Свет должен быть динамичным: потребуется управляющий контроллер. Простые светодиоды светят красиво, но точечные огоньки не создают объема. Значит нужны плафоны на каждый LED элемент.
Расчет гирлянды начинается от блока питания. Вариант сугубо индивидуальный: я использовал ненужный БП от ноутбука. Предполагаемое количество светодиодов — не более 100 штук, при использовании стандартных LED 5 мм, суммарный ток потребления (20 mA * 100) равен 2 А при максимальной яркости. Для последовательного соединения 6 диодов (падение напряжения на каждом порядка 3 вольт), напряжение блока питания 18-20 вольт.
Общий расчет питания гирлянды:
Собираем 5 линий. Каждая «нитка» состоит из 18 светодиодов по 6 шт. на канал (вариант RGB). 18*5 = 90 шт., общий ток 1,8 А. Таким образом, блок питания для ноутбука с параметрами: 19 вольт, 4 ампера, подходит. При этом обеспечивается двукратный резерв по мощности.
Подбор необходимых материалов:
1. Светодиоды. Я заказал на Aliexpress: 3 упаковки по 100 штук красных, зеленых и синих LED элементов типа «соломенная шляпа», угол рассеивания 120 градусов.
2. Контроллер с Aliexpress. На этом элементе остановимся подробнее. Если не хочется тратить время на изготовление собственной схемы (вариантов множество, самый дешевый из них – на Arduino), можно взять готовый контроллер для RGB ленты. Все схемы работают по одинаковому принципу: 3 управляемых канала, задается очередность включения, и яркость света. Собственно, трех цветность тут условная, вы можете подключить 3 канала одинаковых светодиодов, и наслаждаться световыми эффектами.
Для питания 19-вольтовых каналов, я выбрал контроллер с универсальным напряжением 12-24 вольта. Управляющая схема питается от любого напряжения в этом диапазоне, на выходе мы получаем вольтаж блока питания: в моем случае 19 V.
Обязательное условие (для моей схемы) – наличие дистанционного пульта управления режимами.
3. Вместо жгута проводов я выбрал RGB шлейф (3 канала + 1 общий).
4. Термоусадочные трубки разных цветов.
Для удобства монтажа я использовал 4 pin разъемы типа dupon (шаг 2,54 мм). Соответствующий набор давно приобретен у тех же китайцев, отличное подспорье для различных электронных поделок.
Поскольку я запланировал упрятать светодиоды в плафоны – на Aliexpress была куплена упаковка 100 шт. снежинок для гирлянд. Посадочный диаметр 5 мм.
Расчет схемы подключения
Светодиоды, даже при последовательном соединении (в моем случае 6 диодов), подключаются через токогасящий резистор. Параметры LED элементов на упаковке:
Расчет резистора выполняется по формуле, или на LED калькуляторе. Я воспользовался онлайн сервисом: http://cxem.net/calc/ledcalc.php
- Для канала RED (падение напряжения 1,8-2,0 В) сопротивление 420 Ом.
- Для каналов GREEN и BLUE (падение напряжения 3,0-3,2 В) сопротивление 82 Ом (зеленый) и 75 Ом (синий). Зеленый LED элемент светит ярче, поэтому резистор с более высоким номиналом, для уравнивания общей картинки.
Блок схема (вместе с принципиальной) на иллюстрации:
Я купил контроллер для RGB светодиодов с общим анодом. То есть на каждый канал подается минус, а на общий провод – плюс.
Собираем гирлянду
Можно использовать скрученные провода, как на заводских гирляндах. Мне больше понравилась конструкция на шлейфе.
Делаем укрепленную ножку для каждого LED элемента. Для этого понадобятся зубочистки и термоусадка.
Собираем, греем феном.
Получается вот такая конструкция:
Есть смысл сразу подготовить и проверить все 90 светодиодов.
Затем размечаем шлейф, определяя места установки диодов через равное расстояние. Я сделал аккуратные надрезы вдоль шлейфа на проводах нужного цвета, разрезал и залудил места монтажа.
После сборки каждый светодиод выглядит так:
Получилось аккуратно и надежно.
Паять удобно на приспособлении с лупой, которое именуется «третья рука».
Далее соединяем питающий провод (общий «+») с каналами, через резисторы.
Изолируем детали термоусадкой.
И соединяем с «плюсом».
Эту петлю укрываем термоусадкой большого диаметра.
На противоположный конец монтируем разъемы.
В результате получилось 5 одинаковых трехканальных линий по 18 светодиодов.
Собираем узел подключения: 5 ответных разъемов с общим управляющим шлейфом.
Получился вот такой кабель: с одной стороны – 5 коннекторов для линий со светодиодами, с другой стороны – разъем для соединения с контроллером. При закреплении узла на елке, я использовал затяжной хомут.
Подключаем линии, проверяем все режимы контроллера.
Затем надеваем на светодиоды плафоны-снежинки.
Занятие непростое (все-таки 90 штук!), но увлекательное.
Снова проверяем. Эффект потрясающий.
Замечание: Работающие светодиоды плохо получаются на фотографиях, поэтому изображение существенно хуже оригинала.
Остается смонтировать гирлянду на елку – и позвать детвору: полюбоваться на папину работу.
Итог:
Суммарные финансовые затраты на гирлянду – не более 1000 рублей. Основная расходная часть – готовый контроллер. Блок питания условно бесплатный. Диоды и провода – сущие копейки. Дополнительные затраты: 300 рублей на плафоны-снежинки. Опция не обязательная, но существенно повышает привлекательность гирлянды.
Затраченного времени (4 полных выходных) совершенно не жаль: работать было интересно, и результат того стоит.
