Принцип работы, устройство и возможные неисправности светодиодной ленты

Как это устроено
нет комментариев

Для монтажа светодиодной ленты требуется комплект оборудования, состоящий из блока питания, самой ленты и контроллера, если это RGB-светотехнический прибор. Эти элементы продаются в готовом виде, и изобретать ничего не требуется. Соединить их вместе может любой, даже абсолютно не знакомый с электротехникой человек. Просто как детский конструктор. Однако совсем нелишним будет знать принцип работы светодиодной ленты, поскольку она, как и всякая техника, способна ломаться, и причин тому может быть множество, из которых неграмотный монтаж – на первом месте.

Немного теории

Если вы не имеете совершенно никакого представления о том, как работает светодиодная лента, стоит познакомиться с самим принципом ее работы. Ее основной элемент, дающий свет, – это полупроводниковый прибор, состоящий из двух кристаллов. В атомной структуре одного из них преобладают отрицательно заряженные ионы (электроны), а в другом – положительные (так называемые дырки). Если этот кристаллический «бутерброд» подключить к гальванической батарее, то при совпадении полюсов – плюс к элементу с «дырками», а минус к тому, где преобладают электроны – через него потечет ток. Он и вызовет свечение на стыке материалов.

Полупроводник

Заметьте, что эффект свечения возникает только при совпадении плюсов и минусов. То есть, если вы подключите светодиод к источнику переменного тока, то он начнет моргать. Но и это еще не все. Кристаллы эти довольно малы – не более пяти миллиметров в диаметре. Если через них пропустить бытовой ток в 15 А, то они попросту сгорят. По этой причине светодиодные ленты подключают к особым источникам питания, понижающим напряжение и выпрямляющим его.

устройство светодиода

В источнике питания обязательно есть выпрямляющий диодный мост и RC-фильтр на входе, сглаживающий пульсации (нестабильность) питающего напряжения. От этого фильтра и зависит качество блока питания. В самых надежных и дорогих использованы стабилизаторы тока на микросхемах. В простых – те самые RC-фильтры.

Промышленностью выпускаются светодиодные ленты, питающиеся как от 24-х, так и от 12-ти вольт. Выходное напряжение блока питания должно соответствовать этому номиналу.

Электрическая схема БП светодиодных лент похожа на те, что используются для питания осветительных ламп того же типа.

схема светодиодной ленты

Как она устроена

Светодиодная лента – это отрезок плоского пластичного диэлектрика, с одной стороны которого установлены светодиоды, а на другую нанесен слой клея, закрытый защитной пленкой, снимаемой при монтаже. Стандартная длина этого светотехнического прибора пять метров.

Полупроводниковые приборы, на ней смонтированные, соединены последовательно. Токопроводящие дорожки сделаны из фольги методом травления – по тому же принципу, что создают печатные платы. Дорожки обычно закрыты сверху слоем пластика, чтобы уберечь их от повреждения. Кроме светодиодов, в схему ленты входят и некоторые другие элементы. Обычно это балластные сопротивления, единственное назначение которых – сглаживать возможные пульсации тока, чтобы лента не моргала, если ей не задано такого режима. Каждая цепь светодиодов паяется на отдельной дорожке. Если полупроводниковые приборы маленькие, то могут быть включены попарно, параллельно друг другу. Это делается для увеличения интенсивности свечения.

1

Каждая дорожка RGB-ленты может работать самостоятельно, но будет светить одним цветом. Изменение спектра происходит при их совместной работе – включенные одновременно, они излучают белый свет. Варианты создает контроллер – дополнительный управляющий элемент, обычно идущий в комплекте её поставки.

Тот конец ленты, к которому подключается блок питания, обычно имеет припаянные выводы – провода разного цвета. Черный – всегда нулевой. Красный – фазный (сигнальный). Если лента цветная, то питающих проводов не два, а четыре – черный, красный, синий, зеленый. Если перепутать сигнальные провода в RGB-ленте, то катастрофы не произойдет, просто пульт управления будет включать не те эффекты, что предусмотрено. Путать нулевой провод с сигнальным не рекомендуется – ленту можно сжечь. На конце, противоположном блоку питания, все дорожки соединены пайкой.

Источники света сгруппированы по 6–12 штук. Это сделано для того, чтобы ленту можно было разрезать при необходимости. На концах каждой из них устроены дополнительные группы контактов, а также указан номинал питающего напряжения и полярность. У RGB-лент четыре контакта, а у одноцветных два.

2

Теперь, зная в общих чертах принцип работы светодиодной ленты и ее устройство, давайте перейдем к практике – рассмотрению типичных неисправностей.

Основные неисправности

Внешне неисправности светодиодных лент выглядят так:

1) не горит совсем;

2) горит тускло;

3) мигает.

Не горит

Если основная неисправность «забыл включить» исключена, то лента может не гореть по следующим причинам:

1) не тот номинал выходного напряжения блока питания;

2) перепутаны сигнальный (фазный) провод и заземляющий;

3) неисправна лента или блок питания.

Номиналы напряжений написаны на корпусе БП и на самой ленте. Сигнальный провод всегда красный, его подключают к плюсу. Заземляющий может быть черным или синим. Неисправность блока питания можно проверить, подключив к его выходу автомобильную лампочку (не галогеновую).

Горит тускло

Здесь тоже могут быть варианты:

1) тускло на всем протяжении;

2) резкое уменьшение интенсивности света к середине или концу.

Если лента горит не так ярко, как вам того хотелось бы, то, возможно, вы выбрали не тот тип. Они могут быть со светодиодами 3 на 2,8 мм или 5 на 5 мм. Также разным может быть количество полупроводников на одном метре: 30, 60, 120, 240. Обращайте внимание на маркировку при покупке.

Как вариант причины не той интенсивности света – подключение ленты на 24 вольта к источнику питания с выходом в 12 вольт.

Резкое уменьшение интенсивности свечения по длине говорит о том, что вы подобрали источник питания не той мощности. Обычно в маркировке приборов указывают мощность на один метр длины. Умножьте ее на длину ленты, и вы получите минимально допустимый уровень мощности БП. По канонам электротехники он должен быть не менее чем на 30 процентов больше, чем тот, что требуется для работы потребителя. В идеальном варианте превышение мощности БП над лентой должно быть двойным.

Мигание ленты

Почему моргает светодиодная лента – наиболее сложный вопрос. Сначала надо разобраться с характером мигания.

1. Периодическое равномерное мигание.

2. Хаотическое.

Светодиоды могут мигать с равномерной частотой по нескольким причинам:

1) вышел из строя выпрямительный мост в БП и на ленту подается переменное напряжение;

2) залипли кнопки пульта управления;

3) неисправен контроллер.

Хаотическое моргание – верный признак плохого контакта. Подтяните все болтики-винтики на разъемах. Убедитесь, что контакты механических коннекторов не окислились – это бывает, если в помещении сыро.

Сложный случай – если во время пайки использовался флюс с кислотой. Возможна коррозия контактов и их полный распад.

1

Также причиной хаотического мигания ленты может быть неправильно проведенный монтаж. Например, вы ее просто приклеили к стене, воспользовавшись липким слоем на тыльной стороне.

Не расслабляйтесь, считая, что этот прибор совсем не греется. У длинных лент с большим количеством полупроводников на поверхности потребляемая мощность может достигать сотен ватт. Если не отводить от них тепло, то могут «поплыть» места пайки светодиодов. Разбалтывание контактов приводит к дальнейшему нагреву. Чтобы этого казуса не произошло, используйте специальные металлические монтажные каналы для светодиодных лент.

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

[contentblock id=4]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.