Решая вопрос, как сделать световой короб, следует в первую очередь изучить все тонкости конструкции данного вида. Например, для эксплуатации в более жестких условиях (на улице) необходимо будет подготовить усиленную раму. Для помещений достаточно упрощенного каркаса, кроме того, изготовление короба с подсветкой для рекламы в этом случае не предполагает использование металлического профиля для установки в качестве боковых стенок.
Подробнее о вывесках типа lightbox
Чтобы привлечь внимание прохожих на улице или же посетителей торгового центра, магазина, кафе, используется более совершенный вид рекламы – , одним из исполнений которых являются короба. По форме это объемные конструкции, подсвеченные изнутри источниками света разных типов. Наиболее простые – прямоугольные исполнения лайтбоксов можно сделать своими руками.
Область применения таких вывесок очень широка: начиная с кафе и заканчивая коммерческими предприятиями. В основном же короба с подсветкой используются для рекламы, продвижения бренда или внутреннего оформления интерьера. В последнем случае принято задействовать тонкие световые короба, их освещение выполняется при помощи светодиодных лент, расположенных по периметру.
Обзор видов
Для эксплуатации при определенных условиях и с целью решения разного рода задач обычно используются короба с подсветкой специального назначения, которые характеризуются индивидуальными конструкционными особенностями.
Виды коробов
Их основные разновидности:
- Односторонние.
- Двусторонние.
Первый вариант средства рекламы используется для установки на фасаде различных объектов, так как подсвечивается только лицевая панель. Двусторонние короба с подсветкой можно располагать перпендикулярно фасаду здания, при этом освещаются обе стороны лайтбокса, что повышает эффективность рекламы. Кроме того, различают исполнения, отличные по целевому назначению:
- для внутреннего использования;
- для наружной установки.
Существует разделение и по типу освещения: ультратонкие световые короба, тонкие исполнения, объемные конструкции большой толщины. Последние исполнения обычно задействуют для рекламы на улице. А вот первые два вида используются при оформлении интерьеров. В таких конструкциях предполагается использование светодиодной подсветки по всему периметру панели.
Конструкция и принцип работы
Если рассматривать односторонние короба, данный вид предполагает использование лицевой панели для освещения информации, тогда как задняя панель является базой для установки осветительного оборудования. Для повышения интенсивности свечения рекомендуется использовать молочный акрил при изготовлении лицевой панели. Но в качестве основного материала может выступать поликарбонат, баннерная ткань, композит.
Устройство двухсторонего вида
Боковые панели обычно выполняются из полимерных или металлических (сталь, алюминий) профилей. Надпись наносится посредством самоклеящейся пленки. В двусторонних коробах предусмотрено две лицевые панели. Принцип работы подобных конструкций несложен: при включении источники света освещают панель с надписью. Исполнения, функционирующие на светодиодах, отличаются энергоэффективностью, длительным сроком службы.
Этапы работ при изготовлении лайтбокса
Для вывески наружной установки используется усиленная рама. Ее изготовление предполагает использование профильных труб разных сечений, что определяется уровнем нагрузки: от 20х20 до 20-40 мм. Из этого материала свариваются все рамы. Их в дальнейшем необходимо соединить множеством перемычек для получения каркаса достаточной жесткости.
Далее, сделанная своими руками конструкция зачищается, грунтуется и окрашивается. В качестве задней панели используется металлический или полимерный лист. Лицевая стенка чаще выполняется из акрила, так как сотовый поликарбонат и полистирол не отличаются стойкостью к деформациям при нагревании. Кроме того, эти материалы склонны к быстрому загрязнению.
Чтобы обеспечить высокую интенсивность свечения вывески, нужно рассчитать количество светодиодных модулей, исходя из их паспортных данных. Изготовление предполагает необходимость использования соединительных проводов для модулей на базе светодиодов. Для их работы используется трансформатор. Окончательный этап – установка лицевой панели, предварительно подготовленной своими руками, с нанесенной самоклеящейся пленкой.
Монтаж и подключение
Для электромонтажа используется блок питания. Важно, чтобы его мощность соответствовала количеству используемых светодиодных модулей. На интенсивность свечения влияет глубина короба, толщина лицевой панели, а также расстояние между светодиодными источниками света. Но в первую очередь при изготовлении своими руками важно правильно рассчитать количество модулей.
В качестве крепления вывески используются кронштейны (для установки двустороннего исполнения на фасад), подвесы или опорные конструкции (отдельная установка).
Таким образом, собственными силами вполне можно изготовить рекламный короб с подсветкой, в качестве которой часто используют светодиоды. Их подбирают, исходя из площади лайтбокса, глубины короба, а также на основании электрических параметров, указанных в паспорте источников света. С учетом этих же параметров рассчитывается общее количество светодиодов.
В статье описаны важные рекомендации по монтажу светодиодный ленты в качестве подсветки рекламного элемента наружной рекламы, интерьерной подсветки, светового оформления и подсветки рекламной конструкции интерьерной рекламы. Алюминстрой просит специалистов по производству рекламы обратить внимание на указания, которые необходимо соблюдать, что необходимо избегать и как правильно монтировать светодиодную ленту в подсветке рекламной конструкции.
1. Общие сведения по монтажу светодиодной ленты
Светодиодная лента для подсветки и светового оформления рекламной конструкции выполнена на основе гибкой самоклеящейся печатной платы. Поставляется в бобине. Применение ленты в рекламе:
- производство наружной рекламы,
- изготовление подсветки торгового, маркетингового и выставочного оборудования,
- декоративно-художественное оформление интерьеров.
2. Технические характеристики светодиодной ленты
Все технические характеристики светодиодных лент, необходимые для расчета проекта, для монтажа рекламной конструкции или элемента декора приведены на страницах светодиодных лент в каталоге продукции Алюминстрой.3. Монтаж светодиодной ленты
Если необходимо соединить два отрезка ленты, допускается соединение лент с помощью накладной установки специальных коннекторов с соединительными проводами, а так же допускается соединение отрезков ленты с помощью проводов, методом пайки к специальным контактным площадкам.
При пайке отрезков ленты применяется паяльник с температурой жала не более 260°С. Время пайки не должно превышать 10 секунд.
Также отрезки ленты можно соединить с помощью коннекторов, которые поставляются отдельно. Контактные площадки лент, необходимо завести в разъем коннектора и защелкнуть фиксирующую крышку.
Исходя из тала выбранной ленты и ее длины, выбирается подходящий блок питания (см. п.5 расчет мощности блоков питания). Если используется RGB лента, то потребуется установка контроллера и, возможно, усилителей.
Перед монтажом необходимо подготовить поверхность, на которую будет устанавливаться лента.
Поверхность следует очистить от пыли и грязи, при необходимости, обезжирить. Также, во избежание повреждения ленты, поверхность должна быть цельной, без разрывов.
Лента устанавливается при помощи клейкого слоя, нанесенного с обратной стороны. После удаления защитного покрытия с клеевого слоя, лента легким усилием прижимается к поверхности. Крепление ленты со степенью влагозащиты IP68 (в силиконовой трубке, залитой эпоксидной смолой) осуществляется при помощи скоб или клея/герметика. Нельзя допускать резких изгибов ленты. Минимальный радиус изгиба ленты 6 см.
ВАЖНО! ■ Нельзя подвергать механическим нагрузкам ленту и находящиеся на ней компоненты.
- Необходимо строго соблюдать полярность при подключении ленты к источнику питания и при пайке отрезков ленты. Неправильное подключение может привести к выходу ленты из строя.
- При монтаже ленты на металлические и другие токопроводящие поверхности, необходимо изолировать ленту от поверхности.
- При монтаже не допускайте повреждений токо-проводящих дорожек на ленте.
- Допускается последовательное подключение ленты длиной до 5 м. Лента длиной свыше 5 м подключается параллельно, в противном случае возникает перегрузка токопропускающих элементов, что может привести к выходу ленты из строя.
- Используйте источники питания соответствующей мощности.
- При работе с лентой соблюдайте меры защиты от статического электричества,которое может повредить светодиоды.
- Не допускается эксплуатация ленты в условиях, несоответствующих степени пыле- и влагозащиты ленты.
4. Подключение RGB светодиодных лент
Подключение, питание и управление RGB лент (разноцветных) осуществляется с помощью трёхканального контроллера управления светодиодной нагрузкой. Плюс ленты подключается к плюсу источника питания, минус к минусу контроллера, а три контакта ленты (R, G и B) к соответствующим контактам контроллера.Это искусственный источник света, представляющий собой узкую гибкую ленту с проводниками, длиной до 5 м, на которой равноудаленно установлены светодиоды. Светодиоды на ленте разбиты на группы. Каждая группа состоит из нескольких включенных последовательно светодиодов и является законченной схемой, что позволяет разрезать ленту поперек на отрезки любой длины кратной длине одной группы.
Светодиодные ленты
Светодиодные ленты выпускаются монохромные, светящиеся только одним цветом (красным , синим , зеленым , желтым или белым ) и универсальные (R G B ), цвет свечения которых можно изменять самостоятельно с помощью пульта дистанционного управления, включая один из основных цветов или выбирая любой, существующий в природе.
Возможно также включать режим, при котором цвет свечения светодиодной ленты будет плавно меняться во всем диапазоне с заданной скоростью изменения во времени.
R G B светодиодные ленты
По организации излучения света R G B светодиодные ленты бывают трех типов.
У первого типа ленты используются светодиоды LED-R-SMD3528 или LED-R-SMD5050 (красный ), LED-G-SMD3528 или LED-G-SMD5050 (зеленый ) и LED-B-SMD3528 или LED-B-SMD5050 (синий ), припаянные по три штуки рядом повторяющимися триадами по всей длине ленты. Изменение цвета свечения ленты достигается групповым изменением интенсивности свечения светодиодов каждого цвета. Такие светодиодные ленты хорошо подойдут для подсветки интерьера в случаях, когда светодиоды спрятаны от глаз человека. Если светодиоды будут видны, то изменение цвета свечения будет менее эффективным.
R , G и B светодиоды серии SMD3528 имеют размер 3,5×2,8 мм 2 и излучают световой поток от 0,6 до 2,2 люменов, в зависимости от цвета свечения. Светодиоды серии SMD5050 по размеру больше (их размер 5×5 мм 2) и соответственно светят ярче, световой поток составляет в зависимости от цвета свечения от 2 до 8 люменов. Поэтому по размеру припаянных светодиодов на ленте, даже не зная технических характеристик, легко определить какая из них будет светить ярче.
Во втором типе лент применяются R G B светодиоды серии LED-RGB-SMD3528 или LED-RGB-SMD5050. Отличительная особенность этих светодиодов в том, что в одном корпусе смонтированы сразу три светодиода – красный , зеленый и синий . Поэтому световой поток у у них намного меньше и составляет у LED-RGB-SMD3528 всего 0,3-1,6 люменов, у LED-RGB-SMD5050 всего 0,6-2,5 люменов. Но благодаря тому, что излучатели цветов расположены практически в одной точке, достигнута высокая эффективность градации цветов.
Совсем недавно появился новый тип светодиодов WS2812B (имеет четыре вывода) и WS2812S (имеет шесть выводов). По геометрически размерам и внешнему виду эти светодиоды не отличаются от LED-RGB-SMD5050. Однако благодаря установке в корпусе светодиодов WS2812 ШИМ-контроллера WS2811 появилась возможность каждым из светодиодов, установленных на светодиодной ленте управлять персонально всего по двум проводам.
Таким образом, у дизайнеров появилась возможность изменять цвет свечения любого участка ленты вне зависимости от ее длины по своему усмотрению. Широкое распространение светодиодной ленты, созданной на базе светодиодов WS2812, сдерживается высокой ценой и необходимостью применения дорогостоящего специализированного контроллера. Без подачи с контроллера управляющего сигнала на светодиод WS2812 он светить не будет.
Маркировка светодиодных лент
Маркируются светодиодные ленты всеми производителями, как правило, по единому международному стандарту. Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952.
| Справочная таблица маркировки светодиодных лент | ||||
|---|---|---|---|---|
| Порядковый № буквенной или цифровой последовательности в маркировке | Обозначение в маркировке | Расшифровка обозначения | ||
| 1 (источник света) | LED | Светодиод | ||
| 2 (цвет свечения) | R | Красный | ||
| G | Зеленый | |||
| B | Синий | |||
| RGB | Любой | |||
| CW | Белый | |||
| 3 (вид выводов у чипа) | SMD | Безвыводынй чип для установки не посредственно на печатную плату | ||
| 4 (геометрический размер корпуса источника света) | 5050 | в примере 5 мм×5 мм | ||
| 5 (количество светодиодов на метре длины) | 60 | штуки | ||
| 6 (класс защиты от воздействия внешних факторов) | IP | Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952 | ||
| 7 (первая цифра после IP, защита от проникновения твердых предметов) | ||||
| 0 | Нет защиты | |||
| 1 | От проникновения тел диаметром 50 мм и более | |||
| 2 | От проникновения тел диаметром 12 мм и более, длиной не более 80 мм | |||
| 3 | От проникновения тел диаметром 2,5 мм и более | |||
| 4 | От проникновения тел диаметром 1 мм и более | |||
| 5 | Допускается попадание пыли в количестве, недостаточном для нарушения работоспособности оборудования | |||
| 6 | Попадание пыли не допускается | |||
| 8 (вторая цифра после IP, защита от попадания жидкости внутрь корпуса) | 0 | Нет защиты | ||
| 1 | От вертикально падающих капель воды | |||
| 2 | От капель воды, падающих под углом 15° | |||
| 3 | От капель воды, падающих под углом 60° | |||
| 4 | От воды, разбрызгиваемой под любым углом | |||
| 5 | От струи воды, разбрызгиваемой под любым углом | |||
| 6 | От сильной струи воды (100 л/мин, 100 кПа) | |||
| 7 | От попадания воды при погружении на глубину до 15 см | |||
| 8 | От попадания воды при длительном погружении | |||
Рассмотрим, например, как расшифровывается маркировка светодиодной ленты LED-CW-SMD-5050/60 IP68. LED – светодиодная лента, CW – белого света, SMD – сделана на базе без выводных светодиодов, 5050 – размер корпуса светодиода 50х50 мм 2 , 60 – на одном метре длины ленты установлено 60 светодиодов, IP68 – по степени защищенности лента рассчитана для длительной работы на глубине (например, для подсветки аквариума или бассейна изнутри).
Если в маркировке параметр IP отсутствует, значит светодиодная лента не имеет никакой степени защиты, то есть степень защиты соответствует IP00.
Стойкость светодиодных лент к воздействию влаги
По степени защиты от воздействия влаги светодиодные ленты можно разделить на три категории: влагонезащищенные, влагозащищенные и влагостойкие.
Влагонезащищенные можно применять только в сухих помещениях, где нет высокой влажности. Влагозащищенные предназначены для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, бани, фасады зданий, где исключено прямое попадание воды на ленту).
Влагостойкие ленты предназначены для работы непосредственно в водной среде, например в аквариуме, их можно разместить для подсветки на дне бассейна.
На фотографии светодиодная лента, полностью герметизированная силиконом, поэтому светодиоды и резисторы надежно защищены от воздействия воды. Влагозащищенные светодиодные ленты можно использовать без ограничений для наружной рекламы, светового украшения улиц и зданий. При выборе влагозащищенной ленты следует учитывать, что часть светового потока при прохождении через слой силикона теряется.
Для уличной декоративной подсветки существуют специальные светодиодные ленты под названием Дюралайт , которые относятся к влагозащищённой категории.
Плотность размещения светодиодов на ленте
Яркость свечения светодиодной ленты зависит не только от типа установленных светодиодов, но и от их количества. За единицу измерения принято считать количество светодиодов, установленных на один метр длины ленты. Чем светодиодов больше, тем, естественно, световой поток будет больше. Обычно количество светодиодов на метр длины ленты лежит для светодиодных лент на 12 В в пределах от 30 до 120 штук. Для светодиодных лент, рассчитанных на питающее напряжение 24 В, число светодиодов может доходить до 240 штук на метр длины, в таких лентах светодиоды размещены параллельно в два ряда.
Но надо учесть, что чем больше светодиодов на метре длины светодиодной ленты, тем мощнее потребуется блок питания и тем дороже обойдется покупка. К выбору этого параметра нужно подходить с позиции «необходимо и достаточно». Например, на метре ленты имеется 30 светодиодов, следовательно, расстояние между ними составляет 3,3 см, что в подавляющем числе случаев вполне достаточно.
Выбор светодиодной ленты по величине светоотдачи
Главной светотехнической характеристикой является интенсивность светового потока, которая выражается в люменах на метр (лм/м). Величина светового потока определяется типом и количеством светодиодов, установленных на одном метре ленты. Зная тип светодиодов и их количество, легко самостоятельно определить световой поток.
Например, на метре светодиодной ленты белого света установлено 30 светодиодов типа LED-CW-SMD3528 (размер 3,5×2,8 мм 2), имеющий световой поток 5 лм каждый. Умножаем 5 лм на 30, получаем 150 лм. Такой световой поток излучает 10-ваттная лампочка накаливания. Если лента сделана на основе 30 светодиодов LED-CW-SMD5050 (размер 5×5 мм 2), имеющих уже световой поток 12 лм, то 12×30=360 лм, что равносильно применению 24-ваттной лампочки накаливания. Опытом применения ламп накаливания обладает каждый, поэтому, воспользовавшись вышеприведенной методикой, легко определиться с типом установленных на ленте светодиодов, их количеством и длиной ленты. А если длина ленты уже определена, то выполнить обратный расчет.
Выполним обратный расчет на конкретном примере. Вам нужно сделать потолочное освещение в комнате размером 5 м×4 м. Периметр комнаты такого размера составит 5+4+5+4=18 метров. Вы хотите создать мягкое и не очень яркое освещение. Если использовать лампы накаливания, то суммарная их мощность должна будет составлять порядка 200 ватт, световой поток от которой составит 3000 лм (15 лм×200). Длина ленты должна быть равна длине периметра комнаты, то есть 18 метров. Для определения светового потока, который должен излучать один метр светодиодной ленты, нужно разделить 3000 лм на 18 метров. Получается 166 лм/м. Для нашего случая подойдет лента с 30 светодиодами LED-CW-SMD3528 на метре длины. Расчет делался без учета потерь на отражение от потолка, а они составляют не менее 50%. Следовательно, для гарантированной освещенности комнаты нужно выбрать ленту с большим в два раза световым потоком. Есть два варианта, либо взять ленту с 30 светодиодами LED-CW-SMD5050, или LED-CW-SMD3528, но уже в количестве 60 шт. на метре. Первый вариант предпочтительнее, так как обеспечит гарантированный запас.
Для R G B и монохромных светодиодных лент расчет выполняется точно так же, как и для лент белого свечения.
На светодиодных лентах не всегда нанесена маркировка, что затрудняет расчеты. Но узнать технические параметры светодиодной ленты очень просто, если воспользоваться данными, приведенными в справочной таблице. В современных светодиодных лентах, как правило, применяются три типа светодиодов: SMD3014 (сверхяркие) размером 3,0 мм×1,4 мм, SMD3528 размером 2,8 мм×3,5 мм и SMD5050 размером 5,0 мм×5,0 мм. Поэтому по размеру светодиодов можно определить, какой тип светодиодов запаян на ленте. Посчитав количество светодиодов на метре длины, по приведенной ниже справочной таблице можно получить данные о технических характеристиках светодиодной ленты.
Таблица основных характеристик светодиодных лент
на напряжение 12 В
С помощью таблицы несложно подобрать тип и длину светодиодной ленты – аналога лампочкам накаливания. Например, чтобы заменить одну лампочку накаливания мощностью 80 Вт светодиодной лентой, нужно взять 8 метров SMD3528 (30) или два метра светодиодной ленты SMD3528 (120) или SMD5050(60).
| Основные технические характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Тип светодиода | Размер светодиода, мм 2 | Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт. | Потребляемая мощность одного метра длины светодиодной ленты, ватт | Световой поток метра длины светодиодной ленты, лм | Эквивалентная мощность лампы накаливания, ватт |
| SMD3014 сверхяркие | 3,0×1,4 | 60 | 6,0 | 600 | 40 |
| 120 | 12,0 | 1200 | 80 | ||
| 240 | 24,0 | 2400 | 160 | ||
| SMD3528 | 3,5×2,8 | 30 | 2,4 | 150 | 10 |
| 60 | 4,8 | 300 | 20 | ||
| 120 | 9,6 | 600 | 40 | SMD5050 | 5,0×5,0 | 30 | 7,2 | 360 | 24 |
| 60 | 14,4 | 720 | 48 |
Как подключить светодиодную ленту к электросети
Подключение светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля
Светодиодные ленты идеально подходят для непосредственного подключения к бортовой сети автомобиля. Главное, чтобы лента соответствовала по напряжению питания напряжению бортовой сети автомобиля. Для легковых автомобилей нужно выбирать влагозащищенную ленту, рассчитанную на напряжение питания 12 В, для грузовых – на 24 В.
На какое напряжение установлен в автомобиле аккумулятор, на такое напряжение и нужно брать ленту. При подключении светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля необходимо соблюдать полярность, на ленте нанесены обозначения «+» и «–». Если полярность попутать, то ничего плохого не произойдет, просто светодиоды не будут светиться.
Подключение светодиодной ленты к бытовой электросети 220 В
В отличие от электрических ламп, светодиодные ленты нельзя подключать непосредственно в бытовую электрическую сеть 220 В. Для них нужно питающее напряжение постоянного тока величиной 12 В или 24 В. На ленте напряжение питания указано по всей ее длине. Для получения необходимого напряжения применяют преобразователи напряжения.
Пока нет устоявшейся терминологии, их называют по-разному: драйверы, адаптеры, преобразователи, блоки питания, источники питания. Всеми этими словами называют одно устройство, преобразующее сетевое напряжение переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока требуемой величины, для лент в зависимости от типа, 12 В (используется часто) или 24 В (применяется редко, как правило, в RGB лентах).
Для выбора блока питания для светодиодной ленты важна не только величина постоянного напряжения на выходе, а и величина тока, которую он сможет выдать в нагрузку. Для выбора подходящего блока питания для конкретного случая нужно узнать суммарную величину тока, которую будут потреблять все установленные светодиодные ленты.
Пример расчета блока питания для светодиодной ленты
Для примера, подберем блок питания (БП) для светодиодной ленты, которую мы выше выбрали для подсветки потолка. Обычно потребляемый ток метра ленты указывается в сопроводительной документации, но если таковой нет, то несложно расчет выполнить самостоятельно. Достаточно количество установленных светодиодов умножить на ток потребления каждого из них.
Мы выбрали светодиодную ленту с установленными светодиодами типа LED-CW-SMD5050, длина ленты 18 метров, и на метре длины по 30 светодиодов. Общее количество светодиодов получается 18×30=540 шт. Один светодиод LED-CW-SMD5050 (по справочной таблице) потребляет ток 0,02 А, следовательно суммарный ток потребления всей подсветки составит: 540×0,02 А = 10,8 А.
Но мы не учли, что светодиоды при напряжении питания ленты 12 В подключаются по три последовательно через резисторы, следовательно расчетный ток нужно уменьшить в три раза: 10,8 А / 3 = 3,6 А. Но в одном корпусе светодиода LED-CW-SMD5050 находится три элементарных светодиода, поэтому полученный ток нужно умножить на 3. То есть результирующий ток составит 10,8 А. В результате расчета определено, что потребуется блок питания напряжением 12 В с током допустимой нагрузки до 10,8 А.
Для расчета мощности требуемого БП нужно умножить напряжение на ток: 12 В×10,8 А = 130 Вт, получилось, что нужен БП мощностью 130 Вт. Для надежной работы БП необходим 20% запас по мощности. В результате потребуется блок питания мощностью 156 Вт. Практически можно использовать любой блок питания, который удовлетворяет необходимым требованиям.
Устройство и монтаж светодиодной ленты
На гибкой пластиковой ленте длиной до 5 м находятся тонкие медные токопроводящие дорожки требуемой конфигурации. К дорожкам припаиваются припоем светодиоды типа SMD3528 или SMD5050 и токоограничивающие SMD резисторы типа Р1–12 мощностью 0,125 Вт. Обратите внимание, что в обозначении светодиода заложен его размер, например SMD5050 имеет размер 5,0 мм×5,0 мм. При питающем напряжении 12 В устанавливается три последовательно соединенных светодиода и один или несколько токоограничивающих резисторов. Количество резисторов определяется в зависимости от величины рассеиваемой на них мощности. Резистор можно ставить в любом месте схемы, на схеме он стоит со стороны подвода плюса, можно установить его и со стороны минуса или между любыми светодиодами.
Электрическая принципиальная и монтажная схема
сегмента светодиодной ленты
Маркировка резисторов
На резисторе нанесена маркировка в виде числа 151. Это означает, что номинал резистора составляет 150 Ом. Расшифровать маркировку просто. Она обозначается трехзначным числом. Последняя цифра в числе говорит, сколько нулей нужно приписать к первым двум цифрам. Например, на резисторе нанесена маркировка 153, значит нужно к 15 приписать 3 нуля, получим 15000 Ом.
Для наглядности привел ниже эклектической схемы электромонтажную. Полная схема светодиодной ленты представляет собой многочисленное количество таких схем, соединенных параллельно. При питающем напряжении 24 В количество последовательно включенных светодиодов в схеме может доходить до 10 штук. Обратите внимание на маркировку светодиодов, со стороны подключения к катоду (минусу), угол корпуса светодиода имеет срез. На фото нижний правый угол.
Соединение и крепление светодиодных лент
На сторону ленты, противоположную светодиодам, нанесен липкий слой, защищенный пленкой. Для того, чтобы ленту закрепить на поверхности, достаточно удалить защитную пленку и приложить липкой стороной на место установки. При организации подсветки с помощью светодиодных лент, часто длина в 5 метров является избыточной, поэтому предусмотрена возможность разрезать ленту на отрезки. Места, где можно ленту разрезать, обозначены изображением условных ножниц и линией разреза. Шаг разрезки светодиодной ленты на отрезки задают количество последовательно включенных светодиодов. Рядом с линией разреза с двух сторон имеются контактные площадки, позволяющие припаивать к ним провода в случае сращивания отрезков ленты между собой. Паять нужно очень аккуратно маломощным паяльником.
Рядом с контактными площадками нанесена маркировка полярности подключения и величина напряжения питания. Существуют специальные клипсы, позволяющие соединять между собой светодиодные ленты без пайки.
К одному из концов светодиодной ленты обычно уже припаяны проводники для подключения к блоку питания. Для подключения монохромных лент требуется два провода, для RGB лент - четыре провода: черный (общий подключается к положительной клемме) и три цветных. Длина проводов составляет не более полметра, и если блок питания невозможно установить рядом со светодиодной лентой, то проводники придется нарастить до нужной длины.
Светодиодные ленты незаменимы, когда нужно обеспечить освещение или подсветку на большой длине. Разрезать на части можно только светодиодные ленты, не защищенные от влаги, то есть только те, которые предназначены для эксплуатации в помещениях. Влагозащищенные и влагостойкие светодиодные ленты без последующей герметизации разрезать недопустимо.
Для устранения этого недостатка созданы светодиодные модули, позволяющие осуществлять подсветку интерьера и световую рекламу легко, быстро и надежно. Область применения светодиодных модулей на практике ограничена только фантазией человека. Особенно удобны модули для подсветки в автомобиле. Достаточно подключить через предохранитель к бортовой сети и приклеить или закрепить саморезами модуль внутри салона автомобиля или с наружной его стороны.
Конструкция светодиодных модулей представляет собой неглубокую кроватку из пластмассы или металла, в которой установлена печатная плата со светодиодами. Сверху плата залита прозрачным силиконом. Таким образом, обеспечивается защита от воздействия влаги и брызг воды. Светодиоды подключены по такой же схеме, как и в светодиодной ленте, приведенной выше.
На внешней стороне дна кроватки имеется липкий слой, открыв который удалением защитной пленки, модуль можно фиксировать на любой плоской поверхности. Предусмотрена возможность крепления за проушины модулей с помощью саморезов. Все светотехнические и электрические расчеты, приведенные выше на странице для светодиодной ленты, справедливы и для светодиодных модулей.
Прямоугольные светодиодные модули продаются в виде блоков, на фото блок из 20 модулей.
Модули легко отделяются от блока по одному или группами. Электрически все модули уже соединены между собой. Достаточно подать питание на любой крайний из них и засветятся светодиоды на всех модулях. Блоки можно наращивать в любом количестве, соединяя их параллельно.
О выборе сечения провода для подключения LED ленты
Светодиодная лента потребляет небольшую мощность, и потребляемый ток при длине ленты в один метр, даже самой яркой SMD5050 (60), составляет не более 1,2 А. Поэтому о сечении провода при подключении такого отрезка ленты можно не задумываться, подойдет практически любой имеющийся под рукой многожильный провод.
А вот при подключении ленты длиной 18 метров типа LED-CW-SMD5050(30), которую мы подобрали для подсветки потолка комнаты выше, следует уже задуматься серьезно, как ток суммарный ток потребления составит 10,8 А. К сожалению, нигде не нашел, какой ток допустим по медной дорожке самой ленты. Но, зная потребляемую мощность одного метра светодиодной ленты и напряжение питания, рассчитал величину тока, который будут потреблять светодиодные ленты разной длины популярных типов, и свел результаты в таблицу.
| Справочная таблица потребления тока светодиодными лентами на напряжение 12 В | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип светодиодной ленты | Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт | Потребляемый ток (А), отрезка светодиодной ленты длиной: | ||||
| 1 м | 2 м | 3 м | 4 м | 5 м | ||
| SMD3014 | 60 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
| 120 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | |
| 240 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | |
| SMD3528 | 30 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
| 60 | 0,4 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | |
| 120 | 0,8 | 1,6 | 2,4 | 3,2 | 4,0 | |
| SMD5050 | 30 | 0,6 | 1,2 | 1,8 | 2,4 | 3,0 |
| 60 | 1,2 | 2,4 | 3,6 | 4,8 | 6,0 | |
Так как светодиодные ленты выпускаются максимальной длиной до 5 метров, то производителем должно быть обеспечено необходимое сечение дорожек, выдерживающее ток потребления светодиодной лентой, и можно брать его величину за основу для разработки электромонтажной схемы подключения светодиодной ленты к источнику питания.
Исходя из экономических соображений, запас дорожек по току нагрузки не превышает 20%. Следовательно, подключать все четыре наши отрезка ленты последовательно, спаивая конец одного отрезка перемычками с началом следующей светодиодной ленты, не допустимо, так как по проводникам ленты, подключенной непосредственно к блоку питания, потечет ток, троекратно превышающий допустимый.
Это приведет к перегреву первой ленты, что чревато выходом ее из строя, и слабому свечению включенных за ней. Поэтому необходимо двойным проводом с сечением жилы не менее 0,5 мм 2 подключать каждую ленту по отдельности непосредственно к выходу блока питания. Ниже приведена типовая схема подключения светодиодных лент к источнику питания при организации освещения помещения установкой светодиодных лент вдоль углов потолка за карнизами.
Так как один блок питания рассчитан на ток потребления 6 А, то пришлось применить два одинаковых блока, запитав каждым по половине длины подсветки. Выключателем подключаются оба блока одновременно. Если применить двойной выключатель, то можно будет включать ленты участками. При подключении к блоку питания параллельных участков ленты, можно будет включать их по отдельности или все одновременно, меняя световой дизайн. RGB ленты подключаются по точно такой же монтажной схеме. Только вместо двух проводов прокладываются 4. Один общий и по одному на каждый цвет.
Если устанавливается один мощный бок питания в значительном удалении от лент, то целесообразно от блока питания протянуть пару толстых проводов к светодиодным лентам. Подобрать необходимое сечение провода для заданного тока можно по таблице . Например, для нашего случае при токе 10,8 А понадобится провод диаметром жилы 1,6 мм (сечением 2,0 мм 2). Поставить распределительную коробку и уже в ней тонкими проводами подключить ленты через клеммную колодку или пайкой к приходящему проводу от блока питания. В каждом конкретном случае нужно принимать индивидуальное решение, исходя из граничных условий.
Мощные блоки питания обычно имеют большие габариты, и зачастую целесообразнее применить несколько менее мощных блоков, размещая их в непосредственной близости со светодиодными лентами.
До сих пор многие производители визуальной рекламы продолжают использовать светодиодные ленты в качестве внутренней подсветки вывесок и объемных букв, и не берут на вооружение более прогрессивные решения в области LED-технологий. Мы предлагаем вашему вниманию сравнение ключевых параметров светодиодных лент и современных LED-модулей, построенное на основе исследований и наработанного годами опыта.
Вряд ли кто-нибудь мог предполагать, что начавшийся около десяти лет назад переход на использование LED-технологий во внутренней подсветке объемных букв и световых коробов станет столь масштабным и массовым. Изначально на рынке появились светодиодные ленты, которые почти никто не умел использовать должным образом, в отличие от классических люминесцентных ламп. Были случаи, когда это диковинное для тех лет решение подчас самопроизвольно отклеивались от задней стенки короба. И все же, благодаря своей компактности, светодиодные ленты вслед за энтузиастами стали использовать даже консерваторы. Производители рекламы научились монтировать ленты с помощью клеящего состава Cosmofen, защищать их от внешних воздействий с помощью полиуретанового лака, и спустя некоторое время светодиодные ленты стали использоваться все чаще и чаще…
Чем же обусловлена популярность светодиодных лент? Во-первых, их использование значительно облегчает вес вывески, к тому же блоки питания в большинстве случаев выносятся за пределы короба или букв. Во-вторых, в отличие от ламп дневного света, которые излучают свечение на 360 градусов вокруг своей оси, угол рассеивания светового потока у светодиодов составляет от 105 - 120 до 160 градусов (при использовании светорассеивающей линзы). Таким образом, если лампа T8 длиной 600 мм генерирует 1000 лм, для ее замены внутри светового короба достаточно использовать светодиодную подсветку со световым потоком в 400 лм. В результате значительно снижается и энергопотребление световой установки: заменить стандартную люминесцентную лампу можно светодиодами, которые потребляют всего 4,4 Вт (при средней световой отдаче в 90 лм/Вт). В-третьих, конструктивное исполнение светодиодных лент обеспечивает удобство в их использовании и легкость при замене. Наконец, поскольку светодиоды подключаются к источникам низковольтного питания, их монтаж, проводку и подключение можно осуществлять безопасно практически в любую погоду.
Первые светодиодные ленты не отличались стабильным качеством, не могли похвастаться высокой эффективностью и быстро утрачивали свою первоначальную яркость в результате деградации диодов. Однако спустя несколько лет на рынке появились полноценные ленты с диодами 5050 и световой отдачей в 90 лм/Вт. Именно тогда и началось массовое использование LED-технологий в индустрии. Немногим позже появились вполне экономные решения в виде светодиодных модулей и жестких линеек, что ускорило формирование рынка LED-подсветки.
Между тем до сих пор многие производители визуальной рекламы продолжают использовать светодиодные ленты и не берут на вооружение более прогрессивные решения в этой области. Вашему вниманию предлагается сравнение ключевых параметров светодиодных лент и современных LED-модулей, построенное на основе исследований и наработанного годами опыта.
Итак, что сегодня представлено на рынке источников света для внутренней подсветки вывесок?
Это, во-первых, светодиодные ленты, которые различаются по типу размера светодиодных кристаллов (3528, 5050, 2835 и 5730), по толщине подложки и стойкости к внешним воздействиям (для интерьерного применения или для эксплуатации вне помещений - влагозащищенные). Световая отдача лент напрямую зависит от типов диодов и колеблется от 70 лм/Вт до 110 лм/Вт. Есть светодиодные ленты, потребляющие 2,4 Вт/пог. м (3528), 14,7 Вт/пог. м (5050) и 24 Вт/пог. м (5730 и 2835). В зависимости от требуемой яркости каждый производитель подбирает соответствующую задаче разновидность ленты.
Сравнив параметры и эффективность устройств экономкласса и премиум-класса при подсветке светового короба толщиной 15 см и размерами 1 х 1,5 м, мы выяснили, что с учетом стоимости источника питания при приблизительно одинаковой освещенности лицевой поверхности вывески наиболее выгодными являются светодиодные ленты на кристаллах 5050 экономкласса (50 лм/Вт), а наиболее энергоэффективными - ленты премиум-класса на кристаллах 3528 (87 лм/Вт).
Однако вполне закономерен вопрос: как можно сэкономить на подсветке? И теперь самое время уделить внимание светодиодным модулям.
Первые светодиодные модули были неэффективными и оснащались теми же диодами, что использовались в лентах, с той лишь разницей, что кристаллы были помещены в пластиковые корпуса. Со временем качество исполнения LED-модулей повышалось, их характеристики совершенствовались, сформировались стандарты для габаритов корпусов и плат: 26 х 7 мм, 36 х 9 мм, 75 х 9 мм, 35 х 35 мм и 75 х 12 мм. Немногим позже появились модули, оснащенные светорассеивающими линзами для обеспечения широкого угла рассеивания светового потока, и модули для торцевой подсветки, оснащенные линзами Френеля. Пока еще широкой популярностью LED-модули с линзами не пользуются, что обусловлено их более высокой стоимостью, чем у стандартных модулей, а также отсутствием опыта у индустрии в их длительном использовании, в результате чего «фактор неизвестности» становится аргументом для отказа от современных решений.
По сравнению со светодиодными лентами, LED-модули обладают следующими достоинствами:
1) механическая прочность: за счет наличия корпуса диоды сложнее повредить;
2) меньше пайки: удобное соединение проводами различной длины;
3) защита от влаги и пыли: чаще всего модули залиты прозрачным компаундом, который не дает окисляться контактам и платам;
4) оптимальный отвод тепла: в LED-модулях тепло распределяется равномерно, в отличие от ленты, которую желательно клеить на теплопроводящий материал;
5) легкая замена вышедших из строя модулей на объекте: достаточно демонтировать испорченный кластер и установить вместо него другой, подсоединяя его к соседним с помощью клеммных колодок, при этом нет никакой необходимости в использовании паяльника;
6) меньшая себестоимость подсветки с учетом затрат на блоки питания;
7) энергоэффективность: в силу конструктивных особенностей исполнения для подсветки вывески требуется меньшее количество диодов.
Известно, что для оптимизации затрат на изготовление световой конструкции необходимо принимать во внимание стоимость подсветки, трудозатраты на монтаж и световую эффективность используемых источников света. При сравнении параметров светодиодных лент и современных LED-модулей выяснилось, что при засветке 1 кв. м лицевой поверхности светового короба затраты на модули почти в полтора - два раза меньше, чем на ленты. Именно об этом должны помнить производители рекламы, которые по-прежнему считают, что светодиодные ленты – наиболее доступные по цене источники света для вывесок.
Наиболее выгодными, как это ни странно, стали светодиодные модули образца 2015 года, оснащенные светорассеивающей линзой и углом рассеивания светового потока 160 градусов.
В ходе экспериментов также было обнаружено, что, в отличие от современных LED-модулей, светодиодные ленты потребляют гораздо больше электроэнергии и при этом гораздо сильнее нагреваются, а высокие температуры, как известно, - самый главный враг для долговечности светодиодов.
Если говорить о характеристиках новейших светодиодных модулей, на практике нам довелось убедиться в том, что новые образцы двухдиодных модулей 2835 по яркости почти неотличимы от трехдиодных модулей на кристаллах 5050 и потребляют не 0,72 Вт, а всего 0,4 Вт. При этом световая эффективность модулей уже достигла 105 лм/Вт (с учетом токозадающих сопротивлений). В свою очередь, трехдиодный модуль 2835 можно уверенно использовать в качестве альтернативы светодиодным модулям предыдущего поколения на кристаллах 5730 и четырехдиодным модулям на кристаллах 5050. И это – при разнице в цене в 1 – 3 рубля за одно изделие. Тем самым четырехдиодные модули 5050 уже не столь привлекательны, как прежде, а светодиодные ленты становятся вообще нецелесообразным выбором.
Экономия на источниках света становится очевидной, если использовать светодиодные модули с номиналом 1 Вт и углом рассеивания светового потока в 160 градусов, оснащенные светорассеивающей линзой не только в подсветке тонких световых коробов, но и в подсветке объемных букв. К примеру, для засветки буквы «К» высотой 30 см оказалось достаточно всего 5 модулей, а для всей вывески «ПРОДУКТЫ» таких модулей потребовалось 46. Помимо экономии на источниках света и блоках питания, очевидно, что обеспечивается дополнительная экономия трудозатрат и времени на изготовление световой рекламной конструкции, и это действительно важно.
Цветовая температура: что выбрать?
Вопрос выбора цветовой температуры белого света, излучаемого светодиодными модулями, - предмет вечного спора между клиентом и производителем вывески, между производителем и поставщиком модулей, да и между сайнмейкерами между собой. Почему? Стоит обратиться к истории массового появления продукта на рынке. Первые белые светодиоды не отличались высоким качеством свечения и высоким индексом цветопередачи. В результате первым крупным розничным сетям и автосалонам, которые перешли на новую технологию, пришлось вносить соответствующие изменения в свои брендбуки, исходя из особенностей предлагавшихся на тот момент источников света.
Но время меняет представление о качестве, и на отечественном рынке стали появляться новые приборы уже с более реалистичной температурой белого в 6000 - 6500 К, хотя в Китае до сих пор превалируют модули с температурой свечения белого цвета 8000 – 12000 К.
Для световой рекламы в нашей стране оптимально использовать светодиодные модули с температурой белого 5500 – 6000 К, что обеспечивает более высокую насыщенность цветов на подсвечиваемых пленках, если, конечно, прежние клиенты не оговаривают необходимость в использовании LED-модулей с более холодным оттенком свечения, согласно ранее утвержденным корпоративным стандартам. В некоторых случаях, в особенности для подсветки дисплеев с нежными тонами (допустим, с изображением фотомоделей), предпочтительнее будут светодиодные модули с цветовой температурой 4500 К (что соответствует освещению при нейтральном солнечном свете, характерном для стран Европы). На стоимости современных светодиодных модулей показатель цветовой температуры, как правило, не отражается.
В завершение – несколько пожеланий российским производителям вывесок:
1. Размещайте модули внутри короба не только по принципу «глубина минус два сантиметра», но и по принципу достаточности. Буква должна светиться равномерно и достаточно ярко, поэтому лучше изготовить несколько опытных образцов для демозала и согласовывать яркость вывесок с клиентами по принципу «как здесь».
2. Немаловажная проблема, с которой многим приходится сталкиваться, - потеря яркости в цепи на последних кластерах. Модули рекомендуется объединять в цепи в количестве не более 20 штук - для классики и не более 30 - для модулей, оснащенных светорассеивающими линзами и встроенными драйверами.
3. Старайтесь обеспечить изделию эффективный теплоотвод. Лучше всего изготовить заднюю стенку короба из металла, в этом случае деградация светодиодов будет минимальной.
Олег Карпухин, руководитель компании «ОД-ИН»
Вот, впервые ставлю эксперимент по установке LED ленты (она же светодиодная). Решил организовать с коридоре (сам шкаф выложу попозже, как закончу) вокруг зеркала.
Прикупил в магазине пару метров ленты, блок питания, двойной зажим. Для расчета мощности блока питания, относительно длины ленты, необходимо провести небольшие математические расчеты:
потребляемая мощность одного метра ленты умножаем на суммарную длину ленты (в метрах).
На один блок питания не следует цеплять более 15 метров. При подключении обязательно проверьте полярность!!!
Внимательно изучим блок питания. На нем имеется ряд клемм. Пойдем слева-направо. Первая пара - к ней фиксируем провод с вилкой для розетки (полярность не учитываем). Третий разъем - под заземление (у меня в квартире его нет - пропускаю), следующая пара - для самой ленты. Каждый разъем подписан "+" и "-". Эти же обозначения имеются и на самой ленте - их надо обязательно совместить, в противном случае лента светить не будет.
Собираем схему, как говорил ранее (провод с розеткой, блок питания, лента - все два метра).
Для пробы втыкаем его в розетку. Вуаля - все светится!
Переходим к следующему шагу: необходимо разделить ленту на несколько кусков, чтобы сделать подсветку с обеих сторон зеркала. Простыми ножницами режем ее в месте, обозначенной соответствующей иконкой.
Для подключения к блоку питания применяются специальные клипсы-переходники. Они защелкиваются на концах отрезков ленты, вновь с четким соблюдением полярности.
Очень удобно - никакой пайки.
Прикручиваем ленты к блоку питания (в том же порядке) и пробуем включить в розетку. Хе-Хе.. работает!
Переходим к подготовке мебельного короба для установки ленты. Для этого я выбрал врезной алюминиевый профиль. Соответственно, его необходимо врезать в стенку. Выбираем паз фрезером, промазываем его герметиком, устанавливаем профиль в паз и оставляем на пару часов под гнетом.
Профиль в пазе выглядит следующим образом
Сама светодиодная лента снабжена клеевым слоем. Удаляем с нее защитную пленку и вклеиваем ленту внутрь профиля.
Ставим короб на место, подключаем провода в общую схему (в нее добавляем выключатель) и пользуемся.... Финальное фото приведу чуть попозже.
