Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроена светодиодная лента — принцип действия и схема

Как устроена светодиодная лента, что нужно знать при подключении

За последние годы светодиодная лента прочно заняла свое место на рынке осветительных приборов благодаря целой массе достоинств, которые позволяют использовать ее для создания подсветки в различных сферах человеческой деятельности.

Главным достоинством такого изделия является простота сборки и монтажа своими руками. Но чтобы это сделать, нужно знать устройство светодиодной ленты и принцип ее работы. При этом многие предпочитают делать вместе с ней систему управления для освещения. Разобраться в вопросе устройства изделия постарается помочь эта статья.

Где используется

Прибор управления

Контроллер и пульт

Многие люди для управления системой освещения и создания неповторимой игры света у себя дома очень часто используют светодиодные ленты. Но чтобы система управления с таким источником света заработала, необходимо дополнительное оборудование: контроллер и пульт дистанционного управления.

Сегодня без светодиодной ленты невозможно обойтись в следующих ситуациях:

  • создание на потолке скрытой подсветки;
  • ночное освещение рекламных щитов и витрин магазинов;
  • тюнинг автомобилей;
  • ночная подсветка дома;
  • создание романтической атмосферы и многое другое.

Светодиодная подсветка

Все это разнообразие основывается на широком ассортименте видов такого источника света.

Имеющееся разнообразие

Рынок осветительных приборов сегодня удивляет нас своим многообразием. Но если мы возьмем только ту часть, которая представлена исключительно светодиодными лентами, нам также будет на что посмотреть. На сегодняшний день самыми популярными являются следующие модели:

  • SMD 3528;
  • SMD 5050;

Кроме этого подобная продукция может иметь разный вольтаж: 12 вольт и 220 вольт. Для подключения изделия в 12 вольт к сети электропитания на 220 вольт обязательно необходимо использовать блок питания. Он позволит без лишних проблем подключить ленту на 12 вольт к стандартной сети в 220 вольт.
Знание того, как устроена лента дает возможность правильного управления ее световым потоком с помощью дополнительного оборудования. Рассмотрим отдельно каждый вид ленты в плане ее устройства.

Первая модель

Модель SMD 3528 – одна из самых популярных лент, которые сегодня широко используются в самых разнообразных областях. Устройство такой ленты простое и она легко подключается к блоку питания или контроллеру.
Устройство SMD (SLW) 3528 предполагает размещение в одном метре ленты 30 светодиодов. Они располагаются с интервалом в 33 мм. Схема такого устройства показана ниже.

Схема SND 3528

Каждый светодиод обладает яркостью в 5 Люменов при белом свечении. В результате яркость одного метра SMD 3528 составит 150 Люменов.
Светодиодная лента SMD 3528 может быть дополнительно защищена от негативного воздействия влаги специальным слоем силикона. С такой модификацией она может быть установлена в такие места, как на потолке в ванной комнате или кухне. При этом ее можно использовать даже в воде, например, для подсветки бассейнов.

Обратите внимание! При установке данного источника света необходимо помнить, что нарезку на куски нужной длины следует делать только в специально отведенных для этого местах. Для создания системы управления к ленте в местах контактов нужно будет припаять провода от дополнительного оборудования. Схема подключения здесь такая же, как и при соединении двух отрезков изделия.

Стоит отметить, что места разреза у влагозащищенных моделей SMD 3528 также снабжены силиконовой защитой.
В продаже имеется лента SMD (SLW) 3528 у которой на один метр приходится 60 светодиодов. В этом случае устройство имеет интервал между диодами в 17 мм. Следовательно, такая продукция характеризуется яркостью в два раза большей, чем предыдущий вариант.
Устройство данного типа состоит из следующих частей (схема приведена ниже):

  • металлическая подложка;
  • 3 провода, которые проходят внутри этой подложки. Из этих проводов один – общий минус»-«, второй – общий плюс «+» и третий – перемычка между светодиодами, входящих в состав блока.

Подключение лент к блоку питания

Каждый блок содержит три светодиода. Такое устройство обусловлено напряжением питания. При напряжении в 12 вольт на три последовательных соединенных светодиода приходится 4 вольта. Это является номинальным напряжением. Поэтому нарезка ленты происходит блочно – каждые три светодиода.

Вторая модель

Светодиодная лента модели SMD 5050 имеет совершенно иное устройство, нежели предыдущий вариант. Схема ее устройства имеет следующий вид.

Схема SMD 5050

Светодиодная лента

Отличие заключается в том, что здесь имеется другое количество диодов. Здесь в одном светодиоде есть три кристалла. Но на этом отличия не заканчиваются, так как кристаллы здесь имеют разное цветовое оформление. В SMD (SLW) 5050 используются три базовых цвета:

  • синий;
  • красный;
  • зеленый.

При этом светиться такое устройство будет одним цветом – соответственно красным, синим или зеленным. Но имеется и еще один вариант – свечение всеми тремя цветами сразу. В такой ситуации свечение получится белого цвета. Для управления яркостью и световым потоком можно использовать дополнительное оборудование. Для управления подключаем контролер и здесь уже можно фантазировать: сделать яркость одного кристалла минимальной, а двух остальных оставить на прежнем уровне и т.п.

Обратите внимание! Используя с лентой SMD 5050 контроллер можно получить световой поток до 16 млн. разнообразных вариаций оттенков.

Если вам нужно организовать подсветку на потолке с помощью SMD 5050, необходимо учитывать яркость свечения ленты. SMD 5050 имеет яркость в 12 люмен. Такая лента выдает яркость в три раза больше, чем можно получить при использовании других видов светодиодной продукции.
Как правило, модель 5050 имеет напряжение во все те же 12 вольт. Поэтому для нее также необходим блок питания для подключения к сети 220 вольт. Но есть модели, которые имеют напряжение в 220 вольт. Здесь блок питания не нужен, так как лента с сетью будут иметь одно напряжение. Но SMD 5050 в 220 вольт используют реже, чем 12-вольтные.

Подключение

Светодиодные модели SMD 3528 или 5050 подключаются к контроллеру для управления светом по одной и той же схеме, как при подключении 12-вольтной ленты к сети в 220 вольт. В данном случае следует подключить блок питания, который сделает возможным понижение напряжения до 12 вольт Эта схема показана внизу.

Подключение ленты

Точка для разреза ленты

В мотке изделия идут по 5 метров. Поэтому очень часто их следует нарезать, чтобы прикрепить, например, к мебели. Впоследствии эти кусочки любо соединяются друг с другом, либо прикрепляются к блоку питания (для подключения к сети в 220 вольт) или контроллеру. Поэтому рассмотрение схемы подключения начнем с процедуры подготовки источника света.
Схема подключения реализуется следующим образом:

  • отмеряем требуемый участок ленты и отрезаем в строго отведенном для этого месте;

Обратите внимание! Длина требуемого отрезка изделия определяется тем, куда вы намерены его прикрепить.

Подключение ленты

Припаянные провода

  • после разрезания провода, которые следует подключать к источнику света, нужно зачистить на концах;
  • к контактным площадкам, которые появились на конце ленты, следует подсоединить провода. Для этого при помощи паяльника и паяльного набора (канифоль и олово) припаиваем провода к контактным площадкам;
  • после того как провода, в строгом соответствии со своим знаком («-» и «+»), были припаяны к контактным площадкам, проводим обработку рабочей поверхности;
  • затем необходима изоляция контактов. Если изоляция будет плохой, то возникает риск короткого замыкания, и осветительный прибор в дальнейшем будет работать некорректно и недолговечно.

Отдельно стоит отметить, что самым простым способом подсоединения проводов будет использование специального LED коннектора. Это так называемый механический способ.

Коннектор для ленты

Такой коннектор достаточно просто приложить к контактным площадкам (контакты обоих изделий должны обязательно совпадать) и захлопнуть крышку. Вот и все, нет необходимости в работе с канифолью и оловом.

Обратите внимание! Использование LED коннектора – дорогое удовольствие. По цене один такой контакт обойдется вам примерно как полметра светодиодной ленты. А она сама по себе не самое дешевое приобретение.

Поэтому старый способ паяния контактов на сегодняшний день остается более чем востребованным и актуальным.

Заключение

Прежде чем выбирать светодиодную ленту для создания подсветки на потолке или в любом другом месте дома, необходимо четко понимать различия в устройстве двух основных видов светодиодной продукции. При этом также стоит обратить внимание на то, что напряженность источника света и электросети, которая имеется у каждого из нас дома, обычно отличаются. Поэтому вам в этой ситуации понадобится качественный блок питания, а если вы хотите управлять цветом освещения помещений, необходимо дополнительно приобрести контроллер и пульт дистанционного управления.
Соблюдая правила подключения светодиодной продукции обоих типов к блоку питания и контроллеру, вы сможете создать у себя дома неповторимую игру света, красок и теней.

Как устроена светодиодная лента — принцип действия и схема

Декоративное освещение помещений и отдельных участков уличных пространств организуется самыми различными способами. Один из них – использование современных светодиодных лент, работающих от пониженных напряжений (12 и 24 Вольта). Эффективность их применения зависит от правильности выбора модели и характеристик конкретного изделия, монтируемого в нужном месте. Для их подключения к блоку питания (БП) потребуется учесть тип подсветки, общую мощность потребления, а также необходимый запас по этому параметру.

Описание, принцип работы и конструкция светодиодной ленты

Светодиодные ленты – это гибкие печатные платы с размещенными на равном удалении полупроводниковыми элементами. На них также монтируются миниатюрные резисторы, ограничивающие протекающий через полупроводники ток. Изготавливаются эти изделия по хорошо известным технологиям SMD и DIP. Первая из них наиболее распространена в области светового оформления интерьеров, поскольку предполагает поверхностный монтаж осветительных элементов.

В аббревиатуре каждого из них указаны тип и размеры полупроводника. Маркировка SMD 3528, к примеру, соответствует электронному кристаллу с рабочими размерами 3,5 и 2,8 мм. Ширина ленточного основания составляет 0,8-2,0 см, а ее толщина вместе с диодами равна 0,2-0,3 см.

В основу функционирования ленточных осветительных элементов заложен принцип последовательного включения точечных источников (LED светодиодов) в шлейф нужной длины. В простейших изделиях в монохромном исполнении в состав ленточки входят однотипные элементы, питание на которые подается со специального блока.

Величина питающего напряжения светодиодных лент обычно составляет не более 12 Вольт.

Понять принцип работы поможет знакомство с устройством этого гибкого осветительного изделия.

Конструкция

Конструкция и схема светодиодной ленты 12 Вольт отличаются своей простотой и надежностью, поскольку содержат всего несколько элементов. В них входят сами светодиоды, включенные шлейфом в виде ленточной цепочки, и ограничивающие резисторы в расчете один на 3 диода. Через каждые три элемента предусмотрены медные контактные пятачки, используемые, если кусок нужной длины отрезается от рулона в этом месте. При подключении светодиодных изделий обязательно соблюдение полярности, указываемой сбоку на ленточке вместе с обозначением величины питающего напряжения.

В более сложных и привлекательных конструкциях применяются трехцветные светодиодные изделия, позволяющие получать оригинальные сочетания основных спектральных цветов (красного, синего и зеленого). Для управления их комбинациями применяются специальные электронные устройства – контроллеры.

Преимущества и недостатки

Достоинства и недостатки светодиодных лент следует рассматривать с привязкой к их назначению и виду. Для монохромных изделий, чаще всего применяемых в качестве подсветки ограниченных зон или труднодоступных мест, заявленные производителем преимущества выражаются в следующем:

  • низкое энергопотребление;
  • небольшие размеры ленточки, почти не занимающей места в рабочей зоне;
  • возможность регулировки освещенности путем изменения общей длины шлейфа;
  • сравнительно низкая стоимость без учета блока питания.

Некоторые достоинства достигаются за счет ограничений, характерных для других показателей. Небольшие размеры, в частности, являются причиной недостаточной освещенности. Необходимость в пониженном напряжении приводит к дополнительным расходам на приобретении блока питания или мощного источника тока. То же самое отмечается и у трехцветных декоративных ленточек, когда за положительный эффект игры красок приходится расплачиваться высокой стоимостью контроллера RGB или специального сетевого модуля.

Источники питания для светодиодных лент 12 Вольт

В качестве источников питания светодиодных лент 12 Вольт традиционно используются фирменные блоки питания, предназначенные специально для этих целей. Рядом отечественных и зарубежных производителей разработана целая линейка схожих по конструкции устройств, отличающихся только выходной мощностью.

Все эти модели рассчитаны на включение различного количества монохромных светодиодных элементов (ленточек различной длины).

Для светодиодных лент 12 Вольт мощность на метр длины – это основной параметр, определяющий их выбор для конкретных целей. Его значение зависит от количества и типа используемых в ленте светодиодов. Для изделий марки SMD 3528, например, размещенные на одном метре 60 диодов потребляют суммарную мощность в 4,8 Ватта. Отсюда следует, что для работы 5-метровой ленты со светодиодами этого типа потребуется 24 Ватта. Поскольку БП выбирается всегда с небольшим запасом, в данном случае подойдет питающее устройство с заявленной мощностью порядка 32 Ватта. С учетом этих особенностей выбора нужного показателя максимальное его значение может достигать сотен Ватт и более.

Области применения LED лент

Основная функция LED-устройств – организация искусственного освещения в конкретном помещении или за пределами строения. В данном случае светодиодная лента подменяет обычные лампочки, располагаясь по периметру потолка или в заранее размеченной зоне. Подобный подход к декорированию свободных пространств позволяет улучшить качество световой картины и равномерно осветить обслуживаемые объекты. Благодаря этому удается повысить комфортность пребывания людей в местах отдыха или в рабочей зоне.

Обычно для этих целей применяются ленты с элементами повышенной яркости, отличающиеся теплым белым свечением. Использование маломощных осветительных устройств, даже если они равномерно распределены по всему периметру, потребует установки дополнительного светильника.

В ряде случаев возможно отклонение от основного профиля. Это касается ситуации, когда элементы, входящие в осветительную ленточку, подходят для установки в автомобильные фары.

Использование в декоративных целях

Современные осветительные LED приборы пользуются большой популярностью в практике декорирования и широко применяются в следующих областях:

  • подсветка полок, строительных ниш и лестниц;
  • архитектурное зонирование рабочих пространств;
  • подсвечивание элементов ландшафтных зон, с имеющимися на них клумбами и деревьями;
  • декорирование фасадов зданий, а также отдельных архитектурных деталей.

Помимо этого к их помощи прибегают при необходимости акцентирования внимания на элементах окружающей обстановки: мебели, зеркалах, картинах и других предметах. Для удовлетворения постоянного спроса производителями разработано множество разновидностей светодиодных лент, в которых предусмотрены различные визуальные эффекты.

Одно из возможных применений led-изделий – использование в маркетинговых целях. Оригинальность исполнения трехцветных LED приборов способствует привлечению внимания потенциального покупателя. Они широко используются при оформлении внутренних пространств торговых залов, а также размещаемых на улице рекламных конструкций.

Устройство и подключение светодиодной ленты на 12 В

Светодиоды небольшие по размерам и потребляют минимальное количество тока. По этой причине их можно разместить на тонких, узких, гибких платах. Это удачная конструкция, подходящая не только для подсветки, но и для основного освещения. Устройство светодиодной ленты, питающейся от блока на 12 вольт, не сложное, если имеется минимум знаний о чипах, из которых она изготовлена.

  • 3.1 Таблица основных характеристик светодиодных лент на напряжение 12 В

Виды диодной ленты

Светодиодные полосы классифицируются по различным признакам:

  • цвету;
  • температуре цвета;
  • виду диодов;
  • плотности элементов;
  • направленности светового потока;
  • уровню защиты.

В зависимости от цвета эти изделия делятся на одно- и многоцветные. Первый тип производится из элементов одного типа, используется 6 цветов, у белого цвета несколько оттенков (синеватый, нейтральный, теплый желтоватый). Эти изделия по цене самые доступные, подходят для подсветки навесных конструкций, лестниц, полок, ниш.

Справка! Выпускаются светодиодные полосы с ультрафиолетовым и инфракрасным излучением для медицинских учреждений и подсветки растений в оранжереях и теплицах.

Многоцветные полосы (RGB) изготовлены из диодов с тремя кристаллами. Цвет излучаемого света меняется при помощи специального контроллера. Он дает возможность управлять яркостью и цветностью автоматически, включать и выключать систему подсветки дистанционно.

Особый вид многоцветных светодиодных лент – RGBW. В них вместе с цветными светодиодами устанавливаются белые с холодным свечением. Белый канал используется для смягчения цветного свечения или отдельно.

Предлагаются так же светодиодные полосы MIX, состоящие из белых диодов, излучающих различные оттенки (от теплого желтоватого до холодного синеватого). Меняя яркость свечения отдельных каналов меняется цветовая температура излучения. Более современный вариант – изделие D-MIX, позволяющее создавать оттенки, идеальные по однородности.

В барах, ресторанах, рекламных щитах используются полосы с контроллером «Бегущий огонь», позволяющим создавать сложные динамические и световые эффекты. RGB-лента Pixel Light управляется контроллером, управляющим каждым светодиодом при создании 2D видеоэффектов.

По способу установки чипов ленты делятся на DIP и SMD. Первые состоят из цилиндрических диодов с различным диаметром, оснащенных двумя длинными выводами. Готовое изделие выглядит как цепочка небольших цилиндров. Этот вид подсветки используется в вывесках и для тюнинга транспортных средств.

SMD и резисторы устанавливаются на плату. Готовые изделия плоские, самые популярные SMD 3528 и 5050 белого цвета. К поверхности светодиодная полоса крепится при помощи липкой ленты на изнаночной стороне.

На метре стандартной светодиодной ленты на 12 вольт 30 или 60 чипов. При увеличении плотности в 2 раза в маркировке изделия указывается «х2». Если элементы размещены в 2 ряда, ставится маркировка «2х2», плотность возрастает до 120 или 240 элементов на метр.

Справка! Встречаются светодиодные полосы, на которых диоды размещены в 3 и 4 ряда. Для предотвращения перегрева они монтируются подложки из меди.

Направленность свечения зависит от расположения диодных элементов на плате. Фронтальные изделия излучают свет перпендикулярно плоскости под углом 120 градусов. При торцевом размещении чипов свет излучается вдоль платы (под углом 90 градусов). Для изготовления полос с боковым свечением используются элементы DIP и SMD 335.

Степень защиты в маркировке обозначается буквами «IP» и цифрами. Первая – защищенность от проникновения посторонних предметов, вторая – от влаги (00 ставится на изделия, у которых защита полностью отсутствует). Для жилых помещений используются полосы с цифрой 20. Для использования на улице нужно купить изделие с цифрой 43, для ванной, сауны, бассейна – 65 или 67.

То, как подсветка будет выглядеть после выключения, зависит от цвета основы. Она бывает прозрачная, белая, серая, коричневая, черная.

Устройство и схема светодиодной ленты

Светодиодная лента – это гибкая, узкая плата, которая состоит из множества небольших кусочков, на каждом из них установлены 3 диода и 1 резистор. В торговую сеть чаще всего поставляются отрезки по 5 метров, их можно резать и наращивать.

Размеры светодиодов SMD;

  • 2х1,2 мм – 2012 – для тонких полос;
  • 3х1 мм – 3010 – для тонких полос;
  • 3,2х1,6 – 3216 – для плат с боковым свечением;
  • 3х2 мм – 3020 – для узких полос;
  • 3,5х2,8 – 3528 – для стандартных полос;
  • 5х5 мм -= 5050 (5060) – для изготовления мощных источников.

Линии разреза указываются изображением ножниц. Кратность резки: 5 см для SMD 3528 и 10 см для SMD 5050.

Внимание! Led-ленты с питанием от 220 В состоят из кусочков, на которых размещено 60 диодов. Кратность резки 50 см (плотность 120 чипов на метре) или 1 м (плотность 60 чипов на метре).

Основные параметры

При выборе учитываются 3 главных параметра: ток, мощность питания и падение напряжения.

Чаще всего светодиодные источники света подключаются к электросети через блоки питания на 12, 24 или 36 вольт. Приборы для 220 В встречаются редко, поставляются с питающим кабелем, в который встроен стабилизатор и диодный мост.

Таблица основных характеристик светодиодных лент на напряжение 12 В

Мощность должна быть указана в маркировке в ваттах на погонный метр (реже – на бобину). Значение зависит от вида светодиодов и плотности размещения. Для изделий на 12 вольт существуют таблицы стандартных значений.

Основные технические характеристики светодиодных лент на 12 вольт:

Вид СМДТок одного элемента (мА)Напряжение (В)Мощность элемента (Вт)Плотность (ед./м)Мощность погонного метра (Вт)
352820-252,8-3,40,06604,8
1209,6
24016,8-19,2
5050603,20,2307,2
6014,4-15
12025-28
56300,53,1-4140-150304200-4500
608400-9000
573012,9-3,5150-300609000-18000
12018000-36000
3014302,1-3,4660360
12120720
242401440
3020202,1-3,40,26012
4014602,8-3,40,26012
402015060,56030
45306002,9-3,80,16609,6
28351502,9-3,30,2609,6
12019,2

Важно! Существуют ленты на основе SMD 5630 и SMD 5730 с плотностью 48, 72, 144 ед./м.

Подключение светодиодной ленты 12 вольт через блок питания

Чаще всего светодиодная лента подключается к сети через блок питания на 12 вольт (реже 24 или 36 вольт). Если необходимо создать световые эффекты или регулировать интенсивность свечения, в схему дополнительно включается контроллер. При покупке блока нужно обратить внимание на мощность, указанную на упаковке.

Чаще всего требуется резка по размерам, соответствующим поверхности, на которую прибор будет установлен. Во время работы остаются отрезки различной длины, их нужно соединить правильно. Самый простой способ – LED коннекторы, к которым прикладываются контакты, потом защелкивается крышка. Если отрезков много, не каждого устраивает стоимость этих элементов.

Пайка дешевле и надежнее. Жало паяльника должно быть шириной 2 мм. Спаиваемые поверхности нужно залудить (покрыть слоем припоя) с обеих сторон. Для этого отклеивается липкая лента. Одна контактная площадка накладывается на другую, перекрытие примерно 3 мм. Для спайки необходимо прогреть их паяльником.

Другой вариант – спаивание с проводами (сечение 0,8 мм). Медные провода нарезаются на куски требуемой длины, с концов на 8-10 мм снимается изоляция, после залуживания лишние 5-7 мм срезаются. Концы проводов прикладываются к залуженным контактным площадкам, при касании паяльником получается красивая пайка.

Внимание! После присоединения всех проводов функциональность проверяется мультиметром, потом желательно места пайки заизолировать.

На корпусе блока питания на 12 вольт всегда имеется табличка с описанием технических характеристик.

  • L и N– подключение к сети;
  • FG – заземление;
  • 3 G – соединены в корпусе, для подключения минуса ленты;
  • 3 V+ – соединены в корпусе, для подключения плюса ленты.

Провода припаиваются так же, как при сращивании, но концы лучше закрутить колечком. Провода сетевого шнура во время пайки можно менять местами, провод заземления присоединяется к соответствующей клемме.

Если подключается несколько отрезков, провода с одинаковой полярностью припаиваются к одной клемме.

Если нужно подключить к блоку на 12 вольт много коротких отрезков, расположенных от него на значительном расстоянии, прокладывается магистральная проводка. Отрезки к ней присоединяются любым удобным способом (клеммными колодками, разъемами, пайкой).

При создании системы из отрезков с разной мощностью они подключаются в любом порядке, последовательно или параллельно. Главное, чтобы суммарная длина не превышала 5-и метров.

Важно! RGB лента к контроллеру подключается при помощи разъемного соединения.

Для двух или более многоцветных лент может оказаться недостаточно одного блока на 12 вольт и одного контроллера. Чтобы снизить нагрузку, в схему включаются усилители. Они устанавливаются между отрезками, чтобы обеспечить равномерность свечения.

Если плотность элементов на полосе большая, во время работы возможен перегрев. Для крепления требуется алюминиевый профиль, отводящий тепло.

Пример расчета блока питания для светодиодной ленты

Мощность блока питания на 12 вольт должна быть больше мощности источника света. Покупать оборудование с запасом не стоит – деньги будут потрачены зря.

Перед походом в магазин желательно провести расчеты с учетом:

  • вида изделия;
  • протяженности;
  • мощности 1-го метра;
  • напряжения.

Чтобы определить мощность всей ленты, нужно показатель на метр умножить на длину, поправочный коэффициент 1,2% и запас 20-25%. Если сипользуется контроллер, желательно добавить еще несколько ватт.

Пример

Полоса из SMD 5050 18 метров, на одном метре 30 светодиодов (всего получается 540). Стандартный ток (по таблице) 0,02 А, для всей длины 0,02*540=10,8 А. Так как каждые 3 диода соединены последовательно с резистором, ток можно уменьшить в 3 раза: 10,8/3=3,6 А. Вс каждом чипе SMD5050 3 кристалла, полученный результат умножается на 3, то есть, снова получается 10,8 А.

Мощность: 10,8 А*12 В=130 Вт. Окончательный результат:

130 + (130*0,20) + (130*0,012)=130 + 26 + 1,56=157,56 Вт

Если использовать таблицу, расчеты можно провести быстрее – мощность метра умножить на длину, потом на 1,2.

Внимание! Но этот метод используется только в том случае, если полоса качественная, указанные в таблице цифры соответствуют реальным. При покупке изделия от неизвестного китайского производителя значение может отличаться от стандартного до двух раз. На такое же значение будет снижен поток света.

Основные выводы

Перед покупкой желательно определить, какие функции будет выполнять светодиодная лента на 12 вольт и на каком месте будет установлена. В хорошем магазине при необходимости можно получить консультацию. Для основной системы освещения источник должен обладать средней мощностью и яркостью. Если выбирается изделие с высокой мощностью, нужно позаботиться о покупке алюминиевой подложки.

Установку лучше всего приурочить к ремонту, чтобы заранее определиться с местами крепления. При необходимости в мощном блоке питания на 12 вольт следует учесть, что потребуется дополнительная система охлаждения, при работе которой возникает шум. Если такой вариант не подходит, следует разделить ленту так, чтобы можно было подключить отдельные отрезки к нескольким блокам на 12 вольт. Для многоцветного источника требуется контроллер, усилитель и пульт управления. Для этого оборудования нужно предусмотреть место на стадии проектирования.

Желательно спросить у продавца сертификат качества и прочесть описание. Не стоит покупать дешевую продукцию – она служит недолго. На данный момент светодиодная система освещения не является стопроцентно надежной, поэтому при монтаже нужно предусмотреть возможность быстрой замены.

Зная, как устроена светодиодная полоса, и ее принцип работы, возникающие вво время эксплуатации неисправности можно устранить самостоятельно:

  • если источник не горит, горит тускло или мигает, при достаточной мощности блока следует проверить правильность подключения фазы и ноля;
  • при тусклом горении отдельного участка или всего изделия, чаще всего недостаточно мощности у блока;
  • мигание вызывает плохой контакт, поэтому необходимо проверить все разъемы и спайки.

Утверждение, что светодиодные ленты во время работы не перегреваются, не верное. Если они длинные и чипы расположены плотно, при недостаточном отводе тепла пайка «плывет», контакты разбалтываются. Чтобы избежать подобной неприятности, при монтаже лучше использовать монтажные каналы из металла.

Виды светодиодных лент — устройство и особенности работы

Появление светодиодных осветительных приборов произвело революцию на рынке светотехники. И дело не только в сверхнизком, по сравнению с лампой накаливания, потреблении электроэнергии. Светоизлучающие кристаллы обладают небольшими габаритами, поэтому из них можно комбинировать источники света различной формы. Широкое распространение получили гибкие приборы в виде светящихся лент.

Как устроена LED-лента и принцип ее работы

Принцип работы ленты, как и любого LED-светильника, основан на способности полупроводниковых p-n переходов излучать при прохождении тока. Частота излучения может лежать в инфракрасном, видимом или ультрафиолетовом участке. Таким способом можно получить монохромное свечение, но не белый цвет, который является смесью цветов видимого участка спектра. Прорывом стала разработка LED, в которых светоизлучающим компонентом стало покрытие из люминофорного вещества. Его свечение инициируется за счет излучения p-n перехода, которое не обязательно должно быть видимым (обычно УФ-свечение). Это резко расширило область применения LED-светильников и с этого началось их триумфальное распространение.

Популярность гибких светильников основана на возможностях их применения. Такой прибор можно закрепить в самых разных местах с любой конфигурацией. Устройство светодиодной ленты несложно. На гибкую основу различной толщины нанесены группы светодиодов с гасящими резисторами или с адресными микросхемами. Вдоль полотна идут шины питания, с двух сторон заканчивающиеся контактными площадками. На другую сторону многие производители наносят клеевой слой для упрощения монтажа.

Различные типы гибких светильников

Полотно можно разрезать в указанных местах, формируя отрезки необходимой длины. Схемы групп, типы светодиодов и номиналы резисторов задают характеристики светильника и область его применения.

Где применяются светильники на гибкой основе

Область применения LED-лент можно разделить на два больших сектора в зависимости от устройства светильника:

    Освещение улиц и интерьеров. Для этой цели применяются, большей частью, светодиоды белого цвета излучения. Можно выбрать светильники с теплым (красно-желтым) спектром, их применяют в жилых помещениях для спален, гостиных и т.д. Приборы, излучающие в нейтральном участке, используют для наружного освещения и в производственных помещениях, а также в гостиных, кухнях и общественных заведениях. В музеях и ювелирных салонах больше подойдут холодные оттенки белого. Удобно применять отрезки светодиодного полотна для создания локальной подсветки.

наружного освещения дверного проема балкона

Декоративная подсветка здани

Для каждой сферы использования можно подобрать светильник, наиболее подходящий по возможностям и по стоимости.

Как маркируют LED-ленты

Принятие единой системы маркировки светодиодных лент назрело давно, но производители светотехнического оборудования между собой договариваться не спешат. Поэтому существует несколько различных параллельных способов краткого обозначения характеристик LED-полотен. Наиболее информативной выглядит маркировка вида RTW 2-5000PGS-12V-DayWhite 2x (3528, 600 LED,W). Расшифровка приведена в таблице.

RTWГерметичная лента с фронтальным свечением
2Заводская серия
5000Полная длина бухты в мм
PGSСпособ герметизации (силиконовая оболочка, наполненная герметиком)
12VНапряжение питания
DayWhiteЦвет свечения
2xДвойная плотность установки светоизлучающих элементов
3528Форм-фактор светодиода
600 LEDПолное количество LED
WЦвет подложки (W-белый (white))

В этой системе не нашлось места как минимум двум важным параметрам, без которых выбор светотехнического прибора затруднен:

  • энергопотребление одного метра ленты (его можно лишь ориентировочно оценить по типоразмеру применяемых LED и плотности их установки);
  • степень защиты (здесь тоже можно сделать приблизительную оценку по способу герметизации).

Но эта маркировка выглядит наиболее подходящей для принятия в качестве стандарта или хотя бы основы для него.

Многообразие видов светодиодных лент

Конкуренция на рынке светотехнического оборудования заставляет производителей закрывать все ниши применения LED-приборов, и даже создавать новые. Делается это путем выпуска разновидностей осветителей, не имеющих аналогов и прототипов в более ранних разработках.

По цвету излучения

Монохромные ленты

С разработкой светодиода с белым цветом излучения у LED-оборудования не осталось препятствий для полного завоевания рынка. Но даже белый свет не одинаков, и имеет градации по спектру излучения, характеризуемого цветовой температурой (в Кельвинах).

Виды светодиодных лент — устройство и особенности работы

Потребитель может выбрать от теплых красно-желтых оттенков до холодных сине-фиолетовых. Также можно приобрести монохромные светильники с цветом, отличным от белого. В их маркировке присутствует название цвета на английском языке (Green, Blue и т.д.).

RGB-светильники

Этот тип лент содержит три светодиода красного, зеленого и синего цветов. Это дает возможность получать свечение практически любого цвета путем смешивания в разных пропорциях трех основных оттенков. И это свечение можно изменять динамически. У дизайнеров в руках оказывается почти неограниченный потенциал по созданию архитектурных подсветок, визуальных эффектов и т.д. Такие приборы в обозначении имеют символы RGB и управляются с помощью контроллеров (промышленных или любительской разработки).

Единственное ограничение такие светильники имеют по белому цвету – чистый белый получить из трех основных цветов невозможно. Для случаев, где это критично, к каждым трем цветным светодиодам добавляется один белый. Он «подкрашивает» синтезированный белый цвет. Маркируется такая лента литерами RGBW (RGB+White).

Светильник на основе адресных светодиодов

Эта разновидность LED-лент не имеет аналогов в мире осветительной техники и обладает безграничной мультимедийной составляющей. Ее главное отличие от обычной RGB-ленты в том, что доступно регулирование свечения каждого трехцветного элемента отдельно. Светильники с шиной SPI могут управляться от промышленных пультов, для приборов с однопроводной шиной (например, на основе элементов WS2812b) используют схемы управления на основе микроконтроллеров (в том числе, на платформе Ардуино). Это позволяет полностью использовать возможности, заложенные разработчиками.

Разновидности по исполнению

Обычные LED-ленты имеют степень защиты IP20. Это означает, что прибор защищен от попадания твердых частиц размером более 12,5 см и совсем не защищен от попадания воды. Такое исполнение не позволяет применять осветитель на открытом пространстве, не говоря о влажных помещениях. Поэтому производятся специальные типы лент с дополнительной защитой:

  • в виде надетой на полотно прозрачной силиконовой трубки – в маркировке присутствует обозначение P;
  • полотно может быть залито прозрачным герметиком – обозначается символами SE;
  • если присутствуют оба способа защиты (силиконовая трубка заполнена герметиком), в маркировке есть символы PGS.

Светодиодный светильник в герметичном исполнении.

Такие методы защиты позволяют выпускать LED-светильники со степенью защиты до наивысшей (IP68) и применять ленты даже под водой.

По применяемым светоизлучающим элементам

Для формирования светового потока LED-лент применяются различные типы светодиодов, включая корпусные цилиндрические. Но наибольшее распространение получили ленты на основе безвыводных элементов (SMD). Такое исполнение наиболее технологично при производстве и позволяет несколько снизить стоимость светотехники. Форм-фактор LED маркируется четырьмя цифрами, обозначающими размеры элемента в плане (длина и ширина). Эти символы обычно входит в маркировку ленты.

Виды светодиодных лент — устройство и особенности работы

Таблица размеров LED

Тип светоизлучающего элементаГабариты, мм
35283,5 х 2,8
56305,6 х 3
50505 х 5
57305,7 х 3

Для лент RGB используются светодиоды, содержащие в одном корпусе три кристалла с различными цветами излучения. Они имеют раздельное управление, но их аноды соединены. Обычно эти элементы применяются также в безвыводном исполнении.

Виды светодиодных лент — устройство и особенности работы

Для создания адресных лент используют миниатюрные ШИМ-драйверы, в которые могут быть встроены светоизлучающие p-n переходы. Но также широко применяются микросхемы с внешним подключением трех LED базовых цветов (или светодиодной матрицы в едином корпусе).

Адресный светодиод WS2812B.

Потребляемая мощность

Для создания светового потока светодиод потребляет электрическую мощность. Хотя отношение этой мощности к интенсивности излучения у LED намного выше, чем у лампы накаливания, светильники в виде ленты могут потреблять значительный ток. Он определяется:

  • энергопотреблением единичного элемента (зависит от его типа);
  • количеством LED, установленных на ленте (зависит от плотности расположения).

Виды светодиодных лент — устройство и особенности работы

На практике имеет значение такой параметр, как мощность, потребляемая одним метром ленты. При расчетах системы освещения отталкиваются от этой характеристики. В наиболее распространенной маркировке для этого параметра места не нашлось, но некоторые производители относятся к нему серьезно. Так, одна из лент, выпускаемых под брендом Apeyron, обозначается, как Apeyron Electrics LSE-159 SMD 5050 30LED IP20 12В 7,2Вт 5 м. Здесь 7,2 Вт – удельная мощность потребления.

Направленность потока света

В большинстве случаев световой поток направлен поперек плоскости полотна. Но может возникнуть ситуация, когда надо осветить поверхность, а расположить ленту строго над ней проблематично. Либо надо избежать ситуации, когда свет будет бить человеку в глаза. Тогда применяют ленту бокового свечения — у нее светодиоды основной поток направляют вдоль плоскости полотна, то есть, вдоль поверхности, на которую наклеена лента.

лента бокового (торцевого) свечения.

Такая LED-лента в наиболее распространенной маркировке обозначается:

  • RS – в открытом исполнении;
  • RSW – в герметичном исполнении.

Наклеив такой светильник на стену, можно подсветить ступеньки, не ослепляя людей.

Как подключить LED-ленту

Светильники на гибкой основе по способу подключения делятся на несколько категорий:

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Принцип работы и порядок установки беспроводных светильников
Ссылка на основную публикацию