Loading ...
15 036 
Сучасні елементи інтер’єру багато в чому перетворюються на краще, якщо додати до них декоративну підсвітку, яка є тією «родзинкою» оригінальності і виразом сучасного дизайну. Саме для цього застосовують світлодіодні стрічки підсвічування, які виробляються в багатьох варіантах колірної гами, і мають багато інших характеристик, про які піде мова.
В принципі, нічого складного немає ні в монтажі, ні в підключенні підсвітки до електрики, але найскладнішим є вибір тієї чи іншої системи, і розуміння принципу її роботи. Є системи, які працюють від 220 В і відповідно, не вимагають блоку живлення, є на 12/24 В підсвітки, а для великої кількості освітлення, може знадобитися не один блок живлення, плюс підсилювачі.
Але потрібно розуміти, що даний вид освітлювальних приладів є допоміжним, і як правило, не обходиться без точкового або групового лампового освітлення (див. «Види і принцип роботи сучасних електричних побутових ламп освітлення»), а загального або зонованого – інше питання.
Види світлодіодних стрічок декоративного підсвічування
Щільність світлодіодів на метр погонний стрічки – це та характеристика, яка визначає (більшою частиною) яскравість освітлення. Найвища щільність становить 240 світлодіодів на метр погонний, тобто, 24 на секцію 10 см, як можна бачити на малюнку нижче. Там же видно, що стрічки щільністю 120 штук на м/п, виконані в двох варіантах – в один і два ряди. Також можна бачити, що 240 розташовані у два ряди, а 140 – в три. Це все пов’язано з габаритними розмірами світлодіодів, їх кольоровістю, а також архітектурою схеми і резисторів самої стрічки, про що піде мова далі.
Саме розташування не принципово, тут показано лише, що буває стрічка в один, два і три ряди, різного розташування (вряд, «шахматку»). Дрібні світлодіоди можуть розташовуватися в один ряд і досягати щільності 120 штук на метр, а більш громіздкі для такої ж щільності доводиться розташовувати в два ряди, але і світловіддача у них, як правило, більше, та/або вони здатні випромінювати кілька кольорів. В останньому випадку, розташування збільшує кількість доріжок і обслуговуючих резисторів.
Типи світлодіодів для стрічки умовно поділяють на одноколірні і багатоколірні. Перші можуть випромінювати відтінки одного з основних кольорів спектра (червоного, зеленого, синього), а також різної м’якості білого (від сонячного до чисто-білого). Вони зазвичай меншого розміру і споживають небагато струму, мають два контакти для підключення в схемі стрічки і один обслуговуючий напруговідвідний резистор на стандартну секцію з трьох світлодіодів.
Багатоколірні ж позначаються абревіатурою RGB, що в перекладі на українську ЧЗС – червоний, зелений, синій. Їх конструкція така, що вміщує в одному корпусі одного кристала три провідникових елементи, кожний з яких при подачі напруги випромінює свій колір. У таких світлодіодах конструктивно можна спостерігати шість контактів, три на одній стороні, три на інший, кожен веде свій провідниковий елемент в кристалі. На секцію з трьох таких світлодіодів покладено три обслуговуючих напруговідвідних резистора – на кожен колір трьох світлодіодів по одному.
Розрізняють світлодіодні стрічки підсвітки і за розміром, який можна дізнатися, судячи з маркування. Найбільш поширені варіанти цифрових значень – 3528 і 5050, які вказують на розмір світлодіода. Перші дві цифри у маркуванні 3528 наприклад, позначають розмір у міліметрах (ціле і дробове значення) габариту боку світлодіода – 3,5 мм. Другі два – відповідно габарити по другій стороні: 2,8 мм.
Одноколірні стрічки виробляють на базі світлодіодів SMD (Surface Mounted Device, або монтований на поверхню прилад), різних розмірів, основні з них – це SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 з відповідними розмірами 3,5х2,8 мм, 3х2 мм, 3х1,5 мм, 2х1,2 мм. Бувають більш потужні одноколірні з трьома і більше стаціонарними джерелами світла в кристалі, а також багатоколірні RGB, з маркуванням SMD 5050 (5х5 мм) та SMD 5060 (5х6 мм). Є ще абревіатура DIP, яка вказує на циліндричний корпус світлодіода, і відповідно, прикріплена до неї цифра позначає діаметр корпуса.
Характеристики споживаючої енергії світлодіодних стрічок бувають найрізноманітніші, в залежності від щільності і типу світлодіодів, шо використовуються при виробництві. Ще один нюанс «ненажерливості» цих джерел світла – колір освітлення, але це більше відноситься до одноколірних видів, а в RGB можна самостійно налаштувати відтінок, тим самим трохи змінити характеристику споживання.
Є стрічки, які розраховані на споживання напруги 12, 24, 36, 48 і 220 Вольт. Найбільш поширені – 12 і 24 В, які випускаються в бухтах по 5 м та мають розмір секції рівний 10 см. Стрічки на 36 і 48 В випускаються в більшій кількості випадків під замовлення, бухтами по 30 м, з секціями по 15-20 см, але вартість погонного метру з однаковими характеристиками 12/24 вольтів стрічок однакова.
Потужність вказується виробником на 1 м/п стрічки, і залежить вона від щільності світлодіодів, а також виду світлодіода. Наприклад, якщо взяти стрічку з маркуванням SMD 3528 4,8 W 60 LED R, то судячи по ній, можна побачити світлодіоди 3,5х2,8 мм (SMD 3528), з потужністю споживання на метр стрічки 4,8 Вт (4,8 W), щільністю 60 світлодіодів (60 LED) червоного кольору (60 LED R) на метр погонний. Кожен світлодіод серії LED SMD 3528 R споживає 0,08 Вт, з цього випливає: 60*0,08=4,8 Ватт потужності споживання на метр погонний стрічки з шістьма десятками світлодіодів.
Схеми, конструкції світлодіодних стрічок декоративного підсвічування
Многочипові світлодіоди мають найбільш складну схему, тобто ті, в корпусах яких є по кілька елементів, що виробляють світло. До них належать елементи класу SMD 5050 (5060), які бувають одноколірними і багатоколірними (RGB). У першому випадку чіпи, що випромінюють світло, виконані з одного матеріалу, що видає один колір. Якщо мова йде про RGB, то там розташовано три чіпа, виконаних з різних матеріалів, кожен з яких світиться своїм кольором.
Складові обслуговуючі елементи (струмообмежуючі резистори) та кількість контактів, які вміщує в собі схема світлодіодної стрічки RGB, не настільки велика, як на основі пятичипових SDM 5050, так як має всього чотири діючих контакту. Але принцип той самий: три чіпа в світлодіоді – три керуючих, замикаючих ланцюг контакту, плюс загальний 12 В.
Перший в секції світлодіод запаяний на силовий контакт з одного боку, а далі йде послідовне з’єднання одного за іншим трьома струмопровідними доріжками, в ланцюг кожної включений струмообмежуючий резистор, що відводить надлишок струму від свого чіпа. Варто звернути увагу на саму конструкцію світлодіода в даному випадку, яка відрізняється від пятичипової, в якій є один загальний силовий 12 В контакт, який, як правило, розташований посередині в нижньому ряду, а інші – замикаючі.
Управління чіпами здійснюється окремо кожним, і відповідно, комбінаціями різної яскравості з трьох різнокольорових, можна домогтися практично будь-якого відтінку, а також білого кольору. Також можна дискретним чином, просто вмикати або вимикати певний чіп. У одноколірних багаточіпових світлодіодах такий дискретний спосіб керування яскравістю освітлення є більш зручним, ніж метод плавного регулювання реостатом.
На схемі секції можна спостерігати, що підключення світлодіодів відбувається у послідовному порядку, але підключення самих секцій у стрічці здійснюється паралельно. Роз’єднання секцій проводиться шляхом розрізу по струмопровідним незахищеним контактам, по намічених лініях розрізу.
Одночіпові світлодіоди досить прості в підключенні на стрічці, і вони мають лише один чіп, відповідно, випромінюють світло одного відтінку, налаштувати можна тільки яскравість за допомогою реостата. Найбільш простою вважається схема підключення світлодіодної стрічки на основі одночіпових SMD 3528, SMD 3020, SMD 3015, SMD 2012 та інших (різноманітність їх велика, описані найбільш широкі в застосуванні). Секція такої стрічки декоративного освітлення має три світлодіода, на яких припадає один струмообмежуючий резистор, все це на дві доріжки – силову і нульову.
Підключення елементів в секції стрічки послідовне, а підключення секцій – паралельне. Такі стрічки, як правило, більш тонкі, так як світлодіоди менш громіздкі, ніж многочіпові (плюс до того тільки один резистор на секцію), і можуть поміщатися в один ряд при такій кількості, для якої потрібно два ряди SMD 5050. Але при цьому світловіддача їх звісно, менша.
Вище наведені два основних види світлодіодних стрічок, але існують і гібридні, многочіпові з одночіповими, а також з секційним управлінням, яке забезпечує ефект «бігаючий вогонь», різні мерехтіння і т. д., подібно новорічним гірляндам. Для цього потрібен ще спеціальний контролер, але про це далі.
Розташування доріжок і розміщення елементів на стрічці може відрізнятися від наведених вище схем, але принципова складова залишається все та ж. Стрічка може мати різного кольору захисне покриття, під яким заховані доріжки, а також клас захисту IP, перша цифра якого вказує на ступінь захисту від пилу і твердих тіл, друга – від вологісних впливів. В статті «Види, будова і маркування сучасних електричних побутових розеток» повна таблиця розшифрування всіх класів захисту, від IP 00 до IP 69.
Схеми і особливості підключення світлодіодних стрічок
Блок живлення для світлодіодної стрічки входить у будь-яку схему підключення, за винятком тих, які розраховані на характеристики мережевої напруги 220 В змінного струму – такі стрічки можуть підключатися безпосередньо до мережі. Існують різні блоки, які підбираються по напрузі, а також по загальній потужності та робочому струму всієї довжини стрічки, яку планується підключити до нього. Наприклад, потрібно підібрати блок живлення до п’яти метрової SMD 3528 60 LED підсвітки. Характеристики: робоча напруга – 12 В; робочий струм – 0,4 А/м; споживаюча потужність – 4,8 Вт/м.
Ці дані вказуються виробником на метр погонний, а на потрібних у нашому випадку п’ять, просто множимо їх на цю кількість: 0,4*5=2 А; 4,8*5=24 Вт. При цьому напруга залишається однаковою що на один, що на п’ять метрів, і таким чином, блок живлення для нашої п’ятиметрової SMD 3528 60 LED, повинен бути розрахований на струм до 2 А, і мати потужність, рівну 24 Вт, звісно, при вихідній напрузі 12 В постійного струму.
Вище наведена на основі одного і двох блоків (А) схема живлення світлодіодної стрічки, на одночіпових світлодіодах, шо розрахована на 12 В. В обох випадках споживача два – дві п’ятиметрових стрічки. Але в першому випадку ми спостерігаємо блок живлення (А) такої потужності і вихідного струму, який здатний живити дві стрічки (Б). У другому ж випадку, або стрічки дуже «ненажерливі», чому неможливо або економічно не доцільно брати один високопотужний блок на дві, або підібрано спеціально два блоки живлення по одному на кожну, щоб при виході з ладу одного, заміна коштувала дешевше, ну або з інших міркувань (їх чимало).
Це найбільш примітивна схема, на якій не зображено елементів управління. Як мінімум повинен бути один – вимикач 220 В, який замикає первинний силовий ланцюг блоку живлення. За бажанням можна додати й інші елементи управління, наприклад, сенсорний вимикач або модуль дистанційного керування за допомогою пульта. Про сучасні системи керування електричними споживачами можна дізнатися зі статті «Види реле для побутових електромереж, їх призначення та принцип роботи».
RGB-контролер для багатокольлрової стрічки являє собою електронний пристрій, що керується, як правило, дистанційно. Контролер має набір дискретних (ступінчастих) і плавно регулюючих (реостатних) елементів управління, які замикають/розмикають ланцюг і регулюють потужність кожної з трьох гілок, які живлять свій колір в RGB світлодіодах. Таким чином, пультом можна регулювати насиченість того чи іншого кольору, регулюючи палітру загалом.
Більш складні контролери для спеціальних стрічок здатні також керувати кожною секцією, виконуючи цілі світлові спецефекти. Мони мають вбудований спеціальний процесор з набором алгоритмів управління кожним окремим елементом у стрічці, тому світлодіодна стрічка для підсвічування стелі, приміром, може світитися і блимати як гірлянда на новорічній ялинці, або якось м’якше, плавніше. Все залежить від програмної частини процесора, який можна самостійно коригувати, але за допомогою спеціальних навичок і пристрою – програматора.
Вище наведені схеми підключення RGB стрічки (Р) з одним блоком живлення (А) через RGB контролер з інфрачервоним приймачем (В) для дистанційного пульта управління. В обох випадках блок живлення досить потужний, щоб живити одну-дві і навіть більше стрічок. При цьому важливо зауважити, що з’єднання стрічок відбувається безпосередньо до блоку, а інший варіант, коли друга стрічка живиться від крайніх контактів першої, є грубою помилкою. Це правило поширюється на всі види стрічок, у тому числі і попередню одноколірну на основі одночипного світлодіода.
Але, що робити, якщо кількість стрічок дуже велика, плюс кожна має дуже велику потужність споживання і високу щільність світлодіодів.? – тоді в схему живлення необхідно включити необхідну кількість блоків живлення, а також спеціальний RGB-підсилювач в тій же кількості, що і додаткових блоків, як показано нижче.
На схемі перший зверху блок живлення (А), що живить RGB-контролер (Б), яким відбувається управління всією системою декоративного освітлення (Д) через інфрачервоний приймач (В). Перший блок живлення має потужність, що дорівнює споживанню першої стрічки і контролера, плюс, запас надійності в 20%. Для другої і третьої стрічки також по блоку живлення рівної потужності плюс запас, але наступні блоки підключені не безпосередньо, а через RGB-підсилювач.
RGB-підсилювач – це прилад, елемент ланцюга, який дозволяє збільшити кількість стрічок, що підключаються до контролера. Стрічки підключаються одна до іншої через контролери, і до кожного окремо покладено блок живлення, як на малюнку вище. І немає різниці, яку світлодіодну стрічку обрати, головне, щоб потужність блоку живлення збігалася. Без цього приладу підключати стрічки послідовно не можна, навіть якщо б блок живлення був настільки потужним, що міг би «потягнути» і другу – такі правила монтажу світлодіодного стрічкового освітлення. В дану схему можна підключити практично будь-які види світлодіодних стрічок, навіть можна примудритися три одноколірних вліпити, якщо є з того сенс.
Щоб максимально розширити функціонал керування електричними приладами, в тому числі декоративним освітленням, існують високоінтелектуальні системи, про які можна дізнатися зі статті «Складові елементи системи розумний будинок, їх призначення та принцип роботи». Якщо виникнуть питання – пишіть під статтею в полі коментарів.
З повагою, команда Mastery of building – порталу загальнобудівельної тематики.
Залишити відповідь