Как устроена светодиодная лента

Устройство светодиодных лент

В этой статье мы рассмотрим светодиодные ленты, опишем их устройство, разновидности, сферу применения, их преимущества.

На рисунке 1 представлена светодиодная лента синего цвета свечения.

Светодиодные ленты благодаря своим качествам, безусловно относятся к перспективным световым источникам и по совокупности параметров превосходят традиционные источники освещения.

Отметим их достоинства. Важнейшим достоинством светодиодных лент является очень широкая сфера применения: их можно использовать при оформлении рекламы, они идеально подходят для подсветки помещений (кухонь, комнат, ванн, торговых залов, офисов) и декоративной подсветки зданий. LED-лента с успехом применяется для подсветки витрин, мебели и предметов декора, а так же для создания инсталляций. Возможно область применения ограничена лишь фантазией покупателя.

К другим достоинствам можно причислить:

  • Малые размеры и малый вес;
  • Низкое энергопотребление;
  • Большой срок службы – более 30 000 часов.
  • Высокая светоотдача;
  • Равномерность освещения;
  • Гибкость ленты, позволяющая крепить её на изогнутых поверхностях;
  • Не требует бережного обращения, к которому требовательны лампы со стеклянными колбами;
  • Безопасность использования за счет питания от источника с низким напряжением (обычно 12 вольт).
  • Клейкая основа ленты не требует дополнительных элементов крепежа, тем самым монтаж ленты может провести человек без специального образования.

Рассмотрим, как устроена светодиодная лента (далее – лента).

Обобщенная конструкция ленты приведена на рисунке 2. В нижней части ленты расположены две токоведущие шины, к которым подключены группы светодиодов. Светодиоды размещены на диэлектрической подложке с электрическими проводниками. Каждая группа обычно включает в себя три последовательно соединенных светодиода и резистор, задающий ток. Электрическая схема ленты приведена на рисунке 3.

Рисунок 2. Устройство светодиодной ленты.

Группы светодиодов включены параллельно, поэтому выход из строя одной или нескольких групп не приведет к отключению ленты (в отличие от гирлянды, в которой лампочки или светодиоды соединены последовательно и отказ одной из них приводит к нарушению работы всей гирлянды).

Внешняя сторона токоведущих шин покрыта самоклеящейся основой. Очень часто светодиодные ленты покрыты сверху силиконовым компаундом. Такое покрытие защищает её от воздействия окружающей среды.

На ленте имеются контактные площадки, к которым подсоединяют провода от блока питания. Лента подключается к блоку питания обычно с выходным напряжением 12 вольт.

При питании от источника с более низким напряжением, лента будет светиться не так ярко, а при напряжении 7 вольт, свечение диодов прекращается. Не следует превышать питающее напряжение, которое указано на упаковке. При повышенном напряжении лента может выйти из строя.

Ленты поставляются в бобинах, длинна светодиодной ленты обычно пять метров. Пользователь всегда может укоротить ленту при помощи ножниц до необходимых размеров. Обрезка ленты осуществляется по контактным площадкам (рисунок 4.), к которым при необходимости подпаиваются провода.

Ленты могут быть как одно- так и многоцветными (RGB светодиодные ленты). Распространенные цвета свечения однотонных лент – белый, синий, красный, зеленый, желтый. Подключение контроллера к RGB ленте позволяет плавно менять цвет и создавать световые эффекты.

Светодиоды на ленте могут быть расположены в два ряда (двухрядные ленты). Такая конструкция обеспечивает более равномерное освещение и высокую яркость.

Мощные светодиодные ленты при работе выделяют много тепла. Чтобы не перегреть светодиоды, такие ленты помещают на специальный профиль, являющийся радиатором.

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.

  1. Описание, принцип работы и конструкция светодиодной ленты
  2. Конструкция
  3. Преимущества и недостатки
  4. Источники питания для светодиодных лент 12 Вольт
  5. Области применения LED лент
  6. Использование в декоративных целях

Описание, принцип работы и конструкция светодиодной ленты

Светодиодная лента на 12 вольт

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

Лед-ленты занимают небольшое пространство

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

Блок питания для светодиодной ленты, Standard 12v

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

Применение ленты для подсветки зеркала

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

Светодиодная лента под натяжным потолком

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.

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.

Устроена светодиодная лента несложно – по тонкой (около 0,2 мм) и гибкой полосе из диэлектрика проведены токоведущие дорожки, на которых – через равные промежутки – расположены SMD (surface mounted – монтируемые на поверхность) светодиоды. Обратная сторона ленты обычно самоклеющаяся. Клей защищен бумажной лентой, эту ленту перед монтажом следует снять.

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:

Тип светодиода Количество светодиодов на 1 метр Мощность 1 метра ленты
SMD 3528 60 4,8 Вт
SMD 3528 120 9,6 Вт
SMD 5050 60 15 Вт
SMD 5050 120 25 Вт

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.

Устройство, подключение, плюсы и минусы светодиодной лентой на 220 В

Наиболее популярной среди светодиодных лент уже около 10 лет остается 12-вольтная. На 220 В – ее основной конкурент. Давайте разберемся, в каких местах она лучше подходит, а где ее использовать нельзя. В статье также будут рассмотрены базовые сведения о монтаже и эксплуатации такой ленты.

Принцип работы сетевой светодиодной ленты

Обычно светодиоды не работают в цепях переменного тока. Их используют с драйверами или блоками питания. Это применимо как для отдельных элементов, так и для конструкций, собранных на плате, ленте или другими способами. Но в продаже имеется светодиодная лента, которую можно подсоединить напрямую к сети переменного тока 220 В.

На деле все обстоит не совсем так. Схема не имеет понижающих трансформаторов и фильтрующих сглаживающих конденсаторов. Конструкция работает без блока питания в его классическом понимании, его функции выполняют ограничительные резисторы и выпрямительный диодный мост.

Давайте разберемся, из чего состоит лента:

  • SMD-светодиоды;
  • резисторы для ограничения тока;
  • гибкая печатная плата;
  • самоклеящаяся основа;
  • двухполупериодный выпрямитель;
  • вилка для подключения в розетку.

С одной стороны, такая конструкция ведет к удешевлению и упрощению схемы, с другой – лимитирует возможности применения в жилых помещениях. Но об этом мы расскажем позже, в разделе о преимуществах и недостатках.

Применение

Светодиодная лента 220 В дает яркий свет. Но яркий не всегда значит хороший. Главный недостаток — пульсация светового потока. Она возникает из-за подключения без блоков питания со стабилизацией, через обычный диодный выпрямитель. Это ограничивает область применения. Идеальный вариант — уличное освещение, вывески, подсветка фасадов домов, архитектурных строений, приусадебных участков. В жилых помещениях использовать можно, но только в декоративных целях, например, на кухне или в подвесном потолке, расположив светодиодную ленту в нише или профиле.

Мерцание света может быть незаметно глазу, но, работая при таком освещении, вы начнете быстрее уставать, могут появиться головные боли. Значения коэффициентов пульсации для освещения установлены в нормативных документах – ГОСТах и СНИПах.

6 отличий и критериев выбора ленты на 220 В

Рассмотрим 6 параметров выбора и отличий светодиодных лент.

  1. Форма продажи.

Чаще всего в магазинах встречается два вида ленты:

  • с выпрямителем и вилкой;
  • в бухте.

Для быстрого монтажа небольшой подсветки подойдет комплект на 220 В. Обычно это отрезок ленты от 1 до 5 м со всем необходимым для работы. Светодиодная лента в бухте — отличное решение для крупных проектов. Только не забудьте купить выпрямительный диодный мост для запитки, рассчитанный на напряжение не ниже 400 В. Его можно собрать своими руками, например, из диодов 1n4007, которые вы легко найдете в зарядных устройствах от мобильных телефонов или в сгоревших энергосберегающих лампах.

  1. Цвет свечения:
  • белый;
  • одноцветный;
  • RGB.
  1. Тип светодиода

От этого зависят яркость и потребляемая мощность:

  • 3528;
  • 5050;
  • 2835;
  • 5730 (5630).
  1. Количество светодиодов.
  • 60;
  • 80;
  • 120.
  1. Класс защиты от воздействия внешних факторов. Обозначается как IPxx, где xx – это цифры от 0 до 8. Чем они больше, тем лучше. Например, IP68 может применяться на улице и не боится воды.
  2. Кратность резки.

Ленту можно резать только в строго обозначенных местах согласно кратности отреза. Поэтому при покупке обратите внимание на этот параметр. Обычно это 1 м, или 60 светодиодов, но бывают другие, например 0,5 м и 60 диодов для 120 led/м.

Управление яркостью

Чтобы создать соответствующие световые эффекты, нередко приходится прибегать к регулировке яркости. Для работы с 220 В моделями подсоедините специализированный диммер. Особый вид ленты – RGB, для ее работы и регулировки не обойтись без RGB-контроллера для светодиодной ленты на 220 В. Главное – не перепутать с контроллерами для 12-24 В.

Подключение в сеть

Чтобы собрать схему, нужно сделать следующее:

  • отрезать ленту нужной длины;
  • в случае необходимости соединить несколько отрезков, используя проходные коннекторы;
  • подключить диодный мост;
  • присоединить кабель с вилкой;
  • включить в сеть.

К вышеперечисленному добавится RGB-контроллер, если у вас соответствующая модель.

Совет! При монтаже светодиодной ленты не сгибайте ее резко, чтобы не повредить. Промазывайте места соединений и разрезов герметиком для защиты от влаги. Во избежание потерь электроэнергии и лишнего нагрева маломощную ленту (например, из светодиодов 3528) можно соединять в линию не более 100 м длиной. Если лента мощная (5730) – 40 м.

Преимущества и недостатки в сравнении с 12 В лентой

Светодиодные ленты для подключения в электросеть 220 В обладают следующими преимуществами:

  1. Простота подключения. В отличие от 12 В моделей им не нужен дорогой блок питания, только розетка. Меньше элементов в цепи — больше надежность.
  2. За счет предыдущего пункта – снижается стоимость готовой конструкции.

В остальном достоинства такие же, как у низковольтных аналогов. Но есть два существенных недостатка:

  1. 220 вольт — это высокое напряжение, опасное для человека, не стоит применять такую ленту в бассейне.
  2. Из-за пульсации светового потока 220 В ленту нельзя применять как источник освещения.

Кроме того, при скачке или повышенных значениях напряжения в питающей сети 220 В лента, в отличие от низковольтной, быстро выйдет из строя.

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.

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.

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.

RTW Герметичная лента с фронтальным свечением
2 Заводская серия
5000 Полная длина бухты в мм
PGS Способ герметизации (силиконовая оболочка, наполненная герметиком)
12V Напряжение питания
DayWhite Цвет свечения
2x Двойная плотность установки светоизлучающих элементов
3528 Форм-фактор светодиода
600 LED Полное количество LED
W Цвет 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).

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.

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.

Таблица размеров LED
Тип светоизлучающего элемента Габариты, мм
3528 3,5 х 2,8
5630 5,6 х 3
5050 5 х 5
5730 5,7 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.

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).

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).

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.

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:

  1. Монохромные 220 В. Подключаются к сети через выпрямительное устройство.
  2. Монохромные низковольтные. К этой категории относятся LED-светильники на рабочее напряжение 5/12/24/36 вольт. Их лучше всего запитывать от блоков питания на соответствующее напряжение. Если лента применяется на автомобиле, ее можно подключать непосредственно к бортсети.
  3. RGB-светильники. Для полной реализации возможностей такие LED-ленты запитываются от источника соответствующего напряжения, а управляются от промышленного или самодельного контроллера. Можно включить на постоянное свечение, но экономический смысл отсутствует – монохромная лента стоит дешевле.
  4. Светильники на основе адресных элементов. Напряжение на шины питания подается от отдельного источника, управление производится только посредством контроллера – другого способа нет.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий