Что такое светодиодная лента: разновидности, электропитание, мощность, подбор

Светодиодная лента 220В – что это такое и как ее подключить

Обычная светодиодная лента имеет стандартную длину 5 метров. Как правило, она разделена на 5-сантиметровые отрезки. Разрезать ленту можно исключительно по данным линиям, которые в некоторых случаях даже выполнены в виде перфорации. Каждый такой 5-сантиметровый блок содержит несколько излучающих кристаллов, соединенных последовательно – это сводит напряжение для каждого кристалла до требуемого значения.

В зависимости от того, на какое напряжение рассчитана вся лента, на каждом 5-сантиметровом участке находится определенное количество светодиодов, кратное трем:

• если лента рассчитана на 12 вольт, то на одном отрезном участке расположено 3 кристалла;
• если на 24 вольта, то кристаллов уже 6;
• если на 110 вольт, то излучателей уже 30, а отрезной участок имеет длину не 5, а уже 50 см;
• а если светодиодная лента рассчитана на 220В, подключение которой будет подробно разобрано далее, то светодиодных кристаллов на полуметровом отрезном участке будет уже целых 60.

В лентах, рассчитанных на подключение к сети 220 вольт напрямую, каждый SMD-кристалл потребляет 3,5 Вольта: это диоды SMD 5630; 3528; 5050; 2835; 3014. На отрезном блоке сосредоточено 60 соединенных последовательно диодов, то есть, общее потребляемое напряжение в теории должно составлять 210 В.

Однако сеть дает 220 В, а иногда даже 230 В, и особенностью 220-вольтовых лент с особо яркими излучателями SMD 5630 является то, что диоды в них работают с небольшим перенапряжением – на каждый кристалл приходится максимум 3,83 Вольта.

У led-лент с 60 кристаллами на 0,5 метра диоды располагаются в 2 ряда. При этом если посчитать, то получается, что на стандартном 5-сантиметровом участке располагается 6 кристаллов с крайне высокой светимостью. Кроме того, такая светодиодная лента на 220В без блока питания используется для оформления объектов, располагающихся вне ограждающих конструкций – под открытым небом.

Ленты с диодами SMD 5630 имеют следующие уникальные характеристики энергопотребления:

• Потребляемая мощность составляет 10 Вт/п.м. длины ленты.
• Светоизлучающие диодные кристаллы имеют крайне высокий КПД – более 83% потребляемой ими энергии превращается в полезный свет, однако, оставшиеся 17% неизбежно переходят в тепло. В результате лента изрядно нагревается. Чтобы не допустить оплавления такой ленты, для ее изготовления в качестве основы задействуется толстая фольга, покрываемая термостойким полимером с обеих сторон. Металл не только обеспечивает прочность всей ленты в целом, но и эффективно рассеивает тепло по всей своей длине.

Как же подключить светодиодную ленту на 220 Вольт? Казалось бы, подключение диодной ленты к 220 В можно осуществлять по-простому, то есть, напрямую. Но диоды устроены так, что они пропускают ток в одну сторону и не пропускают в другую. Поэтому если подключение светодиодной ленты к сети 220 В осуществить без предварительно вставленного в цепь выпрямителя, то все кристаллы на ленте будут мигать с частотой 50 раз в секунду.

Такая, и даже в 2 раза большая частота (то есть, 100 Гц), согласно СанПИН, не является допустимой, особенно в жилых помещениях. Для человеческого глаза такой свет будет восприниматься, как мерцающая рябь, от чего будут быстро уставать глаза.

Перед тем как подключить диодную ленту к 220 В переменного тока, следует вставить в цепь выпрямитель. Это устройство содержит несколько конденсаторов, которые накапливают в себе заряд, когда ток идет в одном условном направлении и выдают этот заряд в цепь, когда направление движения тока меняется. Таким образом, выпрямитель делает из переменного тока постоянный без какого-либо понижения напряжения.

Однако и на этом еще не все. Работа выпрямителя «груба». Его главная функция – это обеспечить, чтобы электроны следовали в одном направлении. Поэтому схема подключения светодиодной ленты к 220 В, помимо выпрямителя, должна включать в себя еще и контроллер. Этот прибор – аналог выпрямителя, только в его задачу входит стабилизация, сглаживание любых, даже очень слабых, колебаний разности потенциалов. Современные выпрямители, как правило, содержат внутри себя блок контроллера, что позволяет им выдавать ровный ток и даже сглаживать колебания в сети.

Если речь идет о светодиодной ленте 220В RGB, которая является цветной, то ее монтаж должен производиться через такой же RGB-контроллер.

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:

• Легкий монтаж – изделия для установки в помещениях имеют клейкое основание для крепления на любых гладких поверхностях.
• Низкое потребление электроэнергии.
• Длительный срок службы.
• Безопасность использования – изделия, питающиеся от 12 или 24 В, опасности не представляют, а СДЛ 220 В надежно защищена.
• Простота получения отрезков необходимой длины.
• Широкая цветовая гамма.

Минусы

Ограничивают использование светодиодной ленты:

• Необходимость применения дополнительных источников питания – драйверов.
• Недостаточно мощный световой поток не позволяет обустраивать основное освещение либо цена всего требуемого оборудования превышает традиционные источники света.

Виды светодиодных лент

Монохромные светодиодные ленты

В зависимости от характеристик осветительные приборы делят на несколько основных групп.

По цвету:

• Монохромные или одноцветные системы — бюджетный вариант для подсветки дома. Они бывают белые или одного из трех цветов – красный, зеленый, синий. Для светодиодных лент монохромного исполнения достаточно подключения в схему блока питания. Оно осуществляется прижимными клеммами с соблюдением полярности. Однотонная подсветка подойдет для кухни, детской, лестниц, шкафов.
• Многоцветные – RGB ленты способны воссоздать свечение различными оттенками. Чтобы их подключить не достаточно адаптера, требуется контроллер. По краям полос имеется 4 провода, три из них для контроллера, четвертый для питания. Прибор управляет изменением цветов и силой светового потока. Яркими светильниками декорируют фасады, авто, витрины.

Открытая светодиодная лента

По исполнению:

• Открытые – отличаются минимальной степенью изоляции, на корпус чипов нанесен тонкий слой покрытия, защищающего от пыли. Под действием влаги устройство выходит из строя. Изделия рекомендуются для скрытой интерьерной подсветки.
• Герметичные – печатные платы покрываются слоем пластика или силикона. Они не пропускают влагу и частицы грязи. О надежности изоляции ленточных светодиодов говорит класс защищенности.

Светодиодная лента бокового свечения

По направлению свечения:

• Фронтальные – угол рассеивания 120°, свет направлен перпендикулярно поверхности ленты. Это наиболее распространенный вариант.
• Боковые – угол рассеивания 90°, диоды светят вдоль плоскости. Сфера применения – рекламные конструкции, детали интерьера.

Ленты «Бегущий огонь»

Каждый светодиод в ленте управляет собственным контроллером. Устройства спаяны в один чип. При выборе контроллера для системы требуется учесть его совместимость со встроенными микросхемами.

RGBW и RGBWW светодиодные ленты

Для достижения лучшего качества белого цвета цветной светодиодной лентой помимо трехцветных светодиодов на ленты стали устанавливать дополнительные белые светодиоды, который управлялись по отдельному каналу. Такие светодиодные ленты маркируются как RGBW. Белый светодиод в таких лентах имеет цветовую температуру порядка 6000К. Причем остается возможность включения белого света путем комбинации всех цветов или отдельным каналом белыми светодиодами.

Белые светодиоды могут устанавливаться поочередно с RGB светодиодами, но для достижения лучшего качества чаще всего такие ленты имеют два ряда светодиодов, один RGB, другой белые светодиоды 5050. В последнее время на ленты RGBW все чаще стали устанавливать новые светодиоды, на которых помимо трех цветных кристаллов имеется и кристалл белого светодиода.

Но на этом не остановились, и добавили еще один светодиод с теплым белым светом с цветовой температурой в пределах 2900K. Такую светодиодную ленту маркируют RGBWW. Самый простой способ реализации заключается в установке помимо отдельного холодного белого светодиода еще одного теплого белого светодиода. Сейчас встречаются даже комбинированные белые светодиоды, способные излучать как белый, так и теплый белый свет, и комбинированные светодиоды с пятью кристаллами.

Применение белого и теплого белого светодиода позволяет более точно установить требуемый оттенок белого света, и к тому же получить его большую яркость.

Что такое RGB светодиодная лент?

RGB светодиодная лента – это светодиодная лента на основе гибкой печатной платы, на которой установлены трехцветные (цветные) RGB светодиоды, благодаря которым светодиодная лента может испускать практически любой цвет и оттенок.

Чем отличаются RGB светодиодные ленты от обычных светодиодных лент?

RGB светодиодные ленты отличаются от обычных монохромных LED лент установленными светодиодами, методом подключения и управления, а также возможностью в любое время включать любой оттенок цвета. Для их подключения и управления цветом требуется установка специального управляющего драйвера.

Где используются RGB светодиодные ленты?

RGB светодиодные ленты могут использоваться наравне с обычными монохромными светодиодными лентами, имея при этом ряд преимуществ перед ними. Но в большинстве случаев RGB LED ленты применяются для декоративной подсветки в помещениях.

Что такое RGBW и RGBWW светодиодные ленты?

RGBW и RGBWW светодиодные ленты – это все те же RGB светодиодные ленты, но с некоторыми модификациями. В RGBW светодиодных лентах имеется дополнительные белые светодиоды с цветовой температурой около 6000К, которые управляются по отдельному каналу. RGBWW светодиодные ленты помимо белого холодного светодиода имеют еще и теплый белый светодиоды с цветовой температурой около 2900К.

Основные технические характеристики светодиодных лент

Различие светодиодных лент выражается не только в их герметичности и цвете светодиодов, но и в зависимости от других технических параметров

Чтобы выбрать ленту, которая будет максимально соответствовать поставленным задачам, важно знать на какие характеристики стоит обратить внимание. К параметрам относят напряжение питания, вид и размер применяемых светодиодов, плотность размещения светодиодов на ленте, длину, класс герметичности и другие свойства. Рассмотрим каждый из них подробнее

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Напряжение питания

Светодиодные ленты чаще всего имеют напряжение 12, 24 или 36 В. 12 вольт используют стандартные ленты, которые не имеют большой мощности и плотности светодиодов. Более мощные устройства работают с напряжением 24 В, реже 36 В.

Вне зависимости от того, какое напряжение (12 – 36 В) использует прибор, для работы в стандартных электрических сетях 220 В, они комплектуются специальными понижающими трансформаторами. Если подать на светодиодную ленту напряжение сети напрямую, такая лента, естественно, сгорит

Поэтому, при подключении светодиодных устройств, важно понимать с каким напряжением работает подключаемая лента

Вид и размер применяемых светодиодов

Вид и размер светодиодов, которые устанавливают на лентах, обозначаются четырехзначными числами. Две первые цифры обозначают длину светодиода в миллиметрах, а вторые – его ширину. По виду, светодиоды бывают:

• 3528 – имеют небольшой световой поток (около 5 лм на светодиод) и применяются в декоративных целях, так как не светят достаточно ярко. • 5050 (5060) – распространенный тип светодиодных лент, который отличается крупным размером светодиодов и выдает свечение в 12-14 лм на один светодиод. • 2835 – ленту с такими диодами применяют для организации основного освещения, так как они имеют высокую яркость (около 25 лм), а вот в декоре такие варианты практически не применяют. • 5630 – самые яркие светодиоды, которые используют для освещения всех типов помещений. Диоды могут выдавать до 75 лм и при работе сильно нагреваются. Для защиты от перегрева их монтируют на специальных теплоотводящих пластинах из алюминия или другого теплопроводного материала.

Плотность размещения светодиодов на ленте

Качество и яркость освещения при использовании светодиодных лент связано с плотностью монтажа светодиодов

Другими словами, при покупке светодиодной ленты, нужно обратить внимание на количество светодиодов в погонном метре ленты. Стандартные изделия имеют плотность в 30, 60, 90, 120 или 240 светодиодов на один метр длины

Некоторые производители выпускают варианты лент со светодиодами, расположенными в несколько рядов. Это характерно для светодиодных лент типа «бегущий огонь» и других разноцветных лент.

Главное правило здесь очевидно: чем больше плотность светодиодов на ленте, тем выше яркость ленты и больше возможности в управлении цветом.

Степень защиты

Герметичность светодиодной ленты – важное условие для монтажа в помещениях с повышенной влажностью, бассейнах, а также на улице. Существует показатель, который обозначает степень защищенности прибора от проникновения влаги или пыли внутрь корпуса устройства или прямое воздействие на электронные компоненты

В маркировке светодиодной ленты он указывается английскими буквами «IP» и двумя цифрами.

Первая цифра обозначает степень защиты от воздействия пыли и других частиц, вторая о защите от воды. Чем больше каждая цифра – тем существеннее защита светодиодной ленты. Максимальная защита от пыли и влаги обозначается маркировкой IP68. Исходя из условий эксплуатации ленты выбирают её степень защиты. Например, в жилых помещениях с нормальной влажностью применяют ленты IP20 (то есть, не имеющие защиты), для улицы подойдет класс IP55, а вот в бассейнах используют IP67 или IP68.

Как собственноручно подключить ленту: инструкция

После того, как будет определён источник электропитания, подключают ленту с диодами. Рассмотрим 2 самых популярных способа.

1-й — 1 лента и блок

Используется лента, имеющая классическую длину бобины, — 5 м. В большей части ситуаций на кончике ленты (на её наружной стороне) есть маленькие фрагменты электропроводки для коммутации. Если эти отрезки отсутствуют, потребуется спаивать.

Для этого берут электропровода, имеющие несколько жил, чьё сечение не превышает 2 мм. От них отрезают фрагменты, имеющие достаточную длину, чтобы закрепить ленту и установить питающее электрооборудование. Чтобы удобно подключить электропроводку, лучше взять её в изоляции разных цветов. К примеру, для «плюса» лучше красный цвет, для «минуса» — синий.

Канифолью и особой кислотой с припоев лудят электропроводку на концах. Затем кабель следует припаять к контактным зонам ленты. Эта манипуляция должна быть выполнена очень оперативно. Тогда удастся избежать повреждения диодов вследствие высокой температуры, создаваемой паяльником.

На фрагменты электропроводки, соединяющиеся с блоком питания, лучше ставить особые наконечники «НШВИ». Они обеспечивают самую качественную коммутацию с теми клеммами, которые относятся к источнику электропитания.

Но для монтажа данных элементов требуется особый инструмент для ожимания, который используют электромонтажники. Хотя можно использовать обычные плоскогубцы. Участки пайки основательно изолируют. Оптимальная изоляция обеспечивается термоусадочной трубкой.

2-й — 2 ленты и блок

В случае осуществления такой коммутации нужно удостовериться в способности питающего блока выдержать нужную нагрузку. К примеру, требуется подсоединение к источнику электропитания ленты, длина которой 7 м. Ленты такой длины не продаются, так что потребуется отрезание 2 м от катушки дополнительного назначения.

Резку осуществляют по нужной разметке, которая нанесена на полоску. Для этого нужно использовать обыкновенные ножницы. Способ, которым 2 куска ленты соединяются с электродиодами, продемонстрирован выше. Он представляет собой спаивание либо использование коннекторов. Когда отрезки будут соединены, подготовленный общий ленточный фрагмент коммутируют к блоку, создавая единое целое.

Чтобы соединить все контурные фрагменты, не обязательно протягивание электропроводки к источнику электропитания от каждого фрагмента отдельно. Нужно только подключение магистральной (главной) диодной ленты к блоку электропитания мощностью 12 В, а к главной линии возможно присоединение нужного числа отрезков. Но способность блока выдержать нагрузку является обязательной.

Схема подключения

Светодиодная лента представляет собой бухту, которую можно разрезать в определенных местах. Если следовать этому правилу, то самый короткий отрезок будет содержать несколько последовательно соединенных светодиодов и резистор.

Схема отрезка монохромного осветительного прибора.

Схема RGB(RGBW)-ленты несколько сложнее, но принцип тот же – при разрезании в установленных местах можно получить отрезок с последовательно соединенными элементами.

Схема RGB-осветителя.

Если резать не соседние терминалы, то можно получить несколько таких отрезков, соединенных между собой. Поэтому заготовленные куски ленты также подключаются параллельно друг другу, но соединять их надо последовательно. Так построена схема этого светильника.

Для сборки полной схемы потребуется источник питания на соответствующее напряжение и потребляемый ток, который равен току полной длины используемого полотна с запасом 20-30%. Светодиоды нетребовательны ко многим параметрам питающего напряжения, поэтому им не нужен блок питания с хорошим сглаживающим фильтром или даже со стабилизатором. Вполне подойдет легкий, компактный и недорогой импульсный источник напряжения.

Также нужен будет выключатель питания. В некоторых случаях потребуется автоматический выключатель защиты сети. В итоге общая схема подключения монохромной ленты будет выглядеть так:

Схема подключения коротких отрезков LED-полотна.

Минимальный ток автоматического выключателя выбирается с небольшим запасом из соотношения Iсраб>Iленты*(220/Uпитания), где Uпитания – напряжение питания ленты.

Схема подключения длинных отрезков LED-полотна.

По такой схеме можно подключать куски длиной до 5, максимум до 10 метров. Если общая длина отрезков больше, то по проводникам на полотне пойдет слишком большой ток, что приведет к перегреву или перегоранию. Поэтому полотна с большой общей длиной разбивают на группы 5-10 метров и запитывают их параллельно.

RGB-лента подключается подобным способом, но использовать ее в статическом режиме неинтересно, поэтому появляется еще один элемент – RGB-контроллер, управляющий цветами свечения в динамике.

Подключение RGB-освещения.

Если общая длина не позволяет запитать ленту в последовательном виде, поступают так же, как и в монохромном варианте, но добавляется еще одна проблема – нагрузочная способность контроллера. Чтобы не перегрузить его выходы, добавляют усилители сигнала – по одному на каждую группу отрезков.

Для соединения комплектующих между собой можно использовать специальные коннекторы. С их помощью подключаются отрезки полотна между собой под разными углами. Но, несмотря на заверения производителей, надежность этих приспособлений не сравнится с традиционной пайкой. Поэтому рекомендуется освоить этот процесс и монтировать ленту только с помощью паяльника.

С помощью коннектора подключить светодиодную ленту можно за минуту.

Что нам потребуется для подключения RGB ленты

На фото изображены все составляющие цепочки для правильной работы диодной ленты. Разберемся для чего нужен каждый из них и какую они несут функцию.

RGB лента, которую важно тщательно выбирать. Это первый элемент, с чьими характеристиками вам нужно определиться заранее

Все зависит от того, где и в каких условиях она будет размещена. При покупке учитывайте влагостойкость и защищенность от внешних воздействий.

Контроллер – дополнительное звено, которое необходимо для осуществления работы цветных диодов. Подключение контроллера к RGB светодиодной ленте позволяет выполнять функцию выбора и регулирования цвета. При его помощи вы можете составить собственный оттенок подсветки. Заглавные буквы RGB расшифровываются как:
R – red, в переводе с английского красный цвет, G – green (зеленый цвет), B – blue (синий).

При помощи пульта для управления контроллером дистанционно, вы также можете регулировать яркость свечения, устанавливать фиксированный оттенок, включать и выключать светодиодную ленту.

Чтобы выбрать контроллер, необходимо рассчитать требуемую мощность. Это легко сделать, применив следующую формулу:

Потребляемая мощность одного метра умножить на длину светодиодной ленты. Итоговый цифровой показатель и будет являться мощностью контроллера (Вт).

1. Трансформатор (блок питания) – это еще одна важная деталь для работы всей цепи. Выбирать его следует индивидуально, определив условия помещения и правильно рассчитав требуемую мощность для бесперебойной работы светодиодной подсветки.

Подготовьте место для монтажа трансформатора заранее, где воздух циркулирует свободно, чтобы избежать перегрева прибора. При этом не располагайте его вблизи с легковоспламеняющимися предметами. Рассчитайте требуемую мощность.

Важно! Она должна быть на 20–30% выше суммарной мощности всех светодиодных лент. Этот запас мощности блока питания необходим для того, чтобы снабдить стабильным током всю конструкцию без перебоев и скачков напряжения

Если избежать этого правила, вы рискуете тем, что светодиоды быстро выйдут из строя или будут недостаточно хорошо работать. Как выполнить расчеты мощности, а также еще больше дельных советов по выбору трансформатора, вы можете найти здесь.

Усилитель применяется по желанию и когда этого требует отдельный случай. Его стоит использовать для диодной ленты, длина которой более 5 м, если вся конструкция получает питание от одного трансформатора.

Особенно рекомендуется использовать RGB-усилитель при последовательном подключении нескольких светодиодных отрезков. Таким образом он реализует подачу тока непосредственно от трансформатора к каждой отдельной составной части.

Усилитель благоприятно влияет на работу блока питания и контроллера. Он снижает нагрузку, снабжая стабильным питанием без перепадов напряжения.

Также, если вы решили создать сложную осветительную конструкцию из RGB-ленты, вам в этом очень поможет усилитель.

1. Пульт дистанционного управления. Единственное примечание относительно него – проверьте присутствие батареек внутри.
2. Алюминиевый профиль можно использовать по желанию. Большинство светодиодных лент уже защищены от внешних факторов при помощи силиконового покрытия, поэтому в профиле нет особой необходимости. Но если ваша светодиодная лента относится к моделям с высоким электропотреблением, то такой профиль необходим. Он будет играть роль радиатора охлаждения.

Технические характеристики светодиодных лент

Светодиодная лента обладает характеристиками, которые учитываются при выборе:

— Цветовая температура белого света (цвет света) делятся на тепло-белый «WW», нейтрально-белый «NW» , холодно-белый «CW». Разброс оттенков белого примерно в пределах от 2700 К до 6500 К (К= кельвин). Читайте внимательно данные на упаковке, так как у разных производителей цветовая температура разная. Помимо белого цвета представлены светодиодные ленты с красным, синим, зеленым, желтым или оранжевым светом. Универсальным решением для любителей цветных эффектов станут RGB-ленты, которые при смешивании красного, зеленого и синего цвета позволяют получить разнообразные оттенки.

Рекомендация: не пытайтесь применять RGB-ленту как источник качественного белого света. Вы его не получите. Оттенок будет с примесями какого-либо цвета. Если хотите нормальный белый свет, выбирайте белые светодиоды.

— Напряжение, от которого работаю светодиодные ленты 12 В или 24 В. Если говорить о светоотдаче, то как пример, лента LS 2835 60 led/m CW luna (60903) длиной 5 м имеет 20 светодиодов на метр, светоотдача одного светодиода около 12 люмен, значит получается 800 люмен на метр (4000 люмен на катушку).

— Потребляемые мощности небольшие 60–90 Вт на 5 м катушку. Так как лента применяется для декоративных целей, обозначения контуров, создания визуальных эффектов, а не для функционального освещения, то угол света светодиодов широкий (120°).

Основные светотехнические понятия мы описывали в статьях на данную тему.