Cablare correttamente le strisce luminose a LED: Guida ai circuiti in serie e in parallelo

Le strisce LED hanno rivoluzionato il modo di concepire l'illuminazione a LED e queste soluzioni di illuminazione lineare a LED, versatili ed efficienti dal punto di vista energetico, sono adatte a una varietà di applicazioni. Tuttavia, una delle domande più comuni quando si tratta di installazione è come capire il cablaggio giusto. Dovete scegliere di cablare le strisce LED in serie o in parallelo, o una combinazione di entrambi?

I due modi fondamentali di cablare le strisce LED sono la serie e il parallelo, e la scelta del metodo appropriato dipende dalle specifiche del vostro progetto di illuminazione e dalle vostre aspettative per il risultato finale. Questa guida tratterà i circuiti in serie e in parallelo e i rispettivi vantaggi e svantaggi. Seguiteci durante la lettura di questo articolo e il cablaggio corretto delle strisce LED o di altre luci LED sarà semplice e facile da capire.

Che cos'è un circuito in serie?

I circuiti in serie sono una delle forme più semplici di circuiti che si possono costruire e vengono spesso chiamati "catene di margherite" o "anelli". I circuiti in serie sono talvolta definiti "accoppiati a corrente" perché la corrente totale passa attraverso ogni componente del circuito.

Si chiama circuito in serie perché i componenti sono disposti a catena o in sequenza, uno dopo l'altro, in modo che la corrente possa scorrere solo lungo un percorso. In parole povere, ciò significa che la corrente segue un percorso dall'inizio alla fine, con l'anodo (positivo) del secondo LED collegato al catodo (negativo) del primo LED. Si veda il diagramma seguente per un esempio:

Un circuito in serie è collegato come mostrato, con l'uscita positiva del driver collegata al terminale positivo del primo LED, seguita da un collegamento dal terminale negativo di tale LED al terminale positivo del secondo LED e così via, fino all'ultimo LED del circuito. Infine, si collega il terminale negativo dell'ultimo LED all'uscita negativa del driver, formando così un anello continuo o daisy chain.

I punti chiave di un circuito in serie sono i seguenti:

1. Percorso singolo: In un circuito in serie, c'è un solo percorso per la corrente. Se si traccia una linea dal terminale positivo di una fonte di alimentazione (come una batteria) al terminale negativo, si passa attraverso ogni LED o altro componente del circuito, uno alla volta.

2. Corrente costante: Poiché esiste un solo percorso, la stessa corrente fluisce attraverso tutti i componenti LED del circuito. Questa è una delle caratteristiche più importanti di un circuito in serie.

3. Distribuzione della tensione: La tensione totale richiesta è la somma delle tensioni di alimentazione di ciascun LED, il che semplifica i requisiti di alimentazione. In un circuito in serie, la tensione totale fornita dall'alimentatore viene distribuita tra i LED. Ogni LED riceve una porzione della tensione totale proporzionale alla sua resistenza.

4. Resistenza aggiuntiva: La resistenza totale di un circuito in serie è uguale alla somma della resistenza di ciascun componente. Pertanto, se si aggiungono altri componenti, la resistenza totale del circuito aumenterà, riducendo così la corrente totale che scorre nel circuito.

5. Funzione dipendente: Uno svantaggio dei circuiti in serie è che se un LED si guasta (ad esempio, si brucia), l'intero circuito viene scollegato e tutti i LED smettono di funzionare. Questo perché il percorso del flusso di corrente viene interrotto.

Che cos'è un circuito in parallelo?

I circuiti in parallelo utilizzano in genere più cavi rispetto ai circuiti in serie, ma consentono di distribuire equamente la corrente tra i LED, il che significa che ci sono più percorsi per il flusso di corrente e che ogni LED è collegato in modo indipendente all'alimentazione. I circuiti in serie forniscono la stessa corrente a ciascun LED, mentre i circuiti in parallelo forniscono la stessa tensione a ciascun LED e ogni LED riceve una corrente pari alla corrente di uscita totale del driver divisa per il numero di LED in parallelo.

In un circuito in parallelo, i terminali positivi di tutti i LED sono collegati insieme e ritornano all'uscita positiva del driver LED, mentre i terminali negativi di tutti i LED sono collegati insieme e ritornano all'uscita negativa del driver.

Punti chiave di un circuito in parallelo:

1. Percorsi multipli: In un circuito in parallelo, ci sono più percorsi per la corrente. Ogni LED è collegato in modo indipendente ai terminali positivo e negativo dell'alimentatore.

2. Tensione costante: Una delle caratteristiche più importanti di un circuito in parallelo è che la tensione su ogni LED è la stessa. Ciò significa che ogni LED del circuito riceve l'intera tensione dall'alimentatore.

3. Distribuzione della corrente: La corrente totale fornita dall'alimentatore viene distribuita tra i LED. La corrente che ogni LED riceve dall'alimentatore è proporzionale alla sua resistenza. La corrente totale è la somma delle correnti che passano attraverso ciascun percorso dei LED.

4. Resistenza ridotta: Quando i resistori sono collegati in parallelo, la resistenza totale del circuito diminuisce. Questo perché l'aggiunta di più percorsi consente il passaggio di una maggiore quantità di corrente.

5. Funzionamento indipendente: Ogni LED di un circuito parallelo funziona in modo indipendente. Il guasto di un LED non influisce sul funzionamento degli altri LED. Questo è un vantaggio significativo dei circuiti in parallelo rispetto a quelli in serie.

Entrambi i circuiti in serie-parallelo

Come suggerisce il nome, un circuito serie-parallelo è una combinazione di circuiti serie e paralleli, che combina elementi di ciascuno di essi. Questo circuito non è né un semplice circuito in serie né un semplice circuito in parallelo. Al contrario, combina elementi di entrambi. In un circuito serie-parallelo, alcune parti sono collegate in serie e altre in parallelo.

Come si può vedere dal diagramma precedente, il circuito presenta 3 gruppi di LED collegati in parallelo e ogni gruppo di LED è collegato in serie con 3 LED. Questo circuito in serie-parallelo consente di realizzare progetti più complessi, di ottenere una maggiore flessibilità e di sfruttare i vantaggi dei circuiti in serie e in parallelo.

Luci a striscia LED sono costituiti da questi circuiti serie-parallelo. Le strisce LED sono molto lunghe, ma in realtà sono costituite da molti rami in parallelo, ciascuno composto da 3 LED in serie, per le strisce LED a 12V (o 6 LED nelle strisce LED a 24V). In altre parole, 3 LED sono collegati in serie, ma 3 gruppi di LED sono collegati in parallelo. Per questo motivo possiamo semplicemente tagliare la striscia LED a intervalli di 3 LED.

Come cablare le strisce LED in serie?

Il cablaggio in serie di due o più strisce LED è probabilmente il metodo più logico e semplice. Il collegamento in serie consiste semplicemente nel collegare un'estremità della striscia LED alla striscia LED successiva. Se il cablaggio deve essere effettuato solo per una breve distanza, si può ricorrere a qualche pratica connettori senza saldatura. Per le strisce LED più lunghe, è necessario prestare attenzione alle cadute di tensione.

Questo collegamento in serie è un metodo rapido e semplice perché non richiede la creazione di un altro collegamento separato alla linea di alimentazione. È sufficiente passare da una sezione all'altra della striscia LED.

L'aspetto negativo è che ciò può causare un'ulteriore caduta di tensione, con conseguente minore emissione di luce da parte del LED più lontano dall'alimentatore. Il motivo è che il cablaggio delle strisce LED in serie consente il passaggio della corrente attraverso un solo percorso, che può fungere da collo di bottiglia per il flusso di corrente, riducendo la quantità di tensione e corrente che raggiunge la sezione di strisce LED più lontana.

Come collegare le strisce LED in parallelo?

Un'alternativa a cablaggio di più strisce LED è quello di collegarli in parallelo. Questo metodo crea sezioni di strisce LED separate, ciascuna collegata direttamente all'alimentazione.

Questo collegamento in parallelo riduce la quantità di corrente che deve scorrere attraverso una determinata sezione di strisce LED, poiché queste sono collegate direttamente all'alimentazione. Inoltre, riduce notevolmente la probabilità di cadute di tensione.

Lo svantaggio principale di questo metodo di collegamento è che richiede un maggiore lavoro di cablaggio. La difficoltà principale è che la maggior parte degli alimentatori ha solo un filo di uscita positivo e uno negativo, quindi per collegarli a più sezioni di strisce LED è necessario dividere l'uscita in più fili. A tale scopo, è possibile utilizzare terminali specializzati per lo sdoppiamento dei fili.

Un'altra difficoltà è rappresentata dal fatto che alcune sezioni di strisce LED possono essere situate lontano dall'alimentazione. In questi casi, non solo i cavi lunghi comportano un costo aggiuntivo, ma è necessario che siano di calibro sufficientemente grande. In caso contrario, la tensione del filo si abbassa prima di raggiungere la striscia LED.

Miti sul cablaggio delle strisce luminose a LED in serie e in parallelo

Molti produttori e clienti utilizzano il termine "collegamento in serie" per descrivere il collegamento di più sezioni di strisce LED da un capo all'altro o il loro collegamento a margherita. A rigore, però, se analizzato dal punto di vista della tecnologia dei circuiti elettronici, il termine serie è del tutto errato quando ci si riferisce a questa configurazione. Ecco perché nelle sezioni precedenti abbiamo introdotto i circuiti elettronici in serie e in parallelo.

Perché vogliamo chiarire questo mito? Perché le strisce LED sono costituite da circuiti di derivazione in serie-parallelo (di cui abbiamo parlato anche nella sezione precedente sui circuiti in serie-parallelo). Se si taglia una striscia LED, si riduce semplicemente il numero di rami collegati in parallelo. Quando si cabla la striscia LED da un capo all'altro (daisy chain), si aggiungono semplicemente altri rami in parallelo.

Un vero collegamento elettrico in serie cambia la tensione di ingresso richiesta. Tuttavia, quando si parla di cablaggio in serie delle strisce LED, si intende quasi sempre che le strisce LED sono collegate da un capo all'altro. In questo modo, la tensione di ingresso delle strisce LED rimane costante. In altre parole, è possibile utilizzare un alimentatore a 12 V per alimentare una striscia LED da 1 metro e collegare in serie un'altra striscia LED da 2 metri.

In ogni caso, questo collegamento in serie e in parallelo delle strisce LED non è del tutto corretto, ma rispetta alcuni principi di base dei circuiti in serie e in parallelo, quindi non è del tutto sbagliato. Questo aspetto è strettamente legato alla progettazione della striscia LED e ai principi elettronici corrispondenti, la Alimentazione a LED.

Come si cablano le strisce LED lucee quale è migliore?

La scelta di cablare le strip LED in serie o in parallelo dipende da una serie di fattori legati allo specifico progetto di illuminazione. Entrambi i metodi presentano dei vantaggi e sono utilizzabili in situazioni diverse.

Le strisce LED cablate in serie sono solitamente utilizzate per installazioni semplici che non richiedono di allungare le strisce su lunghe distanze (non più di 10 metri). Questa soluzione è ideale quando le strisce LED vengono installate in aree di dimensioni ridotte. Il collegamento in serie è vantaggioso anche quando si desidera controllare l'intensità della luce in tutta l'installazione utilizzando un unico alimentatore. Tuttavia, è bene tenere presente che questo metodo può comportare una caduta di tensionesoprattutto alle estremità delle strisce più lunghe, il che può portare a un'illuminazione non uniforme.

Le strisce LED collegate in parallelo sono più adatte per creare installazioni luminose su larga scala. Quando le strisce LED devono coprire un'area più ampia, come un grande soggiorno, un corridoio o la facciata di un edificio. In questa configurazione, ogni striscia LED è collegata direttamente all'alimentazione, il che riduce al minimo la caduta di tensione e garantisce un'illuminazione uniforme su tutta la lunghezza della striscia. Quando si prevede di utilizzare strisce RGB, si consiglia anche di cablare le strisce LED RGB in parallelo, in quanto ogni sezione LED di una striscia RGB può visualizzare l'intero spettro di colori in modo indipendente senza perdita di intensità luminosa.

È possibile combinare il cablaggio in serie e in parallelo in un'installazione di strisce LED? Sì, è possibile. Tuttavia, è necessaria un'attenta pianificazione e calcoli precisi per garantire la corretta distribuzione della tensione e della corrente, oltre a configurare il giusto wattaggio e il numero di alimentatori. Nei progetti di illuminazione complessi, è comune utilizzare un mix di cablaggio in serie e in parallelo per le strisce LED.

Pertanto, la scelta finale del metodo di cablaggio dipende dalle specifiche dell'installazione. Se il progetto richiede lunghi segmenti di strisce LED con un'illuminazione uniforme, i collegamenti in parallelo saranno la scelta migliore. D'altra parte, in installazioni più piccole e compatte, un collegamento in serie può essere sufficiente e anche più economico. In entrambi i casi, la scelta corretta degli alimentatori e dei cablaggi per garantire un'alimentazione stabile e una lunga durata dell'illuminazione a LED è un requisito essenziale.

In conclusione

La scelta di cablare le strisce LED in serie o in parallelo dipende dai requisiti specifici del progetto. I circuiti in serie sono semplici, economici ed efficienti dal punto di vista energetico per le installazioni più piccole, mentre i circuiti in parallelo offrono maggiore affidabilità e una luminosità costante per i progetti più grandi.

Sia che si tratti di un progettista, di un installatore professionista o di un appassionato del fai-da-te, prendersi il tempo necessario per valutare le esigenze di alimentazione e la configurazione del cablaggio garantirà che le strisce LED brillino per gli anni a venire.

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