Banda LED: tipuri, alimentare, puterea, conectarea, prinderea și alegerea

Что такое светодиодная лента

Светодиодная лента - это гибкий источник света, собранный на основе гибкой печатной платы, на одной стороне которой расположены светодиоды и вспомогательные радиокомпоненты.

Благодаря использованию сверхъярких SMD-светодиодов светодиодные ленты имеют высокую яркость и при этом низкое энергопотребление. Гибкая основа позволяет использовать их в разных дизайнерских решениях для декора или дополнительной подсветки, а иногда и как основное освещение помещения.

Какие типы светодиодной ленты бывают

Светодиодные ленты можно разделить на разные типы по их параметрам. Критериями группировки могут быть конструктивные особенности ленты и технические характеристики установленных SMD-светодиодов.

По цвету установленных светодиодов:

• монохромная светодиодная лента, состоящая из светодиодов одного цвета;
• RGB-светодиодная лента, изготовленная из RGB-светодиодов, где каждый светодиод содержит три светодиода разных цветов: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) в одном корпусе.

По степени защиты светодиодной ленты:

• открытая светодиодная лента без защиты, IP20 и IP33, используется внутри помещений;
• защищенная или покрытая силиконом светодиодная лента со степенью защиты IP54 и IP65, используется в местах, где возможен контакт ленты с водой, в том числе на улице;
• полностью закрытая светодиодная лента со степенью защиты IP67, IP68, для использования на улице без ограничений, в бассейнах и т. д.

Компоненты светодиодной ленты

Светодиодные ленты изготавливаются на основе длинной гибкой печатной платы, ширина которой может быть от 8 мм до 20 мм. Конструкцию самой платы можно рассмотреть на примере самой популярной светодиодной ленты с питанием 12 В.

Светодиодная лента состоит из небольших сегментов, отдельно собранных участков платы. Каждый такой участок содержит 3 SMD-светодиода с токоограничивающим резистором. Все элементы соединены последовательно. Каждому светодиоду требуется напряжение 3,2 В. Когда весь светодиодный узел соединен последовательно, необходимо 9,6 В. И чтобы такой узел можно было питать от напряжения 12 В, в эту цепь последовательно устанавливается ограничительный резистор, сопротивление которого подбирается в зависимости от типа установленных SMD-светодиодов и необходимого для них тока питания.

По всей длине светодиодная лента состоит из отдельных секций по 3 светодиода, подключенных параллельно. Все эти секции одинаковы и питаются от одного и того же источника.

Светодиодные ленты с SMD 5050 также подключаются отдельными узлами по три светодиода. Поскольку эти светодиоды имеют три отдельно подключаемых диода в одном корпусе, для их подключения нужны три соединения и три резистора.

RGB-светодиодные ленты также состоят из отдельных узлов по три светодиода, но в них каждый цветовой канал подключается отдельно. На такой светодиодной ленте есть четыре линии подключения.

Напряжение питания светодиодной ленты

Чаще всего встречаются светодиодные ленты с напряжением питания 12 В, реже можно найти ленты 24 В. Для питания светодиодных лент используются блоки питания и LED-драйверы. На вход драйвера подается напряжение из сети 220 В, а на выходе получается стабилизированное напряжение 12 В или 24 В. Напряжение должно быть стабилизированным и не выше значения, указанного в характеристиках подключенной светодиодной ленты. Если напряжение выше, лента может выйти из строя из-за большего тока, сильного перегрева и, как следствие, перегорания светодиодов.

Если блок питания выдает напряжение ниже необходимого, светодиодная лента будет светить слабо или вообще не включится. Например, если подключить ленту 24 В к LED-драйверу 12 В, она просто не запустится.

Есть светодиодные ленты, которым не нужен блок питания и которые подключаются напрямую к сети 220 В. Такие ленты имеют высокую степень защиты от пыли и влаги, потому что находятся внутри ПВХ-трубки.

Мощность светодиодной ленты

Важно знать мощность светодиодной ленты, потому что от этой мощности зависит выбор блока питания. Мощность зависит от используемых светодиодов и их плотности. Самые популярные светодиодные ленты используют следующие светодиоды: SMD 3528, SMD 5050, SMD 5630, SMD 5730.

Плотность светодиодов не может быть произвольной. Она определяется количеством светодиодов на 1 м светодиодной ленты, то есть на один погонный метр. Наиболее распространены ленты с 30, 60 и 120 светодиодами на 1 м. Плотность светодиодов влияет и на равномерность светового потока. Ленты с плотностью от 30 до 60 светодиодов используются для подсветки какого-либо объекта. Для равномерной подсветки лучше использовать ленты с плотностью не менее 60 или 120 светодиодов на 1 м.

Для самых популярных типов светодиодных лент существуют таблицы с энергопотреблением одного метра ленты в зависимости от типа установленных светодиодов и плотности их размещения.

Яркость светодиодной ленты

Яркость светодиодной ленты, как и ее мощность, определяется типом установленных светодиодов и их плотностью на ленте. Зная яркость одного светодиода, легко рассчитать яркость всей ленты. В теории все просто, но на практике светодиоды могут быть низкого качества.

Светодиоды можно разделить на качественные и поддельные, а какие именно установлены на ленте, иногда остается загадкой. Когда покупаешь светодиодную ленту в авторизованных магазинах, скорее всего, можно ожидать, что SMD-светодиоды будут качественными.

Фирменные и дешевые светодиоды внешне почти ничем не отличаются, но их характеристики могут быть очень разными. SMD-светодиоды плохого качества могут иметь характеристики в два раза ниже, что естественно скажется на яркости ленты. В таблицах ниже приведены параметры для белых светодиодов. Для светодиодов теплого белого и холодного белого света данные светового потока могут быть ниже.

Световой поток и мощность дешевых SMD-светодиодов

Световой поток и мощность качественных SMD-светодиодов

Даже если известны точные параметры светодиодов, установленных в ленте, световой поток можно рассчитать только приблизительно, потому что приведенный в таблице световой поток соответствует номинальному напряжению питания, которое может немного изменяться.

Подключение светодиодных лент

Для подключения светодиодной ленты нужен блок питания с соответствующим напряжением. При этом нужно обратить особое внимание на мощность выбранного блока питания. Так называемый драйвер для светодиодной ленты должен иметь запас мощности примерно на 20-30% больше, чем требуется ленте. Это не относится к лентам, подключаемым напрямую к сети 220 В.

Светодиодные ленты могут продаваться как небольшими отрезками, так и целыми катушками по 5 метров. Независимо от длины, все они подключаются одинаково, с соблюдением полярности и к блокам питания с подходящим напряжением и мощностью.

Максимальная длина светодиодной ленты, подключенной к одному блоку питания, не должна превышать 5 м. Это связано с падением напряжения в тонких медных дорожках ленты. Если не соблюдать это правило, последняя лента в цепочке будет светить не так ярко при последовательном подключении, а первая лента в цепочке будет перегреваться из-за большого тока, проходящего через нее. Исключением могут быть ленты малой мощности, которые иногда можно подключать до 3 штук по 5 метров каждая.

Чтобы увеличить длину светодиодной ленты больше 5 м, следующую ленту нужно подключать параллельно к тому же блоку питания. В этом случае мощность LED-драйвера уже должна быть рассчитана на подключение нескольких светодиодных лент. Это не всегда удобно, потому что вместе с мощностью растет и размер блока питания, а для питания нескольких лент лучше использовать небольшие отдельные LED-драйверы для каждой из них.

Если светодиодные ленты подключены параллельно от одного блока питания, провода можно подключить одновременно с двух сторон, например в начале и в конце ленты. Это разгрузит дорожки ленты от высокого тока и сделает свечение более равномерным по всей длине.

При необходимости длину светодиодной ленты можно изменить, сделать ее меньше или больше. Лента любой длины состоит из отдельных сегментов, небольших светодиодных узлов. В ленте 12 В такой сегмент состоит из трех светодиодов и одного резистора. Это минимальная длина ленты, которую можно отрезать и подключить к блоку питания. Для ленты 24 В такой сегмент будет состоять из 6 светодиодов, для ленты 220 В - из 70 светодиодов.

Резать светодиодную ленту нужно только в специальном месте, отмеченном значком ножниц на медных контактах. Разрез в любом другом месте не выведет ленту из строя полностью, но испортит минимальный сегмент, который затем придется отрезать от ленты.

Чтобы соединить отдельные участки светодиодной ленты в одну большую ленту, нужно подключать контакты с учетом указанной на них полярности. Соединяй плюс с плюсом, минус с минусом. Идеальным соединением будет пайка паяльником, но для удобства существуют разные коннекторы, которые упрощают подключение лент и подключение их к блоку питания. Их конструкция позволяет зафиксировать контактные площадки. После сборки такого коннектора с лентой его контакты соединяются с контактными площадками ленты и фиксируются внутри коннектора.

Для регулировки яркости светодиодных лент используются диммеры. Диммер может быть аналоговым или цифровым. Аналоговые диммеры собраны на основе полупроводниковых элементов и работают по принципу ограничения тока от блока питания без изменения рабочего напряжения. Цифровые диммеры для светодиодных лент работают по принципу широтно-импульсной модуляции подаваемой мощности.

Диммер устанавливается в цепь питания светодиодной ленты, то есть между блоком питания и лентой. Когда выбираешь диммер, нужно обратить внимание на максимальный регулируемый ток, который должен быть немного больше максимального потребляемого тока подключенной светодиодной ленты.

Многоцветные RGB-светодиодные ленты подключаются через специальный RGB-контроллер, который может управлять каждым цветом ленты отдельно. Длина одной секции такой ленты также не может превышать 5 м. Два провода идут к контроллеру от сети 220 В, а четыре провода идут от контроллера к RGB-ленте, где один провод общий, а три предназначены для управления красными, зелеными и синими светодиодами.

Несколько RGB-светодиодных лент, общая длина которых превышает 5 м, подключаются к контроллеру параллельно. Если мощности контроллера недостаточно для подключения нескольких лент, следующая RGB-лента подключается через так называемый усилитель сигнала, или, другими словами, повторитель. RGB-усилитель подключается к RGB-контроллеру, сигнал от которого уже дублируется на выходе для подключения следующей ленты. При этом усилитель отдельно подключается к собственному блоку питания и также рассчитан на определенную мощность.

Крепление светодиодных лент

Почти все светодиодные ленты уже имеют клеевую основу, чтобы их можно было прикрепить к любой гладкой поверхности. Для фиксации остается только обезжирить поверхность, к которой будет приклеена лента, снять защитную пленку с клеевого слоя на ленте и приклеить ленту к поверхности. Но здесь сразу нужно разделить светодиодные ленты на две группы по мощности: до 14 W/м и более 14 W/м.

Такое разделение на две группы связано с отводом тепла светодиодной ленты и необходимостью дополнительного охлаждения. Ленты с энергопотреблением до 14 W/м способны рассеивать тепло естественным образом: например, охлаждения наружным воздухом будет достаточно, чтобы лента не перегревалась во время работы. Такие ленты просто приклеиваются к любой поверхности.

Светодиодные ленты с мощностью около 14 W/м уже требуют дополнительного охлаждения и должны как минимум приклеиваться к поверхности с хорошей теплопередачей. В качестве альтернативы можно сделать подложку из алюминиевой ленты. Для более мощных светодиодных лент тебе уже понадобится алюминиевый профиль для монтажа светодиодных лент.

Светодиодные ленты, которые питаются напрямую от сети 220 В, находятся внутри ПВХ-трубки, и, как правило, для их фиксации используются разные крепления.

Как выбрать светодиодную ленту

Выбор светодиодной ленты должен начинаться прежде всего с определения цели и области применения, затем лента выбирается на основе известных характеристик. Например, применение на открытом воздухе требует светодиодной ленты, которую можно подключить в одну длинную линию и которая будет защищена от погодных условий. Этим требованиям соответствует светодиодная лента 220 В. Она размещена внутри прозрачной пластиковой трубки, поэтому защищена от влаги и пыли, может подключаться в линию длиной до 100 м и не требует сложного блока питания, потому что подключается напрямую к сети 220 В.

Светодиодная лента малой мощности со степенью защиты IP20 подходит для подсветки потолка. Поскольку такая лента имеет потребление в пределах 10 W/м, ее можно монтировать без дополнительной системы охлаждения, приклеивая прямо к подвесному потолку. Но если ты планируешь использовать светодиодную ленту как основное освещение, что сразу переводит ее в категорию с потреблением более 14 W/м, для установки понадобится алюминиевый профиль, который будет отводить лишнее тепло.

Для освещения ванной тебе понадобится светодиодная лента с защитой от влаги, соответствующая степени защиты не ниже IP54. Такие ленты имеют слой силикона со стороны светодиодов, который работает как защита. При установке защищенных светодиодных лент нужно учитывать и энергопотребление на погонный метр ленты, а при необходимости использовать алюминиевый профиль.

Преимущества и недостатки светодиодной ленты

Главное преимущество светодиодных лент - возможность использовать их для создания сложного декоративного освещения и простота установки. Светодиодная лента выполнена на гибкой основе, и ей довольно легко придать разные формы.

Цвет светодиодной ленты может быть почти любым. Есть несколько стандартных цветов монохромных лент и вариации их оттенков, а также многоцветные ленты, которые могут менять цвет. Кроме того, их яркость довольно легко регулировать.

Важное преимущество светодиодных лент - срок службы и энергопотребление, которое в несколько раз ниже по сравнению с другими источниками света. При соблюдении всех правил и рекомендаций производителя по подключению они могут работать от 20 тысяч до 50 тысяч часов, а если энергопотребление принудительно снизить на 20% или 30% от номинального значения, срок службы увеличится еще больше.

Главный недостаток светодиодных лент - высокая чувствительность к перегреву. Это связано с самими светодиодами: когда они нагреваются выше 70 градусов Цельсия, они начинают деградировать, что проявляется изменением спектра излучаемого света и снижением яркости. В итоге светодиод может перегореть. Поэтому нужно строго соблюдать все рекомендации по установке светодиодных лент и убедиться, что при необходимости используется алюминиевый профиль для отвода тепла.

Часто задаваемые вопросы

Что такое светодиодная лента?

Светодиодная лента - это длинный гибкий источник света, собранный на основе тонкой гибкой печатной платы, на одной стороне которой светодиоды и вспомогательные радиокомпоненты размещены на определенном расстоянии.

Где используется светодиодная лента?

Светодиодная лента может использоваться как дополнительный источник света, для подсветки отдельных зон помещения, предметов, витрин, а также для декора лайтбоксов и рекламных баннеров.

Какое напряжение питания у светодиодных лент?

Для подключения большинства светодиодных лент необходим блок питания 12 В, реже 24 В. Есть также светодиодные ленты, которые подключаются к сети 220 В.

Какая мощность у светодиодной ленты?

Мощность светодиодной ленты зависит от типа установленных светодиодов и плотности их размещения на ленте. На упаковке светодиодной ленты указывается мощность одного погонного метра.