjnego podświetlania mebli, ścian, sufitów, schodów, luster czy okien. Do zasilania taśm LED używa się zazwyczaj sterowników stałonapięciowych o napięciu 12 V lub 24 V.
- Żarówki LED - to źródła światła zastępujące tradycyjne żarówki żarnikowe lub halogenowe. Charakteryzują się dużą trwałością, niskim zużyciem energii i możliwością regulacji jasności i koloru światła. Do zasilania żarówek LED używa się zazwyczaj sterowników stałoprądowych o napięciu 230 V lub 12 V.
- Panele LED - to płaskie płyty z diodami LED, które służą do oświetlania wnętrz domów, biur, sklepów czy magazynów. Zapewniają równomierne i jasne światło, które nie męczy wzroku i nie generuje ciepła. Do zasilania paneli LED używa się zazwyczaj sterowników stałoprądowych o napięciu 230 V lub 12 V.
- Reflektory LED - to mocne źródła światła służące do oświetlania dużych powierzchni zewnętrznych lub wewnętrznych, takich jak boiska, parkingi, hale czy sceny. Mają wysoką odporność na warunki atmosferyczne i mechaniczne oraz możliwość regulacji kąta padania światła. Do zasilania reflektorów LED używa się zazwyczaj sterowników stałoprądowych o napięciu 230 V lub 12 V.
 
 

Jak dobrać odpowiedni sterownik do diod LED?

Aby dobrać odpowiedni sterownik do diod LED, należy sprawdzić następujące parametry:

- Typ diod LED - czy są to diody stałoprądowe czy stałonapięciowe. Można to sprawdzić na opakowaniu lub w specyfikacji technicznej diod.
- Liczba diod LED - ile diod chcemy podłączyć do jednego sterownika. Można to sprawdzić na opakowaniu lub w specyfikacji technicznej diod.
- Napięcie i prąd pracy diod LED - jakie napięcie i prąd są potrzebne do prawidłowego świecenia diod. Można to sprawdzić na opakowaniu lub w specyfikacji technicznej diod.
- Moc zużywana przez diody LED - jaka jest suma mocy wszystkich diod podłączonych do jednego sterownika. Można to obliczyć mnożąc napięcie i prąd pracy każdej diody i dodając wyniki.
- Napięcie wejściowe sterownika - jakie napięcie musi być dostarczone do sterownika z sieci lub innego źródła zasilania. Zazwyczaj wynosi ono 230 V AC lub 12 V DC.
- Napięcie wyjściowe sterownika - jakie napięcie musi być dostarczone przez sterownik do diod LED. Musi ono być równe lub większe