Načítám...

O LED páscích

  1. Titulní stránka
  2. O LED páscích

Obecná charakteristika

Tento text popisuje LED pásky na nízké (bezpečné) napětí. Nezabývá se LED pásky na 230V, které mají oproti popisovaným páskům jistá specifika a konstrukční odlišnosti, ze kterých vyplývají rovněž rozdíly ve způsobu a možnostech použití. 

LED pásky jsou pružné tenké plošné spoje, na kterých jsou v pravidelných roztečích naletovány SMD svítivé LED diody. Šířka LED pásku závisí na typu LED chipu, kterým je osazen a na počtu řad LED. Nejčastěji se používají jednořadé pásky kde se šířka pohybuje od 8 do 10mm. LED pásky jsou složeny z tzv. modulů, což je minimální použitelná část LED pásku. U LED pásků na 12V LED modul tvoří 3 LED chipy. Při osazení 60ks LED/m má modul délku 50mm, při osazení 120ks LED/m má modul délku 25mm. Mezi moduly je možno LED pásek oddělit (odstřihnout). Jednotlivé moduly jsou také na obou koncích opatřeny kontaktními - pájecími body, aby bylo možno napojit požadovanou (odstřiženou) délku. Pokud by se LED pásek odstřihl uvnitř modulu, nebude tento modul svítit. Z elektrotechnického hlediska to funguje tak, že v rámci modulu jsou LED čipy spojeny sériově s příslušným pracovním rezistorem (nebo více rezistory), který nastavuje proud, protékající modulem. Moduly v LED pásku jsou pak spojeny paralelně.

Momentálně se na trhu nejvíce prosazují pásky čipy, 3528 (1210), 5050, 2835, 5730(5630), 3014. Jednotlivé typy se liší vlastnostmi jako jsou zejména rozměry, svítivost a s tím související příkon. Prodávají se i pásky stranově svítící s čipem 335 aj. Známá jsou i jiná provedení pásků např. LED v komůrkách silikonového řetězce ap.

Barvu světla LED pásku určuje barva vyzařování osazených LED diod. K dispozici je celá škála barev, ale typicky se používají modrá, červená, zelená, žlutá a různé odstíny bílé – od teplé až po studenou, téměř do modra. Charakter barev je určován vlnovou délkou a odstín bílé se udává v rozmezí  teplot v Kelvinech (např. teplá bílá = 3000 – 3300K, studená bílá = 6500 – 7000K). V nabídce jsou i tzv. RGB pásky s čipy typu 5050, které mohou za pomoci řídící jednotky (kontroler) svítit různými barvami a měnit je v čase.

Použití

Nejvýkonnější LED pásky se používají pro účely osvětlení, zejména v interiérech, ale vysoký světelný výkon je vykoupen několika omezeními, které se týkají zejména chlazení a maximální délky napájeného úseku. LED pásky se instalují jako zdroje světla ve světelné reklamě, pro účely dekorativního osvětlení interiérů i exteriérů, jako signalizační a orientační prvky, ale použití může být mnohostranné. Výhodou je vysoká životnost LED (udává se až 50000hodin) a nízká spotřeba (asi 6-8x méně než klasická žárovka). Nepřehlédnutelnou výhodou LED osvětlení obecně je také odolnost proti chvění a otřesům.
Významným faktorem, ovlivňujícím životnost LED osvětlení obecně, je provozní teplota. Proto je zejména při použití výkonných pásků nutno počítat s dostatečným odvodem tepla např. nalepením na dobře tepelně vodivý materiál (kov např. hliník), a také dbát na to, aby pásek nebyl umístěn do prostorů s vysokou okolní teplotou nebo nedostatečně odvětraných těsných prostor.

Typy LED pásků

Výběr vhodného typu LED pásku závisí na účelu osvětlení, na prostředí, kde bude svítit, na požadované intenzitě a barvě osvětlení, a také na požadované délce pásku. Někdy může být důležitým parametrem i šířka resp. provedení plošného spoje z hlediska úbytků napětí s délkou pásku (bude podrobněji rozvedeno níže). Typy LED pásků můžeme rozdělit podle několika kritérií:

  1. Podle barvy a světelných parametrů Nejprodávanější jsou v současnosti bíle svítící LED pásky. Typické jsou tři odstíny bílé (udává se ve stupních Kelvina – hypoteticky zářícího tělesa)
  • teplá bílá (warm white – WW) ~ 2800 ~ 3200K – nejbližší odstín klasické žárovce nižšího příkonu (≤60W)
  • neutrální bílá (neutral white NW) ~ 4000 ~ 4500K – příjemný odstín nejčastěji požadovaný pro osvětlení interiérů
  • čistá bílá (pure white – W) ~ 6000 ~ 6500K – odstín budící dojem nejlepšího osvětlení pro práci, a také nejpoužívanější pro prosvětlování reklamních boxů s potiskem

Občas se používají také studenější odstíny nad 7000K, které mají zabarvení téměř do modra. Zkratka W pro odstín se obvykle používá pro LED pásky s odstínem nad 5500K, u čisté bílé se můžeme setkat se zkratkou PW (pure white), u studených odstínů CW (cool white).
    
Kromě bílých odstínů se používají zejména pro dekorativní účely i barevné LED pásky v barvách červená (Red), zelená (Green), modrá (Blue), žlutá (Yellow), a také LED pásky se složenými čipy ze základních barev RGB, které lze za použití příslušných ovladačů přepínat do různých barev nebo volit proměnlivé barevné režimy. U těchto pásku lze ze základních odstínů "namixovat" i bílou barvu, ale barevné podání není příliš uspokojivé, a proto se v poslední době vyrábějí i pásky, které jsou osazeny čipy kombinujícími základní barvy + bílou.
    

  1. Podle napájecího napětí. LED pásky jsou standardně konstruovány pro napájecí napětí 12V nebo 24V. Ve většině se používají pásky 12V. Proto budou následující údaje vztaženy právě k tomuto napájecímu napětí. U pásků s výkonnými LED chipy 2835 se často vyskytuje velký rozptyl v hodnotách příkonu. Výrobci nabízejí různá provedení co se týká pracovního rezistoru v modulu (viz Obecná charakteristika). Nízká hodnota znamená vyšší proudy i vyšší jas LED pásku, ale často je nutno zajistit dostatečné chlazení LED pásku např. použitím Al profilů, a také přípustná délka samostatně napájeného úseku je menší z důvodu poklesu svítivosti. Vysvětlení je v následujícím textu
Typ pásku dle čipu LED   3528   3528   5050   5050   5730   2835   2835 3014  
Typ pásku dle počtu LED   60  ks/m   120ks/m   30ks/m   60ks/m   60ks/m   60ks/m   120ks/m   240ks/m  
Příkon na 1m délky pásku   4,8W   9,6W   7,2W   14,4W   typicky  18 -20W   typicky  8W   typicky  12 -15W   typicky  20 -24W  


Podle typu pásku a jeho délky je nutné správně určit spotřebu resp. příkon pásku, podle toho dimenzovat napájení a vybrat vhodný napájecí zdroj. Výrobci obvykle udávají teoretickou spotřebu na 1m. Tento udávaný příkon ale bývá v praxi i podstatně nižší než ve skutečnosti, zvláště u výkonnějších LED pásků. Příkon se totiž vztahuje ke spotřebě jednoho modulu LED pásku a násobením se vyjádří hodnota na 1m. V praxi ale s délkou vzniká na pásku úbytek napětí v důsledku ztrát na odporu plošného spoje. Čím méně kvalitní matriál je pro spoj pásku použit, tím jsou úbytky větší. U vysoce svítivých LED pásků se ale nemusí jednat o nekvalitní spoj. Při daných rozměrech LED pásku a nutnosti vyšších proudů pro vyšší jas LED diod prostě z fyzikálních důvodů tento úbytek nutně vznikne. Se snižujícím se napětím s délkou pásku protéká vzdálenějšími moduly také menší proud a tím klesá spotřeba. Proto je vhodně u každé aplikace změřit odběr nebo si vyžádat od dodavatele číselné podklady pro výběr vhodného napájecího zdroje.

U aplikací, kde jsou třeba dlouhé úseky LED pásků se musí po určitých délkách přivést znovu do LED pásku od zdroje (nebo od dalšího zdroje) samostatným vodičem napájení, tam kde by již byl patrný pokles svítivosti (závisí na typu pásku). Pokud požadujeme regulaci jasu těchto dlouhých aplikací LED pásků nebo je vyžadováno RGB řešení, používají se zesilovače napájení. U dlouhých úseků je vhodné použít LED pásek na 24V, protože pro přenesení stejného výkonu stačí poloviční proud a tím jsou i úbytky na pásku poloviční, a tím pádem lze použít dvojnásobně dlouhé samostatně napájené úseky proti LED pásku 12V.
V této souvislosti je třeba zmínit, že pro LED zařízení (zvláště výkonová) je vhodné ale často nezbytné napájet je tzv proudovými zdroji, které v udržují stále stejný průtok proudu LED diodami, a tím i stejný jas, v určitém rozmezí napájecího napětí. Dnes jsou k dispozici také LED pásky s integrovanými proudovými zdroji pro dané úseky. Tyto pásky bývají napájené 24V zdrojem konstantního napětí a pásek si sám kompenzuje ztráty vzniklé s délkou a napájí všechny LED po celé délce stejným proudem. O zdojích více níže v odstavci o montáži.

  1. Podle osazených čipů.
        LED pásky jsou nejčastěji osazovány čipy 3528 nebo výkonnějšími 5050, 2835, 5730, příp. 3014 nebo speciálními čipy např. stranově svítící 335
         
        čip 3528, 120LED/m, čistá bílá W
        čip 5050, 60LED/m, teplá bílá WW
        čip 5050, 60LED/m, RGB
        čip 5050, 60LED/m, RGBW
        čip 2835, 120LED/m, neutrální bílá NW
        čip 5730, 60LED/m, čistá bílá W
        čip 3014, 240LED/m, neutrální bílá NW
        čip 335 stranově svítící, 60LED/m, čistá bílá W

        
        
  2. Podle krytí proti vodě.
        LED pásku může být typicky proveden v několika modifikacích:
        a) bez krytí IP20 – LED čipy jsou naletovány na lakovaném plošném spoji
        b) krytí IP54 – povrch pásku je zalit pružnou čirou epoxidovou pryskyřicí
        c) krytí IP65 – LED pásek je volně vložen v silikonové trubce obdélníkového profilu
        d) krytí IP67 – LED pásek je zalit transparentní hmotou v silikonové trubce obdélníkového profilu
        e) krytí IP66 nano - Na LED pásku je nanesena krycí nano vrstva

       
  3. Podle hustoty osazení LED čipy. V současnosti se nejvíce používají LED pásky s hustotou osazení 60ks LED/m nebo 120ks LED/m. Dostupné jsou i 30ks LED/m či 240ks LED/m (u nich je nutno počítat s dostatečným chlazením). Příklady jsou vidět na výše uvedených obrázcích.
        
        
  4. Podle barvy povrchu plošného spoje. Povrch pásku bývá dnes většinou bílý, ale může být i bronzového vzhledu nebo může být lakován i jinou barvou.
 
 

Montáž LED pásku

LED pásek je elektrické zařízení na nízké (bezpečné) stejnosměrné napětí (netýká se pásků na 230V, které nejsou předmětem tohoto textu). V každém případě a vždy je nutno dodržet správnou hodnotu napájecího napětí a polaritu připojení LED pásku ke zdroji. Naprostá většina LED pásků má na plošném spoji označeny + a - póly napájení. K napájení běžných typů LED pásků se používají zdroje stejnosměrného konstantního napětí 12V nebo 24V. LED pásky lze napájet i z baterie nebo akumulátoru příslušného napětí. Pro úplnost je třeba uvést, že se poměrně často používají také LED pásky s integrovanou řídící elektronikou (obvykle RGB, RGBW), které bývají napájeny zdroji 5V.

Pro jednoduché aplikace (jedna nebo několik málo spojených krátkých linií LED pásku) stačí ustřihnout LED pásek na potřebné délky s ohledem na násobky délky segmentu podle typu LED pásku. Pásek je možné ustřihnou vždy jen mezi segmenty, jinak se naruší zapojení segmentu a ten potom nesvítí. U složitějších zapojení je vhodné nejprve důkladně rozmyslet a navrhnout schéma zapojení. Schéma složitějšího zapojení delších soustav LED pásků s ovladačem a zesilovači je uvedeno

Ve všech případech je nezbytné správně dimenzovat výkon napájení včetně případného napojení více zdrojů, stmívačů, ovladačů a zesilovačů. Výkon zdroje je nutno volit s určitou rezervou, která závisí na provozních podmínkách, tedy zejména na tom, zda je zařízení provozováno (zapojeno) trvale nebo jen občas, či zřídka. Doporučujeme minimální rezervu 10-15% ve výkonu zdroje proti příkonu LED zařízení, Pro trvalý provoz 20% a více.

Úseky LED pásku se spojují nejlépe dvojlinkou (lanko). Pro většinu aplikací stačí průřez 2x0,35mm2. pro delší přívody nebo spoje je vhodné použít průřezy větší, u krátkých spojek stačí i 2x0,15mm2. Úbytky napětí na Cu vodiči v závislosti na průřezu a proudu najdete zde. Podle tabulky můžete určit, jaký průřez vodiče je vhodné pro danou délku přívodu a příkon osvětlení volit.

Doporučujeme přívodní vodiče a spojky k LED pásku připájet. Je to nejstabilnější řešení. Existují i různé mechanické spojky LED pásků, ale nejsou vhodné pro všechny typy krytí a kvalitou a spolehlivostí spojení nemohou konkurovat kvalitně provedenému pájenému spoji. Pro napojení pásků ke zdroji, ovladači nebo mezi sebou lze používat i různé konektory, jejichž přívody jsou ovšem k pásku v optimálním případě připájeny.

LED pásek, kromě provedení v silikonové trubce, je na spodní straně opatřen oboustrannou lepicí páskou 3M, takže se dá nalepit na hladký, čistý povrch. Pásky v silikonové trubce se dají připevnit pomocí k tomu určených příchytek nebo zdrhovacích pásků. Pásky nalepené na svislých plochách je dobré i přes dobrou přilnavost vlastní lepicí pásky po úsecích např. 0,5m fixovat vhodným lepidlem nebo jinak.

Balení pásků

LED pásky jsou obvykle baleny v kotoučích s návinem 5m antistatickém sáčku.