Светодиоды и их характеристики: как не прогадать с освещением

Правильное освещение делает пространство удобным для жизни. Скрыть недоработки в дизайне, заполнить пустоту, обратить внимание – нередко для этого используют светодиодные лампы и ленты. Конструкции разные, но «начинка» одна. Читайте до конца и узнаете, какие характеристики светодиодов важны при выборе, и как не запутаться в видах и классификациях.

Какие светодиоды бывают

По типу светодиоды делятся на осветительные и индикаторные. Первые используют для общего света. Он должен быть достаточно ярким, чтобы заполнить всю комнату. Они обозначаются буквами SMD, COB и LED. Индикаторные – нужны для декора и стилизации в уличных баннерах. Узнать их можно по аббревиатуре DIP, DIL и SMD (0,2 В). Они заливают светом не все пространство, а лишь те части интерьера, которые находятся вблизи.

Некоторые светодиоды можно назвать инновационными. Например, устройства типа СОВ и Filament. Их преимущество – высокая яркость и широкий угол рассеивания. Однако самостоятельная установка вызывает сложности, чего не скажешь о SMD-аналогах. Это самый распространенный тип. Элементы маленького размера, мощные и доступные по цене. Их используют в автотюнинге и дизайне интерьера: в виде точечной подсветки или в составе лент.

Также светодиоды различаются по количеству кристаллов. Это самая важная часть конструкции, благодаря которой излучается свет. Всего выделяют 3 группы:

• Классические устройства – однокристальные и имеют лишь один цвет.

• Индикаторы гаджетов обычно имеют в арсенале 2 цвета. Например, красный означает низкий уровень заряда, а зеленый – максимальный. Для этого используют светодиоды с двумя кристаллами.
• Трехцветные устройства используют в конструкции дисплея телевизора или телефона. Базовые цвета смешиваются и дают множество оттенков.

Принять решение о покупке поможет маркировка. Не будем брать в расчет советскую систему обозначения, так как сейчас покупатель предпочитает импортные товары. Большую часть рынка занимают SMD-диоды. Основных вида – два:

1. SMD-3528. Это полупроводниковый диод с одним кристаллом, который способен транслировать только один цвет. Стоимость его невысокая, но есть проблемы с яркостью. Используется для подсветки предметов.
2. SMD-5050. Имеет 6 выводов для подключения. Из-за этого может транслировать как один цвет, так и несколько. Отличается ярким светом – этому способствуют 3 излучающих кристалла. Если сравнивать с первым типом, то у SMD-5050 световой поток и угол охвата больше в 3 раза, но и стоимость выше. По сравнению с SMD-3528 размер больше вдвое.

Особенности SMD-светодиодов и точные размеры – в таблице ниже:

Встречаются и другие маркировки светодиодов – SMD-2835 и SMD-3020, – но используются реже и особых преимуществ не имеют. Новые поколения – 5630, 5730, 2835 – перегнали своих собратьев по технологичности и световому потоку. Они встречаются даже в прожекторах.

Параметры светодиодов

К основным параметрам светодиодов относят:

• плотность;
• защиту;
• мощность;
• напряжение;
• яркость;
• температуру цвета.

Учитывая все пункты, получится подобрать идеальный вариант для своей цели. Разберём каждый параметр подробнее.

Плотность

На яркость ленты влияет плотность элементов, то есть количество диодов на метр ленты. Чем больше LED-звеньев, тем сконцентрированнее свет. Вариантов несколько: 30, 60, 120 или 140 штук на 1 м.

Если нужно подсветить пространство точечно, например, кухонную мойку или рабочее место, выбирают ленты 120/1 м. Высокая светоотдача позволяет не включать общий свет в комнате и заниматься делами: готовить, учиться, работать.

Для украшения комнаты, подсветки картин, полок и других деталей интерьера используют ленты с плотностью 60/1 м.

Защита

Водонепроницаемая лента – это тренд освещения. Ее монтируют в местах с повышенной влажностью: в бассейне, аквариуме, сауне или ванной комнате. Решающим фактором здесь является защитный слой. Оболочка из силикона оберегает детали от испарений и влаги. Некоторые led-светодиоды можно установить даже под водой, но только если они герметичные.

Всего есть несколько классов защиты:

• Светодиоды с обозначением IP20 / IP33 не подходят для влажных помещений, так как нет защитного чехла. Конструкция переносит минимальный контакт с влагой. Лучше монтировать такие ленты в сухом месте.
• Класс IP65 выдерживает напор воды под небольшим давлением, струи и частые капли. Подходят для ванных комнат и кухонной зоны. Есть односторонняя защита из силикона, но выдержать погружения вводу она не сможет.
• Маркировка IP67 / IP68 говорит о полной герметичности. Электрика находится внутри пластикового или силиконового чехла. Разрешена установка под водой в бассейнах, саунах, фонтанах. Это обусловлено высокой степенью безопасности.

Мощность

Мощность определяется максимальным рабочим током. По этому показателю диоды делятся на 2 группы:

• Маломощные.

Мощный диод – тот, у которого количество Вт достигает единицы. У этого класса примерная величина – 0,06 Вт. Чтобы добиться показателя единицы, понадобится 20 элементов. Их используют, как индикаторы в гаджетах, подсветке кнопок, светильниках и бытовой технике.

Преимущества в том, что они небольшого размера, а, следовательно, имеют маленький нагрев. По этой причине теплоотвод необязателен – ленту можно клеить на поверхность без профиля.

• Мощные.

Светодиоды с высокой мощностью выпускают, как правило, компании-флагманы, которые приняли непосредственное участие в разработках и усовершенствовании led-освещения. Это CREE, Nichia, Osram. Вместе с американскими брендами рынок делит Китай. Продукция дешевле и выбор больше. Но нет именитых компаний. Товары, как правило, можно купить в онлайн-магазинах.

Хороший чип напрямую влияет на мощность – важно, чтобы не было дефектов. Американские бренды гарантируют качественные кристаллы. А вот китайские производители закупают их в Тайване или Корее. Большую роль также играет размеры светодиода и кристалла. Чем больше, тем мощнее, светлее и ярче.

Совет! Обращайте внимание на люминофор. Это желтый или оранжевый слой конструкции, его видно сразу. Если пласт толстый и большой, что даже не видно кристалла – это плохой знак. Хороший люминофор стоит не мало. Его обилие говорит о низком качестве и о попытке скрыть маленький кристалл.

Напряжение

Светодиод, в отличие от лампы накаливания, имеет полярность. Это значит, что при неправильном подключении он может выйти из строя. Обращать внимание стоит на прямое падение напряжения светодиода и рабочий ток – продавец указывает их в документации. У каждой маркировки индивидуальные показатели.

Обычные светодиоды рассчитаны на ток 5-20 мА. Но есть и более мощные с рабочим током – от 150 до 500 мА. Самые мощные – матрицы, то есть комбинации светодиодов.

Чем больше напряжения подается на светодиод, тем ярче свет. Однако, если оно слишком высокое, диод перегорает, поэтому важно найти баланс.

Яркость

Помимо яркости самих диодов на свет влияет модификатор. Это может быть оптика, повышающая яркость, или рассеиватель, который ее «съедает». Понять уровень света у той или иной модели можно по количеству люмен. Так можно узнать насколько яркий свет излучают диоды.

С помощью люменов определяют, сколько ламп или лент понадобится для освещения комнаты.

Чтобы выбрать подходящее устройство, рекомендуют ориентироваться на люксы. Это параметр, который говорит об освещенности поверхности на 1 метр. Например, прямой солнечный свет – это 30 000-100 000 лк, восходы и закаты дают 400 лк, ночью, при отсутствии дополнительного освещения величина составляет менее 1 лк.

Температура цвета

Теплым называют свет с низкой цветовой температурой. Его используют, чтобы подчеркнуть оранжевый, бежевые, красные оттенки интерьера. У холодного света температура, наоборот, – высокая. Он хорошо смотрится с белыми, серыми и фиолетовыми решениями. Также он популярен в офисных и учебных зданиях, так как стимулирует умственную деятельность.

Цветовая температура измеряется в Кельвинах (К). Например, оранжевый оттенок присутствует в диапазоне 2 000-4 000 К, а бело-лунный – при 4 000 К.

Монтаж

Расскажем, как установить и подключить светодиодную ленту, так как это самое популярное и запрашиваемое световое решение. Конечно, в каждом конкретном случае – своя инструкция по монтажу. Поэтому рассмотрим общие принципы:

• Необходим проект.

Чтобы свет был мягким и комфортным, не слепил, нужно точно знать, куда установить его источник и почему именно туда.

• Помним о пожаробезопасности.

Некоторые конструкции сильно нагреваются и становятся причиной возгорания обоев или плавления пластиковых панелей. Чтоб этого избежать, светодиодные ленты прячут в защитный корпус – алюминиевый профиль. Благодаря ему стены и другие поверхности не нагреваются, а освещение выглядит утонченным и аккуратным. Также с помощью профиля создают интересные дизайнерские решения.

• Необходимо проанализировать поверхность – насколько она ровная, есть ли углы, изгибы и выступы.

Не все ленты гибкие и предназначены для углового монтажа. Тем не менее, ситуацию спасает угловой профиль.

• Для того чтобы расположить конструкцию ровно, делают разметку.

Сделать это можно обычным карандашом.

• Когда подготовка закончена, можно приступать к монтажу.

Здесь есть два варианта: поклеить ленту на поверхность или поместить ее в профиль и закрепить его.

В первом случае поверхность очищают от пыли и грязи. Так улучшается сцепление. С самой ленты постепенно снимают пленку – по мере продвижения. Если снять ее сразу – липкий слой высохнет. Во время поклейки нужно аккуратно прижимать ленту к поверхности для лучшей фиксации.

Во втором случае ленту клеят внутрь профиля и устанавливают его на поверхность потолка с помощью клея или саморезов. Корпусы бывают пластиковые и алюминиевые. Отличаются они стоимостью и долговечностью. Пластиковый профиль дешевле, но со временем деформируется под нагревом светодиодов. Алюминиевый – дороже, но прочнее. Однако оба хорошо защищают от пыли и влаги.

Обычно в комплекте идет рассеиватель. Это экран, который равномерно распределяет свет. Видов несколько, но чаще всего используют прозрачное и матовое стекло. Их главное отличие – это пропускная способность. Матовый рассеиватель «съедает» больше света и пропускает около 70%. Это может пригодиться, когда светодиоды ярче, чем предполагалось изначально. В этой ситуации приобрести экран дешевле, чем купить новую ленту.

Прозрачное стекло забирает всего лишь 10%. Оно сохраняет яркость освещения и поэтому так популярно.

Интересными смотрятся дизайнерские решения, когда источник света спрятан. Например, монтируют светодиодную ленту под потолочный плинтус.

Конструкция не видна, однако свою функцию она выполняет.

Как подключить светодиодную ленту

Для того, чтобы лента работала, понадобится: блок питания, пульт управления, шнур и переходник. Обычно, они продаются в комплекте, но если чего-то нет, нужно докупить.

В этом случае подключают так: штекер блока питания втыкают в переходник, сам блок включают в розетку и соединяют переходник с коннектором ленты.

Бывает так, что вы покупаете товар, в надежде на легкое подключение, а там катушка с торчащими проводами. Или, например, лента не подходит по размеру и ее необходимо подрезать. В обоих случаях понадобится коннектор. Каждый проводок вставляется в отдельный вход, после крышка закрывается. И не нужно ничего паять.

Однако без пайки не обойтись, если нужно соединить 2 ленты. На контактные площадки наносится припой с обеих сторон ленты (даже на липкую). Они должны быть симметричные и одинакового количества. Потом ленты соединяют и плавят припой до момента, пока каждая пара не сольется в один.

Распространённые ошибки в подключении

Есть 2 причины выхода из строя светодиодной подсветки:

1. некачественные компоненты – блок питания и сама лента;
2. неправильный монтаж и подключение.

Светодиодная лента подключается отрезками не более, чем по 5 метров. Стандартная длинна в одной катушке – 5 метров. Если для подсветки требуется конструкция длинной 10 м и больше, просто спаять 2 ленты не получится. Так как нагрузка рассчитана только на одну, а значит, свечение будет неравномерным.

Выход – это параллельное соединение. Для это понадобится обычный провод – шина – к которому нужно подключить каждый 5-метровый отрезок ленты. То есть подключение идет не последовательно – лента в ленту, а параллельно – каждый отрезок с 2-х сторон подсоединяется к проводу. Для монохромной подсветки он должен быть 2-жильным, для RGB – 4-жильным.

Еще одна ошибка – это подключение без теплоотвода. Лента нагревается и это негативно влияет на светодиоды. От нагревания они деградируют. Это приводит к тому, что элементы перегорают уже через полгода. Чтобы этого избежать, рекомендуют использовать алюминиевый профиль.

Особенно теплоотвод нужен лентам, которые защищены силиконовыми кожухами – они создают дополнительное препятствие и тепло не может выйти наружу.

Бывает, что лента не больше 5 м, но при подключении яркость по всей длине разная. Это происходит, когда в блок питания подключен один конец конструкции. Чтобы исправить ситуацию и «выровнять» яркость, подключите ленту с обоих концов к источнику питания.

Рекомендации

Вот некоторые рекомендации специалистов, которые помогут в установке и подключении освещения:

• Если вы привыкли к лампам накаливания, но хотите перейти на LED-освещение, лучше начать с моделей в 2700-3000К. По восприятию оба варианта похожи, но вторые более экономичные.
• В качестве основного источника можно использовать не только лампы. Лента с мощными диодами также может использоваться в этой роли.
• Обращайте внимание на полярность. При неправильном подключении, устройство больше не заработает.
• Поверхность, на которой будет лента, нужно обработать – очистить от грязи. Если пренебречь этим пунктом, прилегание не будет плотным. Для большей надежности можно приклеить всю конструкцию двусторонний скотч.

• Источник освещения должен быть установлен так, чтобы в случае его поломки, к нему был доступ для замены или ремонта.
• Если подсвечивается какая-то зона, нужно удостовериться, что поток света не мешает, а помогает – выделяет – объект. Например, подсветка кухонного фартука не должна ослеплять, а лучи направляются прямо на столешницу, чтобы можно было готовить даже ночью.
• Нужно позаботиться о том, где будет располагаться блок питания. Мощные модели работают достаточно громко. Это может отвлекать от сна, отдыха, работы и учебы дома.
• Контролируйте безопасность подключения и работы LED-источников. Мощные светодиоды требуют теплоотвода. Для этого приобретите алюминиевые профили. В противном случае элементы быстро деградируют, и вместе 5-10 лет лента прослужит полгода.

Кротко о главном

Smd-светодиоды имеют разные характеристики и внешний вид. Led-элементы включают в состав ламп и лент. Для того, чтобы выбрать подходящий вариант для своего дизайна ориентируются на маркировку. Так можно узнать всю нужную информацию: плотность, защиту, мощность, напряжение, яркость и температуру цвета. Именно по этим параметрам проводят сравнение светодиодов. Внешний вид также может сказать о многом – чем больше элемент, тем ярче светит.

Главное при монтаже – хорошо подготовить поверхность: очистить от загрязнений и сделать разметку. Чтобы светодиодное освещение работало дольше, используйте алюминиевые профили, которые защитят от перегрева элементы.