что такое светодиодная лента и как она работает

Что нужно знать при выборе светодиодной ленты и как её подключить

Источник света, состоящий из гибкой монтажной основы (платы), на которую методом поверхностного монтажа установлены SMD светодиоды и ограничивающие их ток резисторы называется светодиодной лентой (СДЛ). На нижнюю сторону нанесен самоклеящийся слой упрощающий сборку.

Производители выпускают отдельные отрезки длиной 5 м, соединяемые между собой коннекторами.

Выпускают изделия разных цветов и оттенков. Степень защиты позволяет выбрать модель, способную работать в разных условиях – от сухих помещений до полного погружения в воду.

Существуют разные цвета светодиодной ленты

Сфера применения led ленты

Мощность светодиодных лент ограничивает применение в качестве основного освещения, а как декоративный элемент используется во многих областях:

Для крепления на гипсокартон применяют алюминиевые профили.

Светодиодная лента используется для подсветки витрин к содержанию ↑

Как работает светодиодная лента

На гибкой монтажной плате светодиоды соединены последовательно по 3 штуки, силу рабочего тока через схему ограничивает резистор. Питание происходит от источника нужного напряжения.

Преимущества и недостатки

Led лента, имеет ряд преимуществ перед другими источниками света. Конструкция и используемые детали налагают ряд ограничений при применении.

Плюсы

Свойства, повышающие потребительские качества:

Минусы

Ограничивают использование светодиодной ленты:

Разновидности

Ассортимент выпускаемых производителями лент позволяет подобрать модель исходя из назначения и условий применения. Для правильного выбора следует ознакомиться с характеристиками выпускаемой продукции. Она может отличаться:

Рассмотрим характеристики подробнее.

Маркировка

Подобрать необходимую ленту можно по полному описанию, ее добросовестный производитель качественной продукции приводит в маркировке.

Существует несколько подходов и стандартов в обозначениях. Обязательно указывают:

Плотность размещения светодиодов на ленте

Важный параметр ленты – плотность размещения светодиодов. Маркировка указывает количество элементов, размещенных на одном метре.

Малое количество светящихся точек не позволяет получать ровное свечение, оно разделено на отдельные источники света. Излучение 120 и 240 диодов придает ленте вид сплошного светящегося отрезка.

Светодиоды припаивают в один или несколько рядов, для их размещения существуют ленты шириной 8, 10, 12, 14,2 мм.

Примеры схем размещения диодов светодиодной ленты

Важно! Коннекторы должны соответствовать ширине ленты.

Ленты с маломощными SMD 3528 (3028) изготавливают с 30,60, 120 и 240 элементами.

Количество светодиодов SMD 5050 на ленте: 30, 60, 120.

Величина светоотдачи

Величина светоотдачи рассчитывается для отрезка равного одному метру. Измеряется она в люменах. Параметр напрямую зависит от типа светодиодов, установленных на ленте.

SMD 3528 излучают 5 лм, следовательно, лента с 30 элементами выдаст 150 лм/м, 60 – 300, 120 – 600, 240 – 1200.

SMD 5050 обеспечивает свечение в 12 лм. Таким образом, 30 элементов SMD 5050 – 360 лм/м, 60 – 720, 120 – 1440.

Приведенные данные могут служить примером – обзор и сравнение всех параметров, для разных светодиодов приведем таблицу.

Таблица с полной характеристикой светодиодов

Светоотдача ламп накаливания равняется для лампы 25 Вт – 250 лм, 40 Вт – 450, 60 – 800, 75 – 1100.

Применив сравнительные характеристики, выбирают длину участка.

Напряжение питания и мощность

Для удобства использования в различных условиях выпускаются разновидности СДЛ с напряжением питания:

Подбор необходимого устройства осуществляют исходя из условий эксплуатации.

Лента 220 В удобна своим подключением – для нее не требуется применять блоки питания, изделие напрямую включается в бытовую сеть. Есть у нее и ограничения:

12-вольтное питание используют в случаях небольших (коротких) отрезков. Такую линию не соединяют в длинные линии по причине потери напряжения.

Питание 24 В безопасно для пользователя, присутствует возможность соединения нескольких отрезков в одно изделие.

Блоки питания и ленты 36 В реже встречаются в продаже, они дороже. При необходимости освещения больших по площади помещений экономия достигается за счет меньшего количества проводов питания.

Мощность отрезков линии указывается для отрезков длиной 1 м. Зависит она от типа примененных для изготовления SMD светодиодов (3528, 5050…).

Распространены ленты с SMD3528 и аналогичными 4,8, 9,6 и 19,2 Вт.

Изделия с SMD 5050 потребляют 7,2, 14,4, 28 Ватт.

Степень защиты

Большинство производителей находятся за пределами России, поэтому следует ориентироваться на иностранные стандарты класса защиты. Основной стандарт Internationale Protection или Ingress Protection, кратко обозначается в маркировке «IP». Далее, следуют две цифры.

Полные данные представлены в сводной таблице.

Степени защиты IP светодиодной ленты

Приводим расшифровки распространенных изделий по степени защиты:

Цвет свечения

Свечение и его оттенок, как и все другие характеристики указаны в маркировке лент.

Важно! Действительный оттенок можно узнать только у работающей ленты, в остальном полагаются на обозначенный параметр. Также оттенок свечения может изменяться в небольших пределах при перемене силы тока, протекающего через диоды.

Цвета бывают: теплый и холодный белый, дневной свет, красный, синий, зеленый, желтый, голубой. Встречаются другие цвета. Выпускают ленту для подсветки аквариумов, которая благотворно влияет на рост подводных растений. Изделия с комбинацией синих и красных светодиодов способствуют бурному росту растений.

Универсальной является лента RGB. Комбинация синего, красного и зеленого цвета позволяют получить всевозможные оттенки любых цветов, которые выбираются с помощью пульта.

Как подключить светодиодную ленту к электросети

В интернете встречается множество самодельных схем для подключения ленты 12 и 24 В непосредственно в сеть 220 В.

В сеть 200 В включаются только предназначенные для этого изделия.

Ленты 12, 24 и 36 В подключаются к блокам питания – драйверам, которые обеспечивают «правильное» выходное напряжение и ограничивают ток.

Соединения СДЛ и проводов, идущих к драйверу (плюс и минус), производят с помощью коннекторов или пайки.

Несколько участков подключают параллельно. Многоцветная лента RGB подключается через контроллер, как на изображениях ниже.

Параллельное подключение светодиодной ленты Схема работы контроллера

Расчет длины

Правильный выбор и обеспечение долговечной работы блока питания производят из результатов расчета необходимой мощности. Для этого суммируют показатели потребляемой мощности на один метр используемых источников света.

Максимальный коэффициент получают при соответствии мощности драйвера и потребителей.

Длительный срок службы блока питания достигается в случае, если имеется запас по мощности в пределах 15–20%. Он также понадобится при подключении дополнительных отрезков.

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