LED-Lichtbänder sind vor allem für ihre flache Bauweise und moderne Lichtleistung bekannt. Aber haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie diese dünnen Leuchten funktionieren?
LED-Streifenleuchten verfügen über zahlreiche LED-Chips, die auf der gesamten Leiterplatte verteilt sind. Wenn elektrischer Strom durch die LED-Chips fließt, erzeugen sie durch den Elektrolumineszenzprozess Energie in Form von Licht. Viel mehr Wissenschaft hängt mit der Farbe des emittierten Lichts zusammen. Darüber hinaus beeinflussen zahlreiche Faktoren wie Spannung, Qualität des LED-Chips, Stromfluss usw. die endgültige Lichtleistung.
Schnallen Sie sich also an, um in die Welt der Wissenschaft einzutauchen und herauszufinden, wie LED-Streifenlichter funktionieren.
Was ist LED-Streifenlicht?
LED-Lichtbänder sind flexible Leiterplatten, die mit Leuchtdioden bestückt sind. Sie verfügen über seil- oder bandförmige Strukturen, die an jedem beliebigen Ort montiert werden können – Decke, Wände, Ecken oder enge Räume. Das bemerkenswerteste Merkmal von LED-Streifen ist, dass Sie sie auf die gewünschte Länge zuschneiden können. Darüber hinaus verfügen sie über erweiterte Funktionen, die herkömmlichen LED-Leuchten fehlen.
Das schlanke Design der LED-Lichtbänder macht sie für die Innen- und Außenbeleuchtung geeignet. Diese Leuchten sind in verschiedenen Farbvarianten erhältlich. Sie können die Lichter auch besser steuern, indem Sie sie mit einer Fernbedienung integrieren.
Komponenten des LED-Streifens
Der wesentliche Bestandteil von LED-Streifen umfasst Folgendes:
- LED-Chips: LED-Chips sind die lichtemittierende Komponente von LED-Streifen. Sie sind über die gesamten LED-Streifen verteilt. Diese LED-Chips geben Licht ab, wenn Strom durch den Streifen geleitet wird. Die Farbe des emittierten Lichts hängt von der Farbe des LED-Chips ab. Einfarbige LED-Streifen enthalten nur einen Farbchip, wohingegen RGB-LED-Streifen rote, grüne und blaue LED-Chips enthalten. Die Qualität eines LED-Streifens hängt stark von seinem Chip ab. In diesem Artikel finden Sie die besten Hersteller von LED-Chips. Liste der bekanntesten LED-Chip-Hersteller (2023).
- Leiterplatte: Der LED-Streifen verfügt über eine Leiterplatte, die als Strukturkörper der Leuchte dient. Dadurch wird die Seilform des LED-Streifens definiert. Innerhalb dieser Platine sind die LED-Chips und weitere Komponenten angeordnet. Um mehr über FPCB zu erfahren, schauen Sie hier – Alles, was Sie über FPCB wissen sollten.
- Treiber: niedrig oder Konstantspannungs-LED-Streifen benötigen a Fahrer zur Regelung der Strom- und Spannungsversorgung. Es sorgt dafür, dass die LED-Streifen mit ausreichend Strom versorgt werden, um eine optimale Leistung zu erzielen. Hochvolt-LED-Streifen benötigen jedoch keinen Treiber. Weitere Informationen zum LED-Treiber finden Sie hier Ein vollständiger Leitfaden für LED-Treiber.
- Regler: A Controller dient zur Einstellung der Helligkeit und Farbe des LED-Streifens. Sie können unterschiedlicher Art sein: IR-Controller, Bluetooth/Wi-Fi-Controller, DMX-LED-Controller, Zigbee-Controller usw. Weitere Informationen zu LED-Streifen-Controllern finden Sie hier: LED-Controller: Ein umfassender Leitfaden.
- Widerstände: Um den Stromfluss zu begrenzen, werden in den Stromkreis von LED-Streifen Widerstände integriert. Es verhindert, dass die Streifen aufgrund von Überspannung überlaufen, was zu Schäden am Gerät führen kann.
- Schnittpunkte und Anschlüsse: Die gepunkteten Kupfermarkierungen (normalerweise drei Punkte) auf der Leiterplatte von LED-Streifen werden als Schnittpunkte und Anschlüsse markiert. Diese Punkte zeigen die Schnittmarkierung an, an der Sie den Streifen sicher schneiden können, ohne seinen Schaltkreis zu beschädigen. Auch hier können Sie bei Bedarf die ausgeschnittenen Stücke oder einen weiteren Streifen mit den Punkten verbinden. Weitere Informationen zu Schnittpunkten und Anschlüssen finden Sie hier: Können Sie LED-Streifen schneiden und anschließen: Vollständige Anleitung.
- Verkapselung: Die Kapselung des LED-Streifens schützt die LED-Chips und andere Komponenten auf der Platine vor Eindringen. Diese besteht in der Regel aus einer Epoxid- oder Silikonschicht, die den direkten Kontakt der LEDs mit Wasser, Feuchtigkeit oder Staub verhindert.
- Kühlkörper: In die Leuchten sind Kühlkörper integriert, um eine Überhitzung der LED-Streifen zu verhindern. Allerdings kommt es bei LED-Streifen nicht so schnell zu einer Überhitzung, bei Hochspannungsstreifen können diese Probleme jedoch auftreten. In diesem Fall leitet der Kühlkörper die Wärme von der Lichtquelle ab und hält sie kühl. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel. LED-Kühlkörper: Was ist das und warum ist er wichtig?
- Selbstklebende Rückseite: Die LED-Streifen lassen sich einfach mit selbstklebender Rückseite montieren. Sie müssen lediglich das Klebeband entfernen und es auf die Installationsfläche drücken; das ist es! Sehen Sie sich dies an, um eine vollständige Richtlinie zum Kleben von LED-Streifen zu erhalten. So wählen Sie die richtigen Klebebänder für LED-Streifen aus.
Arten von LED-Streifen basierend auf dem Funktionsprinzip
Basierend auf dem Funktionsprinzip von LED-Streifen können sie in zwei Kategorien unterteilt werden: analog und digital. Diese werden im Folgenden besprochen:
Analoger LED-Streifen
Analoge LED-Streifen werden als Standard- oder nicht adressierbare LED-Streifen bezeichnet. Sie sind im Einzelfarben- oder Vollfarbspektrum (RGB) erhältlich. Sie können diese LED-Streifen auf die gewünschte Länge zuschneiden. Normalerweise gibt es alle 5 cm oder 10 cm Punkte oder Scherenmarkierungen, um die Schnittpunkte anzuzeigen. (Es kann von Marke zu Marke unterschiedlich sein; einige Marken bieten auch individuelle Optionen für die Schnittlänge an). Analoge LED-Streifen sind günstiger als digitale. Sie werden in Rollen geliefert, in der Regel 5 Meter pro Rolle. Optionen finden Sie auch bei der Auswahl der LED-Dichte oder der Anzahl der LEDs pro Meter. Beispiel eines analogen LED-Streifens Einfarbiger LED-Streifen. Die Grundmerkmale eines analogen LED-Streifens sind wie folgt:
- Nicht adressierbar
- Habe keine IC-Chips
- schneidbar
- Funktionsprinzip
LED-Streifen sind in kleine Segmente unterteilt; Der Anfangs- und Endpunkt jeder Schnittmarkierungslänge wird als Segment bezeichnet. Normalerweise enthält jedes Segment drei LEDs oder sechs LEDs. Jede dieser LEDs ist in einer Reihenschaltung geschaltet. Dadurch addiert sich die Betriebsspannung jedes Chips und sorgt für eine höhere Spannung am LED-Streifen. Anschließend verbindet der LED-Streifen alle Segmente parallel in Reihe. Dies ermöglicht eine konstante Spannungsverteilung. Deshalb steigt der Stromverbrauch mit zunehmender Länge des LED-Streifens.
- Kontroll-Methode
Analoge LED-Streifen verwenden eine grundlegende Einkanal-Steuerungsmethode, die die Anpassung von Spannungspegeln und Pulsweitenmodulation (PWM) umfasst. Wenn die Spannung ansteigt, erscheint das Licht heller, und wenn die Spannung abnimmt, wird das Leuchten schwächer. Andererseits funktioniert die PWM durch abruptes Ein- und Ausschalten der LEDs mit einer vorgegebenen Frequenz. Die wahrgenommene Helligkeit wird ermittelt, indem der Arbeitszyklus (oder die Einschaltzeit der LEDs) durch die Gesamtzeit geteilt wird. Dadurch wird bei größeren Arbeitszyklen eine hellere Beleuchtung erzeugt, während bei niedrigeren Arbeitszyklen eine schwächere Beleuchtung erzeugt wird. Sie können diese LED-Lichtbänder mit Dimmern oder Fernbedienungen steuern.
- Farbsteuerung
Analoge LED-Streifen können entweder einfarbig oder RGB sein. Die einfarbigen LED-Streifen gibt es in einer bestimmten Farbe wie Weiß, Warmweiß, Rot, Grün usw. Analoge LED-Streifen verwenden die PWM-Methode, um die Farbe dieser Streifen zu steuern. Bei RGB-LED-Streifen wird die Lichtfarbe jedoch durch Mischen verschiedener Lichtfarben gesteuert. Wenn Sie beispielsweise gelbes Farblicht erzeugen möchten, mischt es gelbes und rotes Licht, um Gelb zu erzeugen.
- Anwendungen
Analoge LED-Streifen sind ideal für Räume mit ausreichend synchronisierten Farbwechseln oder einfarbiger Beleuchtung. Sie können sie beispielsweise als Akzentbeleuchtung, Arbeitsbeleuchtung und andere dekorative Beleuchtung in Ihrem Haus oder Büro verwenden.
Digitaler LED-Streifen
Möglicherweise haben Sie den regenbogenähnlichen Farbfluss in einem einzelnen LED-Streifen gesehen. diese sind digitale LED-Streifen. Dieser LED-Streifen enthält einen Treiberchip und einen IC-Chip, die eine individuelle Steuerung jedes Segments des LED-Streifens ermöglichen. Aus diesem Grund werden sie als adressierbare LED-Streifen bezeichnet. Neben der magischen Lichtoptik werden digitale LED-Streifen auch als magische LED-Streifen oder Traumfarben-LED-Streifen bezeichnet. Digitale LED-Streifen werden in zwei Hauptkategorien unterteilt: DMX512 digitale LED-Streifen und SPI digitale LED-Streifen. Die Grundmerkmale digitaler LED-Streifen sind:
- Adressierbar
- Verfügen über einen Treiberchip und einen IC-Chip
- schneidbar
- Funktionsprinzip
Jede LED auf dem digitalen LED-Streifen verfügt über einen Mikrocontroller, der eine unabhängige Steuerung (IC) jeder LED ermöglicht. Diese Mikrocontroller sind entlang des Streifens in Reihe geschaltet und kommunizieren über ein digitales Datenprotokoll. Ein zentraler Controller sendet Steuersignale an den LED-Streifen und bestimmt die Farbe und Helligkeit jeder LED. Während die Steuersignale den Streifen entlang wandern, liest jeder Mikrocontroller seinen Teil der Daten und verarbeitet die Anweisungen. Der Mikrocontroller passt dann die Intensität der roten, grünen und blauen Komponenten seiner jeweiligen LED an, was zu der gewünschten Farbe und Helligkeit führt. Dieser Vorgang wiederholt sich für jede LED entlang des Streifens. Dadurch sind dynamische Lichteffekte, Animationen und Muster möglich, da jede LED unabhängig voneinander unterschiedliche Farben und Helligkeitsstufen darstellen kann. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel. Der ultimative Leitfaden für adressierbare LED-Streifen.
- Kontroll-Methode
Digitale LED-Streifen verwenden eine individuelle Steuerungsmethode. Das heißt, jedes der Segmente kann einzeln angesteuert werden. Ein zentraler Controller, wie ein Arduino oder Raspberry Pi, sendet Befehle an jedes LED-Segment. Nach dem Befehl ändert die LED entsprechend ihre Farben. Dadurch ist eine präzise und individuelle Steuerung des Streifens möglich, was ihn ideal für Anwendungen macht, die dynamische Lichtdarstellungen erfordern.
- Farbsteuerung
Sie können die Farbe des digitalen LED-Streifens umfassend steuern. Hier können Sie die Farbausgabe für jedes Segment der Streifen auswählen. Somit können Sie mehrere Farben gleichzeitig in einem einzigen LED-Streifen erzeugen.
- Anwendungen
Digitale LED-Streifen eignen sich hervorragend für Veranstaltungen wie Konzerte, Partys, Festivals usw. Sie können diese Lichter auch zur Dekoration von Gewerbeflächen wie Bars, Motels, Pubs, Fitnessstudios, KTV usw. verwenden.
Analoger LED-Streifen vs. Digitaler LED-Streifen
| Eigenschaften | Analoger LED-Streifen | Digitaler LED-Streifen |
| Adressierbar | Nein | Ja |
| IC-Chip | Nicht vorhanden | Gegenwart |
| Kontroll-Methode | Einkanalige Steuerung | Individuelle Steuerung |
| Farbsteuerung | Begrenzt: jeweils eine Farbe für den gesamten LED-Streifen | Dynamisch: unterschiedliche Farben für jeden LED-Bereich |
| Kosten | Standard | Teuer |
Arbeitsmechanismus von LED-Streifenlichtern
Der Funktionsmechanismus von LED-Streifenlichtern erfolgt durch den Elektrolumineszenzprozess. Die LEDs des LED-Streifens bestehen aus Halbleitermaterialien. Wenn Strom durch diese Materialien geleitet wird, emittieren sie Licht. Dieser Vorgang wird Elektrolumineszenz genannt, bei dem LED-Streifen Licht erzeugen. Der Arbeitsmechanismus wird im Folgenden im Detail besprochen.
Licht emittierender Mechanismus
Der LED-Chip, der über die gesamten LED-Streifen verteilt bleibt, besteht aus zwei Schichten Halbleitermaterial. Dies sind Halbleiter vom p-Typ und Halbleiter vom n-Typ. Der Halbleiter vom P-Typ hat positiv veränderte Löcher. Im Gegensatz dazu verfügt der Halbleiter vom n-Typ über überschüssige Elektronen und ist negativ geladen. Der Punkt, an dem sich diese beiden Halbleiter treffen, wird als pn-Übergang bezeichnet.
Wenn Spannung an den LED-Streifen angelegt wird, bewegen sich die Elektronen vom n-Typ in Richtung der p-Typ-Löcher und umgekehrt. Wenn die Löcher und Elektronen auf den pn-Übergang treffen, rekombinieren sie und geben Energie als Photonen (Licht) ab. Da der gesamte Streifen mit Spannung versorgt wird, leuchten alle LEDs gleichzeitig auf, was zu einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Lichtquelle führt. So entsteht Licht im LED-Streifen. Sie können die Helligkeit des emittierten Lichts steuern, indem Sie die durch die LEDs fließende Strommenge mithilfe von Widerständen oder elektronischen Dimmern anpassen.
Farbe des emittierten Lichts
Die Farbe des emittierten Lichts hängt von der Bandenergielücke des Halbleiters ab. Das heißt, das Halbleitermaterial entscheidet maßgeblich über die Lichtfarbe eines LED-Streifens. Die folgende Tabelle zeigt unterschiedliche Lichtfarben, die aufgrund von Veränderungen in Halbleitermaterialien entstehen.
| Halbleitermaterial | Ausgestrahlte Lichtfarbe |
| Galliumarsenid (GaAs) | Infrarot (IR) |
| Galliumphosphid (GaP) | Rot |
| Galliumnitrid (GaN) | Blau, Grün, Weiß |
| Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) | Blau, Grün, Ultraviolett |
| Siliziumkarbid (SiC) | Blau Grün |
| Zinksulfid (ZnS) | Gelb Orange |
| Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid (AlGaInP) | Rot, Orange, Gelb |
Farbmischung
Bei RGB-LED-Lichtbändern sorgt die Farbmischung für den wahren Zauber. Durch die Kombination der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau können RGB-LED-Streifen über 16 Millionen Farbtöne erzeugen! Wenn Sie beispielsweise gelbes Licht erzeugen möchten, leuchten die rote und die gelbe Diode im LED-Chip mit gleicher Intensität und lassen das blaue Licht ausgeschaltet. So entsteht Gelb. Mit diesem Prinzip kombinieren RGB-LED-Streifen Farben und erzeugen Millionen von Farbtönen. Um mehr über RGB-Leuchten zu erfahren, lesen Sie hier: Was ist RGB-Beleuchtung?
Reflexion und Brechung des emittierten Lichts
Das von den LED-Chips emittierte Licht durchdringt dann das Verkapselungsmaterial (Epoxidharz oder Silikon) des LED-Streifens. Dadurch wird das Licht gestreut und gleichmäßig in der Umgebung verteilt. Deshalb funktionieren LED-Streifenlichter so.
Faktoren, die die Lichtleistung von LED-Streifen beeinflussen
Die Lichtleistung von LED-Streifen wird durch mehrere Gründe beeinflusst. Die Hauptfaktoren sind wie folgt:
- LED-Chip- und Treiberqualität
Die Qualität des LED-Chips und des Treibers kann die Lichtleistung von LED-Streifen stark beeinflussen. Zum Beispiel – wenn LED-Binning Wenn die LED-Streifen nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden, können sie nicht die gewünschte Helligkeit der Lichtfarbe liefern oder es treten andere Probleme auf. Außerdem können Defekte im Treiber zu einem übermäßigen Stromfluss führen, der die LED-Streifen beschädigen kann.
- LED-Chip-Wattleistung
Die Wattzahl bestimmt den maximalen Stromverbrauch des LED-Chips. Höhere Wattzahl bedeutet helleres Licht. Doch mit der Erhöhung der Wattzahl steigt auch die Wärmeproduktion. Dies führt schließlich zu einer Überhitzung der LED-Streifen, was zu dauerhaften Schäden führen kann.
- Strom und Spannung
Für eine optimale Leistung benötigen LED-Streifen bestimmte Strom- und Spannungsanforderungen. Wenn Sie beispielsweise 24 V in einen 12-V-LED-Streifen einspeisen, kann dies möglicherweise zu Schäden am LED-Streifen oder zu Fehlfunktionen führen. Dies führt zu einer Überhitzung des Streifens und kann zum Durchbrennen oder dauerhaften Schaden führen.
- Temperatur
LEDs sind temperaturempfindlich. Höhere Temperaturen können das Gerät beschädigen. Deshalb werden LED-Streifen mit integriert Wärmeableiter das fungiert als Ventilator. Dadurch bleibt die Leuchte kühl und das Risiko einer LED-Beschädigung durch Überhitzung wird verringert.
- CRI
CRI steht für Farbwiedergabeindex. Es bestimmt die Genauigkeit des LED-Lichts im Vergleich zum natürlichen Licht. Die Skala reicht von 0 bis 100; ein höherer Grad bedeutet eine bessere Farbgenauigkeit. Eine schlechte CRI-Bewertung wirkt sich auf die Lichtleistung aus. Halten Sie den CRI daher immer über 80; über 90 wäre am besten. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel. Was ist CRI?
- Farbtemperatur
Die Farbtemperatur beeinflusst das Erscheinungsbild der Lichtfarbe. Eine höhere Farbtemperatur sorgt für eine hervorragende Beleuchtung, während eine niedrigere Temperatur für eine warme Beleuchtung sorgt. Beim Kauf von LED-Lichtbändern müssen Sie daher unbedingt auf deren Farbtemperatur achten. Allerdings sind abstimmbare weiße LED-Streifen eine ausgezeichnete Wahl, um die Farbtemperatur des Lichts individuell anzupassen. Um mehr darüber zu erfahren, lesen Sie diesen Artikel: Wie wähle ich die Farbtemperatur des LED-Streifens?
- Abstrahlwinkel
Die Lichtverteilung hängt stark davon ab Abstrahlwinkel der LED-Streifen. Ein schmaler Abstrahlwinkel sorgt für eine fokussiertere Beleuchtung. Wählen Sie jedoch einen breiten Abstrahlwinkel, um den Randbereich abzudecken.
- Sonstiges
Neben den oben genannten Fakten wird die Lichtleistung von LED-Streifen auch von der LED-Dichte, der Chipgröße, dem Diffusor, der Sauberkeit der Abdeckung usw. beeinflusst. Auch die Umgebung oder Feuchtigkeit/Staub können die Lichtleistung im Laufe der Zeit beeinflussen.
Tipps zur Auswahl der besten LED-Streifenlichter
Die Anforderungen an LED-Streifen variieren je nach Anwendungsbereich. Sie sind in verschiedenen Farben und Individualisierungsmöglichkeiten erhältlich. Allerdings sind nicht alle LED-Streifen für jede Montageart geeignet. Deshalb habe ich Ihnen hier ein kurzes Tipps-Segment zusammengestellt, das Ihnen bei der Auswahl des besten Tipps helfen soll.
- Berücksichtigen Sie den Installationsbereich, bevor Sie einen LED-Streifen für Ihr Projekt kaufen. Wenn Sie Leuchten für die Außenbeleuchtung erwerben möchten, wählen Sie eine höhere IP-Schutzart. Dadurch werden Ihre LED-Streifen vor widrigen Wetterbedingungen wie Sturm, Wind, Staub oder Regen geschützt.
- Überprüfen Sie immer die Nennspannung der Streifen. Wenn Ihre Eingangsspannung die erforderliche Spannung überschreitet, werden die LED-Streifen beschädigt.
- Berücksichtigen Sie die Farbtemperatur, um mit Ihrer Beleuchtung eine direkte Atmosphäre zu schaffen. Denken Sie daran, dass warmes Licht eine gemütliche Atmosphäre schafft. Diese eignen sich hervorragend für die Beleuchtung von Schlafzimmern, Wohnzimmern oder Wohnzimmern. Andererseits sorgt kühles Licht für eine energiegeladene Atmosphäre. Sie eignen sich am besten für die Arbeitsplatzbeleuchtung.
Häufig gestellte Fragen
Fazit
LED-Lichtbänder arbeiten mit Niederspannung und sind daher ideal für verschiedene Anwendungen. Ganz gleich, ob es sich um die Innen- oder Außenbeleuchtung eines Hauses handelt, diese Leuchten sorgen hervorragend für eine ordentliche Beleuchtung. Allerdings ist Qualität wichtig, um die beste Lichtleistung zu erzielen. Aber keine Sorge, mit LEDYi bieten wir die beste Qualität zu wettbewerbsfähigen Preisen. Wenn Sie eine maßgeschneiderte Lösung benötigen, können wir Ihnen auch dabei helfen. Außerdem haben wir beides Analog und digitale LED-Lichtbänder. Was auch immer Ihre Anforderungen sind, LEDYi ist Ihre ultimative Lösung!
