Как определить мощность светодиодной ленты

Если Вы покупаете LED-ленту в официальном магазине или заказываете её через интернет, вопрос определения мощности стоять не будет. В первом случае лента поставляется в заводской упаковке, имеющей все необходимые маркировки, а во втором даже при отсутствии фабричного пакета или коробки, характеристики удастся изучить на сайте интернет-магазина. Однако в тех случаях, когда покупка ленты была спонтанной и случилась лишь из-за того, что потребитель проходил вдоль товарных лотков и раскладок на стихийном рынке, к нему в руки могло попасть изделие с весьма неожиданными характеристиками. В данном случае мы не станем пытаться беспочвенно судить о качестве изделия (оно может быть самым разным) – здесь куда более важен вопрос о том, как подобрать для такой ленты блок питания, если энергопотребление одного её метра доподлинно неизвестно. Давайте же разбираться.

Сегодня светодиодные ленты имеют множество разновидностей и моделей, а потому просто надеяться на то, что можно взять для расчёта некий усреднённый показатель, не приходится. Даже для бытовых нужд можно приобрести модели, мощность которых различается в 2, 4, 6 и более раз. Но не следует пугаться: оценить энергопотребление любого изделия достаточно просто, если применить немного смекалки и терпения. Пожалуй, важнейшим можно назвать тот факт, что для получения информации о мощности вам не придётся измерять электрические величины – то есть, даже при отсутствии мультиметра или других сложных измерительных инструментов потребитель сумеет получить точные результаты.

Узнаём параметры ленты

Всю процедуру определения технических характеристик можно свести к трём этапам:

• определению типа использованных диодов;
• определению количества диодов в метре;
• простой математической операции.

Рассмотрим несколько примеров. Прежде всего, необходимо отметить, что простота дальнейших расчётов обязана банальному факту – стандартизации технологии изготовления и применению однотипных комплектующих. Так, для бытовых нужд чаще всего используются диоды типов SMD2835, SMD3528 и SMD5050. Заметно реже в светодиодных лентах применяются диоды SMD5630 и SMD5730. При этом их энергопотребление будет зависеть от размера, то есть первые два типа не только взаимно симметричны, но и потреблять будут одинаковую мощность. Все эти типы могут использоваться на гибких платах, рассчитанных на напряжение в 12, 24 и 220 В, которые сегодня наиболее востребованы, и вне зависимости от вольтажа, мощность их будет одинаково пропорциональна друг другу.

Потому первое, что нужно сделать, если Вам в руки попалась лента без каких-либо маркировок – это взять линейку или штангенциркуль и аккуратно замерить стороны диода, впаянного в гибкую плату. Если одна его сторона равна 3,5 мм, а вторая – 2,8 мм, перед Вами диод типа SMD2835 или SMD3528, что в данной ситуации не важно. Владея этой информацией, нужно просто сопоставить размеры с известными заводскими параметрами комплектующих.

Запомнить мощности очень просто, ведь на пять популярных типов диодов приходится всего три цифры:

• SMD2835 и SMD3528 потребляют 0,1 Вт;
• SMD5050 потребляют 0,3 Вт;
• SMD5630 и SMD5730 потребляют 0,5 Вт.

Как видим, даже две последних разновидности, которые бывает сложно различить после замеров из-за близости размера, всё равно имеют одинаковую мощность, так что ошибиться в расчётах попросту невозможно.

Следующим логичным шагом кажется умножение мощности одного диода на их количество в погонном метре изделия, однако не всё так просто. На величину паспортного энергопотребления необходимо внести поправку, которая обусловлена самой конструкцией светодиодной ленты. Для примера возьмём изделие, построенное на диодах SMD3528. В одном сегменте гибкой платы такого типа будет содержаться 3 светодиода (если речь идёт о модели на 12 В). Кроме того, на том же участке располагают токоограничивающий резистор, который фактически снижает потребление ленты при работе на 20% – до 0,8 Вт. Таким образом, для всех типов диодов реально необходимую мощность принято пересчитывать:

• SMD2835 и SMD3528 – 0,1 х 0,8 = 0,08 Вт;
• SMD5050 – 0,3 х 0,8 = 0,24 Вт;
• SMD5630 и SMD5730 – 0,5 х 0,8 = 0,4 Вт.

Именно эти значения следует умножать на количество светодиодов в одном метре, чтобы получить реальную мощность изделия. Если Вы держите в руках светодиодную ленту с числом диодов 60 шт./м, то, в зависимости от типа элементов, один её метр будет иметь такую мощность:

• SMD2835 и SMD3528 – 0,08 х 60 = 4,8 Вт;
• SMD5050 – 0,24 х 60 = 14,4 Вт;
• SMD5630 и SMD5730 – 0,4 х 60 = 24 Вт.

Полагаем, с подобными расчётами вполне способен справиться каждый потребитель. Для оценки энергопотребления дробных частей метра всегда используют тот же принцип, не забывая при этом учитывать кратность порезки данной модели ленты. Сегодня почти все изделия на 12 В и 24 В можно резать кратно 5 см, а некоторые модели – даже по 2,5 см. Сложнее приходится только в тех случаях, когда используется светодиодная лента, питающаяся от 220 В, поскольку в таких случаях кратность порезки составляет в лучшем случае 50 см, а зачастую – и вовсе 1 м. Напомним, что отрезать изделие можно только по специальным линиям, которые для этого предназначены. Если вы решите перерезать изделие в случайном месте, то данный сегмент подсветки работать не будет, ну а если этот фрагмент ещё и стоит первым в цепи, то присоединить к нему питание окажется попросту невозможно. Те, кто не очень дружен с пайкой, после корректного отрезания ленты могут вместо припаивания проводников использовать технологичные коннекторы для лент, изготовленные на фабрике. Они быстро монтируются, обеспечивают отличный электрический контакт, и к тому же сохраняют разборность соединения, на случай, если контур подсветки придётся модифицировать.

Конструктивные особенности лент, влияющие на мощность

Выше мы рассмотрели самый простой вариант того, как рассчитать энергопотребление разных лент, условно приравняв между собой некоторые из них. На самом же деле, ситуация обстоит несколько сложнее: если бы сразу несколько типов изделий были идентичны по своим эксплуатационным характеристикам, такое дублирование оказалось бы бессмысленным. Потому пора переходить к более сложной информации.

Если вспомнить школьный курс физики, то электрическая мощность представляет собой произведение тока и напряжения. Можно ли узнать их, просто взглянув на изделие? Оказывается, да.

Начнём с самого простого и пойдём по нарастающей. Проще всего разобраться с вольтажом питания. В этом вопросе разумнее идти от противного, руководствуясь информацией, приведённой чуть выше. Если метки реза стоят на расстоянии 50 или 100 см, перед вами модель на 220 В, без вариантов. Изделия, рассчитанные на 12 В и 24 В, внешне отличить сложнее, хотя некоторые производители и до наших дней порой соблюдают морально устаревшую политику помещать на модели, требующие питания 24 В, сразу 6, 8, 12, 16 или 32 диода в пределах одного неделимого участка. При этом длина участка зачастую равна 10 см, и только в самых редких случаях – привычные 5 см. В последние годы светодиодные ленты на 12 В и 24 В практически всегда изготавливают внешне идентичными, зато на саму плату наносят маркировку вблизи места реза: там будет указано либо «DC12V», либо «DC24V». То же самое касается и других номиналов питания, которые сегодня ещё можно встретить на рынке – 5, 18 и 36 В.

Перейдём к тому, на какой ампераж могут быть рассчитаны изделия. Сила тока, который течёт через полупроводники, будет зависеть не только от их общего количества в ленте, но и от того, к какому типу они принадлежат. И здесь также прослеживаются различия:

• SMD3528 и SMD2835 потребляют 20 мА;
• SMD5050 – 60 мА;
• SMD5630 и SMD5730 – 100 мА.

При этом не будем забывать, что в одном метре ленты может находиться 30, 52, 60, 120, 180 или 240 диодов, что и обуславливает различия между моделями. Вместе с тем, это открывает дополнительные возможности для оценки энергопотребления отрезка ленты – особенно, если он имеет некратную стандартам длину или необычное число диодов в метре. В таком случае применяют формулу

P = (U x I x N) / K,

где P – это искомая мощность отрезка ленты, Вт;

U– напряжение питания изделия, В;

I– сила тока в одном светодиоде данного типа, А;

N – число диодов в одном метре ленты, шт.;

K – количество диодов в одной секции, шт.

Проверим вычисления для изделий SMD3528, SMD5050 и SMD5630, размещённых на одном погонном метре ленты в количестве 60 шт. с сегментами по 3 диода:

P(3528) = (12 x 0,02 x 60) / 3 = 4,8 Вт;

P(5050) = (12 x 0,06 x 60) / 3 = 14,4 Вт;

P(5630) = (12 x 0,1 x 60) / 3 = 24 Вт.

Следует отметить, что в последние годы эксперты отмечают печальную тенденцию: ленты, построенные на диодах SMD5630 и SMD5730 в реальности могут иметь токи до 180 мА, что означает их меньшую экономичность и низкую светоотдачу с каждого потреблённого ватта. К таким моделям стоит относиться с двойной осторожностью: с одной стороны, они работают совсем не так, как ожидается, что означает несоответствие характеристик подсветки желаемому результату, а с другой – провоцирует потенциальные проблемы с блоком питания, мощности которого может попросту не хватить на реальные объёмы энергопотребления ленты, в результате чего сгореть может не только блок, но иногда и сама лента.

Чтобы выяснить, как много энергии будет в штатном режиме потреблять ваша подсветка, следует воспользоваться другой формулой:

Q = (L x P x t) / 1000,

где Q – это искомый объём потреблённой энергии, кВт*ч;

L – длина ленты, уложенной в контур подсветки, м;

P – мощность одного метра ленты, Вт;

t – время работы подсветки, часов.

Если предположить, что будет использована самая экономичная модель, построенная на диодах типа SMD3528, общей протяжённостью 5 метров, и работать ей предстоит лишь по вечерам (например, с 17:00 до 23:00), то:

Q = (5 x 4,8 x 6) / 1000 = 0,144 кВт*ч.

За месяц такая подсветка потребит 0,144 х 30 = 4,32 кВт*ч энергии. Данное значение можно считать мизерным, потому Вам совершенно не придётся беспокоиться, что новая подсветка станет существенно увеличивать суммы в платёжках за электричество.

Отдельно следует сказать о светодиодных лентах RGB-типа. Хотя на первый взгляд внешне они почти не отличаются от монохромных изделий, в них всё же очень важны параметры тока, поступающие на каждый цветовой канал. Даже не все электрики знают, что их питающие напряжения отличаются между собой. К примеру, на красный кристалл должно подаваться питание не выше 2 В, а на синий – не более 3,2 В. Перепутав эти проводники, Вы рискуете уничтожить ленту ещё при первом включении, а в случае с более дорогими моделями, которые окажутся стойкими к неверному вольтажу, просто до предела снизить ресурс работы изделия. Как нетрудно понять, первыми из строя выйдут именно красные кристаллы, а без них получить всё многообразие цветовых гамм уже не удастся.

Расчёт потребления для немаркированных многоцветных моделей должен производиться в соответствии с теми же принципами и алгоритмами, что описаны ранее. При их подключении важно помнить, что для управления требуется ещё и RGB-контроллер, а его параметры также необходимо рассчитать. И блок питания, и контроллер, в обязательном порядке должны иметь запас по мощности в 20-25% от совокупного электропотребления ленты. Только в этом случае гарантирована её надёжная работа. Если такой запас не достигается, контур подсветки стоит пересмотреть и выйти на нужные показатели – заменив блок питания на более мощный, разбив контур на два, каждый со своим БП, или укоротив его так, чтобы все соотношения параметров соответствовали требованиям.

В том случае, если вы вдруг решили сэкономить и приобретаете светодиодную ленту с рук, не верьте всему, что написано на пластиковой упаковке. К примеру, многие китайские бренды указывают количество диодов – 250 или 300 штук. На сегодняшний день в лентах самого высокого качества монтируют не больше 240 штук на метр, а потому указанные выше цифры – либо обман в количестве, либо в том, на какую длину оно приходится. На бобине в 5 метров вполне может быть 250-300 светодиодов, и даже больше, но никак не на одном погонном метре. Потому лучше несколько раз подумать, прежде, чем соблазняться на низкую цену. Возможно, производитель хитрит не только в том, сколько диодов содержится в его изделии.