Merhabalar.

Bu yazıda sizlere şerit LED‘lerden bahsedeceğim. Şerit LED aydınlatması günlük hayatın her alanında; uzun süredir sayısız ev, araç, ofis ve endüstriyel uygulamalardan eğlence sektörüne, sanat ve tasarım dünyasından kişisel projelere kadar pek çok alanda kullanılıyor. Farklı uzunluklarda, yoğunluklarda, renklerde ve voltajlarda kullanılabilir ve uyumlu aksesuarların yanı sıra, kolayca soyulup yapıştırılabilen arkalıkları ile kolayca monte edilebilirler.

Uygulamanız için hangi şeridin doğru olduğuna karar vermekle uğraşıyorsanız, güç kaynağı veya aksesuar seçimi konusunda sıkıntılarınız veya şerit LED’lerin nasıl bağlanacağı konusunda sorularınız varsa doğru yerdesiniz. Buyrun başlayalım.

Şerit LED Nedir?

Şerit LED‘ler; küçük yüzeye sahip, LED’lere (ve diğer bileşenlere) sahip ince iletken devre bantlarıdır. Küçük LED ampullerin esnek ve ince bir şerit üstüne dizilmesiyle oluşturulurlar. Şerit LED’ler esnek kullanım alanlarına sahiptir. Ulaşılması zor alanlara ışık tutabilir, bükülebilen şeylere bağlanabilir, doğrusal olmayan şekillerin konturlarını takip edebilir ve hayal edebileceğiniz her renkte parlayabilir. Kendinden yapışkanlı olurlar ve metal, cam, ahşap gibi yüzeylere kolaylıkla yapıştırılabilirler. Kompakt boyutu, parlaklığı ve değişkenliği nedeniyle şerit ledlerle yapabileceğiniz dünya kadar şey vardır.

Genelde 1 metresinde 60 LED bulunur. Tek çipli ve üç çipli olanları vardır. Bununla beraber yaygın olarak tek çipli ve metresinde 60 LED bulunanları kullanılmaktadır. Metrede 30 LED bulunduran 3 çipli LED’ler de mevcuttur. Hemen hemen çoğu, 12 Volt DC akım ile beslendiğinden şerit LED için 220 Voltu 12 Volta düşüren adaptörler kullanılır.

Şerit LED Çeşitleri

Şerit LED çeşitlerinden bahsedersek bu sıralamayı farklı açılardan ele almak mümkün.

Şerit LED’lerin ışık güçlerini dikkate aldığımızda bunları;

• Tek çipli şerit LED
• Üç çipli şerit LED 

olarak gruplandırabiliriz.

İç ve dış mekan kullanımına uygunluk açısından şerit LED’leri;

• Silikonlu
• Silikonsuz

olarak ikiye ayırabiliriz.

Bu yazıda şerit LED’leri bu özellikler açısından size açıkladıktan sonra,

1. Analog Şerit LED’ler
   • Tek Renkli Şerit LED
   • RGB Şerit LED
2. Dijital (Adreslenebilir) Şerit LED’ler

başlıkları altında daha detaylı anlatacağım.

Şerit LED’leri ışık güçleri bakımından incelemeye başlayalım.

Biliyorsunuz ki şerit LED, SMD LED çiplerinin esnek bir pcb üstüne sıralanmasıdır. Bu SMD paketler, şerit LED’ler üzerindeki beyaz kutucuklardır. Bu kutucuklar içinde 1 adet çip varsa bu şerit LED’lere tek çipli, 3 adet çip varsa bunlara 3 çipli şerit LED diyoruz. Dolayısıyla 3 çipliler tek çiplilerden büyük kutucuklara sahip olacaktır. Aşağıdaki görselde de göreceksiniz.

3528 tek çiplidir. 5050 3 çiplidir. Bu sayılar SMD paketlerinin kenar ölçüleridir. Yani 3528 de 3.5mm bir kenarın, 2.8mm diğer kenarın ölçüsüdür. Bu durumda SMD paketi dikdörtgendir. 5050’de ise 5mm bir kenarın, 5mm diğer kenarın ölçüsüdür. Bu da tam bir karedir.

Görselde gördüğünüz şerit LED modellerinden başlıcalarını inceleyelim.

Tek çipli 3528 şerit LED

Metresinde 60 LED bulunur. 0,4 Amper akım çeker. 4,8 Watt güç tüketir. 12 Volt besleme kullanır. Kırmızı, yeşil, mavi, amber, beyaz, günışığı renk seçenekleri vardır.

Üç çipli 5050 şerit LED

Metresinde 30 LED bulunur. 0,7 Amper akım çeker. 8,4 Watt güç tüketir.  12 Volt besleme güç kullanır. Kırmızı, yeşil, mavi, RGB, beyaz, günışığı renk seçenekleri vardır.

Üç çipli 5050 şerit 60LED/m

Metresinde 60 LED bulunur. 1,5 Amper akım çeker. 18 Watt güç tüketir. 12 Volt besleme kullanır. Sadece beyaz renk seçeneği vardır.

Daha net anlamanız için şu şekilde de ifade etmek istiyorum.  3 çipli şerit LED’lerde paket içinde 3 çip olduğu için tek çipli şerit LED’lere göre 3 kat daha fazla aydınlatma gücüne sahiptir.

Şerit LED’lere iç ve dış mekan kullanımına uygunluk açısından bakalım.

Dış mekan için kullanılan şerit LED’lerin üzerindeki SMD paketlerinde silikon kaplama vardır. Bu kaplama, şerit LED’i mümkün olduğunca korur. En önemlisi oksitlenmeyi önlediği için şerit LED’in ömrünü uzatır. Kullanacağınız yer neresi olursa olsun şerit LED’inizin uzun ömürlü olması için silikonlu kullanmanızı öneririm.

Şerit LED’ler kafanızda çok daha netleşmiştir umarım. Şimdi bu konuyu bir de analog ve dijital (adreslenebilir) şerit LED’ler olarak ayırıp inceleyelim.

Analog Şerit LED

Analog Tek Renkli Şerit LED

Karşılaşacağınız şerit LED’lerin en yaygın türü analog şerit LED’lerdir. Bunlar tek veya çok renkli olabilir. Bu şerit LED türleri genellikle 12 V güç kullanır, ancak iki kez kontrol etmek isteyeceksiniz. Bazen de 5V olabilirler. Tek renk şerit LED’leri çeşitli renklerde bulabilirsiniz.

Çok renkli şerit LED’leri kullanmak biraz daha zor. Bunlar, görünür spektrumda renkler oluşturabilen, yüzeye monte çok renkli LED’lerden oluşur. Bu onları, oynamak için çok yönlü ve eğlenceli hale getirir.

Tek renkli şerit ledlerin çalıştırılması çok kolaydır. Biri 12V güç ve biri toprak için olmak üzere iki tel eki vardır. Bir güç kaynağına bağlandıklarında tek bir renk alırlar. Sadece şeride güç uygulayın ve LED’ler yanacaktır. 

Aşağıdaki görselde, üstte tek renkli LED’lerden oluşan bir şerit örneği (genellikle beyaz) göreceksiniz, ancak farklı renkler de satın alınabilir. Bunun altındaki, çok renkli bir şerittir (RGB iğnelerini farkedeceksiniz) ve bu da tüm şeridin rengini ayarlamanızı sağlar.

Bu şeritlerin her birinde (soldan sağa) ilk önce beyaz bir blok olarak LED’i, ardından da küçük bir arka blok olarak SMD direnci göreceksiniz.

Aşağıdaki örneklerin çalışması için 12V gereklidir.

Analog RGB Şerit LED

Analog şerit LED’lerin LED’leri paralel olarak bağlanır. Bütün şerit dev bir RGB LED olarak çalışır. Böylece, şeridinizi bir çok farklı renkte aydınlatabilirsiniz ancak LED’leri ayrı ayrı kontrol edemezsiniz. Şerit her seferinde sadece bir renk olabilir. Bu tür şerit LED’ler dijital olanlardan daha ucuzdur ve kullanımı daha kolaydır.

Dijital (Adreslenebilir) Şerit LED 

Dijital şerit LED’ler söz konusu olduğunda, her bir LED’i ayrı ayrı kontrol edebilirsiniz, bunlara ayrıca adreslenebilir şerit LED’ler de denir. Her bir LED rengini, parlaklığını ve açık veya kapalılık durumlarını seçebilirsiniz. Bu, her türlü çılgın ve harika efektleri yapmanızı sağlar. 

Örneğin; WS2812B LED’lerin LED’e doğru yerleşik bir IC’si (entegre devre, çip) vardır. Aşağıdaki şekilde göreceksiniz:

Bu entegre devre, tek telli bir arayüz üzerinde iletişime izin verir. Bu, mikro denetleyicinizin sadece bir dijital pinini kullanarak çok sayıda LED’i kontrol edebildiğiniz anlamına gelir. Bu şerit LED’lerin sadece üç iğnesi vardır: VCC, GND ve veri. VCC ve GND, şasiye güç uygulamak için kullanılır ve veri pini mikro denetleyicinize bağlanmalıdır.

Bu şerit LED’ler 5V veri sinyali gerektirir, böylece Arduino dijital pin üzerinden kontrol etmekte sorun yaşamazsınız. Bununla birlikte, şeridinizi Raspberry Pi veya 3.3V sinyal gönderen ESP8266 ile kullanarak kontrol etmek isterseniz, 3.3V veri sinyalini 5V veri sinyaline dönüştüren bir lojik seviye dönüştürücü modülü kullanabilirsiniz.

Şerit LED Güç Kaynağı (Trafo) Seçimi ve Bağlantısı

Şerit LED’ler, kurulum gerektiğinde geleneksel ampuller kadar basit değildir. Düşük voltajlı DC’de çalıştıkları için, 220V AC’yi (bulunduğunuz yere bağlı olarak değişir) şerit LED’lerin kullanabileceği voltaj sinyaline dönüştüren bir güç kaynağı aygıtına gereksinim duyarlar. Aşağıda, güç kaynağını seçmenize yardımcı olacak basit, 3 adımlı kılavuzu göreceksiniz.

Adım 1: Şerit LED voltajını belirleme

İlk adım, şerit LED voltajının ne olduğunu belirlemektir. Piyasada bulunan şerit LED’lerin çoğunluğu 12V DC’de çalışır. Diğerleri öncelikli olarak 24V DC ve 5V DC’dir. Örnek olarak Robotistan’ın üç çipli, RGB, SMD5050 olan bu ürününe baktığımızda, bu bilginin ürün açıklamasında listelenmiş olduğunu görüyoruz:

Hala emin değilseniz, bunu onaylamanın başka bir yolu ürün fotoğrafına bakmaktır. Çoğu LED şeridinde voltajın kaç olduğunu gösteren bir işaret bulunur.

Şerit LED’inizi başka bir yerden satın alacaksanız veya hali hazırda bulunan bir şerit LED’iniz varsa AC tarafındaki giriş voltajının ülkenizin voltajına uygun olduğunu doğrulayın.

Adım 2: Şerit LED’in güç çekişini belirleme

İlk adımı tamamladıktan sonra, şerit LED için güç veya akım yani watt (W) veya amper (A) özelliğine bakın. 

Örnekte gördüğünüz gibi şerit LED, toplam watt değerini metre başına 14.4 Watt olarak listelemiş. Yapacağınız alışverişlerde buraya iyi dikkat etmek isteyeceksiniz, çünkü makara başına 5 metreyse, metre başına 14.4W olduğuna göre buradaki güç çekişini 5 x 14.4W olarak hesaplamanız gerekecektir.

P = V x A formülünü kullanarak amper değerini hesaplayabiliriz; burada P, watt, V voltaj ve A amperdir. Yapmanız gereken hesaplama:

14.4 = 12 x A

A = 1.2 A

Elektriksel olarak, biz şimdi biliyoruz ki, bu LED şeridi, 12V başına, metre başına yaklaşık 14.4 Watt veya 1.2 Amper çekecektir.

Şimdi güç kaynağını kontrol edelim.

36W veya 3A derecesine sahip olan bir güç kaynağı düşünelim. Yine, P = V x A formülünü kullanırsak, şerit LED’in 12V güç kaynağına ihtiyaç duyduğunu doğrulamış olduk.

Bunun anlamı, bu güç kaynağının 36 Watt’a kadar veya 3.0 Ampere kadar güç sağlayabilmesidir.

Güç kaynağının kapasitesi, şerit LED’in güç çekişinden daha yüksek olduğu için, bu iki ürünün birlikte kullanılabileceği sonucuna varabiliriz.

Güç kaynağı watt ve amper değerleri, bazı insanları şaşırtabilir ve hatta korkutabilir. 24 Watt şerit LED’e, 36 Watt pompalayan bir güç kaynağının hasara neden olacağını varsaymak mantıklı olacaktır. Dahası, bir gün o şerit LED’i yarıya indirmeye karar verdiyseniz, 12 Watt’lık bir şerit LED’e mi çevirdiniz?

Bu yüzden yeterlilik ve kapasite kelimelerini vurgulamak istiyorum. Sadece bir güç kaynağının 36 Watt’lık bir değere sahip olması, bu kadar fazla güç sağlaması anlamına gelmez. Aksine, güç kaynağı ihtiyaç duyulduğu kadar artacaktır ve güç çekilişine bağlanmış olanı temel alır. Güç çekişi güç kaynağı kapasitesini aşarsa, o zaman güç kaynağı anormal çalışma ve hasarla karşılaşabilir.

Bu nedenle, bu güç kaynağı 0 Watt ila 36 Watt arasında çeken tüm şerit LED’lere güç sağlamak için kullanılabilecektir sonucuna varıyoruz.

Adım 3: Bağlantı yöntemini belirleme

Güç kaynağı, aşağıda gösterildiği gibi bir güç konektörü ile birlikte gelecektir:

Ürün özellikleri listelemesinde yine 2,5 mm barrel jack tipi konektöre sahip olduğunu göreceksiniz. Dikkatli olun, şerit LED fişleri bununla çalışmayabilir.

LED şerit makarasının şu şekilde bir DC fişi ile birlikte gelip gelmediğini öğrenin:

Eğer öyleyse, güç kaynağı fişiyle uyumlu olmalı. Sonuçta; güç kaynağını doğrudan bir ucundan duvara ve diğer ucunu şerit LED’e takabilirsiniz.

Öte yandan, şerit LED’inizi birden fazla parçaya ayırmayı düşünüyorsanız veya tüm makara, bunun gibi iki çıplak kabloyla (genellikle kırmızı ve siyah) geliyorsa:

Bu durumda, güç konektörünü güç kaynağından şerit LED’e bağlayabilen bir adaptör bulmanız gerekir. Daha sonra gevşek tel uçlarını adaptöre bağlayabilir ve bu da güç kaynağına takılabilir.

Yazıda şerit LED adaptörünün Amper değerinin nasıl hesaplanacağından bahsettik fakat yazı içinde kolayca bulmanız için ayrı bir başlık altında tekrar yazacağım.

Şerit LED Adaptörü Kaç Amper Olmalı? Hesaplama Yöntemi

Şerit LED’iniz için doğru güç kaynağını bulmanız, şeridinizi uygun bir parlaklıkla tutmak ve doğru şekilde çalışmasını sağlamak için önemlidir. Bilmeniz gereken uygun güç kaynağını bulmak için dikkat etmeniz gerekenleri toparlayalım.

Çalışma gerilimi: Çoğu LED şerit 5V, 12V veya 24V güç kaynağı ile çalışır. Bulmak için LED şeritinin data sheet’ini kontrol edin. Bazı şeritler, şerit kesme işaretlerinde işaretlenmiş çalışma voltajına sahiptir.

LED yoğunluğu: Metre başına ne kadar LED’inizin olduğunu bilmeniz gerektiği anlamına geliyor.

Şerit LED’in uzunluğu: Şeridin uzunluğunu bilmeniz kaç LED’i olacağını öğrenmek için gerekecektir.

Her LED için akım çekişi: Öğrenmek için datasheet’i kontrol edin.

Akımı bulmak istediğinizde buna bir çarpım işlemi kadar uzaktasınız:

Gereken akım = LED yoğunluğu x Şerit uzunluğu x Her led için akım çekişi

Şerit LED Nasıl Bağlanır?

İstediğimiz özelliklerde şerit LED’i temin ettikten sonra, LED’leri yakabilmek için piyasada kolaylıkla bulabileceğiniz bir trafoya ihtiyacınız olacak.

Bu trafolar 12V, yalnız akım kapasiteleri birbirinden farklıdır. Trafonun üretebileceği maksimum akım genellikle üzerinde etikette yazar. 

Uygun trafoyu seçtikten sonra trafoya 220V şehir şebekesini giriş olarak veriyoruz. Çıkıştan aldığımız 12V’u ise şerit LED’e bağlıyoruz.

Trafoda;

• L harfi ile gösterilen giriş, şebeke elektriğinin fazına,
• N harfi ile gösterilen giriş, şebekenin nötr’üne,
• Toprak sembölü ile gösterilen giriş ise toprağa yani GND’ye bağlanmalıdır.
• 12V çıkışı aldığımız V+, şerit LED’in (+) girişine (kırmızı kabloya)
• COM ise şerit LED’in (-) girişine (siyah kabloya) bağlanmalıdır.

Şerit LED ve Arduino Bağlantısı

SMD5050 Şerit LED ve Arduino Bağlantısı

Seçtiğiniz şerit LED’i aldıktan sonra, Arduino ile bağlantı kurma zamanı geldi. daha önce de bahsettiğim sıklıkla kullanılan SMD5050 örneği ile başlayalım.

Arduino’ya 12V şerit LED bağlamak için bir kaç bileşene ihtiyacınız olacak:

• 12V RGB şerit LED (SMD5050)
• Arduino Uno (uyumlu herhangi bir Arduino board’u kullanabilirsiniz)
• 3 x 10k Ohm Direnç
• 3 x  Lojik Seviye N Kanal MOSFET
• 1 x Breadboard
• Erkek-Erkek Jumper Kablolar
• 12V Güç Kaynağı

Mikro denetleyicinizden daha yüksek voltajlı bir şeyi kontrol ettiğinizde yanık kokusundan kaçınmak için yapabileceğiniz bazı şeyler vardır. Bunu yapmanın basit yollarından biri MOSFET kullanmaktır. Darbe genişliği modülasyonu (PWM) kullanarak kaynak bacakları arasındaki güç geçişini kontrol etmek mümkündür. LED şeridin her bir rengini MOSFET içinden geçirerek, LED şeridi üzerindeki her bir rengin parlaklığını kontrol edebilirsiniz. MOSFET’ler hakkında yeterli bilgiye sahip olmadığınızı düşünüyorsanız bu yazımıza bakabilirsiniz.

Devrenizi aşağıdaki şekilde ayarlayın:

• 9, 6 ve 5 numaralı Arduino pinlerini, MOSFET’in gate ayaklarına bağlayın ve her birinin ucuna 10K direnç bağlayın.
• Source ayaklarını GND’ye bağlayın.
• Drain ayaklarını şerit LED üzerindeki Yeşil, Kırmızı ve Mavi konektörlere bağlayın.
• Güç kablosunu şerit LED’in + 12V konektörüne bağlayın (yukarıdaki çizimde kablo renklerinin şerit LED’deki konektörlerin renkleri ile eşleşecek şekilde olduğuna dikkat edin)
• Arduino GND’sini breadboard’a bağlayın.
• 12V güç kaynağınızı breadboard’daki güç raylarına bağlayın.

Çoğu şerit LED’in bağlanması kolay konektörleri vardır. Eğer sizinki böyle değilse kabloları şerit LED’e lehimlemeniz gerekebilir. Lehimleme konusunda oldukça yeniyseniz panik yapmayın, bu kolay bir iştir ve ihtiyacınız olduğunda lehimlemeye başlamak için bir kılavuzumuz var. Buradan okuyabilirsiniz.

Bu proje için Arduino kartımızı USB ile güçlendireceğiz. VIN pinini kullanarak kartınızı güçlendirmeyi seçebilirsiniz, ancak bunu yapmadan önce kartınızın güç sınırlamalarını bildiğinizden emin olun.

Bu konuda örnek kodlu proje görmek istiyorsanız lütfen yorumlarda belirtin. 🙂

Yukarıda yaptığımız örnek proje, bu işe başlamak için basit bir yoldur, ancak eklemelerle yapılabilecekler genişletilebilir. Sadece bir kaç bileşenle kendi gündoğumu alarmınızı oluşturabilir, odaya girdiğinizde LED’lerinizi tetiklemek için herhangi bir düğme veya sensör kullanabilirsiniz. 

Şimdi SMD5050’lerden sonra WS2812B şerit LED’lere geçelim.

WS2812B Şerit LED ve Arduino Bağlantısı

Bu tip şeritler, onları çalıştırmak için daha az bileşen gerektirir ve kullanabileceğiniz bileşenlerin tam olarak ne gibi değerlere sahip olduğu konusunda bir kaç yol vardır. Aşağıdaki devre çiziminde bulunan kondansatör, 5V LED’lerin sabit bir güç kaynağına sahip olmasını sağlar. Direnç, Arduino’dan alınan veri sinyalinin herhangi bir parazitten arınmış olmasını sağlar.

Gerekli malzemeler:

•  WS2811 / 12 / 12B 5V şerit LED (her üç modelde de çipler bulunur ve aynı şekilde çalışır)
•  1 x Arduino Uno (veya benzer uyumlu kart)
• 1 x 220-440 Ohm Direnç (bu iki değer arasındaki herhangi bir değer iyi olacaktır)
• 1 x 100-1000 microFarad Kondansatör (bu iki değer arasındaki herhangi bir değer iyi olacaktır)
• Breadboard ve kablolar
• 5V güç kaynağı

Devreyi şemada gösterildiği gibi ayarlayın:

Kondansatörün bacaklarının doğru yönde olması gerektiğini unutmayın. Kondansatörün gövdesindeki eksi (-) işaretini arayarak hangi tarafın GND’ye bağlandığını anlayabilirsiniz. Bu sefer 5V güç kaynağını kullanarak Arduino’ya güç veriyoruz. Güç kaynağına takmadan önce kartınızın 5V güç alabildiğinden emin olun. Neredeyse tüm geliştirme kartları USB bağlantı noktası üzerinden 5V ile çalışır, ancak bazılarında güç girişi pinleri bazen voltaj düzenleyicileri atlayabilir ve onları yakabilir. Ayrıca, birden fazla ayrı güç kaynağının Arduino’ya bağlı olmadığından emin olmak iyi olacaktır. Harici bir güç kaynağı kullandığınızda USB kablosunu ayırın. 

Şimdilik şerit LED’ler hakkında anlatacaklarım bunlar. Kafanızı karıştıran soruları, proje önerilerinizi veya yazı hakkında fikirlerinizi paylaşmaktan çekinmeyin lütfen. Görüşmek üzere. 🙂