Le strisce luminose a LED sono conosciute soprattutto per la loro struttura piatta e la moderna resa luminosa. Ma hai mai pensato a come funzionano queste sottili lampade?
Le strisce luminose a LED hanno numerosi chip LED disposti su tutto il circuito. Quando la corrente elettrica passa attraverso i chip LED, questi producono energia sotto forma di luce attraverso il processo di elettroluminescenza. Molta più scienza è legata al colore delle luci emesse. Inoltre, numerosi fattori come la tensione, la qualità del chip LED, il flusso di corrente, ecc., influenzano l'emissione luminosa finale.
Quindi, allaccia le cinture di sicurezza per tuffarti nel mondo della scienza ed esplorare come funzionano le strisce luminose a LED.
Cos'è la striscia luminosa a LED?
Le strisce luminose a LED sono circuiti stampati flessibili popolati con diodi emettitori di luce. Hanno strutture a forma di corda o nastro che possono essere montate su qualsiasi area: soffitto, pareti, angoli o spazi ristretti. La caratteristica più notevole delle strisce LED è che puoi tagliarle alla lunghezza desiderata. Inoltre, hanno funzionalità avanzate che mancano alle normali luci a LED.
Il design sottile delle strisce LED le rende adatte per l'illuminazione di interni ed esterni. Queste luci sono disponibili in diverse varianti di colore. Puoi anche avere un maggiore controllo sulle luci integrandole con il telecomando.
Componenti della striscia LED
Il componente essenziale delle strisce LED include quanto segue-
- Chip LED: I chip LED sono il componente che emette luce delle strisce LED. Sono disposte ovunque le strisce LED. Questi chip LED emettono luce quando l'elettricità passa attraverso la striscia. Il colore della luce emessa dipende dal colore del chip LED. Le strisce LED monocolore contengono un solo chip di colore, mentre le strisce LED RGB contengono chip LED rossi, verdi e blu. La qualità di una striscia LED dipende molto dal suo chip. Controlla questo articolo per i migliori produttori di chip LED- Elenco dei principali produttori di chip LED famosi (2023).
- Scheda di circuito: La striscia LED è dotata di un circuito stampato che funge da corpo strutturale dell'apparecchio. Questo definisce la forma della corda della striscia LED. I chip LED e altri componenti sono disposti all'interno di questa scheda. Per saperne di più su FPCB, controlla questo – Tutto ciò che dovresti sapere su FPCB.
- Autista: basso o strisce LED a tensione costante richiede a autista per regolare la corrente e la tensione di alimentazione. Garantisce che venga fornita l'alimentazione adeguata alle strisce LED per prestazioni ottimali. Tuttavia, le strisce LED ad alta tensione non necessitano di driver. Per saperne di più sul driver LED, controlla questo Una guida completa ai driver LED.
- controller: A controllore viene utilizzato per regolare la luminosità e il colore della striscia LED. Possono essere di diversi tipi: controller IR, controller Bluetooth/Wi-Fi, controller LED DMX, controller Zigbee, ecc. Per saperne di più sui controller per strisce LED, controlla questo- Controller LED: una guida completa.
- resistenze: Nel circuito delle strisce LED sono integrati dei resistori per limitare il flusso di corrente. Impedisce alle strisce di traboccare di corrente a causa di sovratensione, che può danneggiare l'apparecchio.
- Punti di taglio e connettori: I punti di rame (solitamente tre punti) presenti nel PCB delle strisce LED sono contrassegnati come punti di taglio e connettori. Questi punti indicano il segno di taglio dove è possibile tagliare in sicurezza la striscia senza danneggiarne il circuito. Anche in questo caso, se lo desideri, puoi collegare i pezzi tagliati o un'altra striscia ai punti. Per saperne di più sui punti di taglio e sui connettori, controlla questo- Puoi tagliare le strisce luminose a LED e come collegarle: guida completa.
- incapsulamento: L'incapsulamento della striscia LED protegge i chip LED e gli altri componenti del circuito dall'ingresso. Di solito è costituito da uno strato epossidico o siliconico che impedisce il contatto diretto dei LED con acqua, umidità o polvere.
- Radiatore: I dissipatori di calore sono integrati all'interno degli apparecchi per evitare il surriscaldamento delle strisce LED. Tuttavia, le strisce LED non si surriscaldano facilmente, ma le strisce ad alta tensione possono affrontare questi problemi. In questo caso, il dissipatore di calore disperde il calore lontano dalla fonte luminosa, mantenendola fresca. Per saperne di più, consulta questo articolo- Dissipatore di calore LED: cos'è e perché è importante?
- Supporto adesivo: Le strisce LED sono facili da montare grazie al supporto adesivo. È sufficiente rimuovere il nastro e premerlo sulla superficie di installazione; questo è tutto! Controlla questo per ottenere una linea guida completa sull'adesivo per strisce LED- Come scegliere i nastri adesivi giusti per la striscia LED.
Tipi di strisce LED in base al principio di funzionamento
Basandosi sul principio di funzionamento delle strisce LED, possono essere divise in due categorie: analogiche e digitali. Questi sono discussi di seguito-
Striscia LED analogica
Le strisce LED analogiche sono note come strisce LED standard o non indirizzabili. Sono disponibili in spettro monocolore o full-color (RGB). Puoi tagliare queste strisce LED alla lunghezza richiesta. Di solito, ci sono punti o segni di forbici ogni 5 cm o 10 cm per indicare i punti di taglio. (Può variare da marchio a marchio; alcuni marchi offrono anche opzioni di personalizzazione della lunghezza di taglio). Le strisce LED analogiche sono più economiche di quelle digitali. Vengono forniti in bobine, solitamente da 5 metri/bobina. Troverai anche opzioni per scegliere la densità dei LED o il numero di LED per metro. Esempio di striscia LED analogica Striscia LED monocolore. Le caratteristiche di base di una striscia LED analogica sono le seguenti:
- Non indirizzabile
- Non hanno chip IC
- Tagliabile
- Principio di funzionamento
Le strisce LED sono divise in piccoli segmenti; Il punto iniziale e finale di ogni lunghezza del segno di taglio viene definito segmento. Di solito ogni segmento contiene tre o sei LED. Ciascuno di questi LED è collegato in un circuito in serie. Ciò somma la tensione operativa di ciascun chip e fornisce una tensione più elevata alla striscia LED. Quindi, la striscia LED collega tutti i segmenti in serie parallela. Ciò consente una distribuzione costante della tensione. Ecco perché il consumo di corrente aumenta man mano che si aumenta la lunghezza della striscia LED.
- Metodo di controllo
Le strisce LED analogiche utilizzano un metodo di controllo di base a canale singolo che include la regolazione dei livelli di tensione e la modulazione della larghezza dell'impulso (PWM). All'aumentare della tensione, la luce appare più intensa e, con la sua diminuzione, il bagliore si attenua. D'altra parte, il PWM funziona accendendo e spegnendo bruscamente i LED ad una frequenza predeterminata. La luminosità percepita è determinata dividendo il ciclo di lavoro (o il tempo in cui i LED sono accesi) per il tempo intero. Di conseguenza, un'illuminazione più brillante è prodotta da cicli di lavoro maggiori, mentre un'illuminazione più fioca è prodotta da cicli di lavoro minori. Puoi controllare queste strisce luminose LED utilizzando dimmer o telecomandi.
- Controllo del colore
Le strisce LED analogiche possono essere monocolore o RGB. Le strisce LED monocolore sono disponibili in un colore particolare come bianco, bianco caldo, rosso, verde, ecc. Le strisce LED analogiche utilizzano il metodo PWM per controllare il colore di queste strisce. Ma per le strisce LED RGB, il colore della luce viene controllato mescolando diversi colori della luce. Ad esempio, se vuoi portare la luce di colore giallo, mescola la luce gialla e rossa per ottenere il giallo.
- Applicazioni
Le strisce LED analogiche sono ideali per spazi con sufficienti cambi di colore sincronizzati o illuminazione monocolore. Ad esempio, puoi utilizzarli per l'illuminazione d'accento, l'illuminazione operativa e altre luci decorative in casa o in ufficio.
Striscia LED digitale
Potresti aver visto il flusso di colori simile a un arcobaleno in una singola striscia LED; questi sono strisce LED digitali. Questa striscia LED contiene un chip driver e un chip IC che consente il controllo individuale su ciascun segmento della striscia LED. Per questo motivo vengono chiamate strisce LED indirizzabili. Oltre all'aspetto magico dell'illuminazione, le strisce LED digitali vengono anche chiamate strisce LED magiche o strisce LED dai colori da sogno. Le strisce LED digitali si dividono in due categorie principali: Strisce LED digitali DMX512 ed Strisce LED digitali SPI. Le caratteristiche di base delle strisce LED digitali sono-
- Indirizzabile
- Avere chip driver e chip IC
- Tagliabile
- Principio di funzionamento
Ogni LED sulla striscia LED digitale ha il suo microcontrollore, che consente il controllo indipendente (IC) di ogni LED. Questi microcontrollori sono collegati in serie lungo la striscia e comunicano utilizzando un protocollo dati digitale. Un controller centrale invia segnali di controllo alla striscia LED, indicando il colore e la luminosità di ciascun LED. Mentre i segnali di controllo viaggiano lungo la striscia, ciascun microcontrollore legge la propria porzione di dati ed elabora le istruzioni. Il microcontrollore regola quindi l'intensità dei rispettivi componenti rosso, verde e blu dei LED, ottenendo il colore e la luminosità desiderati. Questo processo si ripete per ciascun LED lungo la striscia. Pertanto, consente effetti di luce, animazioni e motivi dinamici, poiché ciascun LED può visualizzare colori e livelli di luminosità diversi in modo indipendente. Per saperne di più, consulta questo articolo- La guida definitiva alla striscia LED indirizzabile.
- Metodo di controllo
Le strisce LED digitali utilizzano un metodo di controllo individuale. Cioè, ciascuno dei segmenti può essere controllato individualmente. Un controller centrale, come un Arduino o un Raspberry Pi, invia comandi a ciascun segmento LED. Seguendo il comando, il LED cambia i suoi colori di conseguenza. Pertanto, offre un controllo preciso e personalizzato sulla striscia, rendendola ideale per applicazioni che richiedono display di illuminazione dinamici.
- Controllo del colore
Puoi avere un ampio controllo del colore sulla striscia LED digitale. Ti consente di selezionare l'output del colore di ogni segmento delle strisce. Pertanto, puoi creare più colori alla volta in una singola striscia LED.
- Applicazioni
Le strisce LED digitali sono eccellenti per eventi come concerti, feste, festival, ecc. Puoi anche utilizzare queste luci per decorare spazi commerciali come bar, motel, pub, palestre, KTV, ecc.
Striscia LED analogica vs. Striscia LED digitale
| Criteri | Striscia LED analogica | Striscia LED digitale |
| Indirizzabile | Non | Sì |
| chip IC | Non presente | Presente |
| Metodo di controllo | Controllo a canale singolo | Controllo individuale |
| Controllo del colore | Limitato: un colore per tutta la striscia LED alla volta | Dinamico: colori diversi per ogni sezione di LED |
| Costo | Standard | Costoso |
Meccanismo di funzionamento delle strisce luminose a LED
Il meccanismo di funzionamento della striscia luminosa a LED viene condotto attraverso il processo di elettroluminescenza. I LED sulla striscia LED sono composti da materiali semiconduttori. Quando l'elettricità passa attraverso questi materiali, emettono luce. Questo processo è noto come elettroluminescenza ed è il modo in cui le strisce LED producono luce. Il meccanismo di funzionamento è discusso di seguito in dettaglio:
Meccanismo di emissione della luce
Il chip LED che rimane disposto lungo le strisce LED è costituito da due strati di materiale semiconduttore. Questi sono: semiconduttori di tipo p e semiconduttori di tipo n. Il semiconduttore di tipo P ha fori modificati positivamente. Al contrario, il semiconduttore di tipo n ha elettroni in eccesso ed è carico negativamente. Il punto in cui questi due semiconduttori si incontrano è noto come giunzione pn.
Quando viene applicata tensione alla striscia LED, gli elettroni di tipo n si spostano verso le lacune di tipo p e viceversa. Quando le lacune e gli elettroni incontrano la giunzione pn, si ricombinano e rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). Poiché la tensione viene fornita all'intera striscia, tutti i LED si accendono contemporaneamente, risultando in una sorgente luminosa continua e uniforme. Ecco come viene prodotta la luce nella striscia LED. È possibile controllare la luminosità della luce emessa regolando la quantità di corrente che scorre attraverso i LED utilizzando resistori o dimmer elettronici.
Colore Della Luce Emessa
Il colore della luce emessa dipende dal gap energetico della banda del semiconduttore. Cioè, il materiale semiconduttore gioca il ruolo principale nel decidere il colore della luce di una striscia LED. Il grafico seguente mostra i diversi colori della luce prodotti a causa dei cambiamenti nei materiali semiconduttori:
| Materiale semiconduttore | Colore della luce emessa |
| Arsenuro di gallio (GaAs) | Infrarossi (IR) |
| Fosfuro di gallio (GaP) | Rosso |
| Nitruro di gallio (GaN) | Blu, Verde, Bianco |
| Nitruro di indio e gallio (InGaN) | Blu, verde, ultravioletto |
| Carburo di silicio (SiC) | Blu verde |
| Solfuro di zinco (ZnS) | Giallo, arancione |
| Fosfuro di alluminio gallio indio (AlGaInP) | Rosso, arancione, giallo |
Miscelazione del colore
Per le strisce LED RGB, la miscelazione dei colori crea la vera magia. Combinando i tre colori primari: rosso, verde e blu, le strisce LED RGB possono ottenere oltre 16 milioni di tonalità! Ad esempio, se desideri creare una luce gialla, i diodi rosso e giallo nel chip LED si illuminano con la stessa intensità, mantenendo spenta la luce blu. Quindi, viene creato il giallo. Con questo principio le strisce LED RGB combinano i colori e creano milioni di sfumature. Per saperne di più sulle luci RGB, controlla questo- Cos'è l'illuminazione RGB?
Riflessione e rifrazione della luce emessa
La luce emessa dai chip LED passa quindi attraverso il materiale di incapsulamento (resina epossidica o silicone) della striscia LED. Questo diffonde e distribuisce uniformemente la luce nell'area circostante. Pertanto, ecco come funzionano le strisce LED.
Fattori che influenzano l'emissione luminosa delle strisce LED
L'emissione luminosa delle strisce LED è influenzata da diversi motivi. I fattori principali sono i seguenti:
- Chip LED e qualità del driver
La qualità del chip LED e del driver può influire notevolmente sulla resa luminosa delle strisce LED. Ad esempio: se Assortimento LED non viene eseguita correttamente, le strisce LED non saranno in grado di fornire la luminosità del colore della luce desiderata o mostrare altri problemi. Inoltre, i difetti nel driver possono causare un flusso di corrente eccessivo che può danneggiare le strisce LED.
- Potenza del chip LED
La potenza nominale determina il consumo energetico massimo del chip LED. Una potenza maggiore significa una luce più brillante. Ma con l’aumento della potenza aumenta anche la produzione di calore. Ciò alla fine surriscalda le strisce LED, causando danni permanenti.
- Corrente e tensione
Le strisce LED hanno determinati requisiti di corrente e tensione per prestazioni ottimali. Ad esempio, se si immettono 24 V su una striscia LED da 12 V, si potrebbe danneggiare la striscia LED o provocarne il malfunzionamento. Ciò surriscalderà la striscia e potrebbe causare bruciature o danni permanenti.
- Temperatura
I LED sono sensibili alla temperatura. Temperature più elevate possono danneggiare l'apparecchio. Ecco perché le strisce LED sono integrate con a radiatore che funge da ventilatore. Ciò mantiene la lampada fresca, riducendo le possibilità di danni al LED dovuti al surriscaldamento.
- CRI
CRI sta per indice di resa cromatica. Determina la precisione della luce LED rispetto all'illuminazione naturale. È scalato da 0 a 100; un grado più alto significa una migliore precisione del colore. Una valutazione CRI scarsa influirà sull'emissione luminosa. Quindi, mantieni sempre il CRI sopra 80; sopra i 90 sarebbe meglio. Per saperne di più, consulta questo articolo- Cos'è il CRI?
- Temperatura di colore
La temperatura del colore influisce sull'aspetto del colore della luce. Una temperatura del colore più elevata fornisce un'illuminazione eccellente, mentre una temperatura più bassa fornisce un'illuminazione calda. Quindi, quando acquisti le strisce LED, devi controllare la loro temperatura di colore. Tuttavia, le strisce LED tunable white sono una scelta eccellente per personalizzare la temperatura del colore della luce. Per saperne di più, consulta questo articolo- Come scegliere la temperatura del colore della striscia LED?
- Angolo del fascio luminoso
La distribuzione della luce dipende molto da angolo del fascio luminoso delle strisce LED. Un angolo del fascio stretto fornisce un'illuminazione più focalizzata. Tuttavia, scegli un angolo del fascio ampio per coprire l'area del confine.
- Altri
Oltre ai fatti sopra menzionati, l'emissione luminosa delle strisce LED è influenzata anche dalla densità del LED, dalle dimensioni del chip, dal diffusore, dalla pulizia della copertura, ecc. Anche l'ambiente o l'umidità/polvere possono influenzare l'emissione luminosa nel tempo.
Consigli per scegliere le migliori strisce luminose a LED
I requisiti delle strisce LED variano a seconda delle diverse applicazioni. Sono disponibili in vari colori e possibilità di personalizzazione. Tuttavia, non tutte le strisce LED sono adatte ad ogni tipo di installazione. Quindi, qui ti ho comprato un segmento di suggerimenti rapidi per aiutarti a scegliere quello migliore-
- Considera l'area di installazione prima di acquistare una striscia LED per il tuo progetto. Se desideri acquistare apparecchi per l'illuminazione esterna, scegli un grado IP più alto. Ciò proteggerà le tue strisce LED da condizioni meteorologiche avverse come tempeste, vento, polvere o pioggia.
- Controllare sempre la tensione nominale delle strisce. Se la tensione di ingresso supera la tensione richiesta, danneggerà le strisce LED.
- Considera la temperatura del colore per creare un'atmosfera diretta con la tua illuminazione. Ricorda, l'illuminazione calda crea un ambiente accogliente. Sono eccellenti per l'illuminazione della camera da letto, del soggiorno o del salotto. D’altra parte, un’illuminazione fredda crea un’atmosfera energica. Funzionano meglio per l'illuminazione delle attività.
FAQ
Conclusione
Le strisce luminose a LED funzionano a bassa tensione, il che le rende ideali per varie applicazioni. Che si tratti di illuminazione interna o esterna, questi apparecchi funzionano in modo eccellente per fornire un'illuminazione ordinata. Tuttavia, la qualità è importante per ottenere la migliore resa luminosa. Ma non preoccuparti, con LEDYi forniamo la migliore qualità a prezzi competitivi. Se hai bisogno di una soluzione personalizzata, possiamo aiutarti anche in questo. Inoltre, li abbiamo entrambi analogico ed strisce luminose digitali a LED. Quindi, qualunque siano le tue esigenze, LEDYi è la soluzione definitiva!
