Как устроена светодиодная лента, что нужно знать при подключении

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.

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.

Как обойтись без источника питания

Если нет возможности установить блок питания, есть два варианта:

• использовать ленту, рассчитанную на напряжение 220 В;
• запитать низковольтный светильник без трансформатора через балластный элемент, ограничивающий ток и гасящий излишек напряжения.

В первом случае напрямую подключать светодиодное устройство в сеть переменного тока нельзя. Светодиод, как полупроводниковое устройство, пропустит только положительную часть синусоиды. Но во время отрицательной к нему приложится обратное напряжение, на которое LED или цепочка не рассчитаны. Поэтому жизнь осветительного прибора будет короткой. Надо подключать через выпрямитель. Лучше через мостовой. Диоды должны выдерживать полный ток ленты и обратное напряжение не менее 320 В.

Подключение светильника через выпрямитель.

Это относится и ко второму варианту, но здесь еще нужен будет дополнительный резистор. Его сопротивление рассчитывается по следующей методике:

1. Находится рабочий ток по формуле I=Руд*L/Uном, где: Руд – удельная мощность, потребляемая 1 метром ленты, Вт; L – общая длина LED-ленты, м; Uном – номинальное напряжение светильника (12..36 В).
2. Определяется падение напряжения на балласте Uбал=310-Uном, где 310 – амплитудное значение напряжения в сети.
3. Находится сопротивление балласта R=Uбал/I. Если ток в амперах, то сопротивление будет в омах.
4. Мощность резистора считается как Ррез= Uбал*I. Берется ближайшее большее значение стандартного ряда мощностей.

Схема подключения с гасящим резистором.

Расчет несколько упрощен, здесь не учтено сопротивление светодиода в открытом состоянии. Но для практики точность достаточна.

Вместо резистора можно установить конденсатор. Преимущество – он не будет греться. Расчет емкости выполняется по приведенной формуле:

С=4,45*I/(310 — Uном), где:

• С – необходимая емкость в мкФ;
• I — рабочий ток, найденный ранее;
• 310 – амплитудное напряжение сети в вольтах;
• Uном – номинальное напряжение светильника (12..36 В).

Но в схеме появятся дополнительные элементы:

• R1 – резистор для разряда конденсатора после снятия питания;
• R2 – для ограничения броска тока на заряд конденсатора в момент включения.

Схема подключения с балластным конденсатором.

Номинал первого резистора – несколько сотен килоом, второго – несколько десятков ом.

Особенности ленты на 220 В

Самый тривиальный вариант – применение ленты, рассчитанной на полное напряжение сети. Однако напрямую подсоединять светильник к бытовой сети крайне нежелательно. Хотя светоизлучающие элементы обладают односторонней проводимостью и светятся во время положительной полуволны синусоиды, во время отрицательной к ним прикладывается напряжение обратной полярности. Светодиоды не рассчитаны на работу в качестве высоковольтных выпрямителей, поэтому обратное напряжение для них будет слишком велико, а время жизни элементов — мало. Включать LED-ленту в работу следует через выпрямитель – лучше через собранный по мостовой (двухполупериодной схеме).

Подключение LED-ленты через диодный мост. Фазировка при таком включении не важна, фаза и ноль могут быть подключены к любой входной клемме выпрямителя.

Обратной стороной использования высокого напряжения при равной мощности является пониженный ток, поэтому отрезки полотна можно соединять последовательно суммарной длиной до 100 м (низковольтные светильники – до 5 м). Также плюсом служит возможность для соединения применить проводники пониженного сечения, но не в ущерб механической прочности.

Для регулирования яркости можно применить диммер – он включается до выпрямителя. Светорегулятор может быть как ручным с поворотной клавишей, так и с дистанционным управлением.

Как выбрать?

Люди, которые не имеют большого опыта работы с осветительными приборами, испытывают затруднения при покупке LED-лент

Первое, на чем нужно заострить внимание, — это допустимые режимы применения. Если полоса требуется вам для организации основного освещения, предпочтение лучше отдать моделям желтого или белого цвета

Для вспомогательной подсветки или светового зонирования можно выбрать цветные модели синего, оранжевого, желтого или зеленого спектра. Если вы предпочитаете меняющуюся подсветку — оптимальным решением станут RGB-ленты с контроллером и пультом ДУ.

Следующий фактор — это условия, в которых будет эксплуатироваться лента. К примеру, для прокладки в ванной и парилке нужно оборудование классом не ниже IP 65

Особое внимание уделите компаниям-изготовителям. Так, на рынке широко представлены бюджетные китайские изделия

Они привлекают своей стоимостью, но при этом отличаются крайней недолговечностью.

Срок службы таких диодов невелик, это ведет к снижению интенсивности светового потока. Зачастую они не соответствуют заявленным эксплуатационным характеристикам. Поэтому, покупая световую полосу, нужно обязательно потребовать сертификат соответствия и основную техническую документацию.

Элементы высокого качества должны обладать следующими характеристиками:

• 3528 – 5 Лм;
• 5050 – 15 Лм;
• 5630 – 18 Лм.

Какие бывают светодиодные ленты

Чтобы разобраться в видах диодных лент, подходящих для конкретной задачи освещения, следует обратить внимание на тип свечения светодиодов, особенности конструкции и маркировки. Рассмотрим существующие разновидности лент

Одноцветные ленты

Одноцветные ленты (SMD) обеспечивают поток света одного цветового оттенка в зависимости от установленных диодов. Наиболее распространены доступные в ценовом отношении ленты с белыми кристаллами, немного больше придется заплатить за синий, зеленый  и красный цвета. Смешанные оттенки исходных основных цветов – оранжевый, бирюзовый, сиреневый – самые дорогие.

Покупательский спрос регулирует не только достаточно высокая цена. Достижение желаемого цветового эффекта обеспечивается нанесением на кристалл люминифиора, что приводит к снижению яркости свечения. Для декоративной подсветки ленты нестандартного цвета подойдут, однако основные задачи освещения решают светодиоды белого цвета, поэтому спрос на них выше.

МногоцветныеRGB ленты

В отличие отодноцветных RGB-ленты могут менять оттенки. Многоцветные ленты выдают сразу несколько цветов за счет того, что в их конструкцию включены светодиоды с тремя кристаллами.По первым буквамв английском варианте названия используемых красного,зеленого и синегоцветов разновидность классифицируется как RGB-лента. Свет различной интенсивности, проходя через кристаллы, смешивается. Таким образом, регулируя интенсивность свечения отдельных диодов можно добиться любого требуемого оттенка, за исключением чистого белого цвета. Если белое свечение все же может понадобиться, лучше выбрать ленту с четырьмя видами кристаллов WRGB, включая белые (W).

Ленты бегущий огонь

Оттенок свечения многоцветной ленты, как и его яркость зависит от сигнала RGB-контроллера. Установка этого обязательного элемента дает возможность при включении светодиодной ленты создать эффект попеременной смены оттенков цвета. Ленты в виде бегущих по дорожке разноцветных огоньков поначалу кажутся привлекательными, однако редко приживаются в жилых интерьерах именно как бегущая дорожка. Пользователи определяются с цветом подсветки и задают через контроллер постоянные параметры однотонного свечения.

Ленты бокового свечения

При расположении светодиодов по торцу ленты свет распространяется, в отличие от прямой направленности обычных лент, параллельно поверхности, на которую ленту прикрепляют. Этот вариант удобен для внешней подсветки боковых поверхностей, контуров вывесок, букв в названиях магазинов. В интерьере не слепящие глаза ленты бокового свечения можно встретить на мониторах, торцах плазменных панелей. Благодаря гибкости боковой LED ленты стала возможна контражурная подсветка, широко применяемая в автотюнинге.

Каждый из видов лент может быть представлен в открытом варианте.

Герметичные ленты

Герметичные ленты более практичны по причине защищенности от воды и пыли. Для герметизации используется силиконовая оболочка. Герметичные ленты могут применяться в условиях повышенной влажности и перепадов температур (ванная, баня), для подсветки бассейнов, аквариумов, беседок, пешеходных дорожек, элементов фасадов, бамперов автомобилей. Они обозначаются индексом IP68.

Маркировка светодиодных лент

Качественная продукция обязательно сопровождается маркировкой.  Производитель снабжает изделие полным описанием, что позволяет безошибочно выбрать подходящую по требованиям ленту. В маркировке указываются следующие характеристики:

• вид диодной ленты;
• размеры и тип светодиодов;
• оттенок цвета свечения;
• подходящее напряжение;
• рядность и плотностьсветодиодов (количество штук в одном метре).

Разобравшись с логикой и принципами маркировки, легко определиться с выбором представленных в продаже лент.

Блок питания

Самый очевидный вариант – эксплуатация осветительного прибора совместно с блоком питания на соответствующее напряжение. Громоздкие и неэкономичные источники, построенные по классической схеме с понижающим трансформатором, давно вытеснены из сферы LED-освещения легкими и мощными импульсными блоками. Поэтому выбор БП производится, в основном, по двум параметрам:

• выходное напряжение;
• максимально допустимая мощность нагрузки.

Первая характеристика подбирается просто: напряжение должно соответствовать напряжению ленты. Вторая зависит от нагрузки и вычисляется по формуле Рбп=Руд*L*K, где:

• Руд – мощность, потребляемая одним метром полотна;
• L – общая длина отрезков ленты;
• К – коэффициент запаса, равный 1,2..1,4.

Полученный результат округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения. Если на блоке питания указана не мощность, а наибольший допустимый ток, его можно пересчитать в мощность по формуле Рбп=Imax*Uвых.

Сколько это работает

Чтобы рассчитать, сколько батареек нам нужно и на какое время их хватит, ищем количество потребляемого светодиодами тока. Эта величина отличается у разных видов оборудования и указана в документации. Количество бывает обозначено как из расчета на один светодиод, так и на единицу длины.

Подсчитав общее количество потребляемого тока, выбираем элементы питания необходимой емкости. Литиевые аккумуляторы 18650 имеют емкость 2600 мА/час — при потреблении 2600 мА (или 2,6 А) они могут обеспечить непрерывный свет в течение часа. Пять метров диодной ленты на 30 диодов, в зависимости от спецификации, могут потреблять ток в 1-3 А, на час-полтора эксплуатации для них потребуется два аккумулятора 18650.

Качество и время работы зависят от аккуратности пайки или используемых коннекторов.

Область использования светодиодных лент и их достоинства

Устройство светодиодной конструкции включает плату в виде полосы, к которой прикреплены диоды. Подобное освещение используется не только для интерьеров и ландшафтных дизайнов, но и для оформления наружной подсветки рекламных щитов и билбордов, подсветки различных устройств и для дорожных знаков.

Благодаря влагозащите такую подсветку используют даже на улице

Светодиодные элементы обладают следующими преимуществами:

• быстрота монтажа, так как такие конструкции оснащены двухсторонним скотчем с тыльной стороны, что упрощает крепление к разным поверхностям;
• изделия обладают небольшим потреблением энергии;
• долгий срок службы по сравнению с люминесцентными моделями и лампами накаливания;
• экологичность и безопасность. Изделия не содержат вредных компонентов, а благодаря равномерному рассеиванию света не создают напряжения для глаз;
• выдерживает сложные условия эксплуатации: низкую температуру, воздействие влаги и незначительные вибрации;
• компактные размеры и эластичность конструкции позволяют задействовать ее в создании интерьеров, придомовых территорий и подсветок для рекламы.

Определяясь, какую схему подключения светодиодной ленты 220в к сети использовать, стоит учитывать, что материал не нагревается. При помощи данной конструкции можно получить большой спектр оттенков свечения.

В таблице представлены стандартные характеристики данных элементов

Основные характеристики ленты белого свечения

Как правильно организовать подсветку потолка светодиодной лентой?

Не все знают как грамотно установить светодиодную ленту для подсветки потолка. Данная конструкция отличается небольшими размерами, поэтому для ее укладки не нужно устраивать каналы или пазы. Для оформления потолка применяются варианты монохромного типа или цветные конструкции, которые оснащены RGB-контроллером для переключения цвета.

Этапы монтажа  конструкции на потолок

С помощью такого элемента освещения можно эффектно выделить границы комнаты. Для этого подсветка устанавливается под потолочный плинтус.

Изделия классифицируются по количеству светодиодов на метр конструкции. Их количество бывает 30, 60 или 120. При этом от плотности зависит яркость конструкции. В качестве потолочных конструкций используются изделия, которые обладают маленькой активностью свечения. Монтаж конструкции на потолок осуществляется с помощью специального профиля. Это необходимый элемент, который способствует охлаждению диодной ленты для потолка.

Конструкция с применением светодиодов в натяжном потолке

Оформление интерьера при помощи светодиодных лент

ЛЕД-технологии востребованы для локальных конструкций и в качестве дополнения ведущего освещения. Ими оформляется выделение определенных зон в интерьере. Например, фартука на кухне, ступенек лестницы или спального места.

Оформление фартука на кухне

Декорирование лестницы таким способом представляет оригинальный вариант дизайна, а также необходим для безопасного перемещения. Не обязательно оставлять свет включенным постоянно, его можно контролировать с помощью датчиков движения или использовать только для освещения в ночное время.

Такая подсветка делает лестничные конструкции более безопасными

С помощью функциональных лент можно подсвечивать телевизор, полки или стеллажи. Гибкие конструкции позволяют декорировать контуры любых изделий. Чтобы создать праздничное настроение рекомендуем использовать цветные подсветки для стекол, ниш и зеркал. Весьма практичны и удобны ленты в гардеробных комнатах и шкафах-купе.

Правильная подсветка полок делает интерьер эргономичным и удобным