Что мне нужно знать о светодиодных лентах?

Это проще, чем кажется. Нужно просто правильно подойти к решению различных вопросов.

измеряется в люменах. В замкнутом небольшом пространстве, например в комнате, это довольно абсолютная единица измерения. 1000 люменов — это примерно одинаковое количество света, независимо от того, исходит ли он от лампы накаливания или светодиодной ленты. Это не вся картина, но основные моменты очевидны: например, находится ли источник света рядом с вашим рабочим местом, является ли он «отраженным светом» и т. д.

(С другой стороны, когда речь идёт о свете, распространяющемся на большое расстояние, например о свете фар, то приходится иметь дело со сложной геометрией, оптикой и такими единицами измерения, как кандела. В замкнутом пространстве, например в комнате, с этим можно не сталкиваться.)

Цветовая температура описывает цвет света. 2700 К — это традиционный желтоватый свет ламп накаливания. 3000 К — это галогенные лампы. 4100 К — это традиционные люминесцентные лампы. 5000 К — это современные люминесцентные лампы, и чем выше значение, тем голубее свет. Чем выше значение, тем ярче свет, и он отлично подходит для рабочего освещения, например в мастерской... но по эстетическим соображениям вам захочется, чтобы цветовая температура была теплее (желтее, ниже) в более «уютных» частях вашего дома. Серьезно. 5000 К отлично смотрятся в демонстрационном зале, но в итоге вы их выбросите.

Далее идет CRI, или индекс цветопередачи. Это то, что действительно беспокоит людей из-за плохого освещения - помните те очень желтые уличные фонари, CRI которых составлял около 15? 100 CRI - это идеально. 80 CRI легко доступны, а > 90 CRI доступны при небольшой охоте.

Производство светодиодов — это своего рода игра в кости. Производители никогда не знают наверняка, какой получится партия, поэтому они тестируют и сортируют (bin, глагол) светодиоды по цветовой температуре и индексу цветопередачи. Вы увидите, что сортировка указана в технических характеристиках светодиодов. За светодиоды с наиболее желательными цветовыми температурами и индексами цветопередачи производители получают максимальную цену. Светодиоды с наименее желательными характеристиками отправляются производителям светодиодных лент, которых можно найти на eBay. Если они не указывают CRI, то это потому, что они берут остатки и не знают, что получат.

Люмены, цветовая температура и CRI используются для всех ламп всех типов. В настоящее время для выбора яркости лампы следует использовать люмены, а не "ватты". "Эквивалент 60 Ватт" - маркетинговая чушь; люмены - точное число.

Светодиодные ленты имеют излучатели, расположенные на определённом расстоянии друг от друга. Это становится очевидным, как только вы включаете ленту. Светодиоды излучают большое количество света из крошечного пятна, что может раздражать. Очевидно, что вам придётся учитывать это при проектировании. Для рассеивания светодиодного света идеально подходят встраиваемые светильники или другое отражённое освещение.

Очень удобно, что, в отличие от любых других ламп, светодиоды излучают свет в конусе с углом обзора около 140 градусов. Так вы можете направить свет туда, куда вам нужно, и не тратить его впустую.

Я расскажу вам, какое напряжение требуется для светодиодов. Далее я буду говорить о ленте на 12 В (которая по своей конструкции состоит из 3 светодиодов, соединённых последовательно). Лента на 24 В состоит из 6 светодиодов, соединённых последовательно, поэтому сила тока обычно составляет 50 %.

Устройство 3528 имеет 1 канал или цвет, всего 2 провода: + и -. На ленте с напряжением 12 В 300 светодиодов потребляют 2 ампера. Это удобное для запоминания математическое соотношение. Я пробовал считать другими способами, но этот самый простой.

Предположим, у вас есть лента с половинной плотностью, 150 светодиодов на 5 метров. Половина светодиодов = половина силы тока, 1A. Лента с двойной плотностью, 600 светодиодов, потребляет 4 А. И т. д. Вы отрезаете ленту до половины длины, сила тока уменьшается вдвое.

Предположим, у вас есть стандартная 5-метровая лента со 600 светодиодами (это в два раза больше, чем 300, то есть 4 А на 5 метров). Но вы используете только 2 метра, или 2/5 ленты. Это 4A * 2/5 = 1.6 amps.

Устройство 5050 имеет 3 канала. Часто это 3 разных цвета, но иногда это 3 одинаковых цвета, обычно белый. 300 светодиодов потребляют 2 ампера на канал, 3 канала. Применяются те же правила умножения и деления.

Например, обычная 300-светодиодная RGB-лента с чипами 5050. У неё 3 канала — R G B. Сколько энергии она потребляет? 2 ампера на канал, 6 ампер на всю ленту. Проще простого. А что насчёт возвратного/общего провода? О, он потребляет все 6 ампер.

Например, предположим, что у нас есть комбинированная лента RGBW с 300 светодиодами 5050. Но половина из них, 150, — это светодиоды RGB. Сколько ампер они потребляют? Правильно, их 150, поэтому они потребляют 1 ампер на канал, или 3 ампера в сумме. Кроме того, у нас есть 150 светодиодов WWW (белый-белый-белый), и все 3 канала соединены вместе. Какой ток они потребляют? Та же математика, но все три провода соединены вместе, поэтому для этого канала требуется 3 ампера. Видите, как всё просто? Общий возврат составляет целых 6 ампер.

Что означают эти цифры? Размер корпуса светодиода 5050 составляет 5,0 мм x 5,0 мм. Размер корпуса светодиода 3528 составляет 3,5 мм x 2,8 мм. Вот и всё.

«Контроллер» светодиодной ленты — это просто диммер для светодиодной ленты, который независимо регулирует яркость красного, зелёного и синего каналов, создавая миллионы цветов. Нельзя использовать любой случайный диммерсо светодиодными лентами. ** Регулировка яркости и смешивание цветов осуществляются с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). *** Светодиод включается и выключается очень быстро — тысячи раз в секунду, слишком быстро, чтобы это можно было увидеть. Яркость зависит от соотношения времени включения и выключения. (это называется рабочий цикл).

Поскольку ШИМ работает по принципу «включено/выключено», он является цифровым и его можно точно воспроизвести. Именно это и делает усилитель. Он подает импульсы питания на собственные светодиоды, но использует контроллер/диммер в качестве пилотного сигнала. Таким образом, он подает одинаковые импульсы и обеспечивает одинаковую яркость. Поэтому, если у вас есть контроллер на 8 А, вы можете использовать его для управления светодиодной лентой на 6 А, а также для управления усилителем, который будет управлять светодиодной лентой на 12 А. Все это работает.

Возможная конфигурация усилителя, в данном случае с RGBW-полосками, которые имеют 4 канала вместо 3. Чёрный цвет является стандартным.

Это не распространённая проблема, и блоки питания легко сделать бесшумными. Если вы слышите, как работает ваш блок питания, купите более качественный. Водонепроницаемость не имеет ничего общего с уровнем шума. В некоторых блоках питания есть вентиляторы, и они, очевидно, не бесшумные. Шум не делает устройство более безопасным.

Если вы используете светодиоды в помещении, класс защиты IP не имеет значения, за исключением того, что на водонепроницаемые светодиоды легче попадает пыль. Однако защитное покрытие пожелтеет или помутнеет задолго до того, как светодиод выйдет из строя, и это станет ограничивающим фактором в сроке службы светодиода. На улице не стоит рассчитывать на долгий срок службы водонепроницаемых покрытий, купленных на eBay по низкой цене, возможно год.

** На самом деле это печальное клише: потребители хотят получить определённую функциональность, поэтому они наугад выбирают товары на полках крупных магазинов и ожидают, что они будут работать вместе, даже если в описании не указано, что они совместимы. Не делайте этого. Если товары должны работать вместе (например, лампа и диммер), убедитесь, что они совместимы.

*** Не следует использовать ШИМ для «затемнения» светодиодных изделий в потребительской упаковке, таких как сменные лампы накаливания, фары дальнего света и т. д., поскольку они оснащены собственным интеллектуальным блоком питания. Этот блок питания не будет реагировать на затемнение, воспринимая его как проблему с качеством электроэнергии и компенсируя это за счет увеличения потребляемой мощности, чтобы поддерживать полную яркость. Это может привести к перегрузке. Например, если у вас есть система светодиодных лент с регулируемой яркостью и вы видите симпатичные точечные светильники IKEA на 12 В, которые хотели бы добавить в систему, спросите или изучите схему, чтобы узнать, совместима ли эта лампа с ШИМ-регулировкой яркости (то есть содержит ли она только светодиодные излучатели и резисторы).

Яркость: Профессиональные дизайнеры освещения используют люмены на метр для расчёта необходимого количества света в помещении с помощью специального программного обеспечения на компьютере. Таким образом, измерить этот показатель сложно, но в качестве ориентира можно сказать, что 5 Вт на метр (около 300 лм) — это для подсветки, а 10 Вт достаточно для рабочего освещения (около 600 лм).

Неравномерное освещение: вы же не хотите видеть сами светодиодные ленты, поэтому один из способов — спрятать их и использовать отражение. Также можно использовать оптическую линзу, которая рассеивает свет под более широким углом.

Расположение: Поскольку светодиоды можно разместить практически где угодно, наиболее эффективным для вас будет размещение их в тех местах, где вам нужен свет.

Спектр света: Если вы посмотрите на этот пост в блоге: в чём разница между светодиодной лентой Instyle и обычной светодиодной лентой, то увидите разницу в качестве между этими лентами. Лента HQ имеет премиальное покрытие, которое укрепляет её, обеспечивает лучшую защиту и предотвращает короткое замыкание, а также позволяет использовать более качественные светодиодные чипы и резисторы. Существуют высококачественные фирменные светодиодные чипы (например, Epistar), а также более дешёвые копии, которые выглядят идентично. Я заметил, что яркость копий составляет всего 80 %, а срок службы — около двух лет, в то время как фирменные чипы служат до 15 лет. Лучший способ определить подлинность — обратить внимание на цену и репутацию поставщика светодиодов.

Диммеры: Основные способы регулировки яркости светодиодов — с помощью симистора, протокола Dali или протокола 0–10 В. Однако можно приобрести регулируемый драйвер, который подключается к стандартному поворотному настенному диммеру и позволяет регулировать яркость светодиодов с помощью существующей домашней проводки.

Белый: светодиодные ленты представлены в широкой цветовой гамме, которая обозначается цветовой температурой по шкале Кельвина. Использование этой шкалы позволит вам выбрать нужный цвет без необходимости сравнивать разные цвета. Чистый белый цвет находится в диапазоне 6000 К, а тёплый белый — в другом конце шкалы, в диапазоне 2700 К.

SMD: Чип 3528 имеет только один источник света, а чип 5050 — три источника света внутри чипа, что делает его в три раза ярче, чем 3528. Чип 5050 изначально был разработан для чипов RGB, чтобы можно было использовать три разных цвета, но теперь его можно использовать для отображения трёх источников света одного цвета. Из-за этого чип 5050 стал больше, а значит, его нужно прикреплять к ленте большего размера. Что касается срока службы, то у них обоих он составляет 50 000 часов. Если вы посмотрите этот пост в блоге: диапазон яркости светодиодной ленты, то увидите, какие типы лент существуют и как выглядят светодиодные чипы, и сможете понять, с чем вам придётся иметь дело.

Шум от блоков питания: Блоки питания мощностью 30, 60 и 100 Вт, как внутренние, так и с классом защиты IP, не издают шума, в зависимости от производителя. Блоки питания большей мощности — 200 и 320 Вт — оснащены вентилятором для отвода тепла и издают шум. Таким образом, выбор блока питания и его количества зависит от того, сколько метров светодиодной ленты вы будете использовать.

IP: IP — это степень защиты от проникновения, которая показывает, насколько устройство устойчиво к воздействию пыли и жидкости. Первая часть числа обозначает устойчивость к пыли, а вторая часть — устойчивость к жидкости. Если вам нужен защитный чехол для светодиодной ленты, вы можете приобрести его со степенью защиты IP67, которая означает, что он защитит ленту от пыли и любой жидкости, которая может с ней контактировать, а также позволит погружать ленту в воду на глубину до 1 метра на 30 минут. Этот чехол, который обычно представляет собой пластиковую термоусадочную трубку, не повлияет на процесс установки. Что касается цвета, то из-за термоусадки светодиод может стать немного темнее, но если вы покупаете его в комплекте с IP-адресом, это не будет проблемой, так как размер уже рассчитан.

Из вашего заявления о том, что ленты «бывают разных цветов», мне неясно, планировали ли вы купить RGB-матрицу или нет.

Я бы посоветовал потратить немного больше (обычно это всего 10–20 %), чтобы получить массив RGB, и тогда вы сможете избавиться от многих проблем.

Преимущество массива RGB в том, что его можно настроить на любой спектр, который вам нравится. Для меня это зависит от помещения и, как правило, определяется цветом стен в комнате, где я их использую.

Более дешёвые RGB-матрицы на самом деле лучше подходят для этой цели, так как отдельные диоды будут разделены, и при создании белого света они будут рассеиваться друг о друга, поэтому вы не получите отдельные точки света.

Кроме того, если вы любите делать что-то своими руками, не тратьте деньги на диффузор. Вы можете просто надеть на полоски соломинку для газировки, и она будет работать не хуже, если вам вдруг понадобится диффузор.

Опять же, желаемая яркость, скорее всего, будет немного зависеть от выбранного вами спектра. Преимущество светодиодных лент в том, что вы можете легко добавить ещё одну, если в комнате слишком темно.

Я бы не стал беспокоиться об этом ни при каких обстоятельствах. Преимущество светодиодов в том, что, как и в случае с традиционными лампами накаливания, при необходимости можно просто добавить удлинитель со встроенным регулятором напряжения.

Однако RGB даёт небольшое преимущество, а также позволяет предугадать изменение яркости при переходе, например, от белого к красному.

Главное здесь — убедиться, что между каждой лентой достаточно места, если вы планируете подключать их последовательно. Таким образом, вы сможете свободно менять положение и угол наклона, пока не найдёте оптимальный вариант для вашей комнаты.

Проблем не возникнет, если вы выберете твердотельный трансформатор (который обычно используется в более дешёвых/маломощных удлинителях).

Если только вам не нужно что-то конкретное, скорее всего, вам это не важно.

Я видел, что SMD также относится к количеству светодиодов в светильнике.

Светодиоды довольно долговечны, поэтому, если вы не планируете использовать их во влажной или агрессивной среде, вам не нужно беспокоиться об IP-классе.

Это очень важно при настройке RGB-подсветки. Именно здесь я бы рекомендовал провести большую часть предварительных исследований

Контроллер должен быть совместим с вашей системой (вы используете 4 или 6 проводов?). Вы можете выбрать контроллер с дистанционным управлением. Часто они поставляются с предустановленными функциями, и вам нужно решить, какой уровень контроля вам нужен помимо этих функций.

Я лично купил несколько таких в IKEA, но теперь заметил, что запрограммированное затухание на самом деле не распространяется равномерно на все цвета, и я не могу запрограммировать новое затухание, пока не куплю новый контроллер. Это сводит меня с ума.

Это не полный ответ, но вот ещё немного информации.

Хотя существуют не такие уж сложные способы расчета, для этого нужно знать множество коэффициентов, которые не всегда доступны, так что в лучшем случае это будет обоснованное предположение. Вы можете просто суммировать светоотдачу вашего текущего освещения, а затем скорректировать ее с учетом изменений в типах светильников. (В рамках этого обсуждения я считаю даже простую светодиодную ленту «светильником».) Это отправная точка. Если вы используете правильное рабочее освещение, то можете варьировать общий уровень яркости.

Вы же не хотите видеть сами светодиодные элементы, это действительно раздражает. Помимо рассеивателей, хорошо работают методы непрямого освещения, хотя они требуют большего количества люменов из-за потерь при отражении.

Я не совсем понимаю, в чём проблема с параллельными поверхностями. Эффективность в основном зависит от способности светильника направлять свет туда, куда нужно. Поверхность для установки имеет мало значения, вам нужно направить свет туда, куда нужно.

«Белизна» измеряется в градусах Кельвина. Температура, при которой абсолютно чёрное тело должно быть нагрето, чтобы излучать свет того же цвета. Стандартным дневным светом часто считают 6500 К, но для большинства задач достаточно диапазона от 5000 до 7000 К. Ваши глаза быстро адаптируются к небольшим отклонениям. В жилых помещениях дневной свет считается слишком резким, потому что мы привыкли к лампам накаливания. Поэтому большинство домашних светильников имеют цветовую температуру в диапазоне 2000–3000 К, чтобы имитировать оранжевое освещение лампами накаливания.

Уровень шума зависит от производителя и окружающей среды, а также от личных предпочтений. Я не думаю, что данные о шуме легкодоступны. Тестирование в шумном магазине не даст никаких полезных результатов, кроме того, что если вы слышите шум на расстоянии нескольких метров, значит, он слишком громкий. Шум можно уменьшить, поместив устройство в корпус, но имейте в виду, что блоки питания выделяют тепло, которое необходимо отводить с помощью вентиляции. Вы не можете поместить их в звукоизолирующий корпус.

Старайтесь располагать блоки питания как можно дальше от подушки, ведь именно во время сна они доставляют больше всего неудобств. Расположите их ниже, чтобы на пути звука было больше препятствий, а также окружите их мягкими материалами, которые не отражают звук.

Я буду дополнять свой ответ информацией, которую найду.

По сути, номер SMD — это размеры диода в десятых долях миллиметра. Таким образом, SMD 5050 = 5,0 мм x 5,0 мм — это квадратный диод. Чем больше площадь диода, тем равномернее распределение света и тепла.

Распространённые классы защиты IP обозначаются такими цифрами, как 20, 23, 33, 54, 65, 67, 68. На этой странице есть удобная таблица с соответствующими уровнями защиты. Первая цифра обозначает уровень защиты от твёрдых предметов, а вторая — от жидкостей. Таким образом, IP 23 недостаточно защищён для использования в ванной, где на него может попасть вода из душа, но IP 65 и выше вполне подходят.

Не совсем про световой спектр, но достаточно близко к теме — CRI, индекс цветопередачи. Он определяет, насколько реалистично выглядят объекты при освещении источником света. Наиболее реалистично выглядят объекты, освещённые лампами накаливания и галогенными лампами (100), а светодиоды дают примерно 80. Мои источники (форумы и посты в блогах) отмечают, что, хотя светодиодные ленты не дают идеального освещения, равномерное распределение лент и использование светораспределительных фильтров помогают значительно улучшить ситуацию.