Светодиодный кабель для потолков

Кабели для светодиодных лент

Светодиодные ленты уже стали неотъемлимой деталью интерьера. Они позволяют создавать мягкий распределённый свет, удобно регулируются по яркости, могут быть многоцветными (RGB или RGBW) и даже с изменяемой цветовой температурой (мультибелые ленты).

Расскажу об одном важном моменте, а именно про то, как считать сечение кабеля, необходимого для подключения светодиодной ленты, потому что, зачастую, всё, что знают строители про подключение лент, это «нужен кабель потолще». Можно просто взять потолще, а можно и посчитать, какой конкретно кабель нужен.

В начале важная мысль, которая, я надеюсь, всем известна: сечение кабеля выбирается по проходящему по нему току.

Не напряжение определяет кабель и не мощность, а ток. Который в амперах.

Немного вспомним силовую электрику. Можно легко найти таблицы, которые сообщают нам, какой предельный ток можно пускать по кабелям различного сечения:

• Кабель сечением 0.5 мм2 — 6 ампер
• Кабель сечением 0.75 мм2 — 10 ампер
• Кабель сечением 1 мм2 — 14 ампер
• Кабель сечением 1.5 мм2 — 15 ампер
• Кабель сечением 2 мм2 — 19 ампер
• Кабель сечением 2.5 мм2 — 21 ампер

Исходя из этого на силовые нагрузки напряжением 220 вольт на кабель сечением 1,5 мм2 ставится автомат 10А, а на кабель сечением 2,5 мм2 ставится автомат 16А. Запас учитывается потому что автомат при номинальном и бОльшем токе сработает не сразу, а чуть погодя. А нам хотелось бы, чтобы по кабелю не шёл максимально допустимый ток. К тому же, кабель, на котором написано 2.5, может в реальности быть не 2.5, а меньше.

Поскольку мы говорим о светодиодной ленте, то напряжение у нас не переменное, а постоянное (ленту с питанием 220 вольт не берём в расчёт), и очень важно понимать, что сечение кабеля мы выбираем не по максимальному току, который может выдержать кабель, а по падению напряжения в кабеле.

Падение напряжения в кабеле

У кабеля есть, как у любой резистивной нагрузки, сопротивление. То есть, когда ток проходит по нему, часть электроэнергии превращается в нагрев самого кабеля. Ток, в замкнутой цепи согласно законам физики, всегда постоянен, а напряжения уменьшается. То количество вольт, на которое уменьшается напряжение при прохождении нагрузки, называется падением напряжения.

Как можно посчитать падение напряжения в кабеле? Вспомнив физику.

У кабеля есть некое значение его удельного сопротивления. Это количество ом на миллиметр квадратный сечения кабеля на метр длины. Чем больше, длина, тем больше сопротивление. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Измеряется в Омах, можно понятнее представить как Ом*мм2/м, так оно чаще всего и обнаруживается в интернете. Мы возьмём за некое усреднённое значение сопротивление силового кабеля 0,018 Ом*мм2/м. Для более точных расчётов можно подставить сопротивление конкретного кабеля.

Полное сопротивление кабеля равно удельное сопротивление * длина / сечение *2

Умножаем на два потому, что относительно источника напряжения надо считать длину жилы до нагрузки и обратно. Либо можно брать длину кабеля сразу с учётом этого.

U = I * R, поэтому падение напряжения равно сопротивлению кабеля * ток.

Напряжение, которое приходит на нагрузку, равно напряжению питания источника минус падение напряжения.

Это важный момент! Падение напряжения зависит от тока. Иногда спрашивают: какое может быть расстояние до датчика движения? Оно может быть очень большое, потому что ток потребления датчика движения очень маленький. Для Colt Quad PI это 12 миллиампер. То есть, если используем кабель сечением 0,22мм, то для падения напряжения на 1 вольт нужен кабель длиной 500 метров.

Второй вывод выходит из первого: падение тем меньше, чем больше напряжение. Почему для передачи электроэнергии на большие расстояния используются высоковольтные линии? Потому что если передавать 220/380 вольт, то напряжение быстро упадёт. Надо использовать очень толстый кабель, но дешевле ставить трансформаторные подстанции.

Допустимое падение напряжения светодиодной ленты

Я провёл эксперимент: подключил 24-вольтовую ленту к источнику напряжения и стал понижать напряжение. Фотографиями не передать изменение яркости свечения, надо вживую смотреть и сравнивать. Вывод такой: при 22 вольтах лента горит тусклее, но только немного тусклее. Скажем так, допустимо. При 21 вольте лента горит ещё тусклее. При 20 вольтах ещё немного тусклее.

Можем считать так: уменьшение напряжения питания ленты на 10% чуть (до 21,6 вольта) снижает яркость свечения, но ещё допустимо. Больше — нежелательно. Лучше принимать за допустимое падение напряжения 6-8%.

Далее считаем по формулам, представленным выше.

Лента бывает разной мощности и разного напряжения. Полагаю, не надо пояснять, что нам всегда выгоднее использовать ленту бОльшего напряжения. Больше напряжения — меньше ток. Меньше ток — меньше нежелательное падение напряжения. Сама распространённая лента имеет напряжение 24 вольта. 12 вольт или ниже не смотрим, кроме случаев совсем короткого кабеля до ленты и наличия свободного 12-вольтового блока питания.

Представим, что у нас лента имеет мощность 9,6 ватта на метр (самый частый вариант), длина 10 метров. Напряжение 24 вольта. Расстояние до ленты от блока питания 20 метров. Какого сечения брать кабель?

Сначала считаем ток. Это 4 ампера (мощность на метр * длина / напряжение). Я сделал табличку в Excel, в которую забил все формулы для простого расчёта падения напряжения в процентах.

Вот эта табличка для всех желающих: home-matic.ru/voltagedrop.xlsx

У меня получилось, что при сечении 1,5 мм2 падение напряжения составит 1,92 вольта или 8%. При длине кабеля 25 метров — 10%. При сечении кабеля 0,75 длина может быть не больше 10 метров. Это максимальные значения, если вы хотите, чтобы лента горела не «немного тусклее обычного», а достаточно ярко, то надо увеличивать сечение. С учётом того, что кабели зачастую продаются меньшего сечения, чем заявлено, стоит взять сечение на шаг больше.

Другой способ — повышать напряжение источника питания. На некоторых блоках питания есть регулировочный винтик (обычно с маркировкой ADJ, «подстройка»), который позволяет повысить напряжение до 27 вольт. При кручении винтика желательно измерять напряжение на ленте, чтобы оно стало ровно 24 вольта, не больше. Не стоит увлекаться этим способом, чрезмерный нагрев кабеля нежелателен.

Ещё существует лента на 36 вольт и 48 вольт. Она не очень распространена, но её использование поможет уменьшить падение напряжения в абсолютном значении и в процентах относительно номинала.

Кабель можно использовать 2-жильный, но если лента будет в алюминиевом профиле или на подложке, то нужна ещё жила заземления.

Размещение блоков питания

Этот вопрос всегда является камнем преткновения между дизайнером и электриком. Электрик спрашивает дизайнера, куда класть блоки питания, а дизайнер говорит, что это не его дизайнерское дело блоки питания класть: вы электрик, вы и кладите. Не будешь же ему про падение напряжения объяснять. На самом деле, я считаю, что хороший дизайнер не должен устраняться от технических моментов, а должен в них вникать и расти над своими не вникающими коллегами, как и электрик, вникающий в вопросы дизайна. Но это тема отдельных размышлений.

Идеально, конечно, размещение блока питания где-то у начала ленты. Часто блок можно положить за бортик двухуровневого потолка, выпускаются очень тонкие модели. Важно заранее подвести питающий кабель не в одну точку потолка, а в несколько, чтобы мощности блока питания хватало на питание подключенной к нему ленты. Кабель от щита до блока питания имеет сечение 1.5, так как напряжение в нём 230 вольт и ток, соответственно, небольшой.

Важно, чтобы блок был обслуживаемым и проветриваемым. Можно предположить, что 5% мощности подключенной ленты пойдут на нагрев блока питания. Для 200Вт это 10 Вт тепла. Нужно также быть готовым к тому, что контакты блока могут оплавиться, что в блоке может взорваться конденсатор, что блок может начать сильно греться. Что он может не пережить короткое замыкание в ленте. В хорошем блоке такого не случится, но надо быть готовым и не класть блок в пожароопасное место (не заклеивать бумагой, чтобы скрыть его в нише потолка).

Можно разместить где-то в мебели один блок питания, от него несколько выводов на ленты. Вот размещение блока питания в шкафу, от него три кабеля сечением 1,5 каждый на свой кусок ленты.

Всегда блок питания ленты должен быть обслуживаемым. Он может, как любая техника, сгореть.

У меня были пара объектов, на которых блоки питания ленты по решению заказчика были замурованы в стенах. Взяли самые дорогие (Meanwell) блоки питания с защитой IP67, мощность выбрана с запасом, трижды проверили, что они работают, и зашили потолком. Уже по меньшей мере три года работают. В общем, вероятность неисправности достаточно низкая, но если что-то случится, придётся расшивать потолок.

Вот фото размещения блоков питания в щите. Блоки питания Chinfa 24 вольта. У каждого есть подстроечный резистор, может давать до 29 вольт.

Рядом с каждым блоком реле для его включения и автомат. Здесь один блок — одна лента.

Выводы

1. Надо заранее думать, где будут размещены блоки питания лент и посчитать их мощность и ток.
2. Если блоки питания в щите, то надо не лениться и по формулам посчитать падение напряжения в кабеле и предусмотреть кабель соответствующего сечения. Можно разделить ленту на несколько участков и протянуть от блока несколько кабелей, по каждому пойдёт меньший ток.
3. Если блоки питания не в щите, то надо предусмотреть место для них. Место должно быть обслуживаемое, проветриваемое, не пожароопасное.
4. Блоки питания выбираем хорошие. Чтобы держал короткое замыкание. Лучший вариант в металлическом кожухе IP67, но это дороже всего. Можно брать блоки на DIN рейку, они обычно качественные. Хорошо если с подстройкой выходного напряжения.
5. Время от времени надо не забывать подкручивать все контакты блоков питания. Собственно, это надо делать на всех элементах щита, а то из-за плохого контакта может начать греться клемма.

227,854 просмотров всего, 52 просмотров сегодня

Источник

Подсветка потолка светодиодной лентой. Как правильно рассчитать и подобрать ленту

Самый модный запрос на тему освещения в квартире – «Как установить светодиодные ленты для подсветки потолка». Каждый год спрос на светодиодное освещение неуклонно растёт. Что это, модные тенденции или здравый смысл?

Светодиоды имеют ряд преимуществ перед другими источниками освещения:

• Оптимальный спектр (максимально близок к дневному свету);
• возможность выбора цветовой гаммы;
• возможность зонального освещения;
• снижает затраты на электроэнергию;
• высокий срок службы.

Подсветку потолков можно использовать как основное, дополнительное (ночное) и декоративное освещение.

Если светодиоды выполняют роль основного освещения, необходимо соблюдать санитарные нормы, чтоб не навредить своему здоровью.

Требуемая освещенность помещения зависит от его назначения. Оптимальные параметры согласно СНиП показаны в таблице ниже.

Требуемая освещенность помещения, в зависимости его назначения

Зная требуемое освещение, нужно подобрать светодиодную ленту и драйвер питания.

Наиболее популярными являются светодиодные ленты на основе модулей SMD 3528 и SMD 5050. Подробные технические характеристики этих светодиодов можете найти здесь.

Оба варианта нам подходят. SMD 5050 потребуется меньшей длины (но она дороже), в виду ее повышенной яркости. Разберем расчет на примере.

Расчет подсветки потолка светодиодной лентой

Разберем расчет подсветки на конкретном примере. Входные данные:

• Комната — 20 м 2 ;
• Светодиодная лента SMD 5050.

Метод I

Светодиодная лента SMD 5050 белая 60 led на 1м имеет световой поток 800 люмен на погонный метр (характеристики популярных светодиодных лент собраны в конце статьи). При площади комнаты 20 м.кв освещенность от 1 метра ленты будет 40 люкс (800 люмен / 20 м.кв).

Для жилой комнаты или кухни комфортный уровень освещенности 150 люкс. Умножим его на коэффициент высоты потолка:

Значит, такой ленты потребуется:

150Лк / 40Лк * 1 = 4 метра

Но при длине ленты 4 метра, ее трудно равномерно расположить по периметру комнаты. Давайте воспользуемся другим методом расчета, исходя из фиксированной длины ленты (по всему периметру комнаты).

Метод II

При размерах помещения 5 на 4 метра, длина периметра – 18м. Исходя из потребности в 150 люкс, используем следующую формулу:

Необходимая яркость ленты (люмен/м.п) = требуемая освещенность * площадь комнаты / периметр комнаты

Необходимая яркость ленты = 150 * 20 / 18 = 170 люмен/м.п.

Учитывая, что это не прямой световой поток, а отраженный от потолка, для компенсации прибавляем 10-20%.

170 * 1,2 = 200 лм/м.п

Итого нам требуется светодиодная лента с яркостью свечения 200 люмен/м.п, например SMD 3528 60 шт/м с яркостью 240 Лм/м.п.

Суммарная мощность такой ленты длинной 18м будет 4,8 Вт/м * 18 = 86,4 Вт. Берем плюс 25% запаса мощности:

86,4 * 1,25 = 110 Вт

Осталось выбрать драйвер.

Расчет драйвера для светодиодной ленты

Выбрать подходящий блок питания для светодиодной ленты очень просто. Мощность светодиодов рассчитана на:

• Напряжение питания – 12В (реже 24В). Требуемое напряжение указывается в сопроводительной документации (на упаковке);
• Потребляемый ток указывается на упаковке из расчета на 1м. В среднем 0,02А на 1 светодиод.

Если потребляемый ток не указан, умножаем ток 1 светодиода 0,02А (SMD 3528) на количество диодов на 1м (60 шт) и на длину ленты (18м).

0,02 * 60 * 18 = 21,6А

Итоговые параметры блока питания: 110+ Вт и 22+ А.

Рациональнее будет разделить всю цепь на 2-4 контура с несколькими блоками питания меньшей мощности.

Схема подключения светодиодной ленты к блоку питания

Это классический вариант монтажа. В местах соединений используйте коннекторы или пайку. Подробно как правильно соединять светодиодную ленту.

Не подключайте последовательно несколько лент, суммарной длиной более 5м. Производитель устанавливает толщину токопроводящих дорожек на ленте из расчета максимальной длины участка 5м.

Следуя из вышесказанного, подключайте ленты к драйверу только параллельно!

Ошибки при расчете освещения потолка

На сайтах, посвященных светодиодному освещению, часто перепутаны даже базовые понятия. Некоторые высчитывают светодиодное освещение в ваттах, что в корне не верно, так как светоотдача у каждого типа матрицы разная. Некоторые пытаются сопоставить люксы диода и лампы накаливания, что тоже неверно.

Мощность осветительного прибора для нас не имеет значения, это КПД источника света и используется лишь для сравнительного перерасчета.

Рекомендации 4-5 Вт/м.кв для светодиодной лампы нужно игнорировать. Световой поток при такой мощности может быть от 180 до 330 люмен на 1 метр (в зависимости от светодиодной матрицы). При площади комнаты в 20 кв.м общая освещенность будет от 3600 до 6600 люмен. Разница почти в 2 раза.

Характеристики светодиодных лент

Для удобства расчета мы собрали сравнительные таблицы нескольких популярных типов SMD лент.

Характеристики светодиодных лент
Тип ленты	Диодов на метр	Мощность P, Вт/м	Напряжение U, В	Яркость, Лм/м
SMD 3528	60	4,8	12	240
	120	9,6	12	440
	240	19,2	12	880
SMD 5050	60	12	12	800
	120	24	12	1600

Обязательно обращайте внимание на страну производитель. У различных производителей значения яркости могут ощутимо различаться.

Возьмем в качестве примера популярную SMD 3528 (нейтральная-белая) 60 шт/м.

Китай	Тайвань	Европа
Яркость, лм/м.п	240	380-420	До 500
Мощность, Вт	4,8	4,8	4,8

Китайские диоды в 1,5 раза тусклее тайваньских и в 2 раза слабее европейских изделий. Многие возразят, что и стоят они в 4-5 раз дешевле «европейца». С этим не поспоришь, но цена нормального драйвера для ленты потянет как 10 метров супербюджетных светодиодов.

Что бы смастерить настольную лампу вариант вполне пристойный, но для освещения квартиры покупать детище из поднебесной попросту не выгодно.

Варианты монтажа

Как установить светодиодные ленты для подсветки потолка? Это зависит от того, на что будет монтироваться лента.

Способ монтажа светодиодов, в зависимости от основы под светодиоды

В принципе, варианты монтажа ограничены лишь полетом фантазии. Но желательно учесть, что светодиод – точечный источник высокой яркости с малым углом рассеивания и смотреть непосредственно на него неприятно. Поэтому при монтаже нужно предусмотреть световой барьер, которым при стандартных схемах являются багет, гипсокартон либо монтажная планка для натяжного потолка.

Вместо моно- можно использовать многоцветную (RGB) ленту, которая послужит ночной подсветкой.

Многоцветная RGB лента в качестве ночной подсветки

Потолочная подсветка натяжного потолка, размещенная ЗА полотном потолка, зависит от материала полотна. Если он плотный или темных оттенков, светопропускающая способность его низкая, и ленты, размещенные над тканью, сгодятся только для ночной подсветки.

Подсветка натяжного потолка с использованием полупрозрачных материалов, да еще и с нанесением изображений, позволяет создать неповторимую атмосферу в любом доме.

Подсветка натяжного потолка с рисунком

Отдельно стоит коснуться варианта натяжного потолка «звездное небо». Как подсветить потолок светодиодной лентой зависит от конструктивных особенностей этого решения. Существует два типа технического исполнения такого декора – статический и динамический.

Статический — когда рисунок нанесен на полупрозрачную ткань. В этом случае подсветка размещают по периферии, а при необходимости и на самом потолке.

Динамический — по дизайну картинки он может быть полностью идентичен, но над тканью монтируется система оптоволоконных проводников, передающих сигнал от проектора. Благодаря этому достигается натуральное мерцание звезд и эффект полного погружения.

Как выполняется динамическая подсветка потолка

Светодиодное освещение потолка полностью оправданное решение. Несмотря на относительно высокие первоначальные затраты, такой тип освещения в квартире будет радовать глаз, и в перспективе окупится за счет существенного снижения потребления энергии на освещение квартиры.

Источник