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).
| Тип светодиода | Количество светодиодов на 1 м | Потребляемая мощность 1 м ленты |
|---|---|---|
| SMD 3528 | 60 шт. | 4.8 Вт |
| SMD 3528 | 120 шт. | 9.6 Вт |
| SMD 3528 | 240 шт. | 19.2 Вт |
| SMD 5050 | 30 шт. | 7.2 Вт |
| SMD 5050 | 60 шт. | 15 Вт |
| SMD 5050 | 120 шт. | 25 Вт |
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.
| Характеристика | 3528 | 5050 | 5630 | 5730-05 | 5730-1 |
|---|---|---|---|---|---|
| Световой поток, лм | 5 | 15 | 40 | 40 | 100 |
| Мощность, Вт | 0.06 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 1 |
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.
Применение светодиодных лент
Светодиодные ленты можно увидеть практически везде. Едет автомобиль, а в его фарах ярко горят светодиоды. Автомобилисты ласково называют такую подсветку «ресничками». Назначение такой подсветки – дневные ходовые огни, это требование автоинспекции, а вовсе не желание автовладельца украсить свой автомобиль.
Такие огни намного экономичней и долговечней ламп накаливания, применяемых в фарах. Однако, при желании украсить свое авто, можно воспользоваться цветной лентой, приклеив ее куда душа пожелает.
Вы заходите в магазин, там тоже повсюду светодиоды: подсвечиваются товары на витринах, различные шкафчики тоже обозначены светящимися полосками. Даже уличная реклама подсвечивается с помощью светодиодных лент. И эти светодиоды никто не припаивал по одному, все уже припаяно до нас.
В бытовых условиях светодиодной ленте также найдется применение. Это подсветка потолков, аквариумов, шкафов. Открываете шкаф, чтобы достать вечернее платье, а внутри автоматически включается подсветка.
Если на кухне темно мыть посуду или резать овощи, то тут тоже поможет светодиодная лента. Достаточно в нужном месте просто приклеить кусок светодиодной ленты походящей длины. И таких примеров великое множество, у кого, на что хватит фантазии.
Есть даже такие рекомендации по использованию светодиодной ленты. Известно, что смотреть телевизор или сидеть за экраном компьютерного монитора в темной комнате очень вредно для зрения. Светящийся экран на фоне темноты зрелище очень контрастное, и просто до боли напрягает глаза. Поэтому рекомендуется включать, хоть какое-нибудь, пусть самое слабенькое, освещение.
Если сзади телевизора поместить полоску светодиодной ленты, то отраженный от стен свет и будет этим самым слабеньким освещением. Проще всего наклеить ленту прямо на заднюю стенку монитора или телевизора, тогда смотреть на экран станет намного комфортней.
Насколько хороша такая рекомендация, поможет проверить только эксперимент, почти научное исследование. Благо собрать такую систему не очень сложно, надо пробовать.
Достаточно удачно применение светодиодной ленты при ремонте компьютерных мониторов или телевизоров. Если пришли в негодность люминесцентные лампы подсветки экрана, то замена их на светодиодные ленты поможет оживить погаснувший монитор.
Качество изображения нисколько не ухудшится, если не станет лучше, и вместе с тем долговечность подсветки будет намного выше, поскольку срок службы светодиодов в десятки раз выше, чем у люминесцентных ламп. Единственным неудобством такой замены является необходимость некоторой доработки, не очень сложной, электронной схемы монитора.
Как устроены светодиодные ленты
Светодиодная лента представляет собой печатную плату на тонкой гибкой основе. С одной стороны платы напаяны SMD светодиоды и ограничительные резисторы, что позволяет подключать ленту напрямую к источнику питания.
На этой же стороне ленты расположены контакты для припаивания соединительных проводов. Через каждые три светодиода можно увидеть изображение ножниц, а рядом с ними черту поперек ленты. По этой черте можно отрезать ножницами кусок ленты нужной длины. Минимальная длина отрезка три светодиода.
С обратной стороны ленты находится лента-самоклейка, что позволяет легко прикрепить светодиодную ленту где угодно. Не надо никаких гвоздей, шурупов или клея.
Рисунок 1. Устройство светодиодной ленты
Напряжение питания светодиодных лент
Напряжение питания светодиодных лент стандартизовано. Здесь речь идет именно о напряжении, а не о токе, поскольку токоограничивающие резисторы на ленте уже установлены. Выпускаются ленты на напряжения 12 В, 24 В, 36 В, 48В. Наиболее распространены ленты на напряжение 12 и 24В.
Остальные встречаются нечасто, поэтому их можно назвать экзотическими. Следовательно, напряжение блока питания должно соответствовать напряжению светодиодной ленты. О выборе блока питания будет рассказано немного дальше.
Разнообразие светодиодных лент
Светодиодные ленты выпускаются нескольких типов. Прежде всего, это, конечно, ленты белого свечения. Основное их назначение это создание небольших источников освещения, подсветка небольших площадей. Отсюда и получается столь большая их популярность.
Оттенок, как у люминесцентных ламп, может быть различный: белый теплый, белый дневной или холодный белый. Этот параметр обусловлен цветовой температурой примененных светодиодов.
Светодиоды, применяемые в светодиодных лентах
Для изготовления светодиодных лент используется два типа SMD светодиодов. Это SMD3528 и SMD5050. В этих названиях скрываются геометрические размеры в миллиметрах. SMD3528 имеет размеры 3,5*2,8 мм, а SMD5050 5*5 мм.
Но это еще не все отличия. Если в корпусе SMD3528 спрятан всего один светодиод с номинальным током 20мА, то SMD5050 состоит из трех таких же светодиодов, каждый из которых имеет свои выводы. Номинальный ток каждого светодиода так же 20мА. Поэтому SMD5050 с уверенностью можно назвать светодиодной сборкой.
Рисунок 2. Светодиод SMD5050
Рисунок 3. Габаритные размеры светодиодной сборки SMD5050
Само собой, что SMD5050 может дать большую силу света, нежели SMD3528. Может быть не ровно в три раза, но в 2,5 это точно.
Но само по себе это не говорит о том, что светодиодная лента на основе SMD5050 обеспечит большую освещенность, чем лента на основе SMD3528. Большую роль в силе освещенности играет такой параметр светодиодных лент, как количество светодиодов на метр.
Рисунок 4. Количество светодиодов на метр
Таким образом, нетрудно заметить, что на базе светодиодов SMD3528 выпускаются ленты в диапазоне 60…240 светодиодов на метр, а на светодиодах SMD5050 в диапазоне 30…120. При этом следует отметить, что ширина лент на SMD5050 несколько больше, чем лент на основе SMD3528, что в определенных условиях вызывает некоторые затруднения. Это замечание касается в первую очередь ремонта мониторов и телевизоров, упомянутого выше.
Количество ламп на метр тоже не последний фактор в выборе ленты для ремонта. Более равномерную подсветку экрана монитора даст лента со 120 светодиодами на метр. Если применить ленту с 60 светодиодами на метр, то подсветка получается не очень яркая, а главное, неравномерная, с темными и светлыми столбами. Ну, так себе, на троечку. При использовании светодиодных лент просто в декоративных целях, для украшения, количество светодиодов на метр особой роли не играет. Видно, что светится, и ладно.
Продолжение статьи: Светодиодные ленты RGB (устройство и применение цветных RGB-лент). О том, как правильно выбрать светодиодную ленту рассказано здесь: Как подобрать светодиодную ленту для дома
