Светодиодные ленты для общего освещения: за и против

 

Светодиодная лента как основное освещение квартиры

При всех преимуществах светодиодного освещения нельзя не признать, что его внедрение происходит не очень быстро. Это связано с множеством факторов, в том числе высокой стоимостью светодиодных светильников, отсутствием информации и консерватизмом, естественным образом свойственным потребителям. Но есть один вид светодиодных осветительных приборов, который сразу был воспринят потребителями на «ура» — светодиодные ленты. Изначально этот вид светотехнической продукции применялся для декоративного оформления. Но сейчас все чаще светодиодные ленты используют для создания общего освещения. Мало того, выпускаются светильники на основе светодиодных лент. Причем теперь это не только сверхбюджетная продукция, но и светильники высокого класса, а также творения именитых дизайнеров. О преимуществах и недостатках применения светодиодных лент для общего освещения и пойдет речь в статье.

Светодиодная лента представляет собой гибкий светодиодный модуль, который можно резать на куски длиной, кратной определенному шагу. Для реализации возможности резки ленты, в ней используется последовательно-параллельное соединение светодиодов. Как правило, светодиодные ленты имеют напряжение питания 12 или 24 В. Поэтому в них параллельно соединены последовательности из токоограничительного резистора, а также 3 или 6 светодиодов.

Главное преимущество светодиодных лент — простота их использования. Можно отрезать нужную длину ленты. При установке ленты ее просто наклеивают как скотч на поверхность. Подключение к ленте осуществляется сейчас обычно с помощью специальных коннекторов.

Принципиальная схема светодиодной ленты с питанием 12 B

Благодаря своим свойствам, светодиодные ленты сразу завоевали любовь дизайнеров интерьеров. При этом возникла уникальная, с точки зрения маркетинга, ситуация. На рынке светодиодных лент, за редким исключением, отсутствуют известные бренды с большими рекламными бюджетами, которые могли бы продвигать саму концепцию, лежащую в основе такого оборудования.

Тем не менее, светодиодные ленты без какой-либо серьезной маркетинговой поддержки стали появляться в интерьерных журналах и телепередачах по данной тематике. В итоге, о светодиодных лентах и их замечательных свойствах сейчас знают даже люди, далекие от светотехники. Использование светодиодных лент — одна из наиболее обсуждаемых тем как на интерьерных, так и на специализированных светотехнических интернет-форумах.

Параметры

Светодиодные ленты поставляются потребителю в бухтах, наиболее распространенная длина — 5 м. В технических данных, как правило, указывается потребляемая мощность всего отрезка ленты. Для корректного сравнения светодиодных лент следует использовать такой параметр, как удельная потребляемая мощность.

Для вычисления этого параметра потребляемую мощность отрезка ленты делят на его длину. Световой поток для ленты указывают крайне редко, и дело здесь не только в маркетинговых ухищрениях. Как мы узнаем далее, значение светового потока для светодиодной ленты можно определить лишь приблизительно.

Массово используемые типы светодиодных лент имеют светоотдачу, лежащую в пределах 60–80 лм/Вт.

Исходя из этих данных, по удельной потребляемой мощности можно оценить, в каких пределах будет лежать световой поток данного отрезка ленты.

По области применения светодиодные ленты можно разделить на три категории:

  • Декоративные. Используются для подчеркивания тех или иных деталей интерьера, создания визуальных акцентов. Имеют удельную потребляемую мощность менее 7 Вт/м.
  • Для местной подсветки. Применяются для освещения отдельных полок, ниш и т.п. мест. Удельная потребляемая мощность лежит в пределах 7–11 Вт/м.
  • Для общего освещения. Световой поток таких лент достаточен для того, чтобы применять их для общего освещения помещений. Удельная потребляемая мощность превышает 11 Вт/м. Конструктивной особенностью таких лент является то, что светодиоды в них обычно располагаются в 2–3 ряда.

Осуществление теплоотвода

Ленты для местного освещения можно наклеивать на что угодно при условии, что будет обеспечена естественная циркуляция воздуха вокруг светодиодов. В том случае, если естественной циркуляции воздуха нет, придется наклеивать ленту на специальный алюминиевый профиль для обеспечения теплоотвода. Светодиодные ленты для общего освещения в обязательном порядке должны наклеиваться на алюминиевый профиль. Альтернативой может быть, разве что, наклейка на металлические несущие элементы подвесного потолка.

Игнорирование требования установки мощных светодиодных лент на металлический профиль является весьма распространенной ошибкой. В результате перегрева световой поток уже за первый год эксплуатации может упасть вдвое.

Преимущества для бюджетных решений

Последовательно-параллельная схема соединения светодиодов, применяемая в светодиодной ленте, является ее важным преимуществом, обеспечивающим высокую надежность. При выходе из строя одного светодиода, сопровождающегося разрывом цепи, перестанут работать только 2 или 5 светодиодов (в зависимости от питающего напряжения), включенных последовательно с ним. Для сравнения, в самых дешевых светодиодных светильниках применяется последовательное соединение светодиодов цепочки, состоящие из десятков элементов. Диоды Зенера, включаемые параллельно светодиодам для предотвращения разрыва цепи, в таких светильниках не используются. В результате при выходе из строя одного светодиода может погаснуть весь светильник.

Подавляющее большинство типов светодиодных лент подключаются к сети не напрямую, а через блок питания. Поскольку блок питания является внешним, то нет ограничений на его размеры. Блоки питания с выходным напряжением 12 или 24 В выпускаются массовым тиражом и стоят недорого. Поэтому нет проблемы приобрести для осветительной системы качественный блок питания с низким уровнем пульсаций на выходе и устойчивостью к броскам напряжения. А ведь именно большой уровень пульсаций и плохая устойчивость к изменениям питающего напряжения являются главными недостатками дешевых светодиодных светильников.

Но светильники на основе светодиодной ленты имеют и свои недостатки.

Светодиодные ленты, как правило, питаются от источника напряжения. Ток, протекающий через светодиоды в светодиодной ленте, задается резистором, включенным последовательно с цепочкой источников света. В то же время, для установки оптимального режима работы светодиодов требуется стабилизировать ток на определенном уровне.

Простота использования светодиодных лент и некоторые объективные преимущества привели к тому, что их используют в качестве источника света производители сверхбюджетных светильников. Кроме этого, можно встретить очень дорогие светильники, изготовленные именитыми дизайнерами в одном экземпляре или же малыми партиями, в которых также используются светодиодные ленты. В данном случае светильник является не утилитарным прибором, а средством украшения интерьера, и не так важно, какой он дает световой поток и какая у него энергоэффективность. Использование светодиодной ленты позволяет дизайнеру самостоятельно или с привлечением 1–2 ассистентов создавать оригинальные светильники.

Недостатки светодиодных лент

Главным недостатком большинства светодиодных лент является схема установки режима работы светодиодов. Как известно, она определяется силой тока, протекающего через светодиод. Сила тока в светодиодной ленте устанавливается токоограничительным резистором.

В нем происходит значительная потеря энергии. Например, при напряжении питания 12 В падение напряжения на цепочке из последовательно соединенных светодиодов составляет около 10 В. Из-за этого в токоограничительном резисторе бесполезно расходуется около 17% потребляемой мощности.

Справедливости ради следует отметить, что аналогичная проблема есть и в светодиодных лампах с низковольтным питанием. Но в них используется специальная электронная схема, стабилизирующая ток, протекающий через светодиоды на оптимальном уровне, что в конечном счете позволяет добиться высокой общей светоотдачи. В лентах же сила тока зависит от падения напряжения в p-n переходах светодиодов. Эта величина зависит от температуры, реального значения напряжения питания и технологического разброса. Поэтому световой поток для лент может быть определен только приблизительно.

Другим недостатком являются ограниченные возможности для теплоотвода. Клей, которым лента крепится к поверхности, не отличается высокой теплопроводностью, к тому же, нет возможности плотно прижать ленту к металлическому профилю, так как при этом придется оказывать механическое воздействие непосредственно на светодиоды, что крайне нежелательно.

Также серьезной проблемой в светодиодной ленте являются потери в тонких гибких проводниках. Правда, она частично решается путем перехода от 12-вольто-вых к 24-вольтовым лентам.

Из этого можно сделать вывод, что бюджетный светильник на светодиодных лентах значительно проигрывает по энергоэффективности светильникам на основе отдельных светодиодов или же светодиодных модулей.

В отличие от светодиодных лент, в тонких светодиодных модулях для установки режима работы вместо токоограничительных резисторов нередко применяются стабилизаторы тока, что обеспечивает лучшие технические характеристики

Альтернатива светодиодным лентам

Поскольку все равно мощная светодиодная лента должна использоваться только в металлическом профиле, не проще ли вместо нее использовать готовые тонкие светодиодные модули, соединяемые встык?

У них уже предусмотрена металлическая основа, с которой имеется хороший тепловой контакт у светодиодов. Соединительные проводники более толстые, чем в ленте, потери в них минимальны. К сожалению, пока такое решение используется в нашей стране редко. Опыт общения автора статьи с дизайнерами показывает, что зачастую они просто не осведомлены о наличии таких модулей.

Стоимость тонких светодиодных модулей в пересчете на погонную длину, на первый взгляд, выше, чем у светодиодной ленты. Но если взять модули и ленту с одинаковыми техническими характеристиками, прибавить к стоимости ленты еще и стоимость качественного алюминиевого профиля и рабочего времени на установку ленты в профиль, получается, что оба решения стоят примерно одинаково. Но, в конечном счете, применение тонких светодиодных модулей более выгодно, так как у них выше энергоэффективность и больше реальный срок службы.

За лентами — будущее?

Но все это не означает, что перспектив у светодиодных лент в общем освещении нет. Применение усовершенствованных лент позволяет добиться высоких технических характеристик и при этом полностью автоматизировать процесс производства светильников.

Светодиодная лента Osram Preva LED Linear-Flex

Немецкая компания Osram на выставке Light+Building 2014 во Франкфурте-на-Майне продемонстрировала светодиодную ленту Preva LED Linear-Flex, предназначенную для сборки светильников на роботизированных линиях. Светоотдача этой ленты составляет 173 лм/Вт. Ширина Preva LED Linear-Flex примерно в 10 раз больше, чем у обычной ленты. Благодаря этому, лента сама обеспечивает нужный теплоотвод, даже при установке на поверхность с низкой теплопроводностью. И, самое главное, лента предназначена для работы с блоком питания, имеющим стабилизированный выходной ток, а не напряжение. Это позволяет точно устанавливать оптимальный режим работы светодиода и снижает потери в токоограничительных резисторах (совсем без них обойтись в светодиодной ленте пока невозможно). В итоге светильник на светодиодной ленте нового типа обладает высокими параметрами при низкой цене.

Алексей Васильев
С
татья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 5-6

Все новости и публикации пользователя Васильев Алексей в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru

Светодиодные ленты для освещения: выбор и правила монтажа

Освещение санузла led-лентой

Сегодня нам с читателем предстоит выяснить, может ли использоваться светодиодная лента как основное освещение. Мы ознакомимся с классификацией этих осветительных приборов, с правилами выбора ленты и с особенностями ее монтажа. Приступим.

Читать статью  Какая лампочка лучше для дома: светодиодная или энергосберегающая?

Почему led-лента

Вот основные аргументы в пользу этого типа освещения:

  • Экономичность. Современные светодиоды отдают на ватт потребляемой мощности в 10 раз больше света по сравнению с лампами накаливания;

Потребляемая разными источниками света мощность при одинаковом световом потоке

  • Большой ресурс (до 50000 часов непрерывной работы);
  • Отсутствие связи между ресурсом и количеством включений-выключений. Для сравнения — лампы накаливания и галогенки чаще всего выходят из строя при включении;
  • Крайне незначительный нагрев, являющийся оборотной стороной экономичности. Лампа накаливания превращает в тепло 98% потребляемой электроэнергии, а светодиод — около 50% (при гораздо меньшем абсолютном значении энергопотребления);
  • Отсутствие теней. В отличие от точечных источников света, проложенная по периметру потолка лента освещает объекты в помещении со всех сторон. Отсутствие теней очень полезно при мелких работах в домашней мастерской, при чтении и наборе текстов, а также для парикмахеров и визажистов.

Если вы не владеете слепым набором, тени ощутимо мешают набирать текст

Выбор ленты

По каким признакам стоит подбирать светодиодную ленту?

Прикрепленное к статье видео позволит вам ближе познакомиться с темой подбора лент.

Напряжение питания

По этому параметру ленты делятся на две основных категории:

  1. С питанием от 12 (реже — 24) вольт. Для подключения к сети они требуют установки отдельного блока питания;

50-ваттный блок питания

Впрочем: 12-вольтовые ленты могут подключаться к уже имеющемуся низковольтному оборудованию. Например, они часто используются для подсветки корпуса компьютера: желтый и черный провода на любом разъеме блока питания дают нам заветное напряжение.

Освещение гаража светодиодной лентой, запитанной от блоков питания для компьютеров

  1. С питанием от 220 вольт. В этом случае ленте нужен для подключения только компактный выпрямитель — коробочка с диодным мостом, установленная на шнуре питания.

Высоковольтная лента на шнуре с выпрямителем

Какой вариант лучше?

Здесь можно дать вполне однозначный ответ: светодиодная лента для освещения комнаты должна быть низковольтной. Точка.

С чем связана столь странная инструкция? Ведь блок питания станет для нас источником дополнительных проблем: его нужно разместить скрыто, и в недоступном для домашних животных и детей месте. А так же нужно обеспечить вентиляцию (БП для питания led-лент работают с пассивных охлаждением), и развести от него провода к розетке и самой ленте.

Ключевое слово — отказоустойчивость.

Абсолютно надежного оборудования не существует. Любой светодиод или резистор ленты в произвольный момент может отправиться в Валгаллу (или куда там отправляются сгоревшие smd-детали). Но в 12-вольтовой ленте при этом гаснет секция из 3-х светодиодов, а в высоковольтной — ее метровый участок (для получения нужного напряжения питания большая группа светодиодов соединяется последовательно).

При неисправности низковольтной ленты гаснет секция из 3 диодов

Кроме того: низковольтную ленту можно нарезать по длине пресловутыми секциями по 3 светодиода, высоковольтную — только метровыми отрезками.

Уровень защиты

Ленты предлагаются с уровнем защиты IP20 (без защитных покрытий) и IP67(в силиконовой оболочке). На каком варианте стоит остановиться?

Если вы планируете организовать освещение аквариума светодиодной лентой или подсветку в ванной комнате, ответ однозначен и понятен: наш выбор — защищенный от влаги источник света.

Подсветка аквариума

При монтаже освещения в сухих помещениях можно, казалось бы, обойтись лентой в исполнении IP20.

Однако и здесь пара тонкостей:

  1. Со временем LED-лента будет покрываться пылью, уменьшающей ее светоотдачу. Периодическая влажная уборка не так чтобы полезна для открытой разводки гибкой платы и самих светодиодов: помимо крайне нежелательного контакта электроники с влагой, всегда есть риск сорвать одну или несколько деталей с посадочного места. Защитная оболочка исключает контакт выводов деталей и дорожек с влажной тряпкой;

Заметьте: альтернативное решение — профиль с рассеивателем — обойдется намного дороже разницы между лентами с одинаковой светимостью и защитой IP20 и IP67 соответственно. Кроме того, рассеиватель будет поглощать около трети светового потока, а силиконовая оболочка на светимости практически не скажется.

  1. При монтаже подсветки ниш, столов и прочих объектов на доступной для маленьких детей высоте лента неизбежно будет изучаться ими тактильно. Низкое напряжение безопасно для ребенка, а вот прикосновение мокрых и зачастую только что контактировававших с едой маленьких рук не совсем безвредно для источника света.

Подсветка ниши в доме автора смонтирована на доступной ребенку высоте

Для подсветки использована лента в силиконовой оболочке

Тип светодиодов

В настоящее время (середина 2017 года) наиболее популярны ленты на светодиодах smd 3528, 5050, 5630 и 5730. Светимость одного светодиода в этом ряду увеличивается слева направо; при этом растут не только светоотдача в люменах на ватт, но и потребляемая лентой мощность.

Внешний вид smd-деталей. Номер указывает на размер корпуса в десятых долях миллиметра

Однако: пара smd 5630 и smd 5730 — исключение. Светодиоды второго типа являются эволюционным развитием 5630: светоотдача выросла на 5% без увеличения энергопотребления.

Сравнительные характеристики четырех поколений светодиодов

Любопытно: цена погонного метра ленты при смене поколений светодиодов растет незначительно, или не меняется вовсе. Дело в том, что по мере развития технологий не только улучшаются характеристики продукции, но и удешевляется ее производство. Искусственное выравнивание цен — следствие маркетинговой политики производителей и продавцов: они стремятся избавиться от складских запасов морально устаревших светодиодов и для этого завышают цены на более новую продукцию.

Отсюда — практические рекомендации по областям использования разных лент:

Скрытое освещение светодиодной лентой натяжного потолка

Подсветка рабочей зоны кухни

Основное освещение led-лентой

Важный момент: лента, потребляющая более 15 ватт на метр, требует монтажа на рассеивающий тепло профиль или на любую другую поверхность с высокой теплопроводностью. Отсутствие теплоотвода приводит к перегреву и быстрой деградации светодиодов.

Дежурная подсветка в доме автора статьи: отрезок ленты на smd 5630 наклеен на алюминиевый рассеиватель

Дежурная подсветка в доме автора статьи: отрезок ленты на smd 5630 наклеен на алюминиевый рассеиватель

Достаточно ли светимости лент на smd 5630 или 5730 для полноценного освещения жилых и вспомогательных помещений? Более чем.

Действующие нормативы освещенности таковы:

Домашний кабинет, офисное помещение

Детская игровая комната

Кухня или жилая комната

Гардеробная

Санузел, ванная

Прихожая, коридор

Как несложно подсчитать, для полноценного освещения 12-метрового кабинета достаточно 12*300/1800=2 метров ленты на smd 5730 со светимостью 1800 лм/м. Для холла такой же площади минимальная длина источника света уменьшается и вовсе до 12*50/1800=0,33 м.

Однако: при большой площади помещения лучше использовать маломощные источники света, равномерно распределенные по потолку. В этом случае мы избавимся от теней и участков со слабым освещением.

Количество светодиодов на метр

Оно варьируется от 30 до 240 штук. При этом ленты с плотностью монтажа 120/м и более используют преимущественно морально устаревшие smd 3528: иначе энергопотребление ленты выйдет за все разумные границы.

Плотность монтажа — 240 светодиодов на метр

Если ли смысл в покупке ленты с повышенной плотностью монтажа?

Ни малейшего. Вы получаете осветительное оборудование с:

  • Пониженной надежностью (при отказе одного светодиода или резистора гаснет секция из 6 источников света);

Размер секции увеличен до 6 светодиодов

  • Низкой светоотдачей на ватт мощности (поскольку используются светодиоды старых поколений);
  • Высоким энергопотреблением (из-за их количества).

Единственное преимущество лент с высокой плотностью монтажа — равномерность освещения: отдельные источники света менее заметны. Однако того же эффекта можно добиться, закрыв более современную ленту на smd 5730 рассеивателем.

Рассеиватель скроет точечные источники света, сделав освещение равномерным

Цветовая температура

Цветовая температура led-освещения измеряется в кельвинах и соответствует спектру свечения объекта, нагретого до указанной температуры.

Субъективно разные значения этого параметра оцениваются как:

2700-3200К

4000 - 4500К

6500К

Мнение автора: оптимально освещение с температурой 4000К. После короткого периода адаптации свет перестает раздражать холодным относительно ламп накаливания спектром. При этом все цвета выглядят так же, как солнечным днем.

Правила монтажа

Как правильно организовать своими руками освещение дома светодиодной лентой?

Вот основные правила ее монтажа:

  • Как правило, лента поставляется с нанесенным на ее тыльную поверхность клеящим слоем. Для ее наклейки можно использовать любую чистую, гладкую и ровную поверхность;

Тыльная сторона ленты с клеящим слоем от 3М — известнейшего производителя качественного скотча

  • Режьте ленту только по разметке (поперечным рискам с изображением ножниц). В противном случае разрез выведет из строя крайнюю секцию;

Линия разреза

  • Не забывайте про теплоотвод. В роли рассеивающего тепло профиля можно использовать не только предназначенные для этой цели радиаторы, но и обычный алюминиевый (при небольшой мощности освещения — пластиковый) уголок;

Лента наклеена внутри виниловых кабель-каналов

  • Никогда не соединяйте ленты последовательно. При длине 5 метров лента с потреблением порядка 18 Вт/м ощутимо греется на подключенном к питанию конце из-за небольшого сечения токоведущих жил. Увеличение нагрузки на проводник сделает перегрев (и связанную с ним деградацию светодиодов) гарантированным;

Несколько источников света подключаются к БП только параллельно

  • Обязательно обеспечьте вентиляцию ниши с БП и защитите ее от насекомых. Длительный перегрев электролитических конденсаторов и короткие замыкания, вызванные мухами и тараканами — основные причины смерти импульсных блоков питания;

Ниша для блока питания защищена вентиляционными решетками с сетками от насекомых

  • Если вам нужно припаять к клеммам укороченной ленты провода питания — используйте паяльник мощностью не больше 40 ватт. Как влияет перегрев на ресурс светодиодов, мы уже упоминали. Кроме того, детали в smd-корпусах могут просто-напросто отпаяться с перегретой подложки из весьма теплопроводной меди;

На фото — припаивание провода питания к клеммам

  • При монтаже подсветки потолка ленту проще всего уложить на потолочный плинтус с широкой вертикальной полкой (для наклейки на стену) или широкий молдинг. Для большей жесткости отдельные планки плинтуса склеиваются торцами. Стыки можно усилить импровизированными нагелями из спичек.

Лента наклеивается на багет, закрепленный с 5-сантиметровым отступом от потолка

Заключение

Как видите, реализовать освещение светодиодными лентами несложно. Успехов!

Светодиодная лента в качестве освещения комнаты

Изначально для основного освещения одной из комнат, где шёл капитальный ремонт, планировалась обычная люстра. Но недавно мне на глаза попалась суперяркая светодиодная лента Ultra 5000 со светодиодами smd 5630 торговой марки Arlight. Решение было принято быстро, окончательно и бесповоротно — хочу такую ленту в качестве основного света в комнате.

Теоретическая яркость

Производителем заявлено, что лента Ultra 5000 smd 5630 обеспечивает световой поток аж в 1200 lm на метр. Для сравнения, световой поток 100-ваттной лампы накаливания составляет около 1600 lm.

В моём случае на комнату площадью 14 м 2 должно было быть использовано 15 метров ленты, проложенной по всему периметру. Результирующий световой поток вроде бы нельзя посчитать простым умножением люменов на метры.

  • отражающую способность стен, потолка, других предметов;
  • честный световой поток одного светодиода ленты;
  • характеристики рассеивателя профиля, в котором планировалось разместить ленту;
  • падение напряжения вдоль ленты и зависимость светового потока светодиода от него.

Теоретический спектр

Яркие светодиоды — это, конечно, круто. Но, одно дело — яркость, а другое — спектр света.

Если снова сравнивать с лампой накаливания, то она хороша тем, что излучает свет в широком диапазоне, её спектр относительно равномерен и в некоторой части близок к спектру солнечного света. Такой свет привычен и приятен глазу, он не раздражает и не утомляет.

Cпектр белых светодиодов существенно отличается от спектра лампы накаливания, и не в лучшую сторону:

Белые светодиоды в данном случае люминофорного типа, два горба на спектральной характристике образованы от излучения синего светодиода (синяя область спектра) и люминофора (жёлтая область спектра).

Нижним мозгом я понимал, что стоит быть осторожным с использованием светодиодного освещения и оставить в том числе и обычную люстру. Кто его знает, как глаза отнесутся к такому спектру. Просчитать это заранее тоже вряд ли возможно.

По цветовой температуре я выбрал ленту среднего из трёх предлагаемых изготовителем вариантов — т.н. Day White, 4000 K. Просто показался наиболее приятным.

Комплектующие

Профиль

У меня простой натяжной тканевый потолок, без всяких многоуровневостей и карнизов, и, поскольку ленту периметра освещения планировалось расположить под потолком на виду, то необходимо было облагородить её внешний вид, но сделать максимально незаметной. Думал, какой профиль использовать, прямой или угловой? Оказалось, что от направления свечения светодиодов ленты, расположенной у потолка, интенсивность и равномерность освещения визуально не менялась никак. Что вниз, вдоль стены, что вдоль потолка, что под углом к ним — одинаково. Это и понятно, паспортный угол свечения этих светодиодов составляет 120°, а в реальности оказалось близко к 180-ти. Поэтому угол расположения ленты оказался не важен, и я выбрал прямой профиль, как наиболее компактный:

Читать статью  Светодизайн в интерьере: варианты и схемы освещения квартиры

Лента

Лента Ultra 5000 поставляется с завода на катушках по 5 метров, кратность реза ленты — 10 см, магазин режет на продажу кратно метру. В моём случае резать не пришлось, взял три целых упаковки:

Ширина ленты — 12 мм, в выбранный профиль она помещается не совсем штатно, но помещается:

Блоки питания

Паспортная потребляемая мощность 15-ти метров ленты — 240 Вт. Рассчитанная по реальному измерению — 180 Вт (измерял на 3-метровом отрезке, потребляемый ток составил 3 А).

Но, помимо потребляемой мощности, есть ещё фактор падения напряжения вдоль ленты, что приводит к постепенному снижению яркости свечения к её концу. Блоки питания для светодиодных лент (все или нет — не знаю, но те, что я брал — да) позволяют питать параллельно одну общую нагрузку. Для выравнивания яркости вдоль длинных мощных лент вместо одного блока питания с одного конца включают два менее мощных блока питания с двух концов ленты, а в особо тяжёлых случаях — ещё и в середине ленты. В моём случае периметр замкнутый, я поделил его пополам, и просто взял два блока питания по 130 Вт и подключил к каждому отдельно по 7.5 метров ленты:

Выбор герметичных блоков питания был обусловлен тем, что они имеют существенно меньшие габариты по сравнению с открытыми и не имеют кулеров, то есть — не шумят, что немаловажно. К тому же я планировал разместить их все в герметичном (в целях пожаробезопасности) щитке, расположенном в скрытом месте внутри шкафа-купе, где с теплоотводом проблемы.

Диммер

Диммер, который мне понравился больше всего по функционалу из тех, что были в наличии, изначально рассчитан на настенную установку:

Этот диммер имеет и механическую регулировку яркости, и с пульта дистанционного управления. Причём, помимо плавной регулировки, на пульте есть четыре кнопки предустановленных уровней яркости (25%, 50% 75% и 100%), и ещё четыре кнопки для программирования пользовательских уровней.

Но для подключения он требует четыре провода, которых у меня в стены заложено не было. Поэтому я принял решение, что диммер установлю в щиток вместе с блоками питания. Механической регулировкой уровня яркости задам только стартовый уровень при включении ленты, а желаемую яркость буду регулировать с пульта ДУ.

Но для этого потребуется выпаять ИК-приёмник:

вынести его на проводе из щитка и расположить в удобном малозаметном месте. Будет ли он так работать? Проверил, работает:

Забегая вперёд замечу, что у диммера есть один существенный недостаток.
Роль памяти установленного перед выключением уровня яркости выполняет потенциометр. При подаче 12 вольт на диммер лента включается на тот уровень яркости, который был задан потенциометром. После чего яркость можно изменять и с пульта, и потенциометром. Но, вне зависимости от того, как был установлен потенциометр, в первое мгновение при включении диммер не сразу запускает ШИМ, и наружу прут чистые 12 вольт. В момент включения лента обязательно вспыхивает на доли секунды на максимальную яркость, а затем устанавливается на заданную. Неприятно бьёт по глазам.

Усилители

Мощность диммера оказалась недостаточной для моих лент. Пришлось дополнительно покупать к нему усилители — по одному на каждый блок питания:

Монтаж щитка

Кроме основного освещения я решил применить ещё 3 метра такой же ленты для местного освещения над шкафом, с отдельным настенным выключателем и концевыми выключателями в сдвижных створках. А ещё у меня была запланирована декоративная подсветка из простой светодиодной ленты и дежурный ночной свет на коротеньком отрезке тусклой ленты с включением от фотореле. Всё это не имеет прямого отношения к данной статье, но поскольку потребовалось разместить в щитке дополнительно ещё три разных блока питания, то упомянуть об этом следует. Изначально фотореле имеет довольно крупные размеры и неэстетичную внешность, поэтому его тоже хотелось спрятать в щиток, чтобы не маячил на глазах:

С ним я поступил так же, как и с диммером — выпаял датчик и вынес его наружу на проводе, предварительно проверив что и это тоже будет работать:

Нашёл герметичный щиток подходящих размеров:

Затарился уголками и крепежом:

И приступил к монтажу:

Монтаж профиля и ленты

Для увеличения светоотдачи желательно бы монтировать ленту не вплотную к потолку, а чуть ниже, хотя бы сантиметров на 5. В этом случае отражение света ленты от потолка будет лучше. Но у меня такой возможности не было по некоторым субъективным причинам, поэтому смонтировал вплотную к потолку.

Слева кусок профиля для ленты местного освещения над шкафом, смонтированный на нижнем торце карниза, за которым будет расположена лента декоративной подсветки:

Отрезать профиль ножовкой по металлу с мелким зубом ровно под углом 45° легко, если использовать стусло, например такое:

Профиль крепил гипрочными саморезами длинной 32 прямо в гипсокартон, без дюбелей (гипсокартон наклеен на стены на Перлфикс), предварительно насверлив в нём (в профиле) отверстия с шагом в полметра:

Затем уложил ленту в профиль, подпаял провода питания. Рассеивателем профиль периметра пока закрывать не стал (магазин пока недопоставил часть рассеивателя), закрыл только профиль местного освещения над шкафом:

Первое включение

Итак — включаем!
Wow! Это офигенно!

Конечно, я не ослеп от яркости. Ярко, да, но не запредельно. И очень красиво!
Фото со вспышкой:

Вид с улицы (4-ый этаж):

Попытался заснять разницу освещённости между лентой и лампой накаливания 200 Вт, которая у меня пока висит вместо люстры. Зафиксировал настройки фотика при одном источнике света, запустил фотик на серию снимков, тем временем переключил источник света. Вот что получилось.

Сначала настроился на свет лампы накаливания и запустил серию, первая фотка — лампа, вторая — лента:

Теперь наоборот, первая — лента, вторая — лампа:

Интересный эффект — при свете ленты почти отсутствуют вертикальные тени. Это видно, например, по тени от горизонтальной трубы и отсутствующей тени от вертикально расположенной ручки регулятора на ней.

По этим фоткам видно, что 15 метров ленты светит ярче, чем лампа накаливания 200 Вт. Но вроде бы как и не намного. На самом деле сравнивать так конечно не вполне правильно. Лампочка — точечный источник, а лента — распределённый. При свете лампы по углам комнаты гораздо темнее, чем в центре, а при свете ленты, расположенной по периметру — везде одинаково светло.

Произвёл замеры освещённости люксометром:

Вот результаты в цифрах:

Точка замераЛампа 200 Вт, lxLED-лента 15м, lxЛампа + лента, lx
В центре комнаты на уровне пола121240358
В центре комнаты на уровне глаз12003001500
В углу комнаты на уровне пола58152205
В углу комнаты на уровне глаз43382428
На расстоянии 1 метр от источника323530
Вплотную к источнику90000150

Как видно из таблицы, освещённость при свете ленты незначительно отличается между разными точками замера в помещении, что у пола, что на уровне глаз, что в углах или в центре — разница не более чем в 2-3 раза. Конечно же, это следствие равномерного распределения большого числа точечных источников света вдоль периметра помещения. Чего не наблюдается у лампочки, которая висит в центре потолка — разница в разных точках достигает уже почти 30-ти раз.

При одновременном включении и лампы и ленты их освещённости просто просуммировались.
Если кто-то пояснит мне на пальцах, почему люмены не складываются напрямую (или складываются?), а люксы складываются (может это следствие большой разницы спектральных характеристик светодиода и лампы в длинноволновой области?), и как при заявленной силе света в 1200 люменов на метр при измерении на расстоянии 1 метр от куска ленты длиной 4 метра получается освещённость всего в 530 люксов, буду очень благодарен.

На небольшом отрезке одел на профиль рассеиватель, сфоткал разницу на короткой выдержке:

Замерил освщённость на некотором расстояннии: без рассеивателя 600 lx, с рассеивателем 520 lx на таком же расстоянии. Поглощает более 10%. Жаль, нет пока рассеивателя на весь периметр, не оценить общее снижение освещённости.

Падение напряжения

Напряжение вдоль ленты существенно падает.
В начале оно составило 11,5 В, а в конце отрезка в 7,5 метра уже 8,5 В. Итого — 0,4 Вольта на метр.
Падение яркости в глаза не бросается, но если специально сравнивать, то видно, что в одном углу лента гораздо ярче, чем в другом.

Измерения люксометром на расстоянии примерно 30 см в противоположных углах периметра дали результаты в 1600 и 600 люксов, разница более чем в 2,5 раза. Измерения на других расстояниях давали всё ту же разницу в 2,5-3 раза. Поэтому значение в 530 люксов в таблице для измерения на расстоянии 1 метр от ленты — это некое среднее значение, измерял на расстоянии примерно 2 метра от начала ленты.

Нагрев ленты, температура в щитке

Лента греется, и греется заметно.
В начале ленты температура алюминиевого профиля составила 55. 57°C, но в конце уже совсем прохладно, около 30°C. При установленном на профиль рассеивателе температура существенно не отличается.

Внутри герметичного щитка при максимальной нагрузке (что в реальности вряд ли будет) температура также не поднялась выше 57°C после 4-х часового прогона. Это немного превышает паспортную рабочую температуру блоков питания, но палёным не завоняло, всё работало. В обычном рабочем режиме, когда включена только лента периметра, температура в щитке установилась ровно на уровне паспортного значения блоков питания в 45°C. Вполне удовлетворительно.

Резюме

Технической стороной светодиодной системы освещения я вполне доволен. Удобный и простой монтаж, качественное исполнение комплектующих, включение света без задержки (что обеспечивают не все блоки питания для светодиодных лент), бесшумная работа, умеренный нагрев, низкое потребление при большой светоотдаче. Два минуса только, но оба в принципе решаемы — падение напряжения вдоль ленты (правда суммарной освещённости в комнате и так вполне достаточно), и некорректная работа диммера в момент включения (можно решить введением схемы задержки включения ленты после включения диммера, но тогда вместо вспыхивания будет эта самая задержка, не знаю, что лучше).

Об эксплуатационной стороне говорить пока рано, нужно время.
Первое впечатление — этот свет совершенно другой. И нельзя сказать лучше он или хуже. Просто другой.
Несколько дней занимался сборкой мебели при освещении ленты, никакого дискомфорта не ощущал. В общем пока мне всё нравится.

Не понравилась финансовая сторона — вся система обошлась мне примерно в 20 тыс рублей. Стоимость метра ленты в профиле примерно 1 тыс. руб. Плюс блоки питания и прочее оборудование. Правда неизвестно сколько времени всё это проработает. Для светодиодов заявлен срок службы около 100 тыс часов, к этому времени они теряют до 30% яркости. Если пользоваться лентой в среднем по 5 часов в сутки, то её должно хватить лет на 50. Посмотрим.

Читать статью  Как спланировать освещение в квартире, чтобы было приятно отдыхать и удобно работать

Под спойлерами несколько сабпостов, не относящихся напрямую к теме этой статьи, но непосредственно с ней связанных.

Предыстория

Не зная заранее, понравится ли нам жить под светом светодиодов, как я уже упоминал, было принято решение об использовании вместе со светодиодной лентой и обычной люстры.

Но включать всегда параллельно и то, и другое — глупо. Перекидывать провода в выключателе тоже не айс. Хотелось иметь возможность включать по желанию отдельно и ленту, и люстру, и и то и другое вместе. К сожаленю, светодиодная лента появилась уже после того, как электропроводка была заложена в стены. А верхний свет теперь стал состоять из двух разных источников, которыми хотелось управлять раздельно.

Ко всякого рода беспроводным решениям в данной области я отношусь крайне скептически. Да, существуют разнообразные готовые системы с контроллерами и дистанционными беспроводными выключателями. Но я считаю, что такой подход — это из пушки по воробьям, или в случае отсутствия других вариантов реализации. Да и необходимость менять батарейки в дистанционных выключателях не прельщала. Нужно было найти простое, дубовое решение.

Изначально по проводке было заложено три точки управления освещением — над диваном и у двух дверей комнаты (комната проходная). Из каждой точки можно было независимо включить или выключить верхний свет. А над диваном дополнительно можно было включать некоторые другие, второстепенные источники света (декоративные подсветки, бра), создавая разнообразные сценарии освещения в комнате.

Решение

Поломав мозг над возможностями использования существующей проводки, у меня получилась схема, при которой из всех трёх точек можно выключить абсолютно все источники света одним нажатием. Это показалось удобнее, если нужно быстро погасить весь свет. В главной точке управления (что над диваном) помимо этого на каждый источник света была отведена своя отдельная клавиша, в том числе отдельная на люстру, и отдельная на ленту.

Но возник один подводный камень, который мог вызвать некоторые неудобства пользования. Если в главной точке управления все источники света выключить их персональными клавишами, то потом переключателями у дверей нельзя будет включить вообще никакой свет, и придётся сначала в темноте пробираться сквозь комнату к дивану.

Нужно было найти вариант, при котором была бы возможность из любой точки обязательно включить как минимум один источник света, вне зависимости от того, был ли он выключен ранее своим персональным выключателем, или нет. Используя при этом всё ту же, уже заложенную проводку, и не прибегая к избыточным беспроводным технологиям.

Решение было найдено в виде применения обычного электромагнитного коммутационного реле, используемого в качестве ячейки памяти с самосбросом. Логика управления светом теперь выглядит так.

Алгоритм работы

Решаем, какой из источников света будет «главным», то есть включаться по умолчанию при любых условиях. И подключаем его к электропитанию через НЗ-контакты реле. Для отключения только одного этого «главного» источника света вместо простого клавишного выключателя используем клавишную НР-кнопку. Кнопка управляет включением реле, которое ставится на самопитание, одновременно размыкая цепь питания «главного» источника света. И находится в этом состоянии до момента полного выключения всего света, после чего само сбрасывается в исходное состояние, замыкая НЗ-контакты, и позволяя в следующий раз обязательно включиться «главному» источнику света.

Такое решение имеет один минус — чтобы после отключения кнопкой «главного» источника света вновь его включить, необходимо дважды перебросить главный переключатель. Можно было бы конечно соорудить Т-триггер на нескольких реле, но самая простая надёжно работающая схема потребовала бы аж 5 реле, причём стартовое состояние триггера было бы не определено и могло быть любым:

Было очевидно, что для доработки схемы для обеспечения определённого стартового состояния потребуется ещё несколько реле, в итоге всё это вылилось бы в неоправданно громоздкую конструкцию. Поэтому решил пока смириться с этим минусом.

Окончательная реализация

Принципиальная схема управления двумя источниками света из трёх точек с выбором нужного источника света в одной из точек выглядит так:

«Главным» источником света я пока выбрал ленту, если не понравится — потом несложно перекоммутировать проводку. При включении света в любой из трёх точек лента обязательно включается. Люстра имеет свой собственный простой клавишный выключатель. Ленту можно отключить клавишей-кнопкой.

Сделать кнопку из обычного клавишного выключателя очень просто. Для подобных трансформаций моя любимая серия электроустановочных изделий Unica у Schneider Electric подходит как нельзя лучше. Выключатели этой (а может и не только этой) серии имеют модульное исполнение, в каждый пост (на одну рамку) можно установить один или два узких модуля различного функционала. Да и сами модули собраны из унифицированных деталей. Используя детали различных модулей можно собрать хоть чёрта в ступе. Крепятся все элементы на защёлках, разбирается всё легко до детальки и собирается обратно без проблем.

В этой серии есть стандартная позиция — Выключатели для жалюзи, каталожный номер MGU5.207.18ZD. Единственная позиция, где применены нефиксируемые клавиши-кнопки, и где есть нужного размера пружинки :) Ну а дальше как фантазия подскажет, вариантов много. Вдаваться в подробности разборки не стану, кто полезет — тот и сам всё поймёт, там всё просто. И поскольку я сам уже не первый раз занимаюсь перекомпоновкой выключателей и розеток Unica, то у меня образовался некоторый запас запчастей в виде полуразобранных модулей. Из того, что было, я собрал двухклавишный выключатель, одна из клавиш которого работала как переключатель, другая — как НР-кнопка:

Готовый блок выключателей в главной точке управления освещением выглядит так:

Слева — общая клавиша переключателя для всех источников света одновременно. Вторая — кнопка отключения ленты. Дальше три клавиши для включения разнообразных подсветок (на схеме не указаны). Последний — выключатель люстры.

У дверей — одиночные одноклавишные переключатели, один простой, другой перекрёстный:

Реле расположилось в скрытой в стене распаечной коробке:

Я использую тайваньские реле TRY-220VAC-S-4C. Группа таких реле уже работает у меня в системе многоуровневого освещения в другой комнате вот уже два года, без нареканий. По хорошему реле нужно бы разместить в колодке, но под рукой не оказалось, да и здоровенные они, распаял на проводах.

Испытания этой системы прошли успешно, всё работает как и задумано. По удобству пользования говорить пока рано, сделал всё недавно.

Как я уже упоминал выше, я применил три метра ленты Ultra 5000 для местного освещения шкафа-купе, от отдельного блока питания и с отдельным включением. И для этого потребовалось не вполне обычное управление.

Эта лента должна включаться при открытии створок шкафа. Для этого используются концевые выключатели, расположенные внутри шкафа над створками. Я нашёл роликовые, здесь ничего необычного.

Но подумалось, что может возникнуть ситуация, когда шкаф нужно открыть, а свет не нужен. Да и наоборот тоже, включить дополнительное освещение, не открывая шкафа. Для этого я решил установить отдельный двухклавишный выключатель, одной клавишей которого освещение можно было бы принудительно включить, даже если шкаф закрыт, а другой — принудительно отключить, даже если шкаф открыт.

Получилась следующая принципиальная схема:

Сам шкаф пока в проекте, поэтому фоток нет. Но освещение уже работает от клавиш. Двухклавишный настенный выключатель — совершенно обычный, без доработок, подключен трёхжильным кабелем. Клавиша принудительного отключения приоритетная, если она отключена, то ничего не включится. Клавиша принудительного включения включит свет только при условии что первая клавиша тоже включена, но и независимо от положения створок шкафа. Режим «автоматического» включения и выключения света от концевых выключателей возможен только в положении «вкл» первой клавиши и «выкл» второй.

Декоративные подсветки на светодиодных лентах были запланированы заранее. Одним из таких объектов подсветки должна была стать модульная мебель (набор шкафчиков). Но степень освещённости заранее трудно было предугадать. Для этих целей я приобрёл самую тусклую ленту, которая попалась:

Я планировал разместить её под мебелью, над мебелью, ну и внутри неё, конечно же, тоже :) И уже в процессе монтажа отдельных кусков ленты и тестовых включений стало очевидно, что во-первых это обалденно красиво, а во-вторых — чересчур ярко :)

Смонтировав только нижнюю и частично внутреннюю подсветку я получил результат, мягко говоря немного превосходящий мои ожидания. Вот так оно выглядит, когда включена и подсветка, и мощная лента освещения периметра:

А вот так, если выключить верхнее освещение и оставить только подсветку:

На этих фотках не очень понятен реальный уровень освещения. На самом деле очень даже светло. А ведь это только малая часть запланированного :) И уже такой уровень освещения может служить не просто для декорирования, а и в качестве вполне комфортного мягкого света для жизни. Это наводит меня на мысль, что когда я доделаю все подсветки, то очень вероятно, что именно этот свет будет использоваться наиболее частно и станет «главным» :)

UPD 27.01.2013
Наконец-то получил долгожданные рассеиватели для профиля. Установка их оказалась задачей весьма трудоёмкой — необходимо прилагать очень большое усилие чтобы их защёлкнуть в профиль. Неудобно под потолком этим заниматься. Ладно ещё пару метров одеть, но на 15-ти метрах я даже отдыхал пару раз, поскольку пальцы обычно тяжелее кнопок клавиатуры ничего не жмут :)

Результат противоречивый.
Конечно, стало темнее, заметно темнее. Провёл ещё раз замеры освещённости перед тем, как одеть рассеиватель, и после этого, вот что получилось:

Точка замера Без рассеивателя, lxС рассиевателем, lx
В центре комнаты на уровне пола246165
В центре комнаты на уровне глаз312215

То есть стало темнее процентов на 30%.

Но с другой стороны, изменился сам свет, и изменился в лучшую сторону. Во-первых, он стал теплее по цветовой температуре. Ещё в процессе монтажа рассеивателей я заметил разницу в цвете на потолке — там, где рассеиватель уже был одет, оттенок света был более жёлтым. Для глаз такой цвет стал ещё приятнее. Во-вторых, может быть это следствие первого, цветопередача улучшилась. Раньше мне всё казалось в этом свете зеленоватым, а с рассеивателями этот эффект пропал, теперь цвета предметов стали естественнее. Ну и в-третьих, лента стала выглядеть эстетичнее, не контрастные яркие точки на тёмном фоне, а более размытые на более светлом фоне.

В общем, результатом доволен. Яркость теперь сравнима с освещением от одной двухсотваттной лампы накаливания, но качество света гораздо лучше. Максимальный уровень на диммере теперь уже не кажется избыточным, а вполне нормальным. Возможно, когда лента со временем потеряет часть яркости, будет иметь смысл сменить матовый рассеиватель на прозрачный. Ну или совсем снять его.

Со вспышкой:

Без вспышки:

С короткой выдержкой и малой диафрагмой (глаза видят ленту примерно так):

UPD 09.03.2017
В комментариях добавил отзыв о четырёхлетнем опыте эксплуатации:
geektimes.ru/post/257720/#comment_9935472

Источник https://www.elec.ru/publications/osveschenie/2379/

Источник https://elektrik-a.su/osveshhenie/pribory/svetodiodnye-lenty-dlya-osveshheniya-1442

Источник https://habr.com/ru/post/163097/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: