Нагреваются ли светодиодные лампы? ответ эксперта

ГАЙД ПО АДРЕСНОЙ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЕ

Итак, данный гайд посвящен адресной светодиодной ленте, я решил сделать его познавательным и подробным, поэтому дойдя до пункта “типичные ошибки и неисправности” вы сможете диагностировать и успешно излечить косорукость сборки даже не читая вышеупомянутого пункта. Что такое адресная лента? Рассмотрим эволюцию светодиодных лент.

Обычная светодиодная лента представляет собой ленту с напаянными светодиодами и резисторами, на питание имеет два провода: плюс и минус. Напряжение бывает разное: 5 и 12 вольт постоянки и 220 переменки. Да, в розетку. Для 5 и 12 вольтовых лент нужно использовать блоки питания. Светит такая лента одним цветом, которой зависит от светодиодов.

RGB светодиодная лента. На этой ленте стоят ргб (читай эргэбэ – Рэд Грин Блю) светодиоды. Такой светодиод имеет уже 4 выхода, один общий +12 (анод), и три минуса (катода) на каждый цвет, т.е. внутри одного светодиода находится три светодиода разных цветов. Соответственно такие же выходы имеет и лента: 12, G, R, B. Подавая питание на общий 12 и любой из цветов, мы включаем этот цвет. Подадим на все три – получим белый, зелёный и красный дадут жёлтый, и так далее. Для таких лент существуют контроллеры с пультами, типичный контроллер представляет собой три полевых транзистора на каждый цвет и микроконтроллер, который управляет транзисторами, таким образом давая возможность включить любой цвет. И, как вы уже поняли, да, управлять такой лентой с ардуино очень просто. Берем три полевика, и ШИМим их analogWrit’ом, изи бризи.

Адресная светодиодная лента, вершина эволюции лент. Представляет собой ленту из адресных диодов, один такой светодиод состоит из RGB светодиода и контроллера. Да, внутри светодиода уже находится контроллер с тремя транзисторными выходами! Внутри каждого! Ну дают китайцы блэт! Благодаря такой начинке у нас есть возможность управлять цветом (то бишь яркостью r g b) любого светодиода в ленте и создавать потрясающие эффекты. Адресная лента может иметь 3-4 контакта для подключения, два из них всегда питание (5V и GND например), и остальные (один или два) – логические, для управления.

Лента “умная” и управляется по специальному цифровому протоколу. Это означает, что если просто воткнуть в ленту питание не произойдет ровным счётом ничего, то есть проверить ленту без управляющего контроллера нельзя. Если вы потрогаете цифровой вход ленты, то скорее всего несколько светодиодов загорятся случайными цветами, потому что вы вносите случайные помехи, которые воспринимаются контроллерами диодов как команды. Для управления лентой используются готовые контроллеры, но гораздо интереснее рулить лентой вручную, используя, например, платформу ардуино, для чего ленту нужно правильно подключить. И вот тут есть несколько критических моментов:

Полезные советы

Для того, чтобы избежать перегрева, следует знать возможные причины и исключить их еще на стадии приобретения светодиодной ленты. Необходимо учитывать важные моменты:

для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Устранение неисправностей

Для снижения риска перегрева элемента рекомендуется приобретать ленту, изготовленную крупными производителями (например, Osram или Seoul Semiconductor). Изделия с пониженной стоимостью отличаются использованием низкокачественных светодиодов, имеющих низкий индекс цветопередачи. Дополнительной проблемой станет тонкое основание, которое отклеивается от поверхности через несколько дней или недель эксплуатации. Использование ленты премиум-класса позволяет улучшить освещение помещения и обеспечивает повышенный срок эксплуатации изделия.

Поскольку при работе светодиода выделяется тепло, то рекомендуется заранее предусмотреть теплоотвод. Лента клеится на металлическое или стеклянное (керамическое) основание. Если используются светодиоды с повышенной мощностью, то установка выполняется на профили из алюминиевого сплава. Основание обеспечивает упрощение монтажных работ, установка дополнительных рассеивающих элементов обеспечивает рассеивание света.

В основании светодиодной ленты используется 2-сторонний скотч, который со временем рассыхается и теряет клеящие свойства. Для обеспечения надежного контакта поверхность основания обезжиривается (спиртом или ацетоном). Перед использованием обезжиривающего состава следует убедиться в возможности нанесения жидкости на основание (например, обработка ацетоном пластика приводит к растворению поверхности). Нанесенная на основание лента выдерживается 24 часа, на протяжении которых эксплуатация светодиодов не рекомендуется.

Если планируется обустройство светодиодной подсветки на улице или во влажном помещении, то используется лента с силиконовым покрытием. Для обеспечения охлаждения деталей необходимо обеспечить приток свежего воздуха (при сохранении теплоотвода в основании).

Для снижения нагрева требуется проверить соотношение мощности блока питания и светодиодной сборки. Температурная нагрузка снижается только путем уменьшения силы тока в цепи. Для снижения параметра требуется ввести в цепь дополнительные сопротивления, которые будут рассеивать избыточную мощность. Альтернативным способом снижения нагрева является применение адаптера питания с пониженными токовыми характеристиками. Если блок питания размещается скрытно, то необходимо обеспечить зазор между корпусом и стенками ниши в пределах 30-50 мм.

Неисправности и их проверка

Самые распространённые ленты питаются от напряжения сети в 12 вольт, оно является безопасным для человека. Итак, чтобы проверить светодиодную ленту, нам понадобятся: лента, блок питания к ней, тестер и немного времени.

Фото 01. Проверка с помощью мультиметра.

Блок питания

“Для начала — нужно найти начало”

Проверка любой цепи производится по этапам. Начинать рекомендуется с источника питания, так как он в первую очередь влияет на работоспособность. Существует два типа источников питания:

Закрытого типа – имеют четыре провода, два из них – вход, это источник переменного питания от сети 220 В, и выход, тоже два провода. На фото-примере, согласно схеме подсоединения, видно, что слева подсоединяется переменная сеть 220 В, а справа выход постоянного тока 12 В с указанием полярности согласно цвету. Brown (коричневый) – это +, Blue (синий) – это минус. Соблюдайте полярность!

Фото 02. Внешний вид блока питания закрытого типа.

2. Открытого типа – подсоединение осуществляется при помощи зажимов. Такие источники питания аналогично имеют маркировку. В нашем случае контакты 1 и 2 – сеть переменного напряжения 220 В, контакт 3 — земля, 4 и 5 — минус, 6 и 7 — плюс.

Фото 02. Внешний вид блока питания открытого типа.

Для проверки питания установите тестер в режим измерения переменного напряжения, убедитесь, что 220 В поступает (клемма 1 и 2), затем переведите в режим измерения постоянного тока и убедитесь, что на выходе (клеммы 4 и 6) получаем необходимые 12 В.

Фото 04. Проверка показывает, что данный БП исправен.

Проверив исправность блока питания, переходим следующему этапу — проверить светодиодную ленту мультиметром.

Проверка ленты

Существует четыре типа возможных неисправностей:

не горит полностью;
не горит половина;
мигает или мерцает вся лента;
мигает или мерцает или не горит отдельная часть (части);

Выше мы рассмотрели какие могут быть неисправности, далее рассмотрим их подробно.

Не горит полностью

Вслед за проверкой блока питания проверьте провода: возможно, они имеют повреждения, и напряжение к ленте не поступает. Проверьте качество соединения провода с лентой, оно может быть выполнено:

При помощи пайки и тоже может иметь повреждения.
Фото 05. Пайка светодиодной ленты.
При помощи соединительного разъёма, контакты которого со временем окисляются.
Фото 06. Соединительные разъемы.

Устраните следы окиси и все механические повреждения. Не допускайте замыкания контактов. Не старайтесь отремонтировать старые соединения, лучше использовать новые коннекторы – это обезопасит вас и ваше помещение от короткого замыкания. Если все соединения в порядке — проблема в самой ленте.

Лента гибкая, но не забывайте, что в основе её лежит гибкая печатная плата, которая имеет ограничения на изгиб, она может перегнуться и лопнуть. В таком случае плата внутри ленты может иметь повреждения сразу после пайки, в самом начале ленты. Попробуйте подать напряжение с блока питания на следующие контакты. Они расположены немного дальше, на местах разреза ленты. Соблюдайте полярность (+,-). Для этого удобно на провода от блока питания припаять крокодилы, и зажать в них иголки.

Фото 07. Устройство ленты

Не горит половина

Частный случай описанной выше проблемы. Возможен обрыв цепи печатной платы на участке ленты. Необходимо прозвонить и удалить из цепи поврежденный участок. Также его можно определить методом проверки подачи напряжения, на ячейки последовательно одну за другой, на каждый контакт. Соединение выполнить аккуратно. Пользуйтесь соединительными контакторами либо паяльником. Остатки флюса удалите спиртом.

Лента мигает или мерцает

Фото 08. Мерцающая лента.

Причин может быть несколько:

поврежден блок питания – в таком случае проверить ленту можно, подсоединив ее к исправному источнику питания

Если проблема решена, замените блок питания на новый;
при исправном блоке питания проверьте провода постоянного тока, которые находятся на участке цепи “блок питания — лента”, также обратите внимание на соединения, возможен плохой контакт;
при условии что блок питания в норме, контакты тоже — проблема в участке ленты: переломана дорожка печатной платы. Удалите такой участок

Как его определить указано выше.
срок службы светодиодов истёк – замените ленту.

Мигают, мерцают или не горят отдельные части

Это тоже распространённая проблема. Происходит от повреждения одного из светодиодов, соединённого последовательно, либо сопротивления, которое впаяно перед ними.

Повышенная яркость ленты также является причиной этой неисправности. В таких случаях лучше всего заменить повреждённый участок ленты. При хороших навыках работы паяльником можно самостоятельно устранить данную неполадку. Далее мы расскажем об этом.

Насколько сильно может греться светодиодная лента?

При нормальных условиях работы светодиодной ленты в жилых помещениях поверхность не должна греться выше 45-50°С. Для определения степени нагрева может использоваться рука человека, при прикосновении ощущается тепло, элементы можно удерживать длительное время без риска ожога. За счет сниженной температуры элементов достигается высокая пожарная безопасность изделия. Одновременно обеспечивается экономия электроэнергии, поскольку светодиоды рассчитаны на небольшой рабочий ток.

При изготовлении светодиодной сборки в герметичном кожухе ухудшается теплоотдача элементов. Для обеспечения охлаждения необходима установка радиаторов, находящихся в зоне обдува потоком воздуха. Увеличение яркости свечения ведет к росту потребления энергии и увеличению температуры светодиодов. Специальные изделия повышенной яркости допускают длительную эксплуатацию при температуре 120°С. Существуют опытные разработки, позволяющие поддерживать работоспособность при нагреве до 200°С.

Устранение неисправностей

Степени защиты от влаги

Выпускаются ленты с разной степенью защищенности от влажности окружающей среды. Этот показатель характеризуется буквенно-цифровым кодом. В нем имеется сочетание двух букв — IP (Ingress Protection — защита от проникновения). Вслед за ними расположены цифры: чем они выше, тем более надежный уровень защиты.

Ленты классифицируются следующим образом:

Открытые. К таковым относятся устройства с индексом IP20 и IP33. Подходят исключительно для сухих помещений. Если уровень влажности повышенный, понадобится особый профиль с рассеивателем.
Влагостойкие ленты имеют маркировку IP65, IP66, IP67.
Герметичные ленты. Это высший уровень защиты. Обозначается индексом IP68. Светильник находится в силиконовой оболочке и полностью герметичен.

Насколько сильно может греться светодиодная лента

Конструкция LED приборов принципиально отличается от устройства традиционных источников света. КПД современного светодиода значительно выше, чем у всех альтернативных вариантов и доходит до 60 %. Это означает, что как минимум 40 % потребляемой энергии уходит в образование тепла. Поэтому любой LED элемент нагревается, и его рабочая температура определяется мощностью, размерами и прочими факторами.

Максимальным значением для большинства светодиодов является нагрев в 60°. Если лента греется до 70°, ситуация считается критической и требует немедленного вмешательства. Когда речь идет о маломощных элементах, нагрев несколько меньше, но предельное значение остается тем же. Для защиты используется система охлаждения, радиаторы или теплоотводящая подложка.

Нормальная температура работающей светодиодной ленты составляет 40-45°. На ощупь это ощущается как слегка теплая поверхность. Такой тепловой режим обеспечивается двумя факторами:

количество и условия свечения светодиодов рассчитаны, элементы работают в оптимальном режиме;
основа светодиодной ленты является эффективным радиатором и забирает в себя большую часть выделяемой тепловой энергии.

Если лента греется сильнее и кажется горячей, следует отключить ее и определить, почему это происходит. Необходимо решить вопрос как можно быстрее, поскольку даже кратковременный перегрев отрицательно воздействует на срок эксплуатации изделия.

Как устроена светодиодная лента

Прежде чем приступать к самостоятельной диагностике осветительного прибора, важно изучить устройство и принцип действия. Стандартная длина ленты насчитывает 5 м

На тыльную сторону наносится клей, спрятанный под защитной пленкой, к фронтальной крепятся светодиоды. В процессе монтажа защитная пленка легко отделяется от изделия, после чего оно закрепляется на нужной поверхности. Основание гибкой ленты выполнено из диэлектрических материалов, обеспечивающих безопасность устройства и возможность установки в любой части дома.

Лампы накаливания и ртутные изделия перед выходом на полную мощность после включения нагреваются в течение нескольких секунд. Принцип работы светодиодов построен на свечении за счет проходящего тока, поэтому устройства, во-первых, сразу после включения работают на полной яркости и, во-вторых, в процессе работы не нагреваются. Последнее повышает общую безопасность эксплуатации.

Есть один важный нюанс. При последовательном подключении полупроводников в случае выхода из строя одного элемента перестает работать вся цепь. Именно поэтому в качественных лентах диоды группируют по 6-12 штук, соединяя созданные группы параллельно. В таком случае при перегорании элемента наблюдается картина, когда не горит отдельный, небольшой участок.

Для удобства на изделие наносят пунктирные линии, указывающие на места, где его можно разрезать (параллельные соединения). Причем достаточно вооружиться обычными ножницами или канцелярским ножом.

Поиск и устранение неисправностей

В случае с блоком питания лучшим выходом станет полная замена на более мощное и качественное изделие. Не забывайте о правилах установки и эксплуатации источников тока – некоторые модели запрещено хранить в закрытых пространствах, включая потолочные ниши из гипсокартона.

Если вы обладаете знаниями в электротехнике, то попытайтесь самостоятельно выявить неисправность. Для начала выполните замер выходящего напряжения в момент мерцания светодиодной ленты. Понадобится мультиметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения. Соедините щупы с выходными контактами блока питания. Обычная одноцветная лента работает при напряжении 11-12 В. Для RGB-плат необходимо тестировать каждый цвет отдельно, при этом должны быть получены аналогичные результаты.

Как определить неисправность контроллера, мы писали выше.

Если обнаружен мерцающий отрезок из трех диодов на определенном участке платы, то просто замените его на новый, обеспечив качественную пайку. К слову, совершенно не обязательно демонтировать ленту. Нужный отрезок удаляется при помощи канцелярского ножа. Далее зачистите и залудите медные контакты и к этому месту приклейте новый отрезок. Соблюдая полярность, спаяйте проводники.

Полезные советы

для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Как и почему греются светодиодные лампы?

Чтобы понять, почему греются светодиодные лампы, рассмотрим их конструкцию на примере модели E27 7W LB-G60 Day White от Arlight. Источник света с цоколем E27 имеет форму, аналогичную лампе накаливания.

Внизу устройства расположен цоколь для вкручивания лампы в светильник;
Между цоколем и колбой находится радиатор (деталь серебристого цвета с продольными «ребрами»), призванный отводить тепло от диодов;
Внутри радиатора на цоколе размещены основание цокольной части и драйвер, понижающий напряжение электросети;
Над радиатором мы видим колбу в форме полусферы;
На радиаторе под колбой расположена печатная плата с ЧИП-светодиодами. Плата отводит тепло с диодов на радиатор.

Тепло в светодиодной лампе образуется на p-n переходе (на ЧИП-светодиодах), затем отводится через печатную алюминиевую плату на радиатор, и далее выводится радиатором. Таким образом, единственная греющая деталь в LED-лампе – светодиоды, которые на внешние части (цоколь и колба) отдают незначительное число тепла.

Полезные советы

для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Даже у светодиодных лент из одной партии, оттенки могут отличаться

Произвести одинаковые светодиоды невозможно. Даже те, которые сделали на крутом оборудовании, будут разными. Их включают, измеряют параметры и сортируют. На выходе, получаются кучки с одинаковыми светодиодами. Каждой, присваивается код BIN.

А как купить одинаковые ленты?

Попросить продавца включить одновременно все ленты и сравните. Многоцветные ленты попросите подключить через RGB-контроллер, чтобы проверить схожесть красного, синего, зеленого и белого цвета.

В условиях нашей мастерской, это возможно, т.к. каждый набор мы полностью собираем и подключаем. Разницу в оттенках видно и есть возможность подобрать одинаковые ленты. К тому, же в каждом наборе, мы используем ленты с одинаковым кодом цветности BIN.

Начало и конец ленты всегда имеют разный оттенок свечения и разную яркость

Дело в том, что даже у самой качественной ленты происходит падение напряжение. «Голова» ленты питается напряжением 12 вольт, а до «хвоста» доходит только 10,5 вольт. Остальные вольты теряются в токоведущих дорожках. Из за этого, немного падает яркость и отличается оттенок. Это особенно заметно на многоцветных RGB лентах в режиме белого освещения.

К сожалению, это техническая особенность светодиодных лент. В лентах класса Люкс этот недостаток сведен к минимуму. Но, тем не менее, в том месте, где стыкуется начало и конец двух лент, глаз сможет заметить разницу. Это НЕ является дефектом или браком ленты.

RGB лента меняет оттенок, если ее повернуть на 180 градусов

Представьте себе RGB ленту. Рядом с ней — точно такая же. Оттенок у них одинаковый. А теперь, разворачиваем вторую ленту на 180 градусов. И вдруг, две одинаковые ленты, стали светить разными оттенками. Почему?

Потому, что светодиод RGB ленты, состоит из трех светящихся точек: красной, синей и зеленой. Допустим, красная точка сверху, а синяя и зеленая снизу. Теперь, если перевернуть одну ленту, то и светодиоды на ней перевернуться. Красная точка станет снизу, а синяя и зеленая сверху. Смешение цветов будет происходить по другому, поэтому ленты будут отличаться

На это нужно обращать внимание при монтаже лент

Банальные причины

Краска. Задние стенки двух ниш потолка покрашены разной краской. Делали разные люди в разные дни. Когда красили, не придавали этому значение. Заднюю стенку все-равно не видно. Но когда установили ленту, то оттенок лент сильно отличался.

Закрасили. Сначала установили ленту в потолок, а потом его покрасили. Маляры не знали, что в нише лента и закрасили ее. Оттенок подсветки стал неравномерным по всей длине.

Разный отступ снизу. Один монтажник устанавливал ленту в правую нишу, другой в левую. Первый сделал отступ снизу 3 см, другой 7 см. В итоге, ниши светят по-разному.

Какие лампочки не нагреваются?

С точки зрения физики, любая лампочка – это преобразователь электрической энергии в световую. При этом в свет трансформируется не более 40% потреблённой мощности. Остальная энергия рассеивается в виде тепла в окружающее пространство. Отсюда следует, что лампы всех типов нагреваются во время работы и чем меньше КПД, тем больше тепла они выделяют. Например:

верхняя часть колбы лампы накаливания на 100 Вт разогревается до 280°C, а цоколь – до 70°C;
компактная люминесцентная лампа на 15 Вт имеет наибольший нагрев у основания, там, где находится спираль – до 130°C. Температура цокольной части, где расположена ЭПРА не превышает 60°C;
в светодиодных лампах больше всего нагревается металлопластиковая часть корпуса (до 60-75°C), которая служит радиатором для светодиодов.

Устранение неисправностей

Почему сгорает блок питания светодиодной ленты?

Если вы когда-то сталкивались с обустройством подсветки светодиодной лентой, то должны знать о важности такого элемента как блок питания. И как ни странно, именно он является достаточно частой причиной поломки всей цепи

Интересным является и тот факт, что во всей конструкции подсветки рассматриваемое устройство ломается чаще диодов, и обусловлено это несколькими особенностями. Учитывая такие частые поломки можно посоветовать особо не прятать питающий элемент в стены или труднодоступные места, ведь оборудование придется заменить или обслуживать. Светодиодная лента же может располагаться в нужном вам месте. Если ее правильно обустроить и выбрать хороший вариант, срок службы составит до 10 лет. При не соблюдении некоторых правил будьте готовы менять блок каждый год. Но если вы подозреваете, что изделие вышло из строя, нужно убедиться в этом. Когда нет специальных приборов, помочь может пара простых советов. Например, если лента плохо горит или вовсе не горит, причем это касается полностью всего изделия, то проблема в блоке. Если он цел, но часть ленты или несколько диодов плохо горят, ищите проблему именно в LED изделии. Выходят из строя диоды по разным причинам, чаще всего из-за перегрева или плохого контакта.

Также советуем слушать блок питания и его работу, неисправное изделие будет иметь писк или свист, который ранее не появлялся. Такие сигналы будут говорить о поломке питающего устройства и это сигнал тому, что нужна замена на другое изделие. Хорошо если вы купили фирменный блок с гарантией, в таком случае производитель выдаст другой экземпляр. Китайские дешевые модели не рассчитаны на большой ресурс, учитывайте это. Существует и другой способ убедиться в поломке. При подключении весь отрезок ленты будет мигать либо моргать, причем это будет отчетливо видно. Причин выхода из строя блока может быть несколько, в большинстве случаев это низкое качество. Китайская дешевая продукция сгорит спустя пару месяцев, будьте в этом уверены. Если бюджета на фирменное изделие не хватает, купите китайскую разновидность, но оптимального качества и небольших характеристик. Помимо низкого качества поломка изделия может случиться из-за перегрева. По правилам блок питания нужно располагать в месте с хорошей циркуляцией воздуха, ведь всегда должен происходить теплообмен. Можно повесить его на полку или шкаф. Не прячьте под стенку или за шторкой, так как может случиться возгорание и последствия не ограничатся заменой одного устройства.

Термостойкая светодиодная лента ее особенности

Есть обычная лента не пригодная к работе при температуре выше +25С , а есть термостойкая лента для сауны и бани, что является прекрасным решением в освещение влажных и разогретых помещений, где нужно отдыхать. Обычно светодиодную ленту размещают под лавками для того чтобы не резало глаз, создавая расслабляющую атмосферу благодаря мягкому свету. Мягкий свет от лента похож на неоновый – дает рассеиващий эффект. Это современный источник света, который удобно монтировать и создавать уют в сауне или бане. Светодиоды расположены в специальной оплётке из термоустойчевого силикона, который в свою очередь не дает перегреваться светодиодам, а также дополнительно на ленте установлены резисторы и другие комплектующие стойкие к высокой температуре.