на чем работает светодиодная лента

Как выбрать светодиодную ленту

Применение светодиодных лент

Впервые появившись, светодиодные ленты сразу произвели фурор среди дизайнеров и архитекторов. Использование светодиодных лент позволяло создать световые эффекты, получить которые другими способами было очень сложно или вообще невозможно. Правда, позволить себе такой декор и освещение могли немногие – цены на первые светодиодные ленты начинались от нескольких тысяч рублей за погонный метр.

К счастью, развитие технологий снизило цены на светодиодные ленты в несколько раз, и теперь их можно встретить в любом интерьере.

Спектр применения светодиодных лент очень широк:

— основное освещение помещений;

— подсветка рабочих зон;

— подсветка витрин и стеллажей;

— декоративная подсветка элементов интерьера;

— дежурная и аварийная подсветка помещений;

— декоративная подсветка автомобилей;

— декоративная подсветка фасадов зданий.

Используемые во всех этих случаях ленты, разумеется, отличаются характеристиками и перед выбором светодиодной ленты следует определиться, в каких условиях и для каких целей она будет использоваться. Это позволит определить требования к ленте и совершить оптимальный выбор.

Конструкция светодиодной ленты.

Конструктивно светодиодные ленты различаются размерами светодиодов, количеством их на метр ленты и цветом светимости светодиодов.

Ленты с большой плотностью крупных светодиодов светят ярче, но стоят дороже. Кроме того, ленты различаются и качеством – как самих светодиодов, так и качеством их монтажа на ленту.

Пример некачественной светодиодной ленты

Если некачественный монтаж можно заметить невооруженным взглядом (и отказаться от покупки), то низкое качество светодиодов зачастую выявляется только после начала эксплуатации ленты – низкокачественные светодиоды могут мерцать или иметь разную яркость.

Смонтированная светодиодная лента с бракованными светодиодами

Также – из-за несоблюдения условий производства – срок службы светодиодов в таких лентах сильно различается и первые «провалы» в полосе света могут появиться уже после нескольких дней эксплуатации. Поскольку определить «на глаз» низкокачественные светодиоды невозможно, приходится ориентироваться на цену лены – низкая цена и отсутствие хотя бы годовой гарантии являются верными признаками низкокачественного изделия.

Особенности монтажа светодиодных лент.

Светодиоды на ленте собраны в группы по несколько штук и разрезать ленту можно только на стыке групп – эти участки обычно помечены пунктиром с изображением ножниц. Также на месте стыков присутствуют контактные площадки для пайки или подключения коннекторов – при резке на каждом куске ленты должны остаться контактные площадки одинакового размера. Если разрезать ленту в другом месте, то светодиоды разрезанной группы гореть не будут.

При монтаже ленты следует иметь в виду, что изгибать ленту малым радиусом (и особенно – на излом) не рекомендуется – это может привести к повреждению дорожек. Конкретные рекомендации иногда указаны на упаковке ленты, если же такой информации нет, то лучше ограничить радиус изгиба двумя сантиметрами. Если по каким-то причинам требуется изогнуть ленту под прямым или острым углом с нулевым радиусом, то лучше будет разрезать ленту в месте изгиба и соединить отрезки ленты коннекторами.

Светодиоды излучают тепло, хотя и в разы меньше, чем лампы накаливания. Но лампы накаливания высоких температур не боятся, чего не скажешь о светодиодах – воздействие (особенно продолжительное) высокой температуры многократно сокращает срок их службы. Поэтому светодиодной ленте необходимо обеспечить теплоотвод и производить её монтаж вдали от греющихся поверхностей.

Клеющий состав, которым покрыта обратная сторона ленты, со временем теряет свои свойства – поэтому при монтаже ленты не стоит полагаться только на клей. Особенно это актуально для тяжелых уличных лент, постоянно подвергающихся различным атмосферным воздействиям. Использование специальных желобов не только удержит ленту на своем месте, но и защитит светодиоды от механических повреждений.

Характеристики светодиодных лент.

Тип светодиода определяет его размер и яркость. Так, SMD3528 означает, что в ленте использованы светодиоды размером 3,5 х 2,8 мм. Наиболее распространены светодиоды типа 3528 и 5050, реже встречаются типы 5060, 5630 и 5730. Размер светодиода непосредственно связан с его яркостью, один светодиод SMD3528 дает световой поток примерно в 5 люмен, а SMD5050 – в три раза больше.

Количество светодиодов на 1 метр определяет суммарную яркость ленты и её мощность. Чем больше светодиодов на метр, тем ярче будет светить лента той же длины. Мощность на метр обычно указана на упаковке ленты, но если упаковка не сохранилась, то мощность можно определить, зная тип светодиодов и их количество на 1 метр:

Суммарная мощность ленты получается умножением удельной (мощность на метр) на длину ленты.

Интенсивность свечения каждого светодиода, вместе с их количеством определяют суммарную яркость ленты, которую можно определить, умножив длину ленты на яркость каждого светодиода и на количество светодиодов на метр. Так, 1 метр ленты SMD5050 120 LED с яркостью каждого светодиода в 15 Лм даст световой поток в 1800 Лм, что немного превышает световой поток 100-ваттной лампы накаливания.

Цвет свечениявыбирается из области применения ленты и используемого дизайнерского решения. Для основного освещения лучше выбирать белый цвет, холодный или теплый – дело вкуса. Для декоративных подсветок можно использовать и цветные ленты.

Особняком стоят RGB-ленты – цвет свечения их светодиодов задается RGB-контроллером и может варьироваться в широких пределах. Дешевые контроллеры предоставляют возможность выбора между несколькими определенными цветами, модели подороже позволяют плавно регулировать яркость и оттенок свечения ленты. Такие ленты расширяют возможности по декорированию интерьера, но имеют и свои недостатки:

— они значительно дороже одноцветных лент

— при увеличении длины более 5 метров требуют установки RGB-усилителей

Напряжение питания. Большинство светодиодных лент питаются от источника 12 В постоянного тока, соответственно, для подключения ленты потребуется блок питания. Мощность блока питания подбирается так, чтобы покрывать суммарную потребляемую мощность светодиодной ленты с некоторым запасом. Запас (рекомендуется около 20% от суммарной мощности) необходим на случай несоответствия реальной и предполагаемой мощностей блока питания или ленты. 220-вольтовые светодиодные ленты могут привлечь покупателя тем, что для них не требуется блок питания. Но, во-первых, напряжение им требуется постоянное и стабилизированное, поэтому просто включить такую ленту в розетку все равно не получится – требуется, как минимум, выпрямитель. Во-вторых, использование такой ленты в интерьерах повышает пожароопасность и опасность поражения электротоком – для интерьерных решений лучше выбирать низковольтные ленты.

Степень защиты от пыли и влаги. Уровень внутренней защиты большинства устройств определяется маркировкой IPXY, IP (Internal Protection – внутренняя защита), X – уровень защиты от твердых предметов и частиц, Y – уровень защиты от влаги.

Пыли и твердым предметам в светодиоды не проникнуть, поэтому первая цифра маркировки уровня защиты не очень важна. Другое дело – защита от влаги. Для интерьерного освещения в местах, не допускающих появления влаги, подойдет и нулевой уровень защиты, к примеру, IP20. Для освещения в ванной комнате уже потребуется уровень 6 или 7, т.е. IP66 или IP67. То же относится к декоративным подсветкам, монтируемым в пол. Для уличного освещения потребуется уровень защиты от влаги не менее 6 – IP66, IP67. Если же лента монтируется в местах возможного скопления и задерживания влаги, следует найти ленту, способную выдерживать продолжительный контакт с водой – с уровнем защиты IP68.

Ленты с высоким уровнем защиты намного дороже открытых – за счет покрытия их слоем силикона и за счет повышенных требований к светодиодам, так как теплоотвод в таких лентах затруднен.

Ширина ленты может оказаться важной при её монтаже в конструкционные пазы или в специальные желоба. Следует иметь в виду, что большинство желобов рассчитаны на ленту шириной 8-10 мм, и при покупке более широкой ленты подбирать соответствующий желоб. К примеру, большую ширину (за счет силиконовой оболочки) имеют влагозащищенные ленты.

В последнее время в продаже появилось много дешевых, но низкокачественных светодиодных лент с большим количеством бракованных светодиодов. Кроме низкой цены такие ленты отличаются отсутствием фасовки (идут в больших бухтах, от которых на месте продавцы отрезают куски требуемой длины), неизвестным производителем и отсутствием гарантии (максимум 2 недели). Надо ли говорить, что такая покупка ничего, кроме разочарования, её владельцу не принесет. Чтобы быть уверенным, что все светодиоды ленты без нареканий отработают свой срок, необходимо выбирать изделие от проверенного производителя и обязательно с гарантией.

Длина ленты на катушке варьируется от 3 до 25 метров и при выборе будет нелишним вычислить цену за метр ленты и ориентироваться уже на неё – это поможет совершить оптимальную покупку.

Варианты выбора.

Для основного освещения интерьеров следует лучше выбирать среди светодиодных лент белого цвета свечения с напряжением 12 В. Стоить такие ленты будут от 230 до 1550 рублей за катушку в зависимости от яркости и длины ленты.

Для эффектной декоративной подсветки можно выбрать разноцветную RGB-ленту по цене от 700 до 1400 рублей.

Для подсветки фасадов зданий лучше выбирать ленту с защитой от влаги, такие будут стоить от 2000 до 4400 рублей за катушку.

Источник

Какие бывают светодиодные ленты и как их выбрать

Применение светодиодных лент помогло существенно разнообразить дизайн интерьеров и архитектуры. Но не каждая СДЛ подойдет, например, для подводного освещения. Важно правильно выбрать LED ленту, учитывая её функции и характеристики.

Контурная подсветка интерьера

Что такое светодиодная лента

Светодиодная лента (СДЛ) – это светоизлучающая электрическая конструкция в виде гибкой печатной платы (ленты) с равномерно нанесенными на неё источниками света – светодиодами (LED) и ограничителями электрического тока – резисторами (сопротивлениями).

Глоссарий:

LED элемент, СД – светодиод.

Резистор – элемент электрической схемы, ограничивающий рабочий электрический ток.

Диэлектрик – материал не проводящий электрический ток.

RGB контроллер – устройство управления RGB лентой.

Микросхема – миниатюрное электронное устройство, позволяющее передавать и генерировать сигналы управления.

АКБ – аккумуляторная батарея.

SMD – светодиодный прибор, устанавливаемый на поверхность гибкой платы.

Гибкая плата – основание ленты, на которую наносятся led элементы.

Драйвер – устройство, источник рабочего электрического тока для светодиодной ленты.

Виды и типы светодиодных лент

Условно СДЛ делятся на виды, исходя из их функций и рабочих характеристик:

Монохромные

Монохромные (одноцветные) ленты характеризуются одним цветом свечения. Для достижения определенного свечения кристалл диода окрашивается в нужный цвет, что приводит к снижению яркости и напрямую сказывается на цене.

Зависимость палитры led элементов от их стоимости (указана средняя цена за 1 метр с аналогичными рабочими характеристиками):

Светодиодная лента белого цвета

СДЛ зеленого цвета

СДЛ красного цвета

Кристаллы с белым свечением возможно применять для основного освещения, т.к. они обладают более высокой яркостью. Цветные кристаллы имеют менее яркое свечение и применяются для контурного освещения дизайна.

RGB ленты

RGB лента – это разноцветная светодиодная лента, в конструкцию которой включен контроллер, отвечающий за цветовой поток, интенсивность свечения и режим работы.

Разные оттенки получаются суммарным свечением трех кристаллов основных цветов: синий, зеленый, красный. Контроллер регулирует интенсивность свечения каждого отдельного кристалла, в результате при суммарном смешивании цветов получаются различные оттенки. В зависимости от модификации контроллера можно получить от 3 до 16 млн. оттенков палитры, кроме чисто белого цвета.

Для возможности белого свечения применяется лента типа RGBW, которая содержит led элемент белого цвета. Отдельный «белый канал» также регулируется контроллером и может работать в самостоятельном белом режиме или в общей совокупности цветов, тем самым разнообразив палитру.

Стоимость за 1 метр от 200 руб. до 1600 руб.

Применяется для реализации дизайнерских решений, например, контурная подсветка рабочей или уличной зоны.

Пример RGB подсветки лестничного проема

Ленты «бегущий огонь»

Конструкция led ленты «бегущий огонь» состоит из микросхем и контроллера. У каждой группы диодов есть своя микросхема, которая управляет цветом и яркостью свечения каждого отдельного кристалла. Сигналы о «нужном параметре» на микросхему подает контроллер, который задает нужный эффект (бегущий огонь, мерцание, переливание определенных цветов).

Например, новогодние гирлянды, контурные подсветки в общественных заведениях.

Стоимость за 1 метр от 370 руб. до 1400 руб.

Ленты бокового свечения

Цилиндрические светодиоды прикрепляются вдоль края (бок) платы. За счет такого расположения световой поток распространяется вдоль плоскости, на которую прикреплена конструкция и не имеет ослепляющего эффекта.

СДЛ бокового свечения

Применяется для контурной подсветки рекламных щитов, вывесок названий, периметра плазменных панелей.

Стоимость за 1 метр от 450 руб. до 1600 руб.

Все рассмотренные виды можно разделить на два типа:

Открытые

Открытая светодиодная лента – это плата, конструкция которой не защищена специальной оболочкой. Кристаллы данной ленты могут быть любого цвета, оттенка, конструкции и т.д.

СДЛ открытого типа

Её детали находятся на открытой части, что приводит к быстрой поломке из-за внешнего механического воздействия, попадания пыли и влаги. Это обуславливает низкую цену от 70руб./м.

Применяется чаще всего в мебельной подсветке и декоративных частях интерьера. Для сохранения работоспособности и более широкой эксплуатации её укладывают в специальные защищенные каналы.

Герметичные

Герметичная лента – это открытая светодиодная лента с нанесенным на неё герметичным диэлектрическим составом. Такая конструкция защищает кристаллы, резисторы, проводящие части платы и увеличивает срок её эксплуатации.

Показатель защищенности IP XZ характеризует степень защиты конструкции от внешних частиц и твердых предметов (X), и влаги (Z). Чем выше показатели XZ, тем лучше защита.

СДЛ открытого типа имеет показатель IP20, герметичная – IP68.

Степени защищенности светодиодной ленты

От толщины нанесенного состава зависит степень защищенности:

Высокая степень защиты от влаги позволяет применять герметичные платы для подсветки бассейнов, водоемов, бань и сауны.

СДЛ герметичного типа

Стоимость за 1 метр составляет от 180 до 1600 руб.

Устройство

Конструкция монохромной светодиодной ленты

Конструкция монохромной светодиодной ленты:

Принципиальная электрическая схема led платы

Принципиальная электрическая схема led платы представляет собой параллельно соединенные участки. Каждый из участков состоит из трех SMD элементов и резистора, последовательно соединенных между собой. Вся цепочка запитывается от одного источника питания.

Принцип работы

Каждый из трех диодов потребляет напряжение 3,2 В, т.к. они соединены последовательно то для их питания необходимо 9,6 В. На указанный участок подается напряжение питания 12 В.

Для того, чтобы не произошло пробоя диодов в цепь включается ограничивающий резистор. Его значение выбирается таким образом, чтобы ток в цепи соответствовал рабочему току диодов.

При правильно собранной схеме светодиоды загораются при подаче напряжения (включения в сеть или от АКБ).

Характеристики светодиодных лент

Мощность СДЛ напрямую зависит от типа используемых CMD диодов и плотности их размещения (установленное количество на 1 метр).

Зная потребляемую мощность СДЛ можно выбрать мощность блока питания (БП), которая выбирается с учётом 20% запаса.

Светодиодные элементы работают от стабильного постоянного напряжения значением 12, 24 или 36 Вольт. Для получения такого уровня напряжения используется led-драйвер, который преобразует переменное напряжение 220 В в постоянное с необходимым уровнем рабочего напряжения.

Led драйвер на 24 В

Значение рабочего (питающего) напряжения указывается в характеристиках СДЛ. При подаче большего значения кристаллы выйдут из строя, при подаче меньшего – не загорятся или будут излучать тусклый свет.

Существует модификация СДЛ, работающей от сети 220 В. Её применение в домашних условиях не безопасно. Чаще всего такие СДЛ применяются в местах с высокой степенью защиты (например, декоративное уличное освещение).

Тип диода обозначается четырьмя цифрами XXYY, где XX – длина,
YY – ширина.

Например, SMD 3528 длиной 3,5 мм, ширина – 2,8 мм.

Подробнее о SMD-диодах можете узнать тут

Данная характеристика определяет количество кристаллов, установленных на 1 метре платы. Чем больше кристаллов, тем ярче СДЛ.

Распространены СДЛ с плотностью 30, 60 и 120 светодиодов на 1 погонный метр. Для подсветки применяют значение 30 и 60, для освещения – 60 и 120.

Плотность установки диодов

Плотность установки диодов

Цвет свечения СДЛ выбирается в зависимости от её назначения. Для локального освещения – белый цвет теплого или холодного оттенка, для дизайнерских решений – красный, синий, зеленый, желтый или многоцветная RGB лента.

Яркость СДЛ зависит от яркости каждого установленного диода, которая прямо пропорциональна его размеру. Т.е. чем больше размер кристалла, тем выше его свечение.

Яркость определяется как произведение длины СДЛ (в метрах) на количество установленных светодиодов (на 1 метре) и на значение яркости одного диода.

Ширина платы подбирается с учетом места её установки, как правило, это от 8 до 10 мм для эксплуатации в стандартных каналах и домашних условиях, от 10 до 20 мм – герметичные влагозащищенные СДЛ для улицы и эксплуатации под водой.

Длина платы рассчитывается по длине поверхности, на которой будет производиться установка. В стандартных катушках выпускается от 3 до 25 метров.

Цвет выбирается исходя из её назначения: прозрачный, белый, коричневый и серый цвета.

Для достижение необходимой длины СДЛ разрезается в специальных местах не разрывая схему подачи напряжения.

Обозначение места резки

Разрез проводится в местах окончания одного из блок-участков, для каждого типа СДЛ установлена своя кратность.

Маркировка

Маркировка СДЛ обязательно содержит информацию об источнике света, цвете свечения кристалла, вид выводов диодного чипа, размер корпуса, плотность установки led элементов, степень защиты.

Таблица маркировки светодиодных лент

Схемы подключения led лент

Схема подключения одной монохромной светодиодной ленты

Схема подключения одной монохромной СДЛ

К каждой паре возможно подключить одну СДЛ длиной не более 5 м, т.к. при большей длине увеличится ток нагрузки, что приведет к выходу из строя диодов.

Принцип действия: к БП подключается напряжение сети 220 В и питающие провода led платы с соблюдением полярности. Напряжение сети, проходя через БП понижается до значения рабочего напряжения (12, 24, 36 В) и преобразуется из переменного в постоянное. Далее рабочее напряжение поступает по питающим проводом на кристаллы, которые загораются.

Схема подключения RGB ленты:

Схема подключения rgb ленты

Принцип действия: к БП подключается напряжение сети 220 В и питающие провода красного и черного цвета, соединяющие БП с контроллером.

Питающее напряжение сети, проходя через блок питания понижается до значения рабочего напряжения (12, 24, 36 В) и преобразуется из переменного в постоянное. Далее рабочее напряжение поступает по четырем питающим проводам (красный, зеленый, синий и черный) на диодную плату. Каждый цвет кристалла получает питание по своей дорожке аналогичного цвета. СДЛ загорается оттенком установленным контроллером.

Схемы управления led лент

Управление схемами производиться с использованием:

Рассмотрим работу этих устройств на примере схемы подключения светодиодной ленты с диммером и усилителем:

Схема подключения СДЛ с диммером и усилителем

В схеме с усилителем и контроллером подобный принцип действия, разница лишь в том, что сигнал на RGB ленту передается каждому цвету по своей дорожке.

Как пользоваться светодиодной лентой

При использовании СДЛ важно правильно рассчитать мощность блока питания, контроллера, усилителя и подключить его к плате соблюдая полярность. На собранную схему, через подключенную в розетку вилку, подается напряжение, кристаллы загораются.

Существуют СДЛ со встроенным блоком питания (контроллером/усилителем). В этом случае достаточно подать напряжение путем подключения вилки в розетку. Диоды загораются.

Выбор светодиодной ленты

Важно знать мощность ленты, т.к. при её значении больше 10 Вт/м необходимо устанавливать дополнительный алюминиевый профиль по всей длине для теплоотвода. Это продлит срок службы диодов и защитит от перегрева.

Остальные показатели (цвет подложки и свечение, яркость) определяются «по вкусу» или дизайнерскому проекту.

Вывод

Использование СДЛ позволяет подчеркнуть предметы интерьера (лестницы, кухонные гарнитуры, потолки, выступы и т.д.) Их низкая цена и большой выбор видов позволяет создавать различные сценарии освещения.

При использовании конструкции с питанием от переменного напряжения 220 В необходимо соблюдать правила электробезопасности и максимально изолировать токоведущие части. Запрещено использование led элементов напряжением выше 12 В для подводного освещения.

Источник