Les tires de llum LED són més conegudes per la seva estructura plana i la seva il·luminació moderna. Però has pensat mai com funcionen aquestes lluminàries primes?
Les tires de llum LED tenen nombrosos xips LED disposats per tota la placa de circuit. A mesura que el corrent elèctric passa pels xips LED, aquests produeixen energia en forma de llum mitjançant el procés d'electroluminescència. Molta més ciència està relacionada amb el color de les llums emeses. A més, nombrosos factors com la tensió, la qualitat del xip LED, el flux de corrent, etc., afecten la sortida de llum final.
Per tant, enganxeu-vos el cinturó de seguretat per submergir-vos en el món de la ciència per explorar com funcionen les tires LED.
Què és la tira de llum LED?
Les tires de llum LED són plaques de circuits impresos flexibles poblades amb díodes emissors de llum. Tenen estructures en forma de corda o cinta que es poden muntar a qualsevol àrea: sostre, parets, cantonades o espais reduïts. La característica més destacable de les tires LED és que les podeu tallar a la longitud que necessiteu. A més, tenen funcions avançades que no tenen llums LED habituals.
El disseny ajustat de les tires de llum LED les fa aptes per a il·luminació interior i exterior. Aquestes llums estan disponibles en diferents variacions de color. També podeu tenir un major control sobre els llums integrant-los amb el comandament a distància.
Components de la tira LED
El component essencial de les tires LED inclou els següents:
- Xips LED: Els xips LED són el component que emet llum de les tires LED. Estan disposats al llarg de les tires LED. Aquests xips LED emeten llum quan l'electricitat passa per la tira. El color de la llum emesa depèn del color del xip LED. Les tires LED d'un sol color contenen només un xip de color, mentre que les tires LED RGB contenen xips LED vermells, verds i blaus. La qualitat d'una tira LED depèn en gran mesura del seu xip. Consulteu aquest article per conèixer els millors fabricants de xips LED: Llista de fabricants de xips LED més famosos (2023).
- Targeta de circuits: La tira de LED té una placa de circuit imprès que actua com a cos estructural de l'aparell. Això defineix la forma de la corda de la tira LED. Els xips LED i altres components estan disposats dins d'aquesta placa. Per saber més sobre FPCB, consulteu això: Tot el que hauríeu de saber sobre FPCB.
- conductor: baix o tires LED de tensió constant requereix un conductor per regular el subministrament de corrent i tensió. Assegura que es subministra una potència adequada a les tires LED per obtenir un rendiment òptim. Tanmateix, les tires LED d'alta tensió no necessiten un controlador. Per obtenir més informació sobre el controlador LED, comproveu això Una guia completa dels controladors LED.
- controlador: A controlador s'utilitza per ajustar la brillantor i el color de la tira LED. Poden ser de diferents tipus: controlador IR, controlador Bluetooth/Wi-Fi, controlador DMX LED, controlador Zigbee, etc. Per saber més sobre els controladors de tira de LED, comproveu això: Controlador LED: una guia completa.
- Resistències: Les resistències s'integren al circuit de tires LED per limitar el flux de corrent. Evita que les tires desbordin el corrent a causa de la sobretensió, que pot danyar l'aparell.
- Punts de tall i connectors: La marca de punts de coure (generalment tres punts) present al PCB de les tires LED es marquen com a punts de tall i connectors. Aquests punts indiquen la marca de tall on podeu tallar la tira amb seguretat sense danyar el seu circuit. De nou, podeu connectar les peces tallades o una altra tira als punts si voleu. Per obtenir més informació sobre els punts de tall i els connectors, consulteu això: Podeu tallar les tires LED i com connectar-vos: guia completa.
- Encapsulació: L'encapsulació de la tira LED protegeix els xips LED i altres components de la placa de circuits de l'entrada. Normalment està fet d'una capa epoxi o de silicona que impedeix el contacte directe dels LED amb aigua, humitat o pols.
- Dissipador de calor: Els dissipadors de calor estan integrats dins dels accessoris per evitar que les tires LED s'escalfin. Tanmateix, les tires LED no s'escalfen fàcilment, però les tires d'alta tensió poden enfrontar-se a aquests problemes. En aquest cas, el dissipador de calor desespera la calor lluny de la font de llum, mantenint-la fresca. Per saber-ne més, consulta aquest article- Dissipador de calor LED: què és i per què és important?
- Suport adhesiu: Les tires LED són fàcils de muntar amb suport adhesiu. Només cal treure la cinta i prémer-la a la superfície d'instal·lació; això és! Comproveu això per obtenir una guia total sobre l'adhesiu de tires LED. Com triar les cintes adhesives adequades per a la tira LED.
Tipus de tires LED basades en el principi de funcionament
Segons el principi de funcionament de les tires LED, es poden dividir en dues categories: analògica i digital. Aquestes es comenten a continuació-
Tira LED analògica
Les tires LED analògiques es coneixen com a tires LED estàndard o no adreçables. Venen en un espectre d'un sol o tot color (RGB). Podeu tallar aquestes tires LED a la longitud que necessiteu. Normalment, hi ha punts o marques de tisora cada 5 o 10 cm per indicar els punts de tall. (Pot variar d'una marca a una altra; algunes marques també ofereixen opcions de personalització de la longitud de tall). Les tires LED analògiques són més barates que les digitals. Venen en bobines, normalment de 5 metres/bobina. També trobareu opcions per triar la densitat de LED o el nombre de LED per metre. Exemple de tira LED analògica- Tira LED d'un sol color. Les característiques bàsiques d'una tira LED analògica són les següents:
- No adreçable
- No tenen xips IC
- Tallable
- Principi De Funcionament
Les tires LED es divideixen en petits segments; el punt inicial i final de cada marca de tall s'anomena segment. Normalment, cada segment conté tres LED o sis LED. Cadascun d'aquests LED està connectat en un circuit en sèrie. Això suma la tensió de funcionament de cada xip i proporciona una tensió més alta a la tira LED. A continuació, la tira LED connecta tots els segments en sèrie paral·lela. Això permet una distribució constant de tensió. És per això que el consum de corrent augmenta a mesura que augmenta la longitud de la tira LED.
- Mètode de control
Les tires LED analògiques utilitzen un mètode bàsic de control d'un sol canal que inclou l'ajust dels nivells de tensió i la modulació d'amplada de pols (PWM). A mesura que augmenta la tensió, la llum es veu més brillant i, amb el seu decrement, la resplendor s'atenua. D'altra banda, el PWM funciona engegant i apagant bruscament els LED a una freqüència predeterminada. La brillantor percebuda es determina dividint el cicle de treball (o el temps que els LED estan encès) per tot el temps. Com a resultat, una il·luminació més brillant es produeix amb cicles de treball més grans, mentre que la il·luminació més tènue es produeix amb cicles de treball més baixos. Podeu controlar aquestes tires LED mitjançant reguladors o comandaments a distància.
- Control de color
Les tires LED analògiques poden ser d'un sol color o RGB. Les tires LED d'un sol color vénen en un color particular com: blanc, blanc càlid, vermell, verd, etc. Les tires LED analògiques utilitzen el mètode PWM per controlar el color d'aquestes tires. Però per a les tires LED RGB, el color de la llum es controla barrejant diferents colors de llum. Per exemple, si voleu aportar llum de color groc, barreja la llum groga i vermella per portar el groc.
- Aplicacions
Les tires LED analògiques són ideals per a espais amb suficients canvis de color sincronitzats o il·luminació d'un sol color. Per exemple, podeu utilitzar-los per a il·luminació d'accent, il·luminació de tasques i altres il·luminació decorativa a casa o oficina.
Tira LED digital
És possible que hagis vist el color de l'arc de Sant Martí fluir en una sola tira LED; aquests són tires LED digitals. Aquesta tira de LED conté un xip de controlador i un xip IC que permet un control individual sobre cada segment de la tira de LED. Per aquest motiu, s'anomenen tires LED adreçables. A més de l'aparença d'il·luminació màgica, les tires de LED digitals també es coneixen com a tires LED màgiques o tires de LED de colors de somni. Les tires LED digitals es divideixen en dues categories principals: Cintes LED digitals DMX512 i Cintes LED digitals SPI. Les característiques bàsiques de les tires LED digitals són:
- Direccionable
- Tingueu un xip de controlador i un xip IC
- Tallable
- Principi De Funcionament
Cada LED de la tira de LED digital té el seu microcontrolador, que permet un control independent (IC) de cada LED. Aquests microcontroladors es connecten en sèrie al llarg de la tira i es comuniquen mitjançant un protocol de dades digitals. Un controlador central envia senyals de control a la tira de LED, indicant el color i la brillantor de cada LED. A mesura que els senyals de control viatgen per la tira, cada microcontrolador llegeix la seva part de les dades i processa les instruccions. Aleshores, el microcontrolador ajusta la intensitat dels components vermells, verds i blaus dels seus respectius LED, donant com a resultat el color i la brillantor desitjats. Aquest procés es repeteix per a cada LED al llarg de la tira. Per tant, permet efectes d'il·luminació, animacions i patrons dinàmics, ja que cada LED pot mostrar diferents colors i nivells de brillantor de manera independent. Per saber-ne més, consulta aquest article- La guia definitiva per a la tira LED adreçable.
- Mètode de control
Les tires LED digitals utilitzen un mètode de control individual. És a dir, cadascun dels segments es pot controlar individualment. Un controlador central, com un Arduino o Raspberry Pi, envia ordres a cada segment LED. Seguint l'ordre, el LED canvia els seus colors en conseqüència. Així, ofereix un control precís i personalitzat de la tira, la qual cosa les fa ideals per a aplicacions que requereixen pantalles d'il·luminació dinàmica.
- Control de color
Podeu tenir un ampli control del color sobre la tira de LED digital. Us permet seleccionar la sortida de color de cada segment de les tires. Així, podeu crear diversos colors en una sola tira LED alhora.
- Aplicacions
Les tires LED digitals són excel·lents per a esdeveniments com: concerts, festes, festivals, etc. També podeu utilitzar aquestes llums per decorar espais comercials com bars, motels, pubs, gimnasos, KTV, etc.
Tira LED analògica vs. Tira de LED digital
| Criteris | Tira LED analògica | Tira de LED digital |
| Direccionable | no | Sí |
| Xip IC | No present | Present |
| Mètode de control | Control d'un sol canal | Control individual |
| Control de color | Limitat: un color per a tota la tira LED alhora | Dinàmic: diferents colors per a cada secció de LED |
| Cost | Estàndard | Caro |
Mecanisme de treball de les tires LED
El mecanisme de treball de la tira de llum LED es realitza mitjançant el procés d'electroluminescència. Els LED de la tira de LED estan formats per materials semiconductors. Quan l'electricitat passa per aquests materials, emeten llum. Aquest procés es coneix com a electroluminescència, que és com les tires LED produeixen llum. El mecanisme de treball es discuteix a continuació en detall:
Mecanisme d'emissió de llum
El xip LED que roman disposat a través de les tires LED està fet de dues capes de material semiconductor. Aquests són: semiconductors de tipus p i semiconductors de tipus n. El semiconductor de tipus P ha canviat positivament els forats. En canvi, el semiconductor de tipus n té un excés d'electrons i està carregat negativament. El punt on es troben aquests dos semiconductors es coneix com a unió pn.
Quan s'aplica tensió a la tira LED, els electrons del tipus n es mouen cap als forats de tipus p i viceversa. Quan els forats i els electrons es troben amb la unió pn, es recombinen i alliberen energia com a fotons (llum). A mesura que es proporciona tensió a tota la tira, tots els LED s'il·luminen simultàniament, donant lloc a una font de llum contínua i uniforme. Així és com es produeix la llum a la tira LED. Podeu controlar la brillantor de la llum emesa ajustant la quantitat de corrent que flueix pels LED mitjançant resistències o reguladors electrònics.
Color de la llum emesa
El color de la llum emesa depèn de la bretxa d'energia de banda del semiconductor. És a dir, el material semiconductor té el paper principal a l'hora de decidir el color de la llum d'una tira LED. El gràfic següent mostra diferents colors clars produïts a causa dels canvis en els materials semiconductors:
| Material semiconductor | Color de la llum emesa |
| Arseniur de gal·li (GaAs) | Infrarojos (IR) |
| Fosfur de gal·li (GaP) | Xarxa |
| Nitrur de gal·li (GaN) | Blau, verd, blanc |
| Nitrur d'indi gal·li (InGaN) | Blau, verd, ultraviolat |
| Carbur de silici (SiC) | Blau verd |
| Sulfur de zinc (ZnS) | Groc, Taronja |
| Fosfur d'alumini gal·li indi (AlGaInP) | Vermell, taronja, groc |
Barreja de colors
Per a les tires LED RGB, la barreja de colors crea la veritable màgia. Combinant els tres colors primaris: vermell, verd i blau, les tires LED RGB poden aportar més de 16 milions de tonalitats! Per exemple, si voleu crear llum groga, el díode vermell i groc del xip LED s'il·lumina amb la mateixa intensitat, mantenint la llum blava apagada. Així, es crea el groc. Amb aquest principi, les tires LED RGB combinen el color i creen milions de tonalitats. Per saber més sobre les llums RGB, consulteu això: Què és la il·luminació RGB?
Reflexió i refracció de la llum emesa
La llum emesa dels xips LED passa llavors a través del material d'encapsulació (epoxi o silicona) de la tira de LED. Això difon i distribueix uniformement la llum a l'entorn. Per tant, així és com funcionen les tires LED.
Factors que afecten la sortida de llum de les tires LED
La sortida de llum de les tires LED es veu afectada per diversos motius. Els factors principals són els següents:
- Xip LED i qualitat del controlador
La qualitat del xip LED i el controlador poden afectar molt la sortida d'il·luminació de les tires LED. Per exemple- si Binning LED no es fa correctament, les tires LED no podran proporcionar la brillantor del color de la llum desitjada ni mostrar altres problemes. A més, els defectes del controlador poden provocar un excés de flux de corrent que pot danyar les tires LED.
- Potència del xip LED
La potència nominal determina el consum màxim d'energia del xip LED. Una potència més alta significa una llum més brillant. Però amb l'augment de la potència, la producció de calor també augmenta. Això eventualment sobreescalfa les tires LED, cosa que pot causar danys permanents.
- Corrent i tensió
Les tires LED tenen certs requisits de corrent i tensió per a un rendiment òptim. Per exemple, si introduïu 24 V a una tira de LED de 12 V, podria danyar la tira de LED o provocar un mal funcionament. Això sobreescalfarà la tira i pot provocar un esgotament o danys permanents.
- Temperatura
Els LED són sensibles a la temperatura. Les temperatures més altes poden danyar l'aparell. És per això que les tires LED estan integrades amb un dissipador de calor que actua com a ventilador. Això manté la llum fresca, reduint les possibilitats de danys LED a causa del sobreescalfament.
- CRI
CRI són les sigles de Color Rendering Index. Determina la precisió de la llum LED amb la il·luminació natural. S'escala de 0 a 100 de qualificació; un grau més alt significa una millor precisió del color. Una mala classificació CRI afectarà la sortida de llum. Per tant, mantingueu sempre el CRI per sobre de 80; per sobre de 90 seria el millor. Per obtenir més informació, consulteu aquest article- Què és el CRI?
- Temperatura de color
La temperatura del color afecta l'aparició del color clar. La temperatura de color més alta proporciona una il·luminació excel·lent, mentre que la temperatura més baixa proporciona una il·luminació càlida. Per tant, quan compreu tires LED, heu de comprovar la seva temperatura de color. Tanmateix, les tires LED blanques ajustables són una opció excel·lent per personalitzar la temperatura del color de la llum. Per saber més sobre això, consulteu aquest article- Com triar la temperatura de color de la tira LED?
- Angle de biga
La distribució de la llum depèn molt de la angle de biga de les tires LED. Un angle de feix estret proporciona més il·luminació de focus. Tanmateix, opteu per un angle de feix ampli per cobrir la zona de la frontera.
- altres
A més dels fets esmentats anteriorment, la sortida d'il·luminació de les tires LED també es veu afectada per la densitat del LED, la mida del xip, el difusor, la neteja de la coberta, etc. L'entorn o la humitat/pols també poden afectar la sortida de llum al llarg del temps.
Consells per triar les millors tires LED
Els requisits de les tires LED varien per a diferents aplicacions. Venen en diversos colors i facilitats de personalització. No obstant això, totes les ratlles LED no són adequades per a cada tipus de lliurament. Per tant, aquí us vaig comprar un segment de consells ràpids per ajudar-vos a triar el millor:
- Considereu l'àrea d'instal·lació abans de comprar una tira LED per al vostre projecte. Si voleu obtenir accessoris per a il·luminació exterior, trieu una classificació IP més alta. Això protegirà les vostres tires LED de condicions meteorològiques adverses com tempestes, vent, pols o pluja.
- Comproveu sempre la tensió nominal de les tires. Si la tensió d'entrada supera la tensió requerida, danyarà les tires LED.
- Tingueu en compte la temperatura del color per crear un ambient directe amb la vostra il·luminació. Recordeu que la il·luminació càlida crea un ambient acollidor. Són excel·lents per a la il·luminació del dormitori, la sala d'estar o el saló. D'altra banda, la il·luminació fresca crea un ambient energètic. Funcionen millor per a la il·luminació de tasques.
Preguntes freqüents
La línia de base
Les tires LED funcionen a baixa tensió, per la qual cosa són ideals per a diverses aplicacions. Tant si es tracta d'interiors de casa com d'exterior, aquests accessoris funcionen de manera excel·lent per donar una il·luminació perfecta. Tanmateix, la qualitat és important per obtenir la millor il·luminació. Però no us preocupeu, amb LEDYi, oferim la millor qualitat a preus competitius. Si necessiteu una solució personalitzada, també us podem ajudar amb això. A més, tenim tots dos analògic i tires LED digitals. Per tant, siguin quins siguin els vostres requisits, LEDYi és la vostra solució definitiva!
