Tipi di strisce LED: dispositivo e caratteristiche del lavoro

L'avvento dell'illuminazione a LED ha rivoluzionato il mercato dell'illuminazione. E il punto non è solo nell'ultra-basso, rispetto a una lampada a incandescenza, il consumo di elettricità. I cristalli emettitori di luce hanno dimensioni ridotte, quindi possono combinare sorgenti luminose di varie forme. I dispositivi flessibili sotto forma di nastri luminosi sono ampiamente utilizzati.

Come funziona la striscia LED e come funziona

Il principio di funzionamento del nastro, come qualsiasi lampada a LED, si basa sulla capacità delle giunzioni p-n dei semiconduttori di irradiarsi quando viene fatta passare la corrente. La frequenza di radiazione può essere nella regione dell'infrarosso, del visibile o dell'ultravioletto.In questo modo, puoi ottenere un bagliore monocromatico, ma non un colore bianco, che è una miscela di colori nella parte visibile dello spettro. Una svolta è stata lo sviluppo del LED, in cui il componente emettitore di luce era un rivestimento di una sostanza di fosforo. Il suo bagliore è iniziato dalla radiazione di giunzione p-n, che non deve essere visibile (di solito bagliore UV). Ciò ha ampliato notevolmente la portata delle lampade a LED e questo ha iniziato la loro trionfante distribuzione.

La popolarità degli apparecchi di illuminazione flessibili si basa sulle loro possibilità di applicazione. Un tale dispositivo può essere riparato in una varietà di luoghi con qualsiasi configurazione. Il dispositivo della striscia LED non è difficile. Gruppi di LED con resistenze di spegnimento o con microcircuiti indirizzabili sono applicati su una base flessibile di vari spessori. I binari di alimentazione corrono lungo la tela, terminando con cuscinetti di contatto su entrambi i lati. D'altra parte, molti produttori applicano uno strato adesivo per semplificare installazione.

Vari tipi di apparecchi flessibili con linee di taglio.

La tela può tagliare nei punti indicati, formando segmenti della lunghezza richiesta. Schemi di gruppo, tipi di LED e valori di resistore determinano le caratteristiche della lampada e il suo ambito.

Dove vengono utilizzati apparecchi di illuminazione flessibili

La portata delle strisce LED può essere suddivisa in due grandi settori, a seconda del dispositivo della lampada:

1. Illuminazione stradale e interna. A tale scopo vengono utilizzati principalmente LED bianchi. Puoi scegliere lampade con uno spettro caldo (rosso-giallo), sono utilizzate in aree residenziali per camere da letto, soggiorni, ecc. I dispositivi che emettono in zona neutra sono utilizzati per l'illuminazione di esterni e in locali industriali, nonché in soggiorni, cucine e le istituzioni pubbliche. Nei musei e nelle gioiellerie, le tonalità fredde del bianco sono più adatte. È conveniente utilizzare segmenti della tela LED per creare un'illuminazione locale.
   Un esempio di illuminazione per esterni per la porta di un balcone.
2. Decorativo illuminazione degli edifici, strutture architettoniche e illuminazione festiva. Le strisce RGB sono ampiamente utilizzate qui, consentendoti di cambiare dinamicamente il colore del bagliore. Qualsiasi confine nella creazione di effetti luminosi ha cessato di esistere dopo la comparsa di lampade basate su LED indirizzabili.
   Illuminazione decorativa dell'edificio con l'ausilio di una lampada RGB.

Per ogni area di utilizzo, puoi scegliere un apparecchio più adatto in termini di capacità e costi.

Come sono contrassegnate le strisce LED

L'adozione di un sistema unificato per la marcatura delle strisce LED è attesa da tempo, ma i produttori di apparecchiature per l'illuminazione non hanno fretta di negoziare tra di loro. Pertanto, esistono diversi modi paralleli per indicare brevemente le caratteristiche dei fogli LED. La marcatura più informativa si presenta come RTW 2-5000PGS-12V-DayWhite 2x (3528, 600 LED, W). La decodifica è riportata nella tabella.

In questo sistema non c'era posto per almeno due parametri importanti, senza i quali la scelta di un dispositivo di illuminazione è difficile:

• il consumo di energia di un metro di nastro (può essere stimato solo approssimativamente dalle dimensioni standard dei LED utilizzati e dalla densità della loro installazione);
• grado di protezione (qui puoi anche fare una valutazione approssimativa con il metodo di sigillatura).

Ma questa marcatura sembra essere la più adatta per essere adottata come standard, o almeno come base per essa.

Il blocco video completerà quanto sopra.

Varietà di tipi di strisce LED

La concorrenza nel mercato delle apparecchiature di illuminazione costringe i produttori a chiudere tutte le nicchie per l'utilizzo di dispositivi LED e persino a crearne di nuovi. Questo viene fatto producendo varietà di illuminatori che non hanno analoghi e prototipi negli sviluppi precedenti.

Secondo il colore della radiazione

Nastri monocromatici

Con lo sviluppo del diodo a emissione di luce bianca, non sono rimasti ostacoli alle apparecchiature LED per conquistare completamente il mercato. Ma anche la luce bianca non è la stessa, e ha gradazioni nello spettro di radiazione, caratterizzate dalla temperatura di colore (in Kelvin).

Scala della temperatura del colore.

Il consumatore può scegliere dalle calde tonalità rosso-gialle al freddo blu-viola. Puoi anche acquistare lampade monocromatiche con un colore diverso dal bianco. La loro marcatura contiene il nome del colore in inglese (verde, blu, ecc.).

Luci RGB

Questo tipo di nastro contiene tre LED in rosso, verde e blu. Ciò consente di ottenere un bagliore di quasi tutti i colori mescolando in proporzioni diverse le tre tonalità di base. E questo bagliore può essere modificato dinamicamente. I designer hanno un potenziale quasi illimitato per l'illuminazione architettonica, gli effetti visivi e altro ancora.Tali dispositivi nella designazione hanno simboli RGB e sono controllati tramite controller (design industriale o amatoriale).

L'unico limite di tali lampade è il bianco: è impossibile ottenere il bianco puro dai tre colori primari. Nei casi in cui ciò è critico, viene aggiunto un LED bianco ogni tre LED colorati. "tinta" il colore bianco sintetizzato. Tale nastro è contrassegnato dalle lettere RGBW (RGB + White).

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Differenze tra le strisce LED RGB, RGBW e RGBWW

 

Apparecchio basato su LED indirizzabili

Questo tipo di striscia LED non ha analoghi nel mondo dell'illuminotecnica e ha una componente multimediale illimitata. La sua principale differenza rispetto al solito nastro RGB è che è possibile controllare separatamente il bagliore di ciascun elemento a tre colori. Gli apparecchi con bus SPI possono essere controllati da console industriali, per dispositivi con bus unifilare (ad esempio, basato su elementi WS2812b), si utilizzano circuiti di controllo basati su microcontrollori (compresi quelli basati sulla piattaforma Arduino). Ciò consente di sfruttare appieno le possibilità previste dagli sviluppatori.

Varietà in esecuzione

Le normali strisce LED hanno un grado di protezione IP20. Ciò significa che lo strumento è protetto contro l'ingresso di particelle solide di dimensioni superiori a 12,5 cm e non è affatto protetto contro l'ingresso di acqua. Questo design non consente l'uso dell'illuminatore in spazi aperti, per non parlare delle stanze umide. Pertanto, vengono prodotti tipi speciali di nastri con protezione aggiuntiva:

• sotto forma di un tubo di silicone trasparente messo sulla tela - la marcatura contiene la designazione P;
• la tela può essere riempita con un sigillante trasparente - indicato dai simboli SE;
• se sono presenti entrambi i metodi di protezione (il tubo in silicone è riempito di sigillante), la marcatura riporta i simboli PGS.

Apparecchio a LED sigillato.

Tali metodi di protezione consentono di produrre apparecchi a LED con un grado di protezione fino al più alto (IP68) e di utilizzare nastri anche sott'acqua.

Secondo gli elementi emettitori di luce applicati

Per formare il flusso luminoso delle strisce LED vengono utilizzati vari tipi di LED, anche cilindrici. Ma i più diffusi sono i nastri basati su elementi leadless (smd). Questo design è il più tecnologicamente avanzato nella produzione e consente di ridurre in qualche modo il costo delle apparecchiature di illuminazione. Il fattore di forma del LED è contrassegnato da quattro cifre che indicano le dimensioni dell'elemento in termini di (lunghezza e larghezza). Questi simboli sono solitamente inclusi nell'etichettatura del nastro.

L'aspetto dei principali LED utilizzati nei nastri.

Per i nastri RGB vengono utilizzati LED, contenente in un caso tre cristalli con diversi colori di radiazione. Sono controllati separatamente, ma i loro anodi sono collegati. Solitamente questi elementi vengono utilizzati anche in una versione leadless.

Gruppo LED a tre colori.

Per creare nastri di indirizzi utilizzare driver PWM in miniatura, che possono essere incorporati con giunzioni p-n emettitori di luce. Ma sono ampiamente utilizzati anche i microcircuiti con collegamento esterno di tre LED di colori base (o una matrice di LED in un unico pacchetto).

LED indirizzo WS2812B.

Consumo di energia

Per creare un flusso luminoso, il LED consuma energia elettrica.Sebbene il rapporto tra questa potenza e l'intensità della radiazione sia molto più alto per i LED che per le lampade a incandescenza, le strisce luminose possono assorbire una corrente significativa. È definito:

• consumo energetico di un singolo elemento (a seconda della sua tipologia);
• il numero di LED installati sul nastro (a seconda della densità della disposizione).

Esempi di posizionamento di LED con diversa densità e numero di righe.

In pratica, un parametro come la potenza consumata da un metro di nastro è importante. Quando si calcolano i sistemi di illuminazione, si basano su questa caratteristica. Non c'era posto per questo parametro nella marcatura più comune, ma alcuni produttori lo prendono sul serio. Quindi, uno dei nastri prodotti con il marchio Apeyron è designato come Apeyron Electrics LSE-159 SMD 5050 30LED IP20 12V 7.2W 5m. Qui 7,2 W è il consumo energetico specifico.

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Calcolo del consumo energetico della striscia LED 12V

 

Direzione del flusso luminoso

Nella maggior parte dei casi, il flusso luminoso è diretto sul piano del nastro. Ma può verificarsi una situazione in cui è necessario illuminare la superficie ed è problematico posizionare il nastro rigorosamente sopra di essa. Oppure devi evitare una situazione in cui la luce colpirà una persona negli occhi. Quindi viene utilizzato un nastro a bagliore laterale: i suoi LED dirigono il flusso principale lungo il piano della tela, cioè lungo la superficie su cui è incollato il nastro.

Dispositivo di incandescenza laterale (fine).

Tale striscia LED nella marcatura più comune è indicata:

• RS - versione aperta;
• RSW - sigillato ermeticamente.

Attaccando una lampada del genere sul muro, puoi illuminare le scalesenza accecare le persone.

Come collegare la striscia LED

Apparecchi su base flessibile secondo metodo di connessione sono divisi in diverse categorie:

1. monocromo 220 V. Sono collegati alla rete tramite un raddrizzatore.
2. Monocromatico a bassa tensione. Rientrano in questa categoria le lampade a LED per una tensione di esercizio di 5/12/24/36 Volt. Sono meglio alimentati da alimentatori alla tensione appropriata. Se il nastro viene utilizzato su un'auto, può essere collegato direttamente alla rete di bordo.
3. Luci RGB. Per realizzare appieno le possibilità, tali strisce LED sono alimentate da una sorgente della tensione appropriata e sono controllate da un controller industriale o fatto in casa. Puoi accendere una luce costante, ma non ha senso economico: un nastro monocromatico è più economico.
4. Apparecchi basati su elementi indirizzabili. La tensione sui bus di alimentazione viene fornita da una fonte separata, il controllo viene effettuato solo tramite il controller: non c'è altro modo.