Светодиодная лента , лента или ленточный светильник представляет собой гибкую печатную плату, заполненную светодиодами поверхностного монтажа (SMD-светодиоды) и другими компонентами, которые обычно имеют клейкую основу. Традиционно полосовые светильники использовались исключительно для акцентного освещения, заднего освещения, рабочего освещения и декоративного освещения, например, для освещения бухт .
Светодиодные ленты появились в начале 2000-х годов. С тех пор повышенная светоотдача и более мощные SMD-элементы позволили использовать их в таких приложениях, как рабочее освещение высокой яркости, замена люминесцентных и галогенных осветительных приборов, приложения непрямого освещения, ультрафиолетовый контроль во время производственных процессов, дизайн декораций и костюмов, а также выращивание растений. растения.
Переменные в ленточном освещении включают водостойкость, цвет, клей, выбор SMD, напряжение возбуждения, тип управления, а также тип схемы управления постоянным током или постоянным напряжением.
Светодиодная лента без покрытия не считается устойчивой к проникновению воды, но может иметь код защиты IP20 для некоторой физической устойчивости к проникновению. Такие ленты, как правило, имеют низкое напряжение и безопасны для прикосновения к коже, но могут быть закорочены тонкими металлическими предметами. Водостойкие осветительные ленты покрыты теплопроводящей эпоксидной смолой или силиконом для защиты схемы от прямого контакта с водой и могут иметь класс защиты IP65, IP67 или с подходящими герметичными соединениями IP68. Светодиодные ленты как с покрытием, так и без него имеют двустороннюю клейкую основу, которую можно приклеивать к стенам, столам, дверям и т. д.
Наиболее распространенные конструктивные различия заключаются в том, как управляются отдельные светодиоды, в частности, в различиях в цвете и в том, является ли каждый светодиод адресуемым. [1]
Доступны конструкции светодиодных лент, оснащенные множеством различных типов SMD, не только разных цветов, адресных или неадресных, разных форм, размеров и уровней мощности. Наиболее распространенными типами SMD являются: 3528, одноцветный, неадресный, очень малой мощности; 5050, содержащий три светодиода, позволяющие использовать RGB и адресуемые полосы, а также более высокие уровни мощности; 2835, более новый одноцветный SMD, имеющий те же размеры поверхности, что и 3528, но большую площадь излучателя и более тонкую конструкцию со встроенным радиатором, обеспечивающую более высокие уровни мощности; 5630/5730, новая замена одноцветным SMD 5050, которая может работать при несколько более высоких уровнях мощности и иметь высокую эффективность. Менее распространенные конструкции могут иметь 3014, 4014, 7020, 8020 или другие SMD. Помимо типа светодиода SMD, важным фактором, определяющим общую мощность и яркость, является количество светодиодов на метр. [5]
Светодиодные ленты чаще всего работают от источника постоянного тока напряжением 12 или 24 В , иногда называемого драйвером. USB-ленты работают от стандартного постоянного тока напряжением 5 В, используемого USB-устройствами. Также доступны светодиодные ленты с сетевым напряжением. Их преимущества заключаются в том, что их можно использовать при гораздо более длинных одиночных прогонах без падения яркости по длине, но они менее гибкие и тяжелые из-за более высоких номинальных значений напряжения и тока, а также толстого покрытия для защиты от ударов и высоких классов IP в предназначенных для этого местах на открытом воздухе, с ограниченные точки разреза. Отдельный источник питания не требуется, хотя между источником питания и концом светодиодной ленты должен быть выпрямитель. В наиболее распространенных конструкциях печатных плат используются несколько параллельных цепей, состоящих из пассивных резисторов-капельниц, включенных последовательно с определенным количеством светодиодов SMD, для работы при определенном токе и уровне мощности с ожидаемым входным напряжением. Эта конструкция называется конструкцией с постоянным напряжением и весьма чувствительна к небольшим изменениям входного напряжения и к падению напряжения, которое происходит на длинных длинах полосы при питании от одного источника питания. Альтернативной конструкцией является конструкция «постоянного тока», в которой каждая параллельная цепь из нескольких SMD включает в себя небольшую интегральную схему для подачи фиксированного тока на эту группу светодиодов в широком диапазоне приложенных напряжений. Это позволяет полоске работать с одинаковым уровнем мощности и яркости по всей длине или с некоторым изменением напряжения драйвера. [ нужна цитата ]
Для любых настроек требуется контроллер светодиодов для регулировки яркости, цвета или активности отдельных светодиодов. Это можно сделать с помощью входящего в комплект контроллера или настроить с помощью микроконтроллера . [1]
Светодиодные ленты также можно использовать, чтобы напоминать внешний вид традиционных неоновых огней . Светодиодная лента встроена в пластиковый С-образный канал, заполненный силиконом; силикон одновременно рассеивает свет от светодиодной ленты и направляет его в одну сторону, под углом 90 градусов к направлению, к которому обращены светодиоды SMD. Эта конструкция позволяет изгибать источники света в направлении, противоположном тому, как можно согнуть обычную светодиодную ленту, что позволяет произносить слова и создавать с их помощью изображения, очень похожие на неоновые вывески. [6]
Некоторые светодиоды имеют угол луча 120°, [7] направленный «вверх», то есть перпендикулярно монтажной поверхности. SMD с «видом сбоку» или с «краевым излучателем» спроектированы таким образом, что свет излучается параллельно приклеиваемой поверхности (т. е. разница в 90 градусов по сравнению с типичной конструкцией ленты). Они позволяют создавать светодиодные ленты, которые освещают поверхности в меньшем пространстве или подчеркивают профили кромок, например, вывески. [ нужна цитата ]
Светодиоды можно эффективно затемнять с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эта стратегия быстро включает и выключает светодиоды, обычно 500 раз в секунду, изменяя напряжение от нуля до расчетного значения в режиме «включено-выключено». Светодиод воспринимает свой импульс как прямоугольную волну . Относительная ширина включенной и выключенной частей прямоугольной волны может варьироваться так, чтобы светодиоды включались или выключались на относительно большее или меньшее время для изменения яркости. [8] Адресные светодиоды выполняют это внутреннее затемнение с помощью сигнала данных, который определяет, какие цветные светодиоды следует включать, в то время как неадресуемые светодиоды требуют внешнего ШИМ-контроллера.
Ленточные светильники предназначены как для внутреннего, так и для наружного использования в зависимости от водонепроницаемости. Поскольку лента гибкая и ее можно разделить в любой точке между светодиодами, она чрезвычайно универсальна и может использоваться в различных установках. Помимо традиционного освещения, полосовое освещение широко используется в проектах DIY или освещении одежды. Возможность питания полосовых светильников от USB-устройства или аккумуляторной батареи делает их чрезвычайно портативными. Примеры включают освещение компьютера, освещение костюмов, игрушек, освещение рабочего места, окружающее освещение монитора и дисплея, а также освещение ниши.
В начале 2020-х годов светодиодные ленты завоевали популярность среди пользователей социальной сети TikTok . [9] [10]