LED pásky mají obrovskou výhodu v tom, že se s nimi snadno pracuje. Snadno se upraví na požadovanou velikost pomocí ostrých nůžek. K dispozici jsou v několika variantách – teplé světlo, čistě bílé, barevné a s různým výkonem. LED pásky většinou pracují se zdrojem napájecího napětí o velikosti 12 voltů, čímž jsou bezpečné.

Popíšeme si, jak vytvořit osvětlení kuchyňské linky pomocí LED pásku o délce 5 metrů. K tomu použijeme RF dálkový ovladač a příslušné konektory. Napájecí zdroj zvolíme 12 V spínaný zdroj. Výsledný systém osvětlení vytvoří světelnou pohodu na kuchyňské lince a zvýší komfort a bezpečnost.

Jaký je rozdíl v rozmezí deseti let?

Před deseti lety byla realizace osvětlení pomocí LED pásků v kuchyni vzácností. Jednalo se o krátké pásky o velikosti cca 30cm s roztečí LED diody 2,5cm. Na zakázku vyrobený driver používal většinou desku určenou pro řízení motoru s pulzní kódovou modulace(PCM). Jako napájecí zdroj se použil zdroj k notebooku, který zajišťoval napětí 12 V. Zapojení tohoto systému bylo nadměrně předimenzováno pomocí drátů a konektorů, které dokázaly nést až desetkrát větší proud, než je potřeba.

• Nenákladné, cenově přijatelné LED pásky, které malým výkonem nezajistí jasné a rovnoměrné osvětlení bez možnosti stmívání
• Krásné svítidla prodávané ve specializovaných prodejnách osvětlení s různými výkony a s možností stmívání atd.

Začněte s LED

Příchod LED SMT technologie značně rozšířil možnosti osvětlení. Obrovský skok nastal zavedením LED pásků jako jsou komponenty od společnosti JKL Components například pásek ZFS-155000-CW , který má délku 5metrů a je dodáván namotaný na cívce pro snadnou manipulaci. Pásek má šířku 15 milimetrů a obsahuje 1200 LED diod, které jsou umístěny ve dvou řadách.

Obrázek 1: LED pásek s technologií  SMT – dvouřadý LED pásek ZFS-155000-CW od JKL Components umožňuje snadné vytvoření vlastního osvětlení. (Zdroj obrázku: JKL komponenty)

Tyto LED pásky obsahují dvojitou řadu SMT LED a SMT rezistorů. Díky tomu je potřeba jednoduché 12 voltové napájení. Dvojitá řada LED na tomto konkrétním pásku produkuje dvakrát tolik světla jako jednořadé LED pásky. Jsou také velmi tenké, což umožňuje kompaktní, téměř neviditelné umístění pod skříní.

Lze ho nastříhat na požadovanou délku. Řez se musí provést tam, kde jsou vyznačeny řezné značky. Tyto značky jsou vytištěny na pásku každých 25 mm. Pro kuchyňskou linku v ukázkovém projektu budeme potřebovat 5 pásků o délce 90cm. Celý pás pěti metrů má proudovou spotřebu 4,3 ampérů, takže každý pás 90 cm vyžaduje přibližně 774 mA. Budeme počítat s hodnotou 1 ampér. LED pásy jsou v podstatě flexibilní desky plošných spojů. Napájecí napětí 12 voltů dodávající proud běží po celé délce pásů.

V místě řezu jsou měděné plošky, které slouží k připájení napájecího napětí. Pro pájení na tyto plošky je vhodné použít tavidlo, aby pájení proběhlo rychle a spoj byl spolehlivý. Tyto plošky jsou na obou koncích, a tak lze jednotlivé pásky propojit dvojicí tenkých drátků. To značně zjednoduší celou kabeláž.

Hliníkový podklad poskytuje mnoho výhod

Lepidlo nanesené na spodní straně LED pásku umožňuje pevné připojení přímo ke spodní straně skříně. Má však mnoho nevýhod:

• Složitost výměny, pokud osvětlení klesne pod určitou úroveň kvůli selhání některé LED diody
• Dřevěná a plastová skříňka neposkytuje pro LED diody žádnou chladící plochu
• Mezery mezi skříněmi jsou místa, kde LED pás nemá dostatečnou plochu styku a může způsobit odlepení pásu

Použití hliníkového pásku jako podkladu pro jednotlivé LED pásy řeší všechny tři tyto problémy. Vzhledem k tomu, že spodní strana LED pásů je izolována převážně lepidlem, byla na vrchní stranu hliníku aplikována speciální vrstva z polyamidové pásky, jantarově žluté barvy jako je například 1205 od 3M. Ta slouží jako dodatečná izolace, která eliminuje případný zkrat a usnadňuje odstranění LED pásky z hliníkové vrstvy, je-li nutná výměna. Do hliníkového podkladového pásu se vyvrtá několik děr a pomocí nich se přichytí do požadovaného místa. Počet montážních děr musí být dostatek, aby se zabránilo samotnému prohnutí pásku.

Výběr zdroje napájení a metody stmívání

Dalším krokem je výběr zdroje energie. Celá cívka (5metrů) potřebuje necelých 5 ampér. Malý spínaný zdroj LS75-12  od  TDK-Lambda má napájecí napětí 12 voltů a výkon 75 wattů. Což výkonnostně s přehledem splňuje i rezervou pro případné špičky. Vysoká účinnost spínaného zdroje znamená, že nebude generovat velké množství ztrátového tepla. To je důležité, protože napájecí zdroj bude namontován a uzavřen uvnitř skříně například nad mikrovlnnou troubou a zapojí se do stejné síťové zásuvky. Spínaný zdroj napájení poskytuje spolehlivý výkon 12 voltů, ale nemá schopnost stmívání. Nenákladné hotové dálkově řízené stmívače pro 12voltové aplikace jsou nyní k dostání v široké nabídce.

Například bezdrátový LED dálkový ovladač ZKLTR-08 od firmy JKL Components (obr. 2). Sada obsahuje malý řadič PWM umístěný mezi napájecím zdrojem a LED diodami a malý ruční řídicí modul RF s ovládacími tlačítky pro zapnutí / vypnutí a stmívání.

Obrázek 2: ZCTR-08 je RF-Dálkový ovladač pro LED pásky (Zdroj obrázku: JKL komponenty)

Vzhledem k tomu, že tento regulátor používá místo infračervené komunikace RF, není zapotřebí umístit přijímač do zorného pole. Což dovoluje, aby byl modul instalován uvnitř skříně vedle napájecího zdroje skryt před očima a nekazil estetickou stránku kuchyně.

Zapojení není tak jednoduché

Každá kuchyňská konfigurace je odlišná, takže osvětlení kuchyňské linky vyžaduje odlišný plán zapojení.  Pro náš případ jsou dvě z 90 cm LED pásů namontovány na jedné straně u mikrovlnné trouby a na druhé straně jsou namontovány tři pásy.  Modul napájení a stmívač se umístí nad mikrovlnnou troubu. Každý pás potřebuje přibližně 1 A, takže jedna větev hlavního stromu rozvodu energie by měla nést 2 A a druhá strana by měla nést téměř 3 A.

V důsledku toho plán rozvodu napájení je následující. Silnější kabel bude přivádět proud do rozbočovací krabice, kde se rozdělí na dvě větve do jednotlivých LED pásků. Tato rozbočovací krabice bude umístěna na opačných koncích kuchyňské linky. Menší kabely dodávají energii jednotlivým LED pásům na každé straně kuchyně. Na jedné straně instalace jsou dva LED pásy fyzicky spojeny tenkými dráty s využitím interního kabelového propojení. Propojení jednoho konce pásu k začátku dalšího se vyloučí další vedení kabelu z rozbočovací krabice.

Jako rozbočovací krabice byly použity dvě krabičky 1590B z litého hliníku od společnosti Hammond Manufacturing. Tyto krabičky jsou ideální pro tento druh použití. Jsou malé, robustní, levné a snadno se instalují. Do hliníkového materiálu se lehce zhotoví díry pro vstupní a výstupní kabely. Díry se opatří gumovou průchodkou, aby nedošlo k proříznutí izolace o ostrou hranu (obrázek 3). Svorkovnice uvnitř krabice propojuje velký napájecí kabel se dvěma menšími rozvodnými kabely.

Obrázek 3: Pouzdro Hammond Manufacturing 1590B je jednoduchá a snadno použitelná elektrická rozvodná krabice. Na obrázku je znázorněna hliníková skříňka na spodní straně kuchyňské skříňky. Velký kabel s větším průřezem se připojuje k bezdrátovému modulu stmívače LED a dva menší kabely napájejí LED pásky  prostřednictvím konektorů JST. (Zdroj obrázku: Steve Leibson)

Blokový diagram celého systému

Obr. 4: Blokový diagram  systému osvětlení LED zobrazuje kompletní schéma zapojení.Všimněte si, že proud proudí skrz horní levý LED pásek do  druhého LED pásu zapojeného do série. (Zdroj obrázku: Steve Leibson)

Silnější kabely od napájecího zdroje do rozbočovací krabice jsou dlouhé přibližně 3 metry.  Aby se zabránilo úbytku napětí, byl použit červeno / černý reproduktorový kabel s dostatečným průřezem.  Připojení menších kabelů – z rozbočovací krabice k LED páskům musí být navrženy mechanicky tak, aby se snadno odpojily a mohlo dojít k výměně poruchových LED pásků. Proto se volí připojení pomocí konektorů místo přímého pájení na LED pásek.

Většina použitých konektorů by měla snést zátěž 1A a dva pásky zapojené do série vyžadují proud 2A. Proto byly zvoleny konektory řady RCY JST, které snesou proud 3A. Využili jsme kabelové sestavy s konektory  SYR-02T RCY se zásuvkami SYM-001T-P0.6 a konektory SYP-02T-1 RCY se zásuvkami SYF-001T-P0.6.  Tyto kompaktní, jasně červené konektory jsou vidět na obrázku 3 výše. Konektory JST RCY se běžně používají pro nízkonapěťové napájecí baterie v mnoha hobby i profesionálních aplikacích. Spolehlivé, levné kabelové sestavy se správným proudovým jmenovitým výkonem nabízí také kabelová sada 2880 od Adafruit,

Budiž světlo

Vrtání otvorů, zapínání všech konektorů a zapojení všeho ostatního vyžaduje celodenní úsilí. Všechna výše uvedené práce se však vyplatí. Celá instalace je kompaktní a téměř neviditelná. První stisknutí tlačítka zapnutí / vypnutí dálkového ovladače okamžitě rozsvítí všechny instalované LED pásky. Taktéž vyzkoušení stmívání je vzrušující záležitostí.

Obrázek 5: Dokončený systém osvětlení poskytuje jasné osvícení kuchyňské linky. Navíc svítidla a vodiče nejsou vidět. (Zdroj obrázku: Steve Leibson)

Závěr

Jak je vidět, použití LED pásku přinese spoustu světla kompaktním a elegantním způsobem, který nenaruší design.  Zejména jsou vynikající, když se používají k dlouhému svícení. V tomto projektu jsme si nastříhali z 5 metrového pásku pět LED pásků o velikosti 90cm. Zbylý kousek pásku najde uplatnění například v mikrovlnné troubě, aby světlo kuchyňské linky a osvětlení trouby mělo stejnou barvu. Více v článku „Přizpůsobení osvětlení mikrovlnné trouby“ Nejdůležitější  ze všeho je, aby manželka byla s konečným výsledkem spokojená.