Устройство, подключение, плюсы и минусы светодиодной лентой на 220 В

Устройство, подключение, плюсы и минусы светодиодной лентой на 220 В

Наиболее популярной среди светодиодных лент уже около 10 лет остается 12-вольтная. На 220 В – ее основной конкурент. Давайте разберемся, в каких местах она лучше подходит, а где ее использовать нельзя. В статье также будут рассмотрены базовые сведения о монтаже и эксплуатации такой ленты.

Принцип работы сетевой светодиодной ленты

Обычно светодиоды не работают в цепях переменного тока. Их используют с драйверами или блоками питания. Это применимо как для отдельных элементов, так и для конструкций, собранных на плате, ленте или другими способами. Но в продаже имеется светодиодная лента, которую можно подсоединить напрямую к сети переменного тока 220 В.

На деле все обстоит не совсем так. Схема не имеет понижающих трансформаторов и фильтрующих сглаживающих конденсаторов. Конструкция работает без блока питания в его классическом понимании, его функции выполняют ограничительные резисторы и выпрямительный диодный мост.

Давайте разберемся, из чего состоит лента:

• SMD-светодиоды;
• резисторы для ограничения тока;
• гибкая печатная плата;
• самоклеящаяся основа;
• двухполупериодный выпрямитель;
• вилка для подключения в розетку.

С одной стороны, такая конструкция ведет к удешевлению и упрощению схемы, с другой – лимитирует возможности применения в жилых помещениях. Но об этом мы расскажем позже, в разделе о преимуществах и недостатках.

Применение

Светодиодная лента 220 В дает яркий свет. Но яркий не всегда значит хороший. Главный недостаток — пульсация светового потока. Она возникает из-за подключения без блоков питания со стабилизацией, через обычный диодный выпрямитель. Это ограничивает область применения. Идеальный вариант — уличное освещение, вывески, подсветка фасадов домов, архитектурных строений, приусадебных участков. В жилых помещениях использовать можно, но только в декоративных целях, например, на кухне или в подвесном потолке, расположив светодиодную ленту в нише или профиле.

Мерцание света может быть незаметно глазу, но, работая при таком освещении, вы начнете быстрее уставать, могут появиться головные боли. Значения коэффициентов пульсации для освещения установлены в нормативных документах – ГОСТах и СНИПах.

6 отличий и критериев выбора ленты на 220 В

Рассмотрим 6 параметров выбора и отличий светодиодных лент.

1. Форма продажи.

Чаще всего в магазинах встречается два вида ленты:

• с выпрямителем и вилкой;
• в бухте.

Для быстрого монтажа небольшой подсветки подойдет комплект на 220 В. Обычно это отрезок ленты от 1 до 5 м со всем необходимым для работы. Светодиодная лента в бухте — отличное решение для крупных проектов. Только не забудьте купить выпрямительный диодный мост для запитки, рассчитанный на напряжение не ниже 400 В. Его можно собрать своими руками, например, из диодов 1n4007, которые вы легко найдете в зарядных устройствах от мобильных телефонов или в сгоревших энергосберегающих лампах.

1. Цвет свечения:

• белый;
• одноцветный;
• RGB.

1. Тип светодиода

От этого зависят яркость и потребляемая мощность:

• 3528;
• 5050;
• 2835;
• 5730 (5630).

1. Количество светодиодов.

• 60;
• 80;
• 120.

1. Класс защиты от воздействия внешних факторов. Обозначается как IPxx, где xx – это цифры от 0 до 8. Чем они больше, тем лучше. Например, IP68 может применяться на улице и не боится воды.
2. Кратность резки.

Ленту можно резать только в строго обозначенных местах согласно кратности отреза. Поэтому при покупке обратите внимание на этот параметр. Обычно это 1 м, или 60 светодиодов, но бывают другие, например 0,5 м и 60 диодов для 120 led/м.

Управление яркостью

Чтобы создать соответствующие световые эффекты, нередко приходится прибегать к регулировке яркости. Для работы с 220 В моделями подсоедините специализированный диммер. Особый вид ленты – RGB, для ее работы и регулировки не обойтись без RGB-контроллера для светодиодной ленты на 220 В. Главное – не перепутать с контроллерами для 12-24 В.

Подключение в сеть

Чтобы собрать схему, нужно сделать следующее:

• отрезать ленту нужной длины;
• в случае необходимости соединить несколько отрезков, используя проходные коннекторы;
• подключить диодный мост;
• присоединить кабель с вилкой;
• включить в сеть.

К вышеперечисленному добавится RGB-контроллер, если у вас соответствующая модель.

Совет! При монтаже светодиодной ленты не сгибайте ее резко, чтобы не повредить. Промазывайте места соединений и разрезов герметиком для защиты от влаги. Во избежание потерь электроэнергии и лишнего нагрева маломощную ленту (например, из светодиодов 3528) можно соединять в линию не более 100 м длиной. Если лента мощная (5730) – 40 м.

Преимущества и недостатки в сравнении с 12 В лентой

Светодиодные ленты для подключения в электросеть 220 В обладают следующими преимуществами:

1. Простота подключения. В отличие от 12 В моделей им не нужен дорогой блок питания, только розетка. Меньше элементов в цепи — больше надежность.
2. За счет предыдущего пункта – снижается стоимость готовой конструкции.

В остальном достоинства такие же, как у низковольтных аналогов. Но есть два существенных недостатка:

1. 220 вольт — это высокое напряжение, опасное для человека, не стоит применять такую ленту в бассейне.
2. Из-за пульсации светового потока 220 В ленту нельзя применять как источник освещения.

Кроме того, при скачке или повышенных значениях напряжения в питающей сети 220 В лента, в отличие от низковольтной, быстро выйдет из строя.

Монтаж светодиодной ленты на потолке: что необходимо для подключения, преимущества и недостатки, установка

Светодиодная лента или дюралайт представляет собой гибкую печатную плату, в которую на одинаковом расстоянии друг от друга вмонтированы светодиоды, а также резисторы, исполняющие роль сопротивления. Как правило, толщина ленты составляет 2-3мм, при ширине 8-10мм. Для расфасовки дюралайт нарезается кусками по 5м и наматывается на катушку.

Всё о монтаже

Светодиодная лента бывает не только белой, но и многоцветной

Монтаж светодиодной ленты, как правило, производится перед установкой натяжных поливинилхлоридных потолков, хотя ленту устанавливают и на фигурные потолки из гипсокартона. Производство дюралайта основывается либо на SMD, либо на DIP технологиях, но чаще всего используется SMD или поверхностный монтаж, как более дешёвый и вполне приемлемый для светильников такого типа.

Чип светодиодной ленты

На маркировке ленты есть четыре цифры, обозначающие размер чипа в десятых долях миллиметра, например, SMD 3028 означает размер чипа 3,0×2,8мм. RGB ленты, также как и отдельные светодиоды, могут отличаться по интенсивности излучения или цветовой температуре от 2700К до 10000К (измерение в кельвинах). Дюралайт работает от источника постоянного тока 12V или 24V.

Что необходимо для подключения светодиодной ленты

Контроллер светодиодной RGB ленты с пультом управления

• В многоцветных светодиодных лентах для управления цветом и яркостью свечения есть контроллер, который плавно переключает цвета и диммером регулирует яркость. В большинстве случаев такая регулировка производится с помощью пульта управления.

Выбор блока питания для дюралайта – ответственное дело

• Для подключения схемы потребуется блок питания, который выполняет функцию понижающего трансформатора. Так как невозможно такие приборы поставлять в комплекте с дюралайтом (из-за индивидуальных размеров ленты при каждом монтаже), то очень важно правильно рассчитать его мощность.

Количество диодов на один метр

• Давайте рассчитаем мощность понижающего трансформатора для пятиметровой ленты SMD 3528 мощностью 9,6Вт: 5м умножаем на 9,6Вт и получаем 48Вт. Но этого недостаточно, так как в таких случаях необходим запас, поэтому здесь применим коэффициент 1,25 – значит 1,25×48=60, то есть, нам нужен блок питания на 60ВТ.

Коннекторы для соединения светодиодной ленты

• Весьма вероятно, что установка светодиодной ленты на потолок потребует более пяти метров дюралайта, поэтому его придётся соединять. Для этой цели вам понадобятся коннекторы. Такие разъёмы могут быть как плоской, так и круглой формы – всё будет зависеть от типа светодиодной ленты и производителя.

Преимущества светодиодной ленты

Как и любой другой электроосветительный прибор, светодиодная лента имеет свои преимущества и недостатки.

• Светодиодную ленту очень легко монтировать, так как все образцы, как правило, снабжены двухсторонним скотчем на одной стороне гибкой платы, что позволяет без труда приклеить её к потолку. Светодиод имеет очень низкие энергозатраты, самые малые среди всех осветительных приборов, что напрямую сказывается на стоимости потребления энергии при эксплуатации дюралайта.
• Эксплуатационный ресурс светодиодов самый высокий среди всех осветительных приборов. Можно сказать, что при правильной эксплуатации такой прибор не перегорает вообще. При монтаже ленты под поливинилхлоридный потолок отсутствует опасность её перегрева при любой длине подсветки, так как световой поток пропорционален длине дюралайта.
• RGB-светодиодные ленты предоставляют широкие возможности при выборе цветовой гаммы дизайна, а гибкость платы поможет воплотить самые невероятные зигзаги.

Недостатки светодиодной ленты

Светодиодные ленты имеют также и свои недостатки, так, чтобы достичь одинакового светового потока с обычными осветительными приборами на дюралайт придётся затратить гораздо больше денег, поэтому такие приборы используются для декоративного и вспомогательного освещения, а для основного освещения используют традиционные источники света.

Рекомендация. При соединении полос светодиодной ленты используется последовательное подключение, но такой способ применим лишь до 12-метровй длины прибора. Свыше этой длины применяют параллельное подключение, но лучше всего при покупке ленты проконсультироваться у продавца, так как завод-изготовитель может внести свои изменения.

Монтаж диодной ленты на потолок

Подключение белой светодиодной ленты

Подключение RGB светодиодной ленты

• Прежде всего, определите длину подключаемой ленты и при необходимости срастите полосы до нужной величины.

Режьте ленту только по установленным на ней меткам

• При необходимости разрезать ленту ориентируйтесь на специальные метки (иногда они бывают в виде маленьких ножниц), чтобы не повредить контакты. Проверяйте плотность соединения и для этого попробуйте собрать всю схему на полу, чтобы убедится в качестве.
• Если лента цветная (RGB), то первым делом подключаете её к контроллеру, на разъёмах которого стоят метки по цвету проводов. R (red) – для красного провода, G (green) – для зелёного провода и B (blue) – для синего провода. Для чёрного провода клемма обозначена 12V или 24V.
• Затем контроллер подключается к понижающему трансформатору (выбор трансформатора описан выше). Здесь очень важно не ошибиться с переполюсовкой, так как такая оплошность приведёт к перегоранию ленты, что означает необходимость её замены.
• Подключите собранную схему в сеть 220V и попробуйте на правильность сборки. Если всё хорошо, то можете клеить ленту к потолку, предварительно отсоединив её от контроллера. После монтажа дюралайта подключите его ещё раз и проверьте. При положительном результате можете приступать к монтажу натяжного потолка (см. Подсветка потолка светодиодной лентой — декорируем помещение самостоятельно)

Совет. Если коннекторы оказались плохого качества, то ленту можно спаять (не перегревая), но для этого провода для пайки нужны одинакового сопротивления с цветовым каналом. Для этого как нельзя лучше подойдут провода от коннекторов.

Заключение

Как вы убедились, монтаж светодиодной ленты не представляет какой-либо особой сложности, но при этом сборка электрической цепи требует внимательности, так как ошибка обычно приводит дюралайт в негодность (см. Диодная подсветка потолка — описание конструкции и монтажа). Хотелось бы также обратить ваше внимание на то, чтобы потолок, на который будет монтироваться лента, не был пыльным, в таком случае скотч будет хорошо держаться.

Блоки питания для светодиодных лент

Для начала, необходимо определиться в терминологии. Блоки питания для светодиодных лент, трансформаторы, драйверы светодиодов (led драйверы) — это термины, которыми на бытовом уровне, зачастую, обозначают одно и тоже устройство. Однако следует подчеркнуть отличия блока питания от драйвера для светодиодов.

Блок питания — устройство, которое выдает на выходе определенное напряжение. Драйвер выдает определенный ток, но не напряжение. Драйверы обычно используются для обеспечения электропитанием отдельных светодиодов, которые не имеют ограничителей тока. Светодиодная лента в качестве ограничителей тока содержит сопротивления, поэтому для электроснабжения светодиодных лент применяют блоки питания, которые иногда также называют трансформаторами, что также неточно.

Что такое блок питания для светодиодной ленты?

Преобразовывая напряжение 220 вольт в напряжение 24 или 12 вольт данное устройство, является источником электрической энергии для светодиодной ленты. Блок питания подключается к электрической сети 220 вольт и к ленте. Существуют блоки питания различных форм и размеров. В зависимости от характеристик они могут питать различное количество светодиодов.

Какие существует виды блоков питания?

По форме и конструкции (основные виды):

-закрытые пластиковые, степень защищенности IP 54;

закрытый металлический блок питания

-закрытые пластиковые, степень защищенности, IP65;

— закрытые металлические, степень защищенности IP 67;

— открытые металлические, степень защищенности IP20.

По выходному напряжению:

Какой мощности необходим блок питания?

Производители светодиодных лент указывают потребляемую мощность в ваттах в расчете на погонный метр ленты, например 5 ватт на метр.

Для того, чтобы определить необходимую мощность источника питания умножьте необходимое количество метров на мощность в ваттах на метр вашей ленты. К примеру, для семиметровой ленты мощностью 5 ватт на метр необходим трансформатор мощностью как минимум 35 ватт. Необходимо также учитывать, что трансформатор не должен работать на полную мощность. Это значительно сократит его срок службы. Производители трансформаторов рекомендуют подключать нагрузку на 10-20% меньшую, чем мощность трансформатора.

На каком расстоянии от светодиодной ленты можно установить источник питания?

Расстояние зависит от того насколько падает напряжение с увеличением длины провода от источника питания до ленты.

Исходя из практического опыта установщиков светодиодного освещения, для 24 вольтовой ленты актуальны следующие значения:

Данную таблицу следует считать ориентировочной, а для точного расчета следует воспользоваться калькулятором, который можно найти в интернете.

Как подключить светодиодную ленту к блоку питания?

Смотрите простую и наглядную инструкцию в этом видео:

Где следует устанавливать источник питания?

Главное правило — не подвергать трансформатор воздействию высокой температуры. Идеальным будет расположение, где он будет охлаждаться естественным потоком воздуха. В остальном следует выбирать место, соответствующее степени защиты оболочки (IP) устройства.

Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты

Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.

Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.

Пример расчёта сечения кабеля

Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².

Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.

Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):

Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)

где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм 2 /м], для медного провода оно равно 0,0175. В результате расчета получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В (рис. 2) вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.

Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):

S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)

S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)

То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.

Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.

Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.

Заключительные рекомендации

Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.