Đèn dải LED được biết đến nhiều nhất nhờ cấu trúc phẳng và công suất chiếu sáng hiện đại. Nhưng bạn đã bao giờ nghĩ về cách hoạt động của những thiết bị chiếu sáng mỏng này chưa?
Đèn dải LED có vô số chip LED được bố trí khắp bảng mạch. Khi dòng điện đi qua chip LED, chúng tạo ra năng lượng dưới dạng ánh sáng thông qua quá trình điện phát quang. Nhiều khoa học hơn có liên quan đến màu sắc của ánh sáng phát ra. Ngoài ra, nhiều yếu tố như điện áp, chất lượng chip LED, dòng điện, v.v., ảnh hưởng đến lượng ánh sáng cuối cùng.
Vì vậy, hãy thắt dây an toàn để hòa mình vào thế giới khoa học khám phá cách hoạt động của đèn dải LED-
Đèn LED dải là gì?
Đèn dải LED là bảng mạch in linh hoạt được trang bị điốt phát sáng. Chúng có cấu trúc dây hoặc hình băng có thể được gắn vào bất kỳ khu vực nào - trần nhà, tường, góc hoặc không gian chật hẹp. Tính năng đáng chú ý nhất của dải đèn LED là bạn có thể cắt chúng theo chiều dài yêu cầu. Ngoài ra, chúng còn có những tính năng tiên tiến mà đèn LED thông thường không có.
Thiết kế mỏng vừa vặn của đèn dải LED giúp chúng phù hợp cho chiếu sáng nội thất và ngoại thất. Những đèn này có sẵn trong các biến thể màu sắc khác nhau. Bạn cũng có thể kiểm soát đèn tốt hơn bằng cách tích hợp chúng với điều khiển từ xa.
Các thành phần của dải đèn LED
Thành phần thiết yếu của dải đèn LED bao gồm:
- Chip LED: Chip LED là thành phần phát sáng của dải đèn LED. Chúng được bố trí khắp các dải đèn LED. Những chip LED này phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua dải đèn. Màu sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào màu sắc của chip LED. Dải đèn LED một màu chỉ chứa một chip màu, trong khi dải đèn LED RGB chứa chip LED màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Chất lượng của dải đèn LED phụ thuộc rất nhiều vào chip của nó. Kiểm tra bài viết này để biết các nhà sản xuất chip LED tốt nhất- Danh sách các nhà sản xuất chip LED nổi tiếng hàng đầu (2023).
- Bảng mạch: Dải đèn LED có một bảng mạch in đóng vai trò là thân cấu trúc của vật cố định. Điều này xác định hình dạng dây của dải đèn LED. Các chip LED và các thành phần khác được bố trí trong bảng này. Để biết thêm về FPCB, hãy kiểm tra điều này - Mọi thứ bạn nên biết về FPCB.
- Người lái xe: thấp hoặc dải đèn LED điện áp không đổi yêu cầu một trình điều khiển để điều chỉnh dòng điện và điện áp cung cấp. Nó đảm bảo nguồn điện thích hợp được cung cấp cho dải đèn LED để có hiệu suất tối ưu. Tuy nhiên, dải đèn LED cao áp không cần trình điều khiển. Để biết thêm về trình điều khiển LED, hãy kiểm tra điều này Hướng dẫn đầy đủ về trình điều khiển LED.
- Người điều khiển: A điều khiển được sử dụng để điều chỉnh độ sáng và màu sắc của dải đèn LED. Chúng có thể thuộc nhiều loại khác nhau: Bộ điều khiển IR, bộ điều khiển Bluetooth/Wi-Fi, bộ điều khiển DMX LED, bộ điều khiển Zigbee, v.v. Để biết thêm về bộ điều khiển dải đèn LED, hãy kiểm tra phần này- Bộ điều khiển LED: Hướng dẫn toàn diện.
- Điện trở: Các điện trở được tích hợp vào mạch của dải đèn LED để hạn chế dòng điện chạy qua. Nó ngăn chặn dòng điện tràn qua dải do quá điện áp, có thể làm hỏng vật cố định.
- Điểm cắt và đầu nối: Dấu chấm bằng đồng (thường là ba dấu chấm) có trong PCB của dải đèn LED được đánh dấu là điểm cắt và đầu nối. Những dấu chấm này biểu thị dấu cắt nơi bạn có thể cắt dải một cách an toàn mà không làm hỏng mạch điện của nó. Một lần nữa, bạn có thể nối các mảnh đã cắt hoặc dải khác với các dấu chấm nếu muốn. Để biết thêm về các điểm cắt và đầu nối, hãy kiểm tra điều này- Bạn có thể cắt đèn dải LED và cách kết nối: Hướng dẫn đầy đủ.
- Đóng gói: Việc đóng gói dải đèn LED sẽ bảo vệ chip LED và các thành phần khác trên bảng mạch khỏi bị xâm nhập. Lớp này thường được làm bằng lớp epoxy hoặc silicone để ngăn sự tiếp xúc trực tiếp của đèn LED với nước, hơi ẩm hoặc bụi.
- Nhiệt Sink: Các bộ tản nhiệt được tích hợp bên trong các thiết bị cố định để ngăn dải đèn LED quá nóng. Tuy nhiên, dải đèn LED không dễ bị quá nóng nhưng dải điện áp cao có thể gặp phải những vấn đề này. Trong trường hợp này, bộ tản nhiệt sẽ đẩy nhiệt ra khỏi nguồn sáng, giữ cho nó luôn mát. Để biết thêm, hãy kiểm tra bài viết này- Tản nhiệt LED: Nó là gì và tại sao nó quan trọng?
- Keo dán: Các dải đèn LED dễ dàng gắn kết với mặt sau dính. Bạn chỉ cần tháo băng dính và ấn nó vào bề mặt lắp đặt; đó là nó! Kiểm tra phần này để có hướng dẫn tổng thể về keo dán dải đèn LED- Cách chọn băng dính phù hợp cho dải LED.
Các loại dải đèn LED dựa trên nguyên tắc làm việc
Dựa trên nguyên lý làm việc của dải đèn LED, chúng có thể được chia thành hai loại - analog và kỹ thuật số. Những điều này được thảo luận dưới đây-
Dải đèn LED tương tự
Dải đèn LED analog được gọi là dải đèn LED tiêu chuẩn hoặc không có địa chỉ. Chúng có phổ màu đơn hoặc đủ màu (RGB). Bạn có thể cắt các dải đèn LED này theo chiều dài yêu cầu của mình. Thông thường, cứ sau 5 cm hoặc 10 cm lại có các dấu chấm hoặc dấu cắt kéo để biểu thị các điểm cắt. (Nó có thể khác nhau tùy theo nhãn hiệu; một số nhãn hiệu cũng cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh về chiều dài cắt). Dải đèn LED analog rẻ hơn dải đèn kỹ thuật số. Chúng có dạng cuộn, thường là 5 mét/cuộn. Bạn cũng sẽ tìm thấy các tùy chọn trong việc chọn mật độ đèn LED hoặc số lượng đèn LED trên mỗi mét. Ví dụ về dải đèn LED analog- Dải đèn LED đơn màu. Các tính năng cơ bản của dải đèn LED analog như sau-
- Không thể định địa chỉ
- Không có chip IC
- Bàn cắt
- Nguyên tắc làm việc
Dải đèn LED được chia thành các đoạn nhỏ; mỗi điểm bắt đầu và kết thúc của chiều dài vết cắt được gọi là một đoạn. Thông thường, mỗi đoạn chứa ba đèn LED hoặc sáu đèn LED. Mỗi đèn LED này được kết nối trong một mạch nối tiếp. Điều này làm tăng điện áp hoạt động của mỗi chip và cung cấp điện áp cao hơn cho dải đèn LED. Sau đó, dải đèn LED kết nối tất cả các đoạn thành chuỗi song song. Điều này cho phép phân phối điện áp không đổi. Đó là lý do tại sao mức tiêu thụ dòng điện tăng khi bạn tăng chiều dài của dải đèn LED.
- Phương pháp điều khiển
Dải đèn LED analog sử dụng phương pháp điều khiển một kênh cơ bản bao gồm điều chỉnh mức điện áp và Điều chế độ rộng xung (PWM). Khi điện áp tăng, ánh sáng trông sáng hơn và khi giảm, ánh sáng mờ đi. Mặt khác, PLC hoạt động bằng cách bật và tắt đột ngột các đèn LED ở tần số định trước. Độ sáng cảm nhận được xác định bằng cách chia chu kỳ hoạt động (hoặc thời gian đèn LED bật) cho toàn bộ thời gian. Kết quả là, ánh sáng sáng hơn được tạo ra bởi chu kỳ hoạt động lớn hơn, trong khi ánh sáng mờ hơn được tạo ra bởi chu kỳ hoạt động thấp hơn. Bạn có thể điều khiển các dải đèn LED này bằng bộ điều chỉnh độ sáng hoặc điều khiển từ xa.
- Kiểm soát màu sắc
Dải đèn LED analog có thể là một màu hoặc RGB. Dải đèn LED một màu có các màu cụ thể như trắng, trắng ấm, đỏ, xanh lá cây, v.v. Dải đèn LED tương tự sử dụng phương pháp PLC để điều khiển màu của các dải này. Nhưng đối với dải đèn LED RGB, màu sáng được điều khiển bằng cách trộn các màu sáng khác nhau. Ví dụ, nếu bạn muốn mang lại ánh sáng màu vàng, nó trộn ánh sáng vàng và đỏ để tạo ra màu vàng.
- Ứng dụng
Dải đèn LED analog lý tưởng cho những không gian có đủ sự thay đổi màu sắc đồng bộ hoặc ánh sáng một màu. Ví dụ: bạn có thể sử dụng chúng để chiếu sáng tạo điểm nhấn, chiếu sáng nhiệm vụ và chiếu sáng trang trí khác trong nhà hoặc văn phòng của bạn.
Dải đèn LED kỹ thuật số
Bạn có thể đã thấy luồng màu giống như cầu vồng trong một dải đèn LED; đó là dải đèn LED kỹ thuật số. Dải đèn LED này chứa chip điều khiển và chip IC cho phép điều khiển riêng từng đoạn của dải đèn LED. Vì lý do này, chúng được gọi là dải đèn LED có địa chỉ. Bên cạnh vẻ ngoài ánh sáng huyền ảo, dải đèn LED kỹ thuật số còn được gọi là dải đèn LED ma thuật hay dải đèn LED màu sắc mơ mộng. Dải đèn LED kỹ thuật số được chia thành hai loại chính: Dải đèn LED kỹ thuật số DMX512 và Dải đèn LED kỹ thuật số SPI. Các tính năng cơ bản của dải đèn LED kỹ thuật số là-
- Địa chỉ
- Có chip điều khiển và chip IC
- Bàn cắt
- Nguyên tắc làm việc
Mỗi đèn LED trên dải đèn LED kỹ thuật số đều có bộ vi điều khiển riêng, cho phép điều khiển độc lập (IC) của mọi đèn LED. Các bộ vi điều khiển này được kết nối nối tiếp dọc theo dải và giao tiếp bằng giao thức dữ liệu số. Bộ điều khiển trung tâm gửi tín hiệu điều khiển đến dải đèn LED, hướng dẫn màu sắc và độ sáng của từng đèn LED. Khi các tín hiệu điều khiển truyền xuống dải, mỗi bộ vi điều khiển sẽ đọc phần dữ liệu của nó và xử lý các lệnh. Sau đó, bộ vi điều khiển sẽ điều chỉnh cường độ của các thành phần màu đỏ, xanh lục và xanh lam của đèn LED tương ứng để tạo ra màu sắc và độ sáng mong muốn. Quá trình này lặp lại cho mỗi đèn LED dọc theo dải. Do đó, nó cho phép tạo ra các hiệu ứng ánh sáng động, hình động và kiểu mẫu vì mỗi đèn LED có thể hiển thị các màu sắc và mức độ sáng khác nhau một cách độc lập. Để biết thêm, hãy kiểm tra bài viết này- Hướng dẫn cơ bản về dải LED có thể định vị.
- Phương pháp điều khiển
Dải đèn LED kỹ thuật số sử dụng phương pháp điều khiển riêng. Nghĩa là, mỗi phân đoạn có thể được điều khiển riêng lẻ. Bộ điều khiển trung tâm, như Arduino hoặc Raspberry Pi, sẽ gửi lệnh đến từng đoạn đèn LED. Theo lệnh, đèn LED thay đổi màu sắc tương ứng. Do đó, nó mang lại khả năng điều khiển chính xác và tùy chỉnh trên dải, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu màn hình chiếu sáng động.
- Kiểm soát màu sắc
Bạn có thể kiểm soát màu sắc rộng rãi trên dải đèn LED kỹ thuật số. Nó cho phép bạn chọn đầu ra màu của từng đoạn của dải. Do đó, bạn có thể tạo nhiều màu trên một dải đèn LED cùng một lúc.
- Ứng dụng
Dải đèn LED kỹ thuật số rất phù hợp cho các sự kiện như buổi hòa nhạc, bữa tiệc, lễ hội, v.v. Bạn cũng có thể sử dụng những đèn này để trang trí các không gian thương mại như quán bar, nhà nghỉ, quán rượu, phòng tập thể dục, KTV, v.v.
Dải đèn LED tương tự Vs. Dải đèn LED kỹ thuật số
| Tiêu chuẩn | Dải đèn LED tương tự | Dải đèn LED kỹ thuật số |
| Địa chỉ | Không | Có |
| chip vi mạch | Không có mặt | Hiện tại |
| Phương pháp điều khiển | Điều khiển kênh đơn | Kiểm soát cá nhân |
| Kiểm soát màu sắc | Giới hạn: một màu cho toàn bộ dải đèn LED tại một thời điểm | Năng động: màu sắc khác nhau cho từng phần của đèn LED |
| Phí Tổn | Tiêu chuẩn | Đắt tiền |
Cơ chế hoạt động của đèn LED Strip
Cơ chế hoạt động của đèn LED dây được tiến hành thông qua quá trình điện phát quang. Các đèn LED trên dải đèn LED được cấu tạo từ vật liệu bán dẫn. Khi dòng điện đi qua những vật liệu này, chúng sẽ phát ra ánh sáng. Quá trình này được gọi là điện phát quang, đó là cách các dải đèn LED tạo ra ánh sáng. Cơ chế làm việc được thảo luận chi tiết dưới đây-
Cơ chế phát sáng
Chip LED vẫn được bố trí xuyên suốt dải đèn LED được làm từ hai lớp vật liệu bán dẫn. Đó là - chất bán dẫn loại p và chất bán dẫn loại n. Chất bán dẫn loại P có lỗ trống biến thiên dương. Ngược lại, chất bán dẫn loại n có dư electron và mang điện tích âm. Điểm mà hai chất bán dẫn này gặp nhau được gọi là điểm nối pn.
Khi điện áp được đặt vào dải đèn LED, các electron từ loại n sẽ di chuyển về phía các lỗ loại p và ngược lại. Khi các lỗ trống và electron gặp tiếp giáp pn, chúng kết hợp lại và giải phóng năng lượng dưới dạng photon (ánh sáng). Khi điện áp được cung cấp cho toàn bộ dải, tất cả các đèn LED sẽ sáng lên đồng thời, tạo ra nguồn sáng liên tục và đồng đều. Đây là cách ánh sáng được tạo ra trong dải đèn LED. Bạn có thể kiểm soát độ sáng của ánh sáng phát ra bằng cách điều chỉnh lượng dòng điện chạy qua đèn LED bằng điện trở hoặc bộ điều chỉnh độ sáng điện tử.
Màu sắc của ánh sáng phát ra
Màu sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào khoảng năng lượng dải của chất bán dẫn. Tức là vật liệu bán dẫn đóng vai trò chính trong việc quyết định màu sắc ánh sáng của dải đèn LED. Biểu đồ dưới đây cho thấy các màu ánh sáng khác nhau được tạo ra do sự thay đổi của vật liệu bán dẫn-
| Vật liệu bán dẫn | Màu sáng phát ra |
| Gali Arsenide (GaAs) | Hồng ngoại (IR) |
| Galli Photphua (GaP) | đỏ |
| Gali Nitride (GaN) | Xanh lam, xanh lá cây, trắng |
| Indi Gallium Nitrua (InGaN) | Xanh lam, xanh lục, tia cực tím |
| Cacbua silic (SiC) | Màu xanh, màu xanh lá cây |
| Kẽm Sunfua (ZnS) | Cam vàng |
| Nhôm Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) | Đỏ, Cam, Vàng |
Trộn màu
Đối với đèn dải LED RGB, việc phối màu tạo nên sự kỳ diệu thực sự. Kết hợp ba màu cơ bản – đỏ, lục và lam, dải đèn LED RGB có thể mang lại hơn 16 triệu màu sắc! Ví dụ: nếu bạn muốn tạo ra ánh sáng vàng, diode đỏ và vàng trong chip LED sẽ chiếu sáng với cường độ bằng nhau, giữ cho đèn xanh luôn tắt. Vì vậy, màu vàng được tạo ra. Với nguyên tắc này, dải đèn LED RGB kết hợp màu sắc và tạo ra hàng triệu màu sắc. Để biết thêm về đèn RGB, hãy kiểm tra điều này- Ánh sáng RGB là gì?
Sự phản xạ và khúc xạ của ánh sáng phát ra
Ánh sáng phát ra từ chip LED sau đó đi qua vật liệu đóng gói (epoxy hoặc silicone) của dải đèn LED. Điều này giúp khuếch tán và phân bổ đều ánh sáng đồng đều ở khu vực xung quanh. Vì vậy, đây là cách hoạt động của đèn dải LED.
Các yếu tố ảnh hưởng đến đầu ra ánh sáng của dải đèn LED
Độ sáng của dải đèn LED bị ảnh hưởng bởi một số lý do. Các yếu tố chính như sau-
- Chất lượng chip & trình điều khiển LED
Chất lượng của chip LED và trình điều khiển có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chiếu sáng của dải đèn LED. Ví dụ- nếu đèn LED không được thực hiện đúng cách, dải đèn LED sẽ không thể cung cấp độ sáng màu ánh sáng như mong muốn hoặc hiển thị các vấn đề khác. Ngoài ra, lỗi ở driver có thể gây ra dòng điện dư thừa có thể làm hỏng dải đèn LED.
- Công suất chip LED
Xếp hạng công suất xác định mức tiêu thụ điện năng tối đa của chip LED. Công suất cao hơn có nghĩa là ánh sáng sáng hơn. Nhưng với sự gia tăng công suất, lượng nhiệt sinh ra cũng tăng lên. Điều này cuối cùng sẽ làm dải đèn LED quá nóng, có thể gây hư hỏng vĩnh viễn.
- Dòng điện và điện áp
Dải đèn LED có các yêu cầu về dòng điện và điện áp nhất định để có hiệu suất tối ưu. Ví dụ: nếu bạn đầu vào dải đèn LED 24V vào dải đèn LED 12V, điều này có khả năng làm hỏng dải đèn LED hoặc khiến dải đèn LED bị trục trặc. Điều này sẽ làm dải băng trở nên quá nóng và có thể dẫn đến kiệt sức hoặc hư hỏng vĩnh viễn.
- Nhiệt độ
Đèn LED rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ cao hơn có thể làm hỏng vật cố định. Đó là lý do tại sao dải đèn LED được tích hợp với một tản nhiệt hoạt động như một máy thở. Điều này giữ cho thiết bị chiếu sáng mát mẻ, giảm nguy cơ hư hỏng đèn LED do quá nóng.
- CRI
CRI là viết tắt của Chỉ số hoàn màu. Nó xác định độ chính xác của ánh sáng LED so với ánh sáng tự nhiên. Nó được chia theo thang điểm từ 0 – 100; cấp độ cao hơn có nghĩa là độ chính xác màu sắc tốt hơn. Xếp hạng CRI kém sẽ ảnh hưởng đến lượng ánh sáng phát ra. Vì vậy, hãy luôn giữ CRI trên 80; trên 90 là tốt nhất. Để tìm hiểu thêm, hãy kiểm tra bài viết này- CRI là gì?
- Nhiệt độ màu
Nhiệt độ màu ảnh hưởng đến sự xuất hiện của màu sáng. Nhiệt độ màu cao hơn mang lại ánh sáng tuyệt vời, trong khi nhiệt độ thấp hơn mang lại ánh sáng ấm áp. Vì vậy, khi mua đèn dải LED, bạn phải kiểm tra nhiệt độ màu của chúng. Tuy nhiên, dải đèn LED trắng có thể điều chỉnh là lựa chọn tuyệt vời để tùy chỉnh nhiệt độ màu ánh sáng. Để biết thêm về điều này, hãy kiểm tra bài viết này- Làm thế nào để chọn nhiệt độ màu dải LED?
- chùm tia góc
Sự phân bố ánh sáng phụ thuộc rất nhiều vào góc chùm của dải đèn LED. Góc chùm hẹp mang lại ánh sáng tập trung hơn. Tuy nhiên, hãy sử dụng góc chùm rộng để bao phủ khu vực viền.
- Khác
Bên cạnh những thực tế nêu trên, hiệu suất chiếu sáng của dải đèn LED còn bị ảnh hưởng bởi mật độ đèn LED, kích thước chip, bộ khuếch tán, độ sạch của vỏ, v.v. Môi trường hoặc độ ẩm/bụi cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất ánh sáng theo thời gian.
Mẹo chọn đèn LED dây tốt nhất
Các yêu cầu của dải đèn LED khác nhau đối với các ứng dụng khác nhau. Chúng có nhiều màu sắc và cơ sở tùy biến. Tuy nhiên, không phải tất cả các sọc LED đều phù hợp với mọi loại hình lắp đặt. Vì vậy, ở đây tôi đã mua cho bạn một phần mẹo nhanh để giúp bạn chọn phần tốt nhất-
- Hãy xem xét khu vực lắp đặt trước khi mua dải đèn LED cho dự án của bạn. Nếu bạn muốn mua thiết bị chiếu sáng ngoài trời, hãy chọn xếp hạng IP cao hơn. Điều này sẽ bảo vệ dải đèn LED của bạn khỏi các điều kiện thời tiết bất lợi như bão, gió, bụi hoặc mưa.
- Luôn kiểm tra định mức điện áp của dải. Nếu điện áp đầu vào của bạn vượt quá điện áp yêu cầu, nó sẽ làm hỏng dải đèn LED.
- Hãy xem xét nhiệt độ màu để tạo ra bầu không khí trực tiếp với ánh sáng của bạn. Hãy nhớ rằng, ánh sáng ấm áp sẽ tạo ra một môi trường ấm cúng. Đây là những đèn tuyệt vời cho phòng ngủ, phòng khách hoặc phòng vẽ. Mặt khác, ánh sáng mát mẻ tạo ra bầu không khí tràn đầy năng lượng. Chúng hoạt động tốt nhất cho chiếu sáng nhiệm vụ.
Câu Hỏi Thường Gặp
The Bottom Line
Đèn dải LED hoạt động ở điện áp thấp, khiến chúng trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Cho dù đó là chiếu sáng bên trong ngôi nhà hay ngoài trời, những thiết bị này đều hoạt động xuất sắc để mang lại ánh sáng gọn gàng. Tuy nhiên, chất lượng là điều quan trọng để có được hiệu suất chiếu sáng tốt nhất. Nhưng đừng lo lắng, với LEDYi, chúng tôi cung cấp chất lượng tốt nhất với mức giá cạnh tranh. Nếu bạn cần một giải pháp tùy chỉnh, chúng tôi cũng có thể giúp bạn việc này. Ngoài ra, chúng tôi có cả hai analog và đèn dải LED kỹ thuật số. Vì vậy, bất kể yêu cầu của bạn là gì, LEDYi vẫn là giải pháp tối ưu dành cho bạn!
