Виды светодиодных лент: на 220, 12, 5 вольт, примеры, характеристики, отличия и особенности, как устроена умная светодиодная лента

Обновлено: 18.05.2024

Раз от раза на почту приходят вопросы, касающиеся светодиодной ленты работающей напрямую от 220 Вольт. Посетители сайта задаются вопросом о реальном существовании подобного изделия. Чтобы раскрыть тему полностью и дать ответы на все возможные вопросы, решили написать статью, которая даст развернутые ответы о светодиодной ленте на 220 В: виды, выбор, подключение.

Как устроено и работает

Светодиодная лента на 220 Вольт состоит из SMD светодиодов рассчитанных на работу от 220 Вольт. Светодиоды на ленте разбиты на группы по 60 штук, поэтому можно увидеть сопротивления, которые ограничивают лишнее напряжение. Установленные на ленте SMD светодиоды не рассчитаны на работу от сети 220 Вольт напрямую. Нужен преобразователь. В зависимости от вида, она может продаваться определенной длины вместе с выпрямителем или без него метражом.

Не пытайтесь подключить светодиодную ленту на 220 Вольт напрямую к сети 220В. Она выйдет из строя, т.к. не рассчитана на такую работу.

Принцип работы заключается в следующем. На светодиодную ленту через выпрямитель (диодный мост), подается преобразованное напряжение около 200 Вольт, и она начинает излучать свет. Это все!

Понижающий трансформатор и сглаживающий фильтр - отсутствуют!

Применение

Широкое применение светодиодные ленты на 220 Вольт получили в бизнесе, где они используются в качестве освещения и подсветки рекламных щитов, баннеров, вывесок и других элементов рекламы и привлечения внимания.

Популярность завоевали за счет следующих факторов:

простота,
не высокая цена,
надежность,
эффективность.

Стоимость удалось снизить благодаря реализации работы от сети 220. Из схемы питания исключили дорогие и подверженные воздействию окружающей среды, дорогие элементы (блок питания), оставив в схеме только диодный мост.

Удешевление повлекло не только плюсы, но и минусы. Не рекомендуется использовать подобные ленты в помещениях, с постоянным присутствием людей. Напряжение после выпрямителя получается импульсное, с частотой 100 Гц. Излучаемый свет на такой частоте мерцает. Глаз человека не способен увидеть этого, но на нервную систему и головной мозг подобный свет воздействует негативным образом. Рекомендуем прочитать интересную статью про вред светодиодных ламп для расширения кругозора.

Не стоит применять светодиодную ленту на 220 Вольт в жилых помещениях, дома, а также в местах с постоянным присутствием людей.

Многим известно, что проблема решается добавлением в схему сглаживающего фильтра (конденсатора). Но, это повлечет за собой ряд недостатков:

удорожание,
увеличение габаритов,
повышение преобразованного напряжения до 280 Вольт.

Все эти минусы превращают светодиодную ленту на 220 Вольт в бесполезное устройство, поэтому она рассчитана для работы через выпрямитель и рекомендуется к применению в местах, без постоянного присутствия человека, например фасад дома.

Разделение по схеме питания. В продаже можно встретить два варианта исполнения светодиодных лент на 220 Вольт:

с выпрямителем, длиной кратной 50 см или 1 метр (0,5 м; 1 м и т.д.),
без выпрямителя, в бухте, нужная длина отрезается (также кратно 50 см или 1 метр), а выпрямитель подключается отдельно.

Почему лента режется по 50 см? Выше, мы уже говорили о том, что светодиоды на ней разбиты по 60 штук. Так вот, эти 60 штук расположены на отрезке в 50 см или 1 метр, в зависимости от плотности светодиодов. Это особенность производства и применима она для всех лент 220в. Стоит отметить, что не получиться отрезать кусок в 40 или 90 см!

Редко, но все же встречаются ленты с линией отреза по 200 см (2 метра).

Разделение по классу защиты. По защите от пыли и влаги ничем не отличаются от своих низковольтных собратьев и имеют такую же классификацию. Самые распространенные:

IP 67 - подобная защита убережет человека от прикосновения к токоведущим частям.
IP 68 - силиконовая трубка, влагозащищенная. Подойдет для применения в очень влажных помещениях, в том числе и бане, сауне или на улице.

Рекомендуем посмотреть интересное видео, автор которого рассказывает про герметичную (IP 68) ленту на 220V работающей на светодиодах SMD 5050 с плотностью 60 штук на метр.

Практика показывает, что применение светодиодной ленты 220в, практично в условиях агрессивной среды: улица, дождь, ветер, снег, перепады температур, холод, жара. Все эти условия led-лента выдерживает и работает продолжительное время.

Следует отметить, что самоклеющаяся лента плохо держится на морозе и в условиях влаги, поэтому стоит крепить ее дополнительно на специальные кронштейны.

По видам светодиодов. Тут дела обстоят также. Разделение можно провести по разновидности SMD светодиодов. В продаже можно встретить ленты на SMD LED:

3528 и 5050 - самые распространенные в России, их можно купить в любом крупном магазине. Реже, но все же появляющиеся в продаже на светодиодах SMD 5630. Продукция китайского производства низкого качества, поэтому лучше воздержаться от их приобретения.

Также светодиодная лента 220 бывает на жесткой основе или гибкой клеевой. Первая часто используется любителями с очумелыми ручками для изготовления светильников или модулей.

Еще можно провести разделение по цвету, бывают одноцветные: белые, красные, синие, зеленые, желтые и многоцветные - на RGB светодиодах.

Светодиодная лента RGB 220 Вольт на светодиодах SMD 5050

Управление яркостью

Для изменения уровня свечения светодиодной ленты на 220v нужно использовать диммер. Для управления яркостью многоцветной RGB LED-ленты потребуется специальный контроллер, без него никак.

Сравнение с низковольтными собратьями

Основное отличие заключается в схеме питания. Качество электроэнергии влияет на излучаемый свет, т.к. лента запитана «почти» напрямую от сети, без блока стабилизации напряжения. Пониженное напряжение в сети снижает уровень свечения светодиодов ленты, повышенное уменьшает ее срок службы. Это одновременно и минус. Повлиять на это мы никак не можем, т.к. по ГОСТ напряжение в сети может находиться в диапазоне от 190 до 240 Вольт.

Если в сети, где Вы применяете светодиодную ленту напряжение равно 240в и более, применяйте стабилизатор напряжения. Он существенно продлит срок службы.

Низкая светоотдача из-за пониженного напряжения в сети, не повлечет за собой выхода из строя ленты, и даже наоборот, продлит ее срок службы. Однако, низкая светоотдача тоже может являться проблемой. Решить проблему можно включив в схему подключения стабилизатор.

Отметим основные отличия:

особенности питания,
внешний вид и исполнение,
кратность длины.

По поводу длины, возьмите себе на заметку. Если собираетесь монтировать ленту по периметру комнаты, то у Вас могут остаться хвосты, от которых никуда не избавиться, т.к. отрез ленты равен минимум 0,5 метра.

Подключение

Выполнить подключение светодиодной ленты на 220 Вольт может любой, кто в состоянии заменить выключатель в доме своими руками. Выше, уже не раз говорили, что для подключения понадобится выпрямитель (он же диодный мост). Приобрести его лучше сразу с лентой в магазине, продавец-консультант поможет определиться с выбором.

Выбирая выпрямитель, обращайте внимание на его мощность, она не должна быть меньше мощности потребляемой лентой. Например, для подключения маломощной ленты длиной 100 метров потребуется выпрямитель на 700 Ватт. Таким же мостом можно запитать мощную ленту длиной 40 метров.

Те, кто хочет сэкономить, могут изготовить выпрямитель своими руками. Для этого Вам понадобится спаять 4 светодиода по схеме диодного моста. Если Вам это не знакомо, то можно купить готовый диодный мост, припаять к нему провода и поместить его в самодельный корпус.

Схема подключения к сети 220 Вольт

Отрезаем ленту нужной длины.
Один конец надежно герметизируем при помощи заглушки. Если таковой не имеется, то пользуемся клеем или герметиком.
Второй конец соединяем с выпрямителем при помощи специального коннектора
Также надежно герметизируем соединение.
Подключаем led-ленту в сеть 220.

Внимательно проверьте все соединения, они должны быть качественно загерметизированы, во избежание попадания влаги или еще того хуже - поражения человека током.

Плюсы и минусы

На протяжении всей статьи мы подметили основные плюсы и минусы применения светодиодной ленты на 220 Вольт. Отметим их еще раз не большим списком, подводя итоги.

Плюсы:

не нужен блок питания. Работает от обычного выпрямителя размером со спичечный коробок,
низкая сила тока. Для подключения не нужно использовать толстые провода - экономия средств и удобство монтажа,
длина до 100 метров цельным куском.

Минусы:

мерцание на частоте 100 Гц. Основной минус, т.к. из-за этого ее нельзя применять в помещении с постоянным присутствием человека,
не ремонтируется. После ремонта нарушится герметичность, что исключает ее дальнейшее использование из-за высокого напряжения.
ОПАСНО! Все-таки высокое напряжение вызывает опасения при работе, т.к. может нанести вред человеку при не соблюдении правил безопасности.
Кратность реза не менее 0,5 метра. Не всегда удобно применение таких длин.

Все-таки светодиодная лента на 220 Вольт - это функциональное и практичное устройство, которому можно найти множество применений благодаря перечисленным плюсам. Практика показывает, что ее без проблем можно применять в агрессивной среде. А питание от самодельного выпрямителя позволит сэкономить лишнюю тысячу рублей на покупке блока питания.

В нашу компанию часто обращаются покупатели желающие приобрести светодиодную ленту с напряжением питания 220 В для организации светодиодной подсветки интерьера, на самом деле светодиодные ленты с таким питанием не рассчитаны на использование в интерьере, для этих целей стоит выбрать светодиодную ленту с питанием 12 или 24 Вольт. Светодиодную ленту с питанием 12 (24)В нужно питать через специальный блок питания, внешний вид такого блока питания показан на рис. 1. Место для блока питания люди часто забывают предусмотреть. К тому же светодиодную ленту на 12 (24)В больше 5-ти метров нельзя подключать последовательно. Именно эти факторы подталкивают покупателя задуматься о покупке лент на 220 Вольт. Разберемся подробнее в различиях этих типов лент:

Рис. 1. Блок питания для светодиодных лент APS-60-12BM напряжение 12В, ток 5 А, мощность 60 Вт.

1. Мерцания.

У светодиодных ленты с питанием 12 (24)В отсутствует мерцание. А светодиодные ленты на 220 Вольт мерцают, на той частоте, которую человек не замечает, но может оставаться неприятное ощущение от этого света. Отметим, что для питания светодиодных лент на 220 Вольт все же используется выпрямительный блок питания (рис. 2), его размеры значительно меньше, чем размеры блока питания для светодиодной ленты 12 (24)В. Этот блок слишком просто изготовлен и должным образом не фильтрует напряжение, поэтому пульсации света имеются на лентах 220 В.

Рис. 2. Выпрямитель-контроллер для лент 220 В.

2. Кратность резки.

Светодиодную ленту на 12 (24)В можно резать кратно 2-5 см, а ленту на 220 Вольт можно резать только кратно 100 см. Разберемся на что влияет такая кратность резки:

1. Удобство монтажа. Очень часто размеры участков подсветки не кратны 100 см и в случае использования светодиодных лент 220В у нас получается лишний отрезок ленты, который надо куда-то прятать. Например, вдоль стены нам нужно сделать подсветку длиной 450 см в случае светодиодных лент 12(24)В мы просто отрежем эту длину, а в случае лент 220В мы отрежем 500 см, а 50 см придется куда-то прятать.

2. Последовательное соединение светодиодов. У лент 12(24)В последовательно подключены светодиоды на участке 2-5 см (согласно кратности резки), а у лент на 220 Вольт светодиоды подключены последовательно на участке 100 см. В итоге, если вдруг выйдет из строя светодиод или будет обрыв проводника у ленты 12(24)В, то не будет светить участок длиной всего 2-5 см, скорее всего это даже не будет заметно на закарнизной подсветке, так как, от соседних светодиодов свет перекроет участок от вышедших из строя светодиодов. А если выйдет из строя один светодиод или будет обрыв проводника на ленте 220В, то весь участок в 100 см не будет светить, а это будет точно заметно.

3. Электрическая безопасность.

Внутри светодиодной ленты 220 Вольт проходят токоведущие проводники, к которым через каждые 100 см подключаются последовательно соединенные светодиоды на плате, а вся конструкция помещена в гибкую оболочку (рис. 3). Если такую светодиодную ленту растягивать и крутить, то токоведущий проводник с питанием 220 Вольт может выйти из паза и сомкнуться с другим токоведущим проводником, что приведёт к короткому замыканию, как показано на рис. 4., случаи короткого замыкания были и был даже случай возгорания такой ленты в квартире.

Рис.3. Устройство светодиодной ленты 220 Вольт, сечение.

Рис.4. Короткое замыкание у лент 220 Вольт.

4. Химическая безопасность.

Ленты на 220 Вольт имеют неприятный химический запах, от прозрачной оболочки, связанно это с тем, что такая лента предполагает только наружное использование, а на открытом воздухе такой запах не ощутим, но в закрытом помещении этот запах будет заметным.

5. Влагостойкость.

У этих лент обычно заявлена защита от пыли и влаги IP68, это предполагает полное погружение под воду. Стоит отметить, что показатель IP завышен, такую ленту не стоит погружать под воду, поскольку защитная оболочка со временем впитывает влагу, а это может приводить к быстрому выходу из строя ленты. На открытом воздухе, под дождём вполне допустимо её использовать, но от погружения в воду следует отказаться.

Для интерьера стоит использовать светодиодные ленты с питанием постоянным напряжением 12(24) Вольт, эти ленты рассчитаны на использование в интерьере. Ленты с питанием 220 Вольт рассчитаны на наружное использование и на короткий новогодний сезон, обычно такими лентами украшают недорогие кафе, строительные заборы и башенные краны. Ленты на 12 (24)В рассчитаны на длительное использование и способны работать годы, именно их следует использовать внутри помещений.

Светодиодные ленты популярны, поскольку простота и удобство работы с ними позволяют реализовать множество идей. Причем сделать это можно не только быстро, но и относительно дёшево и без особых знаний. Ленты легко гнутся и повторяют очертания интерьера или предметов. Они могут использоваться в качестве подсветки и для основного освещения. В этой статье мы рассмотрим какие бывают светодиодные ленты.

Содержание статьи

Устройство

Светодиодная лента - это линейный источник света. Конструктивно она представляет собой гибкую печатную плату на клейком основании. На ней расположены светодиоды. Она нарезается кратными отрезками по линии отреза, она наносится между контактными площадками.

Не заламывайте ленту и не изгибайте её в одном месте - все повороты должны происходить плавно, а повороты под прямым углом делайте с помощью специальных коннекторов. Минимальный радиус изгиба от 2 до 5 сантиметров (в зависимости от модели).

В зависимости от количества светодиодов на 1 метр отличается кратность нарезки по длине. Например, для 12В светодиодной ленты кратность нарезки зависит от количества светодиодов на метр - обычно это 3 штуки в секции. На рисунке ниже выделена 1 секция, там же видна и линия разреза - на ней изображена полоса и ножницы.

Если лента с большим количеством светодиодов, например, 120 штук на 1 метр, то их располагают в два ряда. Ниже вы видите 24В LED-ленту. У неё в одной секции 6 светодиодов, а в изображенной модели 2 ряда по 6 на одном отрезке.

Изделия, рассчитанные на 220 вольт тоже можно разрезать, но там секции гораздо длиннее, а именно кратность реза равна 1 метру или 60 светодиодам, а модели где 120 светодиодов на 1 метр можно резать через каждые 50 см. Часто встречается комплект поставки из 2 метров 220В ленты и адаптера для питания (это обычный диодный мост - выпрямитель напряжения).

Светодиодные ленты, рассчитанные на 5 вольт, имеют кратность нарезки 1 светодиод. Их можно запутывать от USB или адаптеров для зарядки мобильных телефонов.

Но количество светодиодов в одной секции может отличаться, это зависит от схемы их соединения.

Классификация и маркировка

Разновидностей LED-лент достаточно много и у каждой есть свои особенности. Они отличаются по типу светодиодов и их количества, от этого зависит и световой поток, и потребляемая мощность изделия. Также есть различия по напряжению питания, влагозащите и прочим параметрам.

По напряжению питания ленты можно разделить на такие виды:

Наиболее распространены 220 и 12-вольтовые типы led-ленты. Например, 12-вольтовые бывают на:

120 штук на 1 метр.

На рисунке ниже вы видите длину отрезка для разной плотности светодиодов.

Количество светодиодов в одном метре зависит как от питающего напряжения, так и от конструкции конкретного изделия.

Но количество светодиодов на 1 метр не является основным в вопросе влияния на излучаемый световой поток и потребляемую мощность. На это влияет и тип светодиодов, они бывают таких типоразмеров:

На самом деле видов используемых светодиодов много, и в продаже можно найти ленты с любым их типом. Их характеристики мы рассматривали в статье Виды, характеристики и маркировка SMD-светодиодов.

Последним отличием присущим всем видам лент является класс пылевлагозащиты IPxx. Где вместо xx - цифры и чем они больше, тем большая защита от влаги обеспечена изделию. Типовые варианты:

IP20-23 - фактически защита отсутствует, такую ленту можно использовать в сухих и не пыльных местах.

IP65 - наиболее распространена, допускается попадание капель и струй воды, а значит и эксплуатация на улице и в сырых местах.

IP67 - напоминает по конструкции шнур дюралайт, на концах ленты устанавливаются заглушки для её герметичности. Может использоваться в воде. Может обозначаться как Waterproof, WP или W65.

IP68 - самый защищенный вариант, также может использоваться в воде, допускает освещать бассейны и водоёмы, располагая изделие на дне. Может обозначаться как ExtraWaterproof, EWP или W68.

Маркировка выглядит и расшифровывается следующим образом.

Как правильно апять светодиодную ленту:

RGB-ленты

Многоцветные светодиодные ленты или RGB чаще всего выполняются на светодиодах типа 5050. Они отличаются от остальных видов тем, что в их корпусе расположено три кристалла типа тех, что используются для 3528. На рисунке ниже вы видите сравнение белых светодиодов 3528 и 5050.

Благодаря этому получается использовать три основных цвета для формирования множества оттенков: красный, зелёный и синий. На рисунке ниже изображен внешний вид RGB 5050.

Соответственно ленты с RGB-светодиодами подключаются 4-мя проводами. Общий плюс и минус от каждого из цветов. Для их работы нужно использовать специальный RGB-контроллер.

Кроме лент с трёхцветными светодиодами бывают RGB-ленты с одноцветными светодиодами, в таком случае принцип их работы подобен, отличие лишь в том, что могут использоваться светодиоды отличные типоразмером от 5050, а значит и выдавать иные показатели светового потока (более яркие или наоборот тусклые) в них светодиоды чередуются по цветам.

Но в последнее время появилось больше моделей, к ним можно отнести RGBW и RGBWW, они также бывают в разных исполнениях. Вариант первый - четырёхконтактные светодиоды 5050 пример такого решения вы можете видеть ниже, но помните в этом случае они уже используют 5 проводов для подключения - общий плюс и минуса от красного, зелёного, синего и белого каналов. Нужен также и RGBW контроллер. Такое решение позволяет добиться большего варианта оттенков подсветки и её яркости в частности в белом цвете.

Другой вариант - когда используются трёх контактные 5050, поочередно чередующиеся многоцветные RGB-чипы и обычные белые холодного или тёплого свечения (это видно на фото - цвет люминофора отличается).

RGBWW можно расшифровать как Red, Green, Blue, Warm white + white, тогда один светодиод излучает нейтральный или холодный белый, а другой тёплый. Также требует следующего вида контроллеров - пятиканальных, в данном случае для подключения используется 6 проводов.

Адресная светодиодная лента

Отдельный тип ленты, который позволяет делать не просто подсветку, а целые светодиодные мониторы - это адресная светодиодная лента. Её отличие заключается в том, что вы можете управлять цветом свечения каждого светодиода по отдельности. Её часто называют «умная светодиодная лента» или «smart led strip».

Их производят в лентах или модулях на основе микросхем WS2811, что изображено на рисунке ниже.

Или же на базе чипов WS2812B - это светодиод с упомянутой выше микросхемой, но в одном корпусе типоразмера 5050.

Также есть модель WS2812S с шестью выводами для раздельного питания светодиода и микросхемы.

В продаже можно найти и интересные модули разных форм, как например кольцевой изображенный ниже.

Ленты также возможно отрезать по линии с отметкой.

Так они выглядят «в бою»:

Интересно:

Есть выводные 5мм светодиоды совместимые по протоколу с предыдущими, их маркировка PL9823.

Особенность устройства заключается в том, что вы передаёте на вход DIN пачку из 24 бит, по 8 бит на значение для ШИМ-управления каждым из цветов - после чего подаётся сигнал они передаются на DO (DOUT), который соединяется со следующим светодиодом. Получается нечто подобное сдвиговому регистру и последовательному вводу данных. При этом ШИМ работает на частоте 400 Гц, что незаметно глазу, но всё же заметно при съемке видео.

Стоит отметить, что здесь передача данных происходит по одному проводу, поэтому нельзя организовать классические пачки из единиц и нулей. Поэтому длинна импульса определяет, что примет чип - ноль или единицу.

Подробнее это рассмотрено в видео:

Нюанс: Цвета идут в порядке «зелёный-красный-синий», а не как обычно «красный-зелёный-синий».

Недостатком является то, что если один из светодиодов сгорит - то перестанут светиться и те что расположены в цепи после него, так как данные дальше передаваться не будут.

Поэтому (а может и по другим причинам) была разработана следующая модификация - это чипы WS2813, они также с шестью выводами.

Внимательные могли заметить, что появился «BIN». Он соединяется с DIN предыдущего светодиода, таким образом при появлении сгоревшего пиксела (светодиода в ленте или матрице) данные в любом случае передаются, подробнее этот вопрос рассмотрен на этом видео.

Есть и контроллеры для подобных лент. С их помощью можно управлять свечением светодиодов со смартфона.

Не менее интересна и модель контроллера на плате ESP8266, о которой мы говорили в этой статье - Способы дистанционного управления микроконтроллером.

Как подключить светодиодную ленту: особенности монтажа, нюансы, неравномерное свечение

Заключение

Мы рассмотрели основные виды светодиодных лент. Если вас заинтересовал последний пример - адресная лента, то вот статья про нее: Адресные светодиоды и светодиодные ленты - как устроены и работают, подключение и управление

Читайте также: