W obliczu rosnącego ryzyka przerw w dostawie prądu wiele osób szuka prostego, niezawodnego i ekonomicznego rozwiązania na awaryjne oświetlenie pokoju. W tym wątku chciałbym przedstawić praktyczny i elastyczny system oświetlenia oparty na 12-woltowym pasku LED z regulacją jasności (ściemniaczem), który można zasilać na różne sposoby — od zwykłego zasilacza, przez powerbanki (zarówno z QC, jak i bez), aż po akumulatory ładowane z instalacji fotowoltaicznej.
Pokazany tu system jest znacznie bardziej praktyczny niż zwykłe gromadzenie większej ilości latarek i lampek, gdyż można go używać normalnie w codziennym życiu. Paski LED są coraz bardziej wszechobecne w naszych domach i wielu ludzi po prostu preferuje ten typ oświetlenia. Tu właśnie chciałbym z tego skorzystać.
Dodatkowym atutem prezentowanego rozwiązania jest kontrola nad poziomem jasności oświetlenia, czyli też siłą rzeczy nad zużyciem energii. Można wygodnie je dopasować do bieżącej sytuacji, przykładowo, na czas czytania zwiększamy poziom światła, a na czas odpoczynku go zmniejszamy, by oszczędzać energię.
Najpopularniejsze paski LED są zasilane napięciem 12V. Tak się akurat składa, że 12V to również napięcie dostępne z powerbanka wspierającego standard QC, który można wyzwolić za pomocą prostego układu QC trigger. Podobne napięcie występuje również w wielu akumulatorach.
Mając już tą wiedzę wystarczy zrobić tylko jeden mały krok do przodu i wpaść na pomysł, by po prostu móc przełączać nasz pasek między zasilaczem sieciowym 12V (normalny tryb pracy - gdy jest dostępny prąd) oraz zasilaniem awaryjnym (wybrane przez nas rozwiązanie).
Podstawa zestawu - pasek LED
Podstawą zestawu jest właśnie pasek LED, najlepiej na napięcie 12V, oczywiście mam tu na myśli napięcie stałe 12V (12V DC). Dostępne są w sprzedaży paski na inne napięcia, ale wydaje mi się, że są one mniej praktyczne i wszechstronne, tym bardziej, że cała idea polega na zasilaniu tego paska z różnych źródeł zasilania. Oprócz napięcia zasilania, przy zakupie trzeba zwrócić uwagę jeszcze na kilka rzeczy, takich jak:
- pobór mocy na metr - zależy on też od rodzaju diod LED oraz ich gęstości; na bazie tego dobierzemy potem zasilacz
- barwa światła - tutaj raczej wybieramy pomiędzy różnymi temperaturami bieli, do domu najlepiej sprawdza się ciepła biel (ok. 2700–3000K) lub neutralna (4000–4500K), zimna biel (6000K i więcej) może być zbyt "biurowa". Kolorów RGB bym raczej tu wcale nie rozważał
- warstwa ochronna (IP) – jeśli pasek ma być instalowany w miejscach narażonych na kurz lub wilgoć (np. łazienka, kuchnia, balkon), warto wybrać wariant z warstwą silikonową lub o klasie szczelności IP65 i wyższej
- łatwość cięcia i lutowania – niektóre paski mają wyraźne oznaczenia punktów cięcia oraz odpowiednio wyprowadzone pady do lutowania, co bardzo ułatwia dopasowanie długości i łączenie segmentów.
Zdjęcie przedstawia paski LED które na ten moment mam na stanie, jak widać są różne rodzaje i odcienie, każdy dopasuje coś dla siebie:
Pasek montujemy w dogodnym dla nas miejscu, pasek powinien być od spodu pokryty taśmą klejącą, ale montaż omówię szczegółowo w innym temacie.
Podłączenie paska
Cała zabawa polega na tym, by móc w razie potrzeby łatwo przełączyć pasek na inne zasilanie. Tak się akurat składa, że rozwiązanie tego problemu już istnieje - wiele produktów dla pasków LED opiera się o złącze DC Jack 2.1/5.5mm:
Tego typu włącznik jest do kupienia za jakieś 5 zł w naszym kraju, a można go również rozebrać i wykorzystać przewody ze złączami w inny sposób, np. dolutować do paska LED. Sam również mam niemałą kolekcję gniazd i wtyków zebraną przez lata też w tym celu:
Bardzo też lubię pokazany tu na zdjęciu konwerter wtyk/gniazdo DC jack na terminal śrubowy. Małe i przydatne. W razie potrzeby można szybko przełączyć pasek na inny zasilacz lub, no właśnie, na zasilanie awaryjne, np. z powerbanka lub akumulatora.
Kontrola jasności
Do kontroli poziomu oświetlenia służyć tutaj będzie prosty moduł ściemniacza. Taki ściemniacz wpinany jest w linię 12V, pomiędzy zasilacz a pasek, i reguluje jego jasność poprzez PWM (zmianę szerokości impulsu). Najprostszy ściemniacz opisywałem w temacie o Bowi 002066 12V 8A.
Popularne też są ściemniacze na WiFi bądź pilota, przykładowo taki od Tuya, ale ja wychodzę z założenia, że podstawą zakupu są przyciski. Jeśli taki ściemniacz nie ma przycisków i da się nim sterować tylko z WiFi/zdalnie/z pilota, to jest bezużyteczny, i trzeba albo mu zmienić firmware i dodać przyciski, albo wybrać inny model.
Działanie PWM też już kiedyś pokazywałem:
Bardziej ambitne osoby mogą samodzielnie wykonać ściemniacz. Można spojrzeć na moje konstrukcje oparte o mikrokontrolery PIC:
PIC12F1612 ściemniacz pasków LED z pamięcią EEPROM, użycie części ze złomu
PIC12F683 i SDCC - tutorial - tworzymy prosty ściemniacz (czytamy noty katalogowe)
Zasilanie z sieci
Zasilacz zamienia napięcie sieciowe (230V AC) na niskie napięcie stałe 12V dla paska LED. Zasilacz powinien zostać dobrany do konkretnego zestawu, a dokładniej wydajność prądowa zasilacza musi być większa niż to, co pobierze nasz cały zestaw, najlepiej ze sporym marginesem bezpieczeństwa. Przykładowo jeśli kupiliśmy 3 metry paska LED 9W/m, to potrzebujemy co najmniej 3*9W, 27W, a w praktyce dałbym zasilacz 40W (moc na wejściu zasilacza nie uwzględnia strat na samym zasilaczu, a dodatkowo rynek zalewają niskiej jakości, grzejące się zasilacze, a lepiej by nie pracowały długo na skraju swojej specyfikacji). Mały pasek LED można zasilić z mniejszego, uniwersalnego zasilacza DC 12V:
Można też kupić zasilacz przeznaczony do LEDów. Na forum prezentowałem już tego typu zasilacze:
Zasilacz meblowy LED ZL-M-12V-62 12V 5A 60W Koloren - wnętrze i krótki test
Wnętrze zasilacza LED MRS-350-24-S-C 350W 24V 14.6A
Zasilacz LED 12V 150W DS-150-12 Superior Driver - wnętrze, krótki test
Zasilacz LED 12V 5A 60W DS-60-12 Superior Driver - wnętrze, krótki test
Można też dokonać modyfikacji zasilacza o nieco innym napięciu. Udało mi się tak przerobić przykładowo zasilacz od laptopa:
Przeróbka zasilacza z laptopa 19V na zasilacz do paska LED 12V, napotkane problemy
Zasilanie z powerbanka ze wsparciem QC
Teraz rozważmy zasilanie awaryjne. Na początek najprostsza opcja - powerbank. Powerbank normalnie oferuje napięcie stałe 5V, od jakiegoś czasu jednak popularne staje się użycie złącza USB do podania wyższego napięcia w celu przyśpieszenia ładowania urządzeń. Pozwala na to m. in. standard QC, czyli quick charge. W ten sposób można pobrać z powerbanka 12V DC, czyli napięcie którego my potrzebujemy.
Potrzebny będzie nam jednak mały moduł - tzw. wyzwalacz QC. To on wpięty w port USB od powerbanka zakomunikuje mu, że chcemy napięcie nie 5V, lecz 12V. Moduł taki jest bardzo tani, można go kupić za kilka złotych. Napięcie ustawiamy przełącznikami DIP. Podłączamy go do powerbanka, jak trzeba to wybudzamy powerbank przyciskiem i gotowe:
Jeśli chcemy mieć większą kontrolę oraz wyświetlacz pokazujący napięcie, to można użyć też narzędzia QC Trigger z przyciskami. Opisywałem go szerzej tutaj: Minitest: Tester/wyzwalacz ładowarek QC 2.0 3.0 czyli 12V z USB
Przed użyciem powerbanka w ten sposób trzeba też zwyczajowo sprawdzić jego wydajność prądową. Tak jak z zasilaczem - power bank musi być w stanie dostarczyć co najmniej tyle prądu, ile nasz pasek będzie chciał pobrać. Należy poszukać informacji o wydajności prądowej naszego modelu w instrukcji bądź na jego obudowie. Przeciążony powerbank po prostu będzie się wyłączać, ale z tym też można sobie poradzić - po prostu zmniejszyć poziom jasności ściemniaczem i w ten sposób ograniczyć pobór prądu.
Od jakiegoś czasu testuję powerbanki, więc można zobaczyć jakie modele są sprawdzone:
Powerbank 40Ah z QC dający nawet 12V na wyjściu? Test modeli 40Ah, 20Ah, 10Ah
Test pojemności powerbanka JR-L002 10000 mAh Jelly 22,5 W z QC
Wielki powerbank 60Ah - PEA60 Romoss PEA601522142 - test pojemności oraz QC
Krótki test powerbanków Lynxer 30000mAh i 20000mAh 22.5W z QC
Test powerbanków Baseus - PPBD10K, PPBD20, PPBD30K - rzeczywiste pojemności
Zasilanie z powerbanka bez QC (dodatkowa przetwornica step up)
Nie wszystkie powerbanki jednak oferują standard QC. Kilka razy na forum też już komentowałem, że łatwo spotkać produkty reklamowane jako "szybko ładujące", ale nie wspierające standardu QC. Po prostu producenci i sprzedawcy lubią chwalić się "Szybkim Ładowaniem" które tak naprawdę jest tylko chwytem marketingowym a nie rzeczywistym wsparciem standardu QC...
W takiej sytuacji będziemy musieli jakoś zamienić 5V DC na 12V DC.
Bardzo ważne jest, by dobrać przetwornicę o odpowiedniej mocy - z dużym marginesem.
Zasilanie z akumulatora
Tego typu pasek LED można również zasilić bezpośrednio z akumulatora o napięciu znamionowym 12V. W praktyce napięcie akumulatora nie jest stałe, lecz ulega zmianom w zależności od stopnia jego naładowania — zazwyczaj waha się od około 11V (gdy jest rozładowany) do nawet 14V (przy pełnym naładowaniu i ładowaniu). Nasz pasek LED jest na 12V, więc siłą rzeczy przy pełnym akumulatorze popłynie przez niego nieco większy prąd, co będzie skutkować jego większą jasnością, grzaniem i potencjalnie skróci życie LEDów, ale nie jest to problem w sytuacji awaryjnej. Zawsze można nieco "dopomóc" LEDom zmieniając ustawienie ściemniacza albo ewentualnie dać w szereg kilka diod prostowniczych 1N4007 w celu obniżenia napięcia.
Do ładowania takiego akumulatora trzeba mieć prostownik, ale to już nieco wykracza poza ten temat:
Sam przewód od akumulatora (terminale i wtyk jack) warto sobie przygotować wcześniej.
Zasilanie z akumulatora (ładowanego z fotowoltaiki)
Mając już akumulator można iść o krok dalej i dodać malutki panel solarny wraz z kontrolerem ładowania. Od kilku lat testuję właśnie takie rozwiązanie i muszę przyznać, że nawet wersja "100W" (w praktyce 25W) w połączeniu z kilkoma małymi akumulatorami pozwala uruchomić w nocy oświetlenie LED a w dzień ładować urządzenia mobilne na działce, co szerzej opisywałem w
osobnym temacie panel 66x28cm "100W" z Chin .
Takie rozwiązanie pozwala już na m. in. regularne korzystanie z oświetlenia, o ile tylko za dnia słońce doładuje nam zestaw, jak również można w ten sposób ładować telefony, ale to już na inny wątek... (wtedy potrzeba mieć z kolei przetwornicę 12V -> 5V).
Podsumowując, moja propozycja to pasek LED ze ściemniaczem, normalnie zasilany z sieci, lecz pozwalający na ewentualne proste przełączenie na powerbank (z QC trigger 12V) lub akumulator (też 12V). Ma to następujące plusy:
+ koszt jest mały lub zerowy, zależy jak patrzymy, ale z paska LED można normalnie korzystać
+ pokazanego tu zestawu nie trzeba kupować specjalnie pod "prepping na apokalipsę", tylko można normalnie użytkować każdego dnia
+ ... a więc do całości można łatwo przekonać domowników, jest to praktyczniejsze niż kolekcja latarek w garażu
+ sam mam właśnie tego typu paski LED w kuchni, nad oknem, na szafie, itd., każdy ma złącze DC Jack, więc w razie potrzeby można dowolny przełączyć na zasilanie awaryjne
+ popularność powerbanków z QC zwiększa atrakcyjność zestawu, bo być może taki powerbank już mamy więc starczy dokupić sam wyzwalacz QC i można mieć gotowy "setup" na blackout
+ płynna kontrola poziomu jasności paska pozwala dobrać poziom oświetlenia i poboru energii do bieżących potrzeb
Jakie są zatem minusy takiego rozwiązania? Ciężko mi tu coś konkretnego wymienić, ale na pewno:
- instalacja paska LED może wymagać lutowania (jednorazowe przylutowanie przewodów do tego paska), a nie każdy ma lutownicę
- wersja z akumulatorem może nie być praktyczna, bo kto by trzymał akumulator (i jeszcze go ładował) czekając na blackout latami, ale to rozwiązuje mój pomysł z powerbankiem QC
Pokazane tu podejście stosuję w praktyce i to w różnych miejscach, co zresztą mogę nawet pokazać, choć moje podłączenie paska LED nie jest raczej estetyczne, to właściwie jest tymczasowe rozwiązanie które zostało na stałe. Na zdjęciu mój ściemniacz DIY z przyciskami i sterowaniem przez WiFi oraz mój drugi ściemniacz (tylko przyciskowy) z kuchni:
Zostaje kwestia kosztów - ceny są różne, ale metr paska LED można kupić za 5-10 zł, zasilacz 12V na przykładowo 2A za 10-20 zł, drobnica wyjdzie też kilkanaście złotych. Podstawowa konfiguracja po zsumowaniu nie przekroczy kosztu 50 zł, do tego trzeba doliczyć koszt powerbanku z QC i wyzwalacza QC (ten to grosze), więc pewnie kupując od 0 zmieścimy się z budżetem 150 zł, zależnie od pojemności powerbanka. To jest oczywiście skrajny przykład, bo pewnie zasilacz 12V jakiś mamy na stanie, podobnie jak przewody, a też liczę, że specjalnie pod ten projekt nie będziemy kupować powerbanku, bo raczej przyda się nam też on ogólnie...
Na koniec dodam, że bardziej typowa latarka, najlepiej taka ładowana z USB, też na pewno się przyda. Sam od lat korzystam z Nextool i jestem zadowolony.
A jakie Wy macie sposoby, plany, na oświetlenie na wypadek przerw w dostawie energii elektrycznej? Jesteście przygotowani na jedną lub dwie noce blackoutu, czy może liczycie, że Was to nie spotka?
PS: Ten temat obejmował poniekąd tylko oświetlenie, szykuję też materiał omawiający inne, równie ważne sprawy...
Fajne? Ranking DIY Pomogłem? Kup mi kawę.
od innych form energii
