A LED szalaglámpák lapos szerkezetükről és modern világítási teljesítményükről ismertek leginkább. De gondoltál már arra, hogyan működnek ezek a vékony világítótestek?
A LED szalaglámpákban számos LED chip van elhelyezve az áramköri lapon. Ahogy az elektromos áram áthalad a LED-chipeken, az elektrolumineszcencia folyamaton keresztül fény formájában energiát termelnek. Sokkal több tudomány kapcsolódik a kibocsátott fények színéhez. Emellett számos tényező, mint például a feszültség, a LED chip minősége, az áram áramlása stb., befolyásolja a végső fénykibocsátást.
Tehát kapcsolja be a biztonsági övet, hogy belemerüljön a tudomány világába, és fedezze fel, hogyan működnek a LED-szalagos lámpák.
Mi az a LED szalagfény?
A LED szalaglámpák rugalmas nyomtatott áramköri lapok, amelyek fénykibocsátó diódákkal vannak ellátva. Kötél vagy szalag alakú szerkezetekkel rendelkeznek, amelyek bármilyen területre felszerelhetők – mennyezetre, falakra, sarkokra vagy szűk helyekre. A LED szalagok legfigyelemreméltóbb tulajdonsága, hogy a kívánt hosszra vághatja őket. Emellett olyan fejlett funkciókkal rendelkeznek, amelyek a hagyományos LED-lámpákból hiányoznak.
A LED szalaglámpák vékony kialakításának köszönhetően alkalmasak belső és külső világításra. Ezek a lámpák különböző színváltozatokban kaphatók. A lámpák távirányítóval való integrálásával is jobban irányíthatók.
A LED szalag összetevői
A LED szalagok alapvető összetevői a következők:
- LED chipek: A LED chipek a LED szalagok fénykibocsátó összetevői. A LED-szalagok mentén helyezkednek el. Ezek a LED-chipek fényt bocsátanak ki, amikor elektromos áram halad át a szalagon. A kibocsátott fény színe a LED chip színétől függ. Az egyszínű LED-szalagok csak egy színes chipet tartalmaznak, míg az RGB LED-szalagok piros, zöld és kék LED-chipeket tartalmaznak. A LED szalag minősége nagyban függ a chipétől. Nézze meg ezt a cikket a legjobb LED chip gyártókért - A legnépszerűbb LED-chipgyártók listája (2023).
- Áramköri: A LED szalag nyomtatott áramköri lappal rendelkezik, amely a lámpatest szerkezeti testeként működik. Ez határozza meg a LED szalag kötél alakját. A LED chipek és egyéb alkatrészek ezen a táblán vannak elrendezve. Ha többet szeretne megtudni az FPCB-ről, ellenőrizze ezt - Minden, amit az FPCB-ről tudni érdemes.
- Vezető: alacsony ill állandó feszültségű LED szalagok megköveteli a gépkocsivezető az áram- és feszültségellátás szabályozására. Biztosítja, hogy a LED-szalagok megfelelő tápellátást kapjanak az optimális teljesítmény érdekében. A nagyfeszültségű LED-szalagokhoz azonban nincs szükség meghajtóra. Ha többet szeretne megtudni a LED-illesztőprogramról, ellenőrizze ezt Teljes útmutató a LED-illesztőprogramokhoz.
- Vezérlő: A ellenőr a LED szalag fényerejének és színének beállítására szolgál. Különböző típusúak lehetnek: IR vezérlő, Bluetooth/Wi-Fi vezérlő, DMX LED vezérlő, Zigbee vezérlő stb. Ha többet szeretne megtudni a LED szalagvezérlőkről, nézze meg ezt: LED-vezérlő: Átfogó útmutató.
- Ellenállások: Az ellenállások a LED szalagok áramkörébe vannak beépítve, hogy korlátozzák az áram áramlását. Megakadályozza, hogy a szalagok túlfeszültség miatt túláramoljanak, ami károsíthatja a lámpatestet.
- Vágási pontok és csatlakozók: A LED-szalagok PCB-jén található réz pontozott jel (általában három pont) vágási pontként és csatlakozóként van jelölve. Ezek a pontok jelzik a vágási jelet, ahol biztonságosan elvághatja a csíkot anélkül, hogy károsítaná az áramkörét. Ismét csatlakoztathatja a vágott darabokat vagy egy másik csíkot a pontokhoz, ha kívánja. Ha többet szeretne megtudni a vágási pontokról és a csatlakozókról, ellenőrizze ezt: Vághatja-e a LED szalaglámpákat és hogyan kell csatlakoztatni: teljes útmutató.
- Egységbezárás: A LED szalag tokozása megvédi a LED chipeket és az áramköri lapon lévő egyéb alkatrészeket a behatolástól. Ez általában epoxi- vagy szilikonrétegből készül, amely megakadályozza, hogy a LED-ek közvetlenül érintkezzenek vízzel, nedvességgel vagy porral.
- Hűtőborda: A lámpatestekbe hűtőbordák vannak beépítve, hogy megakadályozzák a LED szalagok túlmelegedését. A LED-szalagok azonban nem melegednek túl könnyen, de a nagyfeszültségű szalagok szembesülhetnek ezekkel a problémákkal. Ebben az esetben a hűtőborda kétségbeejti a hőt a fényforrástól, hűvösen tartja azt. Ha többet szeretne megtudni, nézze meg ezt a cikket - LED hűtőborda: mi ez és miért fontos?
- Ragasztó hátlap: A LED szalagok könnyen felszerelhetők ragasztós hátlappal. Egyszerűen el kell távolítania a szalagot, és rá kell nyomnia a telepítési felületre; ez az! Jelölje be ezt, hogy teljes útmutatást kapjon a LED-szalag ragasztóval kapcsolatban. Hogyan válasszuk ki a megfelelő ragasztószalagot LED-szalaghoz.
A LED-szalagok típusai a működési elv alapján
A LED szalagok működési elve alapján két kategóriába sorolhatók - analóg és digitális. Ezeket az alábbiakban tárgyaljuk -
Analóg LED szalag
Az analóg LED-szalagok szabványos vagy nem címezhető LED-szalagok. Egyszínű vagy teljes színspektrumban (RGB) kaphatók. Ezeket a LED-csíkokat a kívánt hosszúságra vághatja. Általában minden 5 vagy 10 cm után pontok vagy ollós jelölések jelzik a vágási pontokat. (Márkánként változhat; egyes márkák testreszabási lehetőségeket is kínálnak a vágási hosszra vonatkozóan). Az analóg LED szalagok olcsóbbak, mint a digitálisak. Orsóban érkeznek, általában 5 méter/tekercs. Lehetőséget talál a LED-sűrűség vagy a méterenkénti LED-ek számának kiválasztására is. Példa az analóg LED szalagra Egyszínű LED szalag. Az analóg LED szalag alapvető jellemzői a következők:
- Nem címezhető
- Ne legyen IC chipje
- Vágható
- Működési elv
A LED-szalagok kis szegmensekre vannak osztva; minden vágási jel hosszának kezdő- és végpontját szakasznak nevezzük. Általában minden szegmens három vagy hat LED-et tartalmaz. Ezen LED-ek mindegyike soros áramkörbe van kötve. Ez összeadja az egyes chipek működési feszültségét, és magasabb feszültséget biztosít a LED-szalagnak. Ezután a LED szalag az összes szegmenst párhuzamos sorba köti. Ez lehetővé teszi az állandó feszültségelosztást. Ezért nő az áramfelvétel a LED szalag hosszának növelésével.
- Ellenőrzési módszer
Az analóg LED-szalagok alapvető egycsatornás vezérlési módszert használnak, amely magában foglalja a feszültségszintek beállítását és az impulzusszélesség-modulációt (PWM). A feszültség növekedésével a fény világosabbnak tűnik, és ha csökken, az izzás halványodik. Másrészt a PWM úgy működik, hogy előre meghatározott frekvencián hirtelen be- és kikapcsolja a LED-eket. Az észlelt fényerőt úgy határozzuk meg, hogy a munkaciklust (vagy a LED-ek világítanak) elosztjuk a teljes idővel. Ennek eredményeként erősebb megvilágítás érhető el nagyobb munkaciklusokkal, míg gyengébb világítás az alacsonyabb munkaciklusokkal. Ezeket a LED-szalagos lámpákat dimmerekkel vagy távirányítókkal vezérelheti.
- Színvezérlés
Az analóg LED-szalagok lehetnek egyszínűek vagy RGB-k. Az egyszínű LED-szalagok bizonyos színekben kaphatók, például fehér, meleg fehér, piros, zöld stb. Az analóg LED-szalagok a PWM módszert használják e csíkok színének szabályozására. Az RGB LED szalagok esetében azonban a fényszínt a különböző fényszínek keverésével szabályozzák. Például, ha sárga színű fényt szeretne hozni, akkor a sárga és a piros fény keverésével sárgát hoz létre.
- Alkalmazási területek
Az analóg LED szalagok ideálisak olyan helyiségekben, ahol elegendő szinkronizált színváltás vagy egyszínű világítás. Használhatja őket például kiemelő világításra, feladatmegvilágításra és egyéb dekoratív világításra házában vagy irodájában.
Digitális LED szalag
Láthattad a szivárványszerű színeket egyetlen LED-szalagon; ezek digitális LED szalagok. Ez a LED-szalag meghajtó chipet és IC chipet tartalmaz, amely lehetővé teszi a LED-szalag minden szegmensének egyéni vezérlését. Emiatt címezhető LED-szalagoknak nevezik őket. A varázslatos világítási megjelenés mellett a digitális LED-szalagokat varázslatos LED-szalagoknak vagy álomszínű LED-szalagoknak is nevezik. A digitális LED szalagok két fő kategóriába sorolhatók: DMX512 digitális LED szalagok és a SPI digitális LED szalagok. A digitális LED szalagok alapvető tulajdonságai:
- Címezhető
- Legyen benne driver chip és IC chip
- Vágható
- Működési elv
A digitális LED szalag minden LED-jének van egy mikrokontrollerje, amely lehetővé teszi az összes LED független vezérlését (IC). Ezek a mikrokontrollerek sorba vannak kötve a szalag mentén, és digitális adatprotokoll segítségével kommunikálnak. Egy központi vezérlő vezérlőjeleket küld a LED-szalagra, és tájékoztatja az egyes LED-ek színét és fényerejét. Ahogy a vezérlőjelek lefelé haladnak a szalagon, mindegyik mikrokontroller kiolvassa az adatok saját részét, és feldolgozza az utasításokat. A mikrokontroller ezután beállítja a megfelelő LED-ek piros, zöld és kék komponenseinek intenzitását, ami a kívánt színt és fényerőt eredményezi. Ez a folyamat megismétlődik minden egyes LED-nél a szalag mentén. Így lehetővé teszi a dinamikus világítási effektusokat, animációkat és mintákat, mivel az egyes LED-ek egymástól függetlenül különböző színeket és fényerőszinteket tud megjeleníteni. Ha többet szeretne megtudni, nézze meg ezt a cikket - A címezhető LED-szalag végső útmutatója.
- Ellenőrzési módszer
A digitális LED szalagok egyedi szabályozási módszert alkalmaznak. Vagyis minden szegmens külön-külön vezérelhető. Egy központi vezérlő, mint az Arduino vagy a Raspberry Pi, parancsokat küld minden LED-szegmensnek. A parancsot követve a LED ennek megfelelően megváltoztatja a színét. Így precíz és testreszabott vezérlést biztosít a szalag felett, így ideálisak olyan alkalmazásokhoz, amelyek dinamikus megvilágítású kijelzőket igényelnek.
- Színvezérlés
A digitális LED szalag széles színszabályozását teszi lehetővé. Lehetővé teszi a csíkok minden szegmensének színkimenetének kiválasztását. Így egyszerre több színt is létrehozhat egyetlen LED-szalagon.
- Alkalmazási területek
A digitális LED szalagok kiválóan alkalmasak rendezvényekre, például koncertekre, bulikra, fesztiválokra stb. Ezeket a lámpákat kereskedelmi terek díszítésére is használhatja, mint például bárok, motelek, kocsmák, edzőtermek, KTV stb.
Analóg LED szalag vs. Digitális LED szalag
| Kritériumai | Analóg LED szalag | Digitális LED szalag |
| Címezhető | Nem | Igen |
| IC chip | Nincs jelen | Ajándék |
| Ellenőrzési módszer | Egycsatornás vezérlés | Egyéni vezérlés |
| Színvezérlés | Korlátozott: egyszerre egy szín a teljes LED-szalaghoz | Dinamikus: különböző színek a LED-ek minden részéhez |
| Költség | Standard | Drága |
A LED szalaglámpák működési mechanizmusa
A LED szalagfény működési mechanizmusa az elektrolumineszcencia folyamaton keresztül valósul meg. A LED-szalagon lévő LED-ek félvezető anyagokból állnak. Amikor ezeken az anyagokon elektromos áram halad át, fényt bocsátanak ki. Ezt a folyamatot elektrolumineszcenciának nevezik, így a LED-szalagok fényt állítanak elő. A működési mechanizmust az alábbiakban részletesen tárgyaljuk.
Fénykibocsátó mechanizmus
A LED-csíkok között elrendezett LED chip két réteg félvezető anyagból készül. Ezek a p-típusú félvezetők és az n-típusú félvezetők. A P-típusú félvezető pozitívan megváltoztatta a lyukakat. Ezzel szemben az n-típusú félvezetőben felesleges elektronok vannak, és negatív töltésű. A két félvezető találkozási pontját pn átmenetnek nevezik.
Amikor feszültséget kapcsolunk a LED-szalagra, az n-típusú elektronok a p-típusú lyukak felé mozognak, és fordítva. Amikor a lyukak és az elektronok találkoznak a pn átmenettel, újraegyesülnek, és fotonként (fényként) energiát szabadítanak fel. Mivel a teljes szalag feszültséget kap, az összes LED egyszerre világít, ami folyamatos és egyenletes fényforrást eredményez. A LED szalagban így keletkezik a fény. A kibocsátott fény fényerejét úgy szabályozhatja, hogy a LED-eken átfolyó áram nagyságát ellenállások vagy elektronikus dimmerek segítségével állítja be.
A Kibocsátott Fény Színe
A kibocsátott fény színe a félvezető sávenergia-résétől függ. Vagyis a félvezető anyag játssza a fő szerepet a LED-szalag fényszínének meghatározásában. Az alábbi táblázat a félvezető anyagok változása miatt keletkező különböző fényszíneket mutatja.
| Félvezető anyag | Kibocsátott fény színe |
| gallium-arzenid (GaAs) | Infravörös (IR) |
| gallium-foszfid (GaP) | Piros |
| gallium-nitrid (GaN) | Kék, zöld, fehér |
| Indium-gallium-nitrid (InGaN) | Kék, zöld, ultraibolya |
| Szilícium-karbid (SiC) | Kékeszöld |
| Cink-szulfid (ZnS) | Sárga, Narancs |
| Alumínium-gallium-indium-foszfid (AlGaInP) | Piros, Narancs, Sárga |
Színkeverés
Az RGB LED szalaglámpák esetében a színkeverés hozza létre az igazi varázslatot. A három alapszín – piros, zöld és kék – kombinálásával az RGB LED szalagok több mint 16 millió árnyalatot hozhatnak létre! Például, ha sárga fényt szeretne létrehozni, a LED-chip piros és sárga diódája azonos intenzitással világít, a kék fényt kikapcsolva. Így jön létre a sárga. Ezzel az elvvel az RGB LED szalagok egyesítik a színeket és milliónyi árnyalatot hoznak létre. Ha többet szeretne megtudni az RGB lámpákról, nézze meg ezt: Mi az RGB világítás?
A kibocsátott fény visszaverődése és törése
A LED chipek által kibocsátott fény ezután áthalad a LED szalag tokozási anyagán (epoxi vagy szilikon). Ez egyenletesen szórja és oszlatja el a fényt a környező területen. Ezért a LED szalagos lámpák így működnek.
A LED-csíkok fénykibocsátását befolyásoló tényezők
A LED szalagok fénykibocsátását több ok is befolyásolja. A főbb tényezők a következők:
- LED chip és illesztőprogram minősége
A LED chip és a meghajtó minősége nagymértékben befolyásolhatja a LED-szalagok megvilágítási teljesítményét. Például- ha LED binning nincs megfelelően megcsinálva, a LED-szalagok nem tudják biztosítani a kívánt fényszín fényerejét, vagy más problémákat nem jeleznek. Ezenkívül a meghajtó hibái túlzott áramot okozhatnak, ami károsíthatja a LED-szalagokat.
- LED chip teljesítmény
A névleges teljesítmény határozza meg a LED chip maximális energiafogyasztását. A nagyobb teljesítmény erősebb fényt jelent. De a teljesítmény növekedésével a hőtermelés is nő. Ez végül túlmelegíti a LED-szalagokat, ami maradandó károsodást okozhat.
- Áram és feszültség
A LED szalagok bizonyos áram- és feszültségigényekkel rendelkeznek az optimális teljesítmény érdekében. Például, ha 24 V-ot ad egy 12 V-os LED-szalaghoz, az károsíthatja a LED-szalagot, vagy meghibásodást okozhat. Ez túlmelegíti a szalagot, és kiégéshez vagy maradandó károsodáshoz vezethet.
- Hőmérséklet
A LED-ek érzékenyek a hőmérsékletre. A magasabb hőmérséklet károsíthatja a szerelvényt. Ezért a LED szalagok integrálva vannak a hűtőborda amely lélegeztetőgépként működik. Ez hűvösen tartja a lámpatestet, csökkentve a LED túlmelegedés miatti károsodásának esélyét.
- CRI
A CRI a Color Rendering Index rövidítése. Meghatározza a LED fény pontosságát a természetes megvilágításhoz. 0 és 100 között van skálázva; a magasabb fokozat jobb színpontosságot jelent. A gyenge CRI besorolás befolyásolja a fénykibocsátást. Tehát mindig tartsa a CRI-t 80 felett; 90 felett lenne a legjobb. Ha többet szeretne megtudni, olvassa el ezt a cikket - Mi az a CRI?
- Színhőmérséklet
A színhőmérséklet befolyásolja a világos szín megjelenését. A magasabb színhőmérséklet kiváló, míg az alacsonyabb hőmérséklet meleg megvilágítást biztosít. Tehát LED szalag lámpák vásárlásakor ellenőriznie kell a színhőmérsékletüket. A hangolható fehér LED-szalagok azonban kiváló választást jelentenek a fény színhőmérsékletének testreszabásához. Ha többet szeretne megtudni erről, tekintse meg ezt a cikket - Hogyan válasszunk LED szalag színhőmérsékletet?
- Sugárzási szög
A fény eloszlása nagyban függ a sugárzási szög a LED szalagok közül. A keskeny sugárzási szög nagyobb fókuszvilágítást biztosít. Azonban válasszon széles sugárszöget a határterület lefedéséhez.
- Egyéb
A fent említett tényeken kívül a LED szalagok megvilágítási teljesítményét a LED sűrűsége, chip mérete, diffúzor, a burkolat tisztasága stb. is befolyásolja. A környezet vagy a páratartalom/por is befolyásolhatja a fénykibocsátást idővel.
Tippek a legjobb LED-szalaglámpák kiválasztásához
A LED-szalagokkal szemben támasztott követelmények a különböző alkalmazásokhoz eltérőek. Különböző színekben és testreszabási lehetőségekkel készülnek. Azonban nem minden LED-csík alkalmas minden típusú részlethez. Tehát itt vásároltam egy gyors tipprészletet, amely segít kiválasztani a legjobbat.
- Vegye figyelembe a telepítési területet, mielőtt LED-szalagot vásárol a projekthez. Ha kültéri világításhoz szeretne lámpatesteket vásárolni, válasszon magasabb IP-besorolást. Ez megvédi LED-szalagjait a kedvezőtlen időjárási körülményektől, például vihartól, széltől, portól vagy esőtől.
- Mindig ellenőrizze a szalagok névleges feszültségét. Ha a bemeneti feszültség meghaladja a szükséges feszültséget, az károsítja a LED-szalagokat.
- Vegye figyelembe a színhőmérsékletet, hogy közvetlen hangulatot teremtsen a világítással. Ne feledje, a meleg világítás kellemes környezetet teremt. Kiválóan alkalmasak hálószoba, nappali vagy nappali világításra. Másrészt a hűvös világítás energikus hangulatot teremt. Munkahelyi világításhoz működnek a legjobban.
GYIK
A lényeg
A LED szalaglámpák alacsony feszültségen működnek, így ideálisak különféle alkalmazásokhoz. Legyen szó házbelső vagy kültéri világításról, ezek a lámpatestek kiválóan működnek a szép megvilágítás érdekében. A minőség azonban fontos a legjobb fényteljesítmény eléréséhez. De ne aggódjon, a LEDYi-vel a legjobb minőséget kínáljuk versenyképes áron. Ha személyre szabott megoldásra van szüksége, ebben is tudunk segíteni. Ráadásul mindkettőnk megvan analóg és a digitális LED szalag lámpák. Tehát bármilyen igény is legyen, a LEDYi a tökéletes megoldás!
