Как устроена светодиодная лента, что нужно знать при подключении

Описание, принцип работы и конструкция светодиодной ленты

1526475261_25-320x229.jpg
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

lenta-320x181.jpg
Конструкция ленты

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.

3 правило</h2>

5.jpgПравильный выбор блока питания это гарантия долговременной и безопасной работы всей подсветки.

Блок питания должен быть мощнее чем светодиодная лента на 30%.

Только в этом случае он будет работать нормально. Если вы подберете его впритык, ровно по мощности всех светодиодов, то блок будет постоянно трудиться на своем пределе. Естественно такая работа скажется на продолжительности эксплуатации. Поэтому всегда давайте ему запас.

Подключение через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. cherez-vkl.pngЕсли выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

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).

Шкала цветовых температур.

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).

Читайте также

Отличия RGB, RGBW и RGBWW светодиодных лент

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.

Внешний вид основных светодиодов применяемых в лентах.

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.

Трехцветная LED-сборка.

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.

1 правило</h2>

10.jpg

Светодиодная лента подключается параллельно, отрезками не более чем по 5 метров каждый.

Она даже продается катушками этого метража. А что если вам нужно подключить 10 или 15м? Казалось бы, подсоединил конец первого куска с началом второго и готово. Однако такое подключение запрещается. Почему так принято?

Потому что пять метров – это расчетная длина, которую могут выдержать токоведущие дорожки ленты. При большей длине, нагрузка будет превышать допустимую и лента обязательно выйдет из строя. Кроме того, будет наблюдаться неравномерность свечения. В начале ленты светодиоды будут светить ярко, а в конце гораздо тусклее.

Вот так будет выглядеть схема параллельного подключения светодиодных лент длиной превышающих допустимую: 38.jpg

При этом подключать ленту можно как с двух сторон, так и с одной. Подключение с двух сторон позволяет уменьшить нагрузку на токовые дорожки, а также помогает избежать неравномерности свечения в начале и конце ленты.

Особенно это важно на мощной ленте – свыше 9,6Вт/метр. Именно так советуют подключать профессионалы, которые занимаются установкой светодиодной продукцией долгие годы. Единственный жирный минус – приходится тащить дополнительные провода вдоль всего освещения.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий