Як визначити потужність світлодіодної стрічки

Якщо Ви купуєте LED-стрічку у офіційному магазині або замовляєте її через інтернет, питання визначення потужності стояти не буде. У першому випадку стрічка поставляється у заводській упаковці, яка має усі необхідні маркування, а у другому навіть за відсутності фабричного пакета або коробки, характеристики вдасться вивчити на сайті інтернет-магазину. Однак у тих випадках, коли покупка стрічки була спонтанною й трапилася лише через те, що споживач проходив вздовж товарних лотків та розкладок на стихійному ринку, до його рук міг потрапити виріб з вельми несподіваними характеристиками. У даному випадку ми не станемо намагатися безпідставно судити про якість виробу (вона може бути дуже різною) – тут куди більш важливим є питання про те, як підібрати для такої стрічки блок живлення, якщо енергоспоживання одного її метра достеменно невідомо. Давайте ж розбиратися.

Сьогодні світлодіодні стрічки мають безліч різновидів та моделей, а тому просто сподіватися на те, що можна узяти для розрахунку якийсь усереднений показник, не слід. Навіть для побутових потреб можна придбати моделі, потужність яких різниться у 2, 4, 6 та більше разів. Але не слід і лякатися: оцінити енергоспоживання будь-якого виробу досить просто, якщо застосувати трохи кмітливості та терпіння. Мабуть, найважливішим можна назвати той факт, що для отримання інформації про потужність вам не доведеться вимірювати електричні величини – тобто, навіть за відсутності мультиметра або інших складних вимірювальних інструментів споживач зуміє отримати точні результати.

Дізнаємося параметри стрічки

Усю процедуру визначення технічних характеристик можна звести до трьох етапів:

• визначення типу використовуваних діодів;
• визначення кількості діодів у метрі;
• простої математичної операції.

Розглянемо декілька прикладів. Перш за все, необхідно відзначити, що простота подальших розрахунків зобов'язана банальному факту – стандартизації технології виготовлення та застосування однотипних комплектуючих. Так, для побутових потреб найчастіше використовуються діоди типів SMD2835, SMD3528 та SMD5050. Помітно рідше у світлодіодних стрічках застосовуються діоди SMD5630 та SMD5730. При цьому їхнє енергоспоживання буде залежати від розміру, тобто перші два типи не тільки взаємно симетричні, але й споживати будуть однакову потужність. Усі ці типи можуть використовуватися на гнучких платах, розрахованих на напруги у 12, 24 та 220 В, які сьогодні найбільш затребувані, й незалежно від вольтажу, потужність їх буде однаково пропорційна один одному.

Тому перше, що потрібно зробити, якщо Вам до рук потрапила стрічка без будь-яких маркувань – це узяти лінійку або штангенциркуль та акуратно заміряти боки діода, впаянного до гнучкої плати. Якщо один його бік дорівнює 3,5 мм, а другий – 2,8 мм, перед вами діод типу SMD2835 або SMD3528, що у даній ситуації не важливо. Маючи цю інформацію, потрібно просто порівняти розміри з відомими заводськими параметрами комплектуючих.

Запам'ятати потужності дуже просто, адже на п'ять популярних типів діодів припадає усього три цифри:

• SMD2835 та SMD3528 споживають 0,1 Вт;
• SMD5050 споживають 0,3 Вт;
• SMD5630 та SMD5730 споживають 0,5 Вт.

Як бачимо, навіть два останніх різновиди, які буває складно розрізнити після вимірів через близькість розміру, усе одно мають однакову потужність, тож помилитися у розрахунках просто неможливо.

Наступним логічним кроком здається множення потужності одного діода на їхню кількість у погонному метрі виробу, однак не все так просто. До величини паспортного енергоспоживання необхідно додати поправку, яка обумовлена ​​самою конструкцією світлодіодної стрічки. Для прикладу візьмемо виріб, побудований на діодах SMD3528. У одному сегменті гнучкої плати такого типу буде міститися 3 світлодіода (якщо мова йде про моделі на 12 В). Крім того, на тій самій ділянці розташовують струмообмежуючий резистор, який фактично знижує споживання стрічки при роботі на 20% – до 0,8 Вт. Таким чином, для усіх типів діодів реально необхідну потужність прийнято перераховувати:

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

Саме ці значення слід множити на кількість світлодіодів у одному метрі, щоб отримати реальну потужність виробу. Якщо Ви тримаєте у руках світлодіодну стрічку з числом діодів 60 шт./м, то, у залежності від типу елементів, один її метр матиме таку потужність:

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

Вважаємо, з подібними розрахунками цілком здатен впоратися кожен споживач. Для оцінки енергоспоживання дрібних частин метра завжди використовують той самий принцип, не забуваючи при цьому враховувати кратність порізки даної моделі стрічки. Сьогодні майже усі вироби на 12 В та 24 В можна різати кратно 5 см, а деякі моделі – навіть по 2,5 см. Складніше доводиться тільки у тих випадках, коли використовується світлодіодна стрічка, що живиться від 220 В, оскільки у таких випадках кратність порізки складає у кращому випадку 50 см, а найчастіше – й зовсім 1 м. Нагадаємо, що відрізати виріб можна тільки по спеціальних лініях, які для цього призначені. Якщо ви вирішите перерізати виріб у випадковому місці, то даний сегмент підсвічування працювати не буде, ну а якщо цей фрагмент ще й стоїть першим у ланцюзі, то приєднати до нього живлення виявиться просто неможливо. Ті, хто не дружить із пайкою, після коректного відрізання стрічки можуть замість припаювання провідників використовувати технологічні конектори для стрічок, виготовлені на фабриці. Вони швидко монтуються, забезпечують відмінний електричний контакт, й до того ж зберігають розбірність з'єднання, на випадок, якщо контур підсвічування доведеться модифікувати.

Конструктивні особливості стрічок, які впливають на потужність

Вище ми розглянули найпростіший варіант того, як розрахувати енергоспоживання різних стрічок, умовно прирівнявши між собою деякі з них. Насправді ж, ситуація дещо складніша: якби відразу декілька типів виробів були ідентичними за своїми експлуатаційними характеристиками, таке дублювання виявилося б безглуздим. Тому пора переходити до більш складної інформації.

Якщо згадати шкільний курс фізики, то електрична потужність являє собою добуток струму та напруги. Чи можна дізнатися їх, просто глянувши на виріб? Виявляється, так.

Почнемо з найбільш простого та підемо по висхідній. Найпростіше розібратися з вольтажем живлення. У цьому питанні розумніше йти від протилежного, керуючись інформацією, наведеною трохи вище. Якщо мітки різу стоять на відстані 50 або 100 см, перед вами модель на 220 В, без варіантів. Вироби, розраховані на 12 В та 24 В, зовні відрізнити складніше, хоча деякі виробники й до наших днів часом дотримуються морально застарілої політики поміщувати на моделі, які вимагають живлення 24 В, відразу 6, 8, 12, 16 або 32 діода у межах однієї неподільної ділянки. При цьому довжина ділянки часто дорівнює 10 см, й тільки у найбільш рідкісних випадках – звичні 5 см. У останні роки світлодіодні стрічки на 12 В та 24 В практично завжди виготовляють зовні ідентичними, зате на саму плату наносять маркування поблизу місця різу: там буде вказано або «DC12V», або «DC24V».Те ж саме стосується й інших номіналів живлення, які сьогодні ще можна зустріти на ринку – 5, 18 та 36 В.

Перейдемо до того, на який ампераж можуть бути розраховані вироби. Сила струму, який тече через напівпровідники, буде залежати не тільки від їх загальної кількості у стрічці, але й від того, до якого типу вони належать. І тут також простежуються відмінності:

• SMD3528 та SMD2835 споживають 20 мА;
• SMD5050 – 60 мА;
• SMD5630 та SMD5730 – 100 мА.

При цьому не будемо забувати, що у одному метрі стрічки може перебувати 30, 52, 60, 120, 180 або 240 діодів, що й обумовлює відмінності між моделями. Разом з тим, це відкриває додаткові можливості для оцінки енергоспоживання відрізка стрічки – особливо, якщо він має некратну стандартам довжину або незвичайне число діодів у метрі. У такому випадку застосовують формулу

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

де P – це шукана потужність відрізка стрічки, Вт;

U – напруга живлення виробу, В;

I – сила струму у одному світлодіоді даного типу, А;

N – число діодів у одному метрі стрічки, шт.;

K – кількість діодів у одній секції, шт.

Перевіримо обчислення для виробів SMD3528, SMD5050 та SMD5630, розміщених на одному погонному метрі стрічки у кількості 60 шт. з сегментами по 3 діода:

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.

Слід зазначити, що у останні роки експерти відзначають сумну тенденцію: стрічки, побудовані на діодах SMD5630 та SMD5730 у реальності можуть мати струми до 180 мА, що означає їхню меншу економічність та низьку світловіддачу з кожного спожитого вата. До таких моделей варто ставитися з подвійною обережністю: з одного боку, вони працюють зовсім не так, як очікується, що означає невідповідність характеристик підсвічування бажаному результату, а з іншого – провокує потенційні проблеми з блоком живлення, потужності якого може просто не вистачити на реальні обсяги енергоспоживання стрічки, у результаті чого згоріти може не тільки блок, але іноді й сама стрічка.

Щоб з'ясувати, як багато енергії буде у штатному режимі споживати ваше підсвічування, слід скористатися іншою формулою:

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

де Q – це шуканий об’єм спожитої енергії, кВт*год;

L – довжина стрічки, укладеної у контур підсвічування, м;

P – потужність одного метра стрічки, Вт;

t – час роботи підсвічування, годин.

Якщо припустити, що буде використана найбільш економічна модель, побудована на діодах типу SMD3528, загальною протяжністю 5 метрів, й працювати їй потрібно лише вечорами (наприклад, з 17:00 до 23:00), то:

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

За місяць таке підсвічування споживе 0,144 х 30 = 4,32 кВт*год енергії. Дане значення можна вважати мізерним, тому Вам абсолютно не доведеться турбуватися, що нове підсвічування стане істотно збільшувати суми у платіжках за електрику.

Окремо слід сказати про світлодіодні стрічки RGB-типу. Хоча на перший погляд зовні вони майже не відрізняються від монохромних виробів, у них усе ж дуже важливими є параметри струму, який надходить на кожний колірний канал. Навіть не усі електрики знають, що їхнє живляча напруга відрізняється між собою. Наприклад, на червоний кристал має подаватися живлення не вище 2 В, а на синій – не більше 3,2 В. Переплутавши ці провідники, Ви ризикуєте знищити стрічку ще при першому ввімкненні, а у випадку з більш дорогими моделями, які виявляться стійкими до невірного вольтажу, просто до межі знизити ресурс роботи виробу. Як неважко зрозуміти, першими з ладу вийдуть саме червоні кристали, а без них отримати усе різноманіття кольорових гам вже не вдасться.

Розрахунок споживання для немаркованих багатоколірних моделей повинен проводитися у відповідності з тими самими принципами та алгоритмами, що описані раніше. При їх підключенні важливо пам'ятати, що для управління потрібен ще й RGB-контролер, а його параметри також необхідно розрахувати. І блок живлення, і контролер, у обов'язковому порядку повинні мати запас за потужністю у 20-25% від сукупного електроспоживання стрічки. Тільки у цьому випадку гарантована її надійна робота. Якщо такий запас не досягається, контур підсвічування варто переглянути та вийти на потрібні показники – замінивши блок живлення на більш потужний, розбивши контур на два, кожен зі своїм БЖ, або скоротивши його так, щоб усі співвідношення параметрів відповідали вимогам.

У тому випадку, якщо ви раптом вирішили заощадити та купуєте світлодіодну стрічку з рук, не вірте усьому, що написано на пластиковій упаковці. Наприклад, багато китайських брендів вказують кількість діодів – 250 або 300 штук. На сьогоднішній день у стрічках найвищої якості монтують не більш 240 штук на метр, а тому зазначені вище цифри – або обман у кількості, або у тому, на яку довжину вона припадає. На бобіні у 5 метрів цілком може бути 250-300 світлодіодів, і навіть більше, але ніяк не на одному погонному метрі. Тому краще декілька разів подумати, перш, ніж спокушатися на низьку ціну. Можливо, виробник хитрує не тільки у тому, скільки діодів міститься у його виробі.