Чем заменить светодиодную ленту
Светодиодные ленты для общего освещения: за и против
При всех преимуществах светодиодного освещения нельзя не признать, что его внедрение происходит не очень быстро. Это связано с множеством факторов, в том числе высокой стоимостью светодиодных светильников, отсутствием информации и консерватизмом, естественным образом свойственным потребителям. Но есть один вид светодиодных осветительных приборов, который сразу был воспринят потребителями на «ура» — светодиодные ленты. Изначально этот вид светотехнической продукции применялся для декоративного оформления. Но сейчас все чаще светодиодные ленты используют для создания общего освещения. Мало того, выпускаются светильники на основе светодиодных лент. Причем теперь это не только сверхбюджетная продукция, но и светильники высокого класса, а также творения именитых дизайнеров. О преимуществах и недостатках применения светодиодных лент для общего освещения и пойдет речь в статье.
Светодиодная лента представляет собой гибкий светодиодный модуль, который можно резать на куски длиной, кратной определенному шагу. Для реализации возможности резки ленты, в ней используется последовательно-параллельное соединение светодиодов. Как правило, светодиодные ленты имеют напряжение питания 12 или 24 В. Поэтому в них параллельно соединены последовательности из токоограничительного резистора, а также 3 или 6 светодиодов.
Главное преимущество светодиодных лент — простота их использования. Можно отрезать нужную длину ленты. При установке ленты ее просто наклеивают как скотч на поверхность. Подключение к ленте осуществляется сейчас обычно с помощью специальных коннекторов.
Принципиальная схема светодиодной ленты с питанием 12 B
Благодаря своим свойствам, светодиодные ленты сразу завоевали любовь дизайнеров интерьеров. При этом возникла уникальная, с точки зрения маркетинга, ситуация. На рынке светодиодных лент, за редким исключением, отсутствуют известные бренды с большими рекламными бюджетами, которые могли бы продвигать саму концепцию, лежащую в основе такого оборудования.
Тем не менее, светодиодные ленты без какой-либо серьезной маркетинговой поддержки стали появляться в интерьерных журналах и телепередачах по данной тематике. В итоге, о светодиодных лентах и их замечательных свойствах сейчас знают даже люди, далекие от светотехники. Использование светодиодных лент — одна из наиболее обсуждаемых тем как на интерьерных, так и на специализированных светотехнических интернет-форумах.
Параметры
Светодиодные ленты поставляются потребителю в бухтах, наиболее распространенная длина — 5 м. В технических данных, как правило, указывается потребляемая мощность всего отрезка ленты. Для корректного сравнения светодиодных лент следует использовать такой параметр, как удельная потребляемая мощность.
Для вычисления этого параметра потребляемую мощность отрезка ленты делят на его длину. Световой поток для ленты указывают крайне редко, и дело здесь не только в маркетинговых ухищрениях. Как мы узнаем далее, значение светового потока для светодиодной ленты можно определить лишь приблизительно.
Массово используемые типы светодиодных лент имеют светоотдачу, лежащую в пределах 60–80 лм/Вт.
Исходя из этих данных, по удельной потребляемой мощности можно оценить, в каких пределах будет лежать световой поток данного отрезка ленты.
По области применения светодиодные ленты можно разделить на три категории:
Осуществление теплоотвода
Ленты для местного освещения можно наклеивать на что угодно при условии, что будет обеспечена естественная циркуляция воздуха вокруг светодиодов. В том случае, если естественной циркуляции воздуха нет, придется наклеивать ленту на специальный алюминиевый профиль для обеспечения теплоотвода. Светодиодные ленты для общего освещения в обязательном порядке должны наклеиваться на алюминиевый профиль. Альтернативой может быть, разве что, наклейка на металлические несущие элементы подвесного потолка.
Игнорирование требования установки мощных светодиодных лент на металлический профиль является весьма распространенной ошибкой. В результате перегрева световой поток уже за первый год эксплуатации может упасть вдвое.
Преимущества для бюджетных решений
Последовательно-параллельная схема соединения светодиодов, применяемая в светодиодной ленте, является ее важным преимуществом, обеспечивающим высокую надежность. При выходе из строя одного светодиода, сопровождающегося разрывом цепи, перестанут работать только 2 или 5 светодиодов (в зависимости от питающего напряжения), включенных последовательно с ним. Для сравнения, в самых дешевых светодиодных светильниках применяется последовательное соединение светодиодов цепочки, состоящие из десятков элементов. Диоды Зенера, включаемые параллельно светодиодам для предотвращения разрыва цепи, в таких светильниках не используются. В результате при выходе из строя одного светодиода может погаснуть весь светильник.
Подавляющее большинство типов светодиодных лент подключаются к сети не напрямую, а через блок питания. Поскольку блок питания является внешним, то нет ограничений на его размеры. Блоки питания с выходным напряжением 12 или 24 В выпускаются массовым тиражом и стоят недорого. Поэтому нет проблемы приобрести для осветительной системы качественный блок питания с низким уровнем пульсаций на выходе и устойчивостью к броскам напряжения. А ведь именно большой уровень пульсаций и плохая устойчивость к изменениям питающего напряжения являются главными недостатками дешевых светодиодных светильников.
Но светильники на основе светодиодной ленты имеют и свои недостатки.
Светодиодные ленты, как правило, питаются от источника напряжения. Ток, протекающий через светодиоды в светодиодной ленте, задается резистором, включенным последовательно с цепочкой источников света. В то же время, для установки оптимального режима работы светодиодов требуется стабилизировать ток на определенном уровне.
Простота использования светодиодных лент и некоторые объективные преимущества привели к тому, что их используют в качестве источника света производители сверхбюджетных светильников. Кроме этого, можно встретить очень дорогие светильники, изготовленные именитыми дизайнерами в одном экземпляре или же малыми партиями, в которых также используются светодиодные ленты. В данном случае светильник является не утилитарным прибором, а средством украшения интерьера, и не так важно, какой он дает световой поток и какая у него энергоэффективность. Использование светодиодной ленты позволяет дизайнеру самостоятельно или с привлечением 1–2 ассистентов создавать оригинальные светильники.
Недостатки светодиодных лент
Главным недостатком большинства светодиодных лент является схема установки режима работы светодиодов. Как известно, она определяется силой тока, протекающего через светодиод. Сила тока в светодиодной ленте устанавливается токоограничительным резистором.
В нем происходит значительная потеря энергии. Например, при напряжении питания 12 В падение напряжения на цепочке из последовательно соединенных светодиодов составляет около 10 В. Из-за этого в токоограничительном резисторе бесполезно расходуется около 17% потребляемой мощности.
Справедливости ради следует отметить, что аналогичная проблема есть и в светодиодных лампах с низковольтным питанием. Но в них используется специальная электронная схема, стабилизирующая ток, протекающий через светодиоды на оптимальном уровне, что в конечном счете позволяет добиться высокой общей светоотдачи. В лентах же сила тока зависит от падения напряжения в p-n переходах светодиодов. Эта величина зависит от температуры, реального значения напряжения питания и технологического разброса. Поэтому световой поток для лент может быть определен только приблизительно.
Другим недостатком являются ограниченные возможности для теплоотвода. Клей, которым лента крепится к поверхности, не отличается высокой теплопроводностью, к тому же, нет возможности плотно прижать ленту к металлическому профилю, так как при этом придется оказывать механическое воздействие непосредственно на светодиоды, что крайне нежелательно.
Также серьезной проблемой в светодиодной ленте являются потери в тонких гибких проводниках. Правда, она частично решается путем перехода от 12-вольто-вых к 24-вольтовым лентам.
Из этого можно сделать вывод, что бюджетный светильник на светодиодных лентах значительно проигрывает по энергоэффективности светильникам на основе отдельных светодиодов или же светодиодных модулей.
В отличие от светодиодных лент, в тонких светодиодных модулях для установки режима работы вместо токоограничительных резисторов нередко применяются стабилизаторы тока, что обеспечивает лучшие технические характеристики
Альтернатива светодиодным лентам
Поскольку все равно мощная светодиодная лента должна использоваться только в металлическом профиле, не проще ли вместо нее использовать готовые тонкие светодиодные модули, соединяемые встык?
У них уже предусмотрена металлическая основа, с которой имеется хороший тепловой контакт у светодиодов. Соединительные проводники более толстые, чем в ленте, потери в них минимальны. К сожалению, пока такое решение используется в нашей стране редко. Опыт общения автора статьи с дизайнерами показывает, что зачастую они просто не осведомлены о наличии таких модулей.
Стоимость тонких светодиодных модулей в пересчете на погонную длину, на первый взгляд, выше, чем у светодиодной ленты. Но если взять модули и ленту с одинаковыми техническими характеристиками, прибавить к стоимости ленты еще и стоимость качественного алюминиевого профиля и рабочего времени на установку ленты в профиль, получается, что оба решения стоят примерно одинаково. Но, в конечном счете, применение тонких светодиодных модулей более выгодно, так как у них выше энергоэффективность и больше реальный срок службы.
За лентами — будущее?
Но все это не означает, что перспектив у светодиодных лент в общем освещении нет. Применение усовершенствованных лент позволяет добиться высоких технических характеристик и при этом полностью автоматизировать процесс производства светильников.
Светодиодная лента Osram Preva LED Linear-Flex
Немецкая компания Osram на выставке Light+Building 2014 во Франкфурте-на-Майне продемонстрировала светодиодную ленту Preva LED Linear-Flex, предназначенную для сборки светильников на роботизированных линиях. Светоотдача этой ленты составляет 173 лм/Вт. Ширина Preva LED Linear-Flex примерно в 10 раз больше, чем у обычной ленты. Благодаря этому, лента сама обеспечивает нужный теплоотвод, даже при установке на поверхность с низкой теплопроводностью. И, самое главное, лента предназначена для работы с блоком питания, имеющим стабилизированный выходной ток, а не напряжение. Это позволяет точно устанавливать оптимальный режим работы светодиода и снижает потери в токоограничительных резисторах (совсем без них обойтись в светодиодной ленте пока невозможно). В итоге светильник на светодиодной ленте нового типа обладает высокими параметрами при низкой цене.
Алексей Васильев
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 5-6
Светодиодная лента как самое неудачное решение для освещения помещений
Чувствую себя как кудрявый человек с ютуба в городе новостроек, только в мире светодиодов. 🙂
Приведу основные проблемы светодиодной ленты:
1. Неравномерность свечения на длине >2 метров, не хватает питания надо множественные «подпайки» делать.
2. Неравномерность выхода из строя светодиодов (см ниже), что требует замена не отрезка, а всей ленты из-за цветового/яркостного перекоса.
3. Большие потери на резисторах (если резистор не на группу, а на 1 диод, то потери еще больше)
4. Сложная система теплоотвода (для мощных лент) в узких и пыльных нишах.
5. Высокие токи (актуально для мощных лент) = повышенная пожароопасность и нагрев (потери на проводах и самой ленте), на мощных лентах 12вольт 100вт уже больше 8а ток!
И это только при нормально охлаждении (продуваемом вентиляторами) и качественной проклейки к профилю
6. А теперь, гвоздь программы: плохая «разбиновка» светодиодов.
Отсюда вытекает проблема и OLED дисплеев, поэтому и применяется ШИМ для регулировки яркости ибо идеально подобрать светодиоды невозможно. А глаз, глаз все стерпит и компенсирует. Да и по прошествии времени эти параметры сильно пляшут.
Здесь пример дорогой ленты arlight «pro», дешевые еще хуже себя будут вести.
Фото другой группы светодиодов, так же яркость разная.
Другая лента, хуже фокусируется телефон (светодиоды > 8000k), тоже разной яркости.
А теперь самое интересное (старого, пыльного тестера пора наступает), замеряем напряжение на триаде светодиодов
1 (ближе к питанию), 2 и 3
Видно что питание светодиодов разное = разный нагрев, разная яркость и разное время выхода из строя. Скажите «разница не велика», но она есть и ощутима для светодиода ибо разный ток ( светодиод по своему поведению очень похож на стабилитрон https://ru.wikipedia.org/wiki/Стабилитрон )
Вторая триада, второй светодиод. И это на самой маломощной ленте с длинной отрезка менее метра.
Линейка для потолочных светильников типа армстронг, без сопротивлений которые. Светодиоды Samsung. Группы по 6 светодиодов последовательно. Данные линейки питаются от токовых драйверов. Также разная яркость и разное напряжение на светодиодах (на слабой и полной яркости).
Про регулировку света с помощью ШИМ, лучше забыть как страшный сон. Так же происходит смешение цветов у цветных или тепло/холодных лент.
Все тоже самое актуально для светодиодной лампы/светильника, но там светодиоды в куче и частично пересвечивают друг друга, поэтому расхождений цветов почти не видно. И можно реализовать dc dimming, если не важно соблюдение правильности спектра света.
P.S. Ответы на вопросы:
Я просто хочу донести немного истины, ибо почти каждый пост про светодиоды пропитан рекламой, неприятно уже становится, да и у людей каша в голове от этого. Понимаю что продавать надо, раз вложились в производство но совесть надо иметь. Особенно подгорело у меня, когда «советовали» светодиодной лентой освещение в бане делать, в бане. Ждем про установку светодиодов в духовку пост.
Как можно сделать светодиодную ленту своими руками
Светодиодные ленты используются для подсветки или в качестве основного освещения уже не один год. Цена на них постоянно падает, а ассортимент растет. Но если есть необходимость, то можно сделать светодиодную ленту своими руками.
Преимущества светодиодной ленты
LED-полоса имеет ряд преимуществ перед другими источниками света:
Применение самодельной светодиодной ленты
Такую конструкцию можно использовать для подсветки в самых разных местах – если спрятать за карниз или шкаф, то подсветка натяжного или обычного потолка придаст комнате романтический вид. Установка на кухне, на нижней поверхности кухонного гарнитура, осветит рабочую поверхность, а над горшками с комнатными растениями добавит им света в пасмурную погоду.
Подсветка кухни светодиодной лентой
Такую самоделку можно использовать в машине и на велосипеде, в качестве габаритных огней или сигнала поворота авто. На музыкальном центре, с помощью RGB-контроллера, она обеспечит световые эффекты – огни будут мигать в такт музыке.
Подсветка рабочего стола к содержанию ↑
Как изготовить светодиодную ленту своими руками
Копию LED-полосы фабричного производства изготовить в домашних условиях очень трудно. Она представляет собой печатную плату на гибкой основе, на которой смонтированы светодиоды и резисторы серии SMD. В домашних условиях эти материалы можно заменить текстолитовой полоской и обычными светодиодами и сопротивлениями, на ножках.
Необходимые инструменты и материалы
Для самостоятельного изготовления светодиодной ленты необходимы следующие инструменты:
Кроме инструментов, необходимы следующие материалы:
Процесс изготовления
Изготовление самодельной светодиодной полоски состоит из нескольких этапов:
Управление свечением
Если просто подключить светодиодную полосу просто подключить к источнику питания, то единственный результат – постоянная яркость света. Если же на LED-полоске установлены разноцветные светодиоды, то они будут гореть одновременно.
Для простой регулировки яркости от min до max можно использовать диммер, мощностью на 20% превышающей мощность полосы со светодиодами.
Для управления RGB-лентой лучше взять контроллер.
Выбор контроллера
Без контроллера можно управлять яркостью свечения только одноцветной ленты. Для управления многоцветной лентой RGB необходим контроллер. Он даст возможность плавной настройки цвета и его изменений по заданной программе, например, переливание. Его мощность должна на 20% превышать мощность светодиодной полоски. Кроме мощности контроллеры отличаются по типу:
Монтаж и схемы подключения
Собранная полоса устанавливается на место и подключается к блоку питания, диммеру или к RGB-контроллеру.
Подключение контроллера
Контроллер и блок питания располагаются рядом с лентой. Если светодиодных конструкций несколько, и они располагаются на значительном (несколько метров) расстоянии друг от друга, то каждая из них подключается к RGB-повторителю.
Это делается для уменьшения длины кабелей, по которым идет большой ток. При большой длине кабеля падение напряжения слишком велико и свет становится тусклым.
Монтаж
Готовая конструкция закрепляется на месте разными способами:
Внимание! Для закрепления полосы без термоусадочной трубки используется нейтральный герметик.
Светодиодная лента, сделанная своими руками, может заменить готовую, а в некоторых случаях лучше соответствовать задаче.
В интернете можно также смотреть видео о том, как делается светодиодная лента своими руками.
Полезный видеоматериал
Как сделать светодиодную ленту своими руками лучше, чем в магазине
Как же мне хотелось проложить светодиодную ленту на изголовье своей кровати! Меня всегда привлекало то, что можно не включать основной свет, а еще при этом получить красивое сияние. Светодиодные лампы – тренд, на который подсел и я. Правда, когда я увидел цены на них в магазине…
Действительно, за светодиодные лампы берут столько денег, сколько она не может стоить. По факту для сборки нужно всего несколько светодиодов, да и резисторов. Почему так дорого берут? Не понятно.
Сделать светодиодную ленту своими руками очень просто. Главное – знать принцип и механизм работы. После ее можно проложить и на кухне или, например, в спальне, как сделал это я.
Как устроена светодиодная лента?
Полосы, которые продаются в магазинах, устроены намного сложнее, чем обычный домашний вариант. Представленные для продажи лампы имеют пластичную печатную плату, на которую уже вмонтированы светодиоды.
В домашних условиях подобную конструкцию изготовить практически невозможно, однако можно заменить элементы на более простые и дешевые:
Это легкий вариант, который обойдется дешево, причем выглядеть будет ничуть не хуже, а наоборот – даже лучше.
Совет! Не стоит брать очень дешевые светодиоды. Они основа самой ленты, поэтому не стоит на них экономить. Сэкономить можно на ножках или же резисторах, но на светодиодах экономить ни в коем случае нельзя.
Почему не нужно покупать ленту в магазине?
А зачем покупать то, что с легкостью можно сделать дома? С таким подходом я сообразил неплохую конструкцию, которая украшает не только спальню, но и кухню. В планах сделать подобную ленту и в гостиную.
Подсветка, приобретаемая в магазине, не только стоит очень дорого, но и также может быть некачественной. Зачем это нужно, если можно сделать все дома? Конечно, если человеку лень что-либо делать, то он может купить готовый вариант в магазине, однако, это может стать печальным опытом.
Необходимые материалы
Для того чтобы изготовить ленту из диодов своими руками, необходимы некоторые инструменты и материалы, а именно:
Сам процесс
Процесс и механизм изготовления можно разделить на несколько этапов.
Совет! Для того чтобы придать полоски эстетический вид, можно взять термоусадочную трубку и поместить туда получившуюся конструкцию. Полоса из бутылки поместится на заднюю сторону конструкции. Чтобы закрепить результат, необходимо включить и прогреть все феном.
Как я управлял светом
Если просто подключить получившуюся конструкцию к питанию, то будет один результат – постоянное свечение. Мы не сможем контролировать свечение никаким образом. Если же использовать диммер, то можно регулировать результат.
Также хороший вариант – контроллер. Именно так я и поступил. Выбор контроллера также важен. Существуют разные, в том числе пульт без дистанционного управления. Самые крутые контроллеры – по интернет-сети. Подробные схемы подключения контроллеров можно посмотреть в интернете или же при покупке готового аппарата.
Как подключить контроллер
Для этого необходимо расположить сам контроллер и блок питания рядом с лентой и спаять друг за другом. При этом нужно соблюдать расстояние, если соединяется несколько конструкций сразу. Если не использовать контроллер, то будет слишком большое расстояние между светодиодами, напряжение будет передаваться намного хуже.
Как я монтировал ленту и куда установил
На самом деле, прикрепить светодиодную ленту можно в любое место, начиная с потолка, заканчивая даже низом шкафа. Сама подсветка прикрепляется на разные материалы. Свою я прикреплял при помощи двустороннего скотча, однако прикрепить рассеиватель можно с легкостью даже при помощи герметика.
Светодиодная лента – это отличны вариант декора дома. Так я смог оживить свою спальню, добавить ей необычного свечения даже в ночное время суток. В планах еще больше лент, причем обходятся они намного дешевле, чем в магазинах!
А вот интересное видео с подобным процессом изготовления подсветки: