Освещение светодиодной лентой: преимущества, выбор оборудования, правила монтажа

Как вы думаете, может ли использоваться светодиодная лента как основное освещение жилой комнаты? Ваш покорный слуга на основе собственного опыта берется утверждать, что может, и готов обосновать свою позицию. Сомневаетесь? Ну что же, давайте поспорим.

Преимущества ленты

О том, чем светодиоды выгодно отличаются от привычных ламп накаливания, галогенок и компактных люминесцентных (так называемых энергосберегающих) ламп, вам убедительно и доходчиво расскажет любой продавец светодиодного оборудования.

Не станем впадать в грех многословия и приведем лишь основные аргументы в их пользу:

Экономичность. Световой поток у современных светодиодов превышает 100 люменов на ватт мощности. Это в десять раз больше, чем у ламп накаливания, и в полтора раза больше по сравнению с энергосберегающими лампочками;
Огромный ресурс светодиодов (не меньше 30000 часов);
Отсутствие связи между количеством циклов включения-выключения и наработкой на отказ . Проще говоря - сколько бы вы не щелкали выключателем, ресурс светодиода от этого не уменьшится;
Отсутствие токсичных компонентов (в отличие от компактных люминесцентных ламп с их ртутными парами в колбе).

Под светодиодным освещением мы привыкли понимать использование точечных источников - люстр, настенных и потолочных светильников, софитов и т.д. Однако на их фоне освещение светодиодными лентами имеет важнейшее преимущество - отсутствие теней.

Да, это важно далеко не для всех; однако автор позволит себе привести несколько доводов в пользу такой схемы освещения:

Если вы много пишете или набираете текст на клавиатуре компьютера, отсутствие теней сильно упрощает вашу работу, делая видимыми символы прямо под рукой;

Это важно и в домашней мастерской, во время работ с мелкими деталями: тень от карандаша или пилки лобзика порой мешает точной линии или резу;
Для визажиста и парикмахера тени - первый враг: освещение должно быть равномерным и максимально точно соответствующим дневному.

Уточним: в последнем случае важно не только отсутствие теней, но и спектральный состав света. Увы, в этом отношении лучшие из современных светодиодов лишь приближаются к галогенным лампам: их индекс цветопередачи достигает 85% против 95-100% у галогенок.

Лента полезна не только в качестве основного источника света, но и в роли подсветки. Благодаря небольшим сечению и весу ее можно смонтировать на пенопластовом или полиуретановом потолочном плинтусе.

Освещение потолка светодиодной лентой дает рассеянный отраженный свет, который очень удобен в детской, когда вы укладываете спать своего непоседу, или при просмотре фильма в гостиной.

За покупками

Итак, что нам предстоит купить?

Лента

Светодиодная лента для основного освещения должна иметь светимость не менее 800 — 1000 люменов на погонный метр. Автор настоятельно советует предпочесть ленты на современных светодиодах smd 5630 или 5730: по сравнению с давно присутствующими на рынке smd 5050 они обеспечивают более высокую светимость при том же или меньшем энергопотреблении.

Заметьте: цена современных лент равна, а то и ниже стоимости морально устаревшей продукции с заведомо худшими характеристиками. Прогресс не стоит на месте, и новые светодиоды не только экономичнее старых, но и заметно дешевле.

Ориентиром вполне может стать прописанная в СНиП 23-05-95 инструкция по подбору освещенности для помещений различного назначения:

Изображение	Вид помещения
	Детская - 200 люкс (люменов на квадратный метр).
	Жилая комната, кухня - 150 люкс.
	Коридор, туалет - 50 люкс.

Например, для освещения гостиной площадью 20 квадратных метров необходима лента общей светимостью 20х150=3000 люменов, что при удельной светимости 1000 люменов на погонный метр даст нам три метра длины.

На практике: стоит подбирать светимость с запасом как минимум в 20-30%. Дело в том, что большинство производителей завышает светимость ленты относительно реальной. Кроме того, при ее значительной длине дальние от провода питания светодиоды светят более тускло из-за неизбежного падения напряжения на длинном проводнике.

Какой должна быть цветовая температура светодиодов?

Все зависит от ваших предпочтений:

Цветовая температура в 2700 кельвинов дает свет, близкий к спектру лампы накаливания и минимально утомляющий глаза;
4000К гарантируют предельно точную цветопередачу: это спектр полуденного солнечного света.

Блок питания

Блок питания должен перекрывать суммарное потребление ленты как минимум на 20%. Это необходимо для того, чтобы его транзисторы не работали в предельных для себя режимах: нагрев БП снижает ресурс не столько самих транзисторов, сколько электролитических конденсаторов в стабилизаторе питания.

Например, для 5 метров ленты с потреблением в 18 Вт/м нужен БП с мощностью как минимум в 18*5*1,2=108 (с поправкой на реальные значения - 120) ватт.

Теплоотвод

Ленте с удельной мощностью свыше 14 ватт на метр необходим отвод тепла. Высокая эксплуатационная температура приводит к ускоренной деградации светодиодов и падению их светимости.

В качестве теплоотвода можно использовать:

Штатно производящийся именно для этой цели алюминиевый профиль с рассеивателем;

Любой металлический профиль (например, алюминиевый или стальной уголок).

Любопытно: наряду с металлическим профилем для отвода тепла можно использовать любой материал с достаточно высокой теплопроводностью. Лента не перегреется, если ее наклеить на стекло или модульный каркас подвесного потолка.

Нужно ли закрывать источник света рассеивателем?

Монтаж

Как монтируется светодиодная лента для общего освещения жилой комнаты? Эту работу может выполнить своими руками даже человек, далекий от электрики.

Тонкостей тут немного:

Чтобы припаять провод питания к контактным клеммам, используйте паяльник мощностью не больше 40 ватт. В противном случае у вас будут ненулевые шансы перегреть крайние светодиоды: медная основа ленты обладает отличной теплопроводностью;
Никогда не соединяйте две пятиметровых ленты последовательно: получите перегрев дорожек питания из-за больших токов и тусклое свечение крайних светодиодов. Куда разумнее сделать наоборот - разрезать каждую ленту на два отрезка по 2,5 метра и запитать каждый из них отдельной парой проводов;

Клейте ленту на очищенную от грязи и обезжиренную поверхность;
Режьте ее только по меткам, нанесенным между секциями по три светодиода в каждой;
Установите блок питания в нишу, недоступную для детей и домашних животных. Голые контактные клеммы могут вызвать у них интерес, чреватый неприятными последствиями. Будет неплохой идеей защитить нишу и от насекомых (например, вентиляционными решетками с сетками): они становятся причиной 4 из 5 неисправностей импульсных блоков питания;

Ниша для БП должна вентилироваться. Не обязательно принудительно: естественной конвекции воздуха вполне достаточно.

Желательно установить выключатель не только в цепь питания ленты, но и перед БП. В этом случае вы сможете быстро и полностью обесточить его при любой неисправности.

Заключение

Как видите, светодиодная лента для освещения комнаты имеет массу преимуществ и достаточно проста в монтаже. Узнать больше о светодиодном освещении вам поможет прикрепленное к статье видео. Успехов!

Изначально для основного освещения одной из комнат, где шёл капитальный ремонт, планировалась обычная люстра. Но недавно мне на глаза попалась суперяркая светодиодная лента Ultra 5000 со светодиодами smd 5630 торговой марки Arlight. Решение было принято быстро, окончательно и бесповоротно - хочу такую ленту в качестве основного света в комнате.

Теоретическая яркость

Производителем заявлено, что лента Ultra 5000 smd 5630 обеспечивает световой поток аж в 1200 lm на метр. Для сравнения, световой поток 100-ваттной лампы накаливания составляет около 1600 lm.

Решил было озадачиться, как правильно произвести расчёт суммарного светового потока, но, погуглив, понял, что сия задача с наскока не решается. Нужно потратить n-ое время на изучение теории расчётов освещения методом коэффициента использования светового потока и где-то найти несколько неизвестных мне данных:

отражающую способность стен, потолка, других предметов;
честный световой поток одного светодиода ленты;
характеристики рассеивателя профиля, в котором планировалось разместить ленту;
падение напряжения вдоль ленты и зависимость светового потока светодиода от него.

В итоге я решил, что просто сделаю и посмотрю, что выйдет. Но, на всякий случай, я заодно приобрёл и диммер для светодиодных лент. Вдруг будет ну слишком уж ярко:)

Теоретический спектр

Яркие светодиоды - это, конечно, круто. Но, одно дело - яркость, а другое - спектр света.

Если снова сравнивать с лампой накаливания, то она хороша тем, что излучает свет в широком диапазоне, её спектр относительно равномерен и в некоторой части близок к спектру солнечного света. Такой свет привычен и приятен глазу, он не раздражает и не утомляет.

Cпектр белых светодиодов существенно отличается от спектра лампы накаливания, и не в лучшую сторону:

Теоретическая яркость

В моём случае на комнату площадью 14 м 2 должно было быть использовано 15 метров ленты, проложенной по всему периметру. Результирующий световой поток вроде бы нельзя посчитать простым умножением люменов на метры.

Решил было озадачиться, как правильно произвести расчёт суммарного светового потока, но, погуглив, понял, что сия задача с наскока не решается. Нужно потратить n-ое время на изучение теории расчётов освещения методом коэффициента использования светового потока и где-то найти несколько неизвестных мне данных:

отражающую способность стен, потолка, других предметов;
честный световой поток одного светодиода ленты;
характеристики рассеивателя профиля, в котором планировалось разместить ленту;
падение напряжения вдоль ленты и зависимость светового потока светодиода от него.

Теоретический спектр

Яркие светодиоды - это, конечно, круто. Но, одно дело - яркость, а другое - спектр света.

Если снова сравнивать с лампой накаливания, то она хороша тем, что излучает свет в широком диапазоне, её спектр относительно равномерен и в некоторой части близок к спектру солнечного света. Такой свет привычен и приятен глазу, он не раздражает и не утомляет.

Cпектр белых светодиодов существенно отличается от спектра лампы накаливания, и не в лучшую сторону:

Белые светодиоды в данном случае люминофорного типа, два горба на спектральной характристике образованы от излучения синего светодиода (синяя область спектра) и люминофора (жёлтая область спектра).

Задним умом я понимал, что стоит быть осторожным с использованием светодиодного освещения и оставить в том числе и обычную люстру. Кто его знает, как глаза отнесутся к такому спектру. Просчитать это заранее тоже вряд ли возможно.

По цветовой температуре я выбрал ленту среднего из трёх предлагаемых изготовителем вариантов - т.н. Day White, 4000 K. Просто показался наиболее приятным.

Комплектующие

Профиль

У меня простой натяжной тканевый потолок, без всяких многоуровневостей и карнизов, и, поскольку ленту периметра освещения планировалось расположить под потолком на виду, то необходимо было облагородить её внешний вид, но сделать максимально незаметной. Думал, какой профиль использовать, прямой или угловой? Оказалось, что от направления свечения светодиодов ленты, расположенной у потолка, интенсивность и равномерность освещения визуально не менялась никак. Что вниз, вдоль стены, что вдоль потолка, что под углом к ним - одинаково. Это и понятно, паспортный угол свечения этих светодиодов составляет 120°, а в реальности оказалось близко к 180-ти. Поэтому угол расположения ленты оказался не важен, и я выбрал прямой профиль, как наиболее компактный:

Лента

Лента Ultra 5000 поставляется с завода на катушках по 5 метров, кратность реза ленты - 10 см, магазин режет на продажу кратно метру. В моём случае резать не пришлось, взял три целых упаковки:

Ширина ленты - 12 мм, в выбранный профиль она помещается не совсем штатно, но помещается:

Блоки питания

Паспортная потребляемая мощность 15-ти метров ленты - 240 Вт. Рассчитанная по реальному измерению - 180 Вт (измерял на 3-метровом отрезке, потребляемый ток составил 3 А).

Но, помимо потребляемой мощности, есть ещё фактор падения напряжения вдоль ленты, что приводит к постепенному снижению яркости свечения к её концу. Блоки питания для светодиодных лент (все или нет - не знаю, но те, что я брал - да) позволяют питать параллельно одну общую нагрузку. Для выравнивания яркости вдоль длинных мощных лент вместо одного блока питания с одного конца включают два менее мощных блока питания с двух концов ленты, а в особо тяжёлых случаях - ещё и в середине ленты. В моём случае периметр замкнутый, я поделил его пополам, и просто взял два блока питания по 130 Вт и подключил к каждому отдельно по 7.5 метров ленты:

Выбор герметичных блоков питания был обусловлен тем, что они имеют существенно меньшие габариты по сравнению с открытыми и не имеют кулеров, то есть - не шумят, что немаловажно. К тому же я планировал разместить их все в герметичном (в целях пожаробезопасности) щитке, расположенном в скрытом месте внутри шкафа-купе, где с теплоотводом проблемы.

Диммер

Диммер, который мне понравился больше всего по функционалу из тех, что были в наличии, изначально рассчитан на настенную установку:

Этот диммер имеет и механическую регулировку яркости, и с пульта дистанционного управления. Причём, помимо плавной регулировки, на пульте есть четыре кнопки предустановленных уровней яркости (25%, 50% 75% и 100%), и ещё четыре кнопки для программирования пользовательских уровней.

Но для подключения он требует четыре провода, которых у меня в стены заложено не было. Поэтому я принял решение, что диммер установлю в щиток вместе с блоками питания. Механической регулировкой уровня яркости задам только стартовый уровень при включении ленты, а желаемую яркость буду регулировать с пульта ДУ.

Но для этого потребуется выпаять ИК-приёмник:

вынести его на проводе из щитка и расположить в удобном малозаметном месте. Будет ли он так работать? Проверил, работает:

Забегая вперёд замечу, что у диммера есть один существенный недостаток.
Роль памяти установленного перед выключением уровня яркости выполняет потенциометр. При подаче 12 вольт на диммер лента включается на тот уровень яркости, который был задан потенциометром. После чего яркость можно изменять и с пульта, и потенциометром. Но, вне зависимости от того, как был установлен потенциометр, в первое мгновение при включении диммер не сразу запускает ШИМ, и наружу прут чистые 12 вольт. В момент включения лента обязательно вспыхивает на доли секунды на максимальную яркость, а затем устанавливается на заданную. Неприятно бьёт по глазам.

Усилители

Мощность диммера оказалась недостаточной для моих лент. Пришлось дополнительно покупать к нему усилители - по одному на каждый блок питания:

Монтаж щитка

Кроме основного освещения я решил применить ещё 3 метра такой же ленты для местного освещения над шкафом, с отдельным настенным выключателем и концевыми выключателями в сдвижных створках. А ещё у меня была запланирована декоративная подсветка из простой светодиодной ленты и дежурный ночной свет на коротеньком отрезке тусклой ленты с включением от фотореле. Всё это не имеет прямого отношения к данной статье, но поскольку потребовалось разместить в щитке дополнительно ещё три разных блока питания, то упомянуть об этом следует. Изначально фотореле имеет довольно крупные размеры и неэстетичную внешность, поэтому его тоже хотелось спрятать в щиток, чтобы не маячил на глазах:

С ним я поступил так же, как и с диммером - выпаял датчик и вынес его наружу на проводе, предварительно проверив что и это тоже будет работать:

Нашёл герметичный щиток подходящих размеров:

Затарился уголками и крепежом:

И приступил к монтажу:

Щиток готов:

Монтаж профиля и ленты

Для увеличения светоотдачи желательно бы монтировать ленту не вплотную к потолку, а чуть ниже, хотя бы сантиметров на 5. В этом случае отражение света ленты от потолка будет лучше. Но у меня такой возможности не было по некоторым субъективным причинам, поэтому смонтировал вплотную к потолку.

Слева кусок профиля для ленты местного освещения над шкафом, смонтированный на нижнем торце карниза, за которым будет расположена лента декоративной подсветки:

Отрезать профиль ножовкой по металлу с мелким зубом ровно под углом 45° легко, если использовать стусло, например такое:

Профиль крепил гипрочными саморезами длинной 32 прямо в гипсокартон, без дюбелей (гипсокартон наклеен на стены на Перлфикс), предварительно насверлив в нём (в профиле) отверстия с шагом в полметра:

Затем уложил ленту в профиль, подпаял провода питания. Рассеивателем профиль периметра пока закрывать не стал (магазин пока недопоставил часть рассеивателя), закрыл только профиль местного освещения над шкафом:

Первое включение

Итак - включаем!
Wow! Это офигенно!

Конечно, я не ослеп от яркости. Ярко, да, но не запредельно. И очень красиво!
Фото со вспышкой:

Без вспышки:

Вид с улицы (4-ый этаж):

Попытался заснять разницу освещённости между лентой и лампой накаливания 200 Вт, которая у меня пока висит вместо люстры. Зафиксировал настройки фотика при одном источнике света, запустил фотик на серию снимков, тем временем переключил источник света. Вот что получилось.

Сначала настроился на свет лампы накаливания и запустил серию, первая фотка - лампа, вторая - лента:

Теперь наоборот, первая - лента, вторая - лампа:

Интересный эффект - при свете ленты почти отсутствуют вертикальные тени. Это видно, например, по тени от горизонтальной трубы и отсутствующей тени от вертикально расположенной ручки регулятора на ней.

По этим фоткам видно, что 15 метров ленты светит ярче, чем лампа накаливания 200 Вт. Но вроде бы как и не намного. На самом деле сравнивать так конечно не вполне правильно. Лампочка - точечный источник, а лента - распределённый. При свете лампы по углам комнаты гораздо темнее, чем в центре, а при свете ленты, расположенной по периметру - везде одинаково светло.

Произвёл замеры освещённости люксометром:

На небольшом отрезке одел на профиль рассеиватель, сфоткал разницу на короткой выдержке:

Замерил освщённость на некотором расстояннии: без рассеивателя 600 lx, с рассеивателем 520 lx на таком же расстоянии. Поглощает более 10%. Жаль, нет пока рассеивателя на весь периметр, не оценить общее снижение освещённости.

Падение напряжения

Напряжение вдоль ленты существенно падает.
В начале оно составило 11,5 В, а в конце отрезка в 7,5 метра уже 8,5 В. Итого - 0,4 Вольта на метр.
Падение яркости в глаза не бросается, но если специально сравнивать, то видно, что в одном углу лента гораздо ярче, чем в другом.

Измерения люксометром на расстоянии примерно 30 см в противоположных углах периметра дали результаты в 1600 и 600 люксов, разница более чем в 2,5 раза. Измерения на других расстояниях давали всё ту же разницу в 2,5-3 раза. Поэтому значение в 530 люксов в таблице для измерения на расстоянии 1 метр от ленты - это некое среднее значение, измерял на расстоянии примерно 2 метра от начала ленты.

Нагрев ленты, температура в щитке

Лента греется, и греется заметно.
В начале ленты температура алюминиевого профиля составила 55...57°C, но в конце уже совсем прохладно, около 30°C. При установленном на профиль рассеивателе температура существенно не отличается.

Внутри герметичного щитка при максимальной нагрузке (что в реальности вряд ли будет) температура также не поднялась выше 57°C после 4-х часового прогона. Это немного превышает паспортную рабочую температуру блоков питания, но палёным не завоняло, всё работало. В обычном рабочем режиме, когда включена только лента периметра, температура в щитке установилась ровно на уровне паспортного значения блоков питания в 45°C. Вполне удовлетворительно.

Резюме

Технической стороной светодиодной системы освещения я вполне доволен. Удобный и простой монтаж, качественное исполнение комплектующих, включение света без задержки (что обеспечивают не все блоки питания для светодиодных лент), бесшумная работа, умеренный нагрев, низкое потребление при большой светоотдаче. Два минуса только, но оба в принципе решаемы - падение напряжения вдоль ленты (правда суммарной освещённости в комнате и так вполне достаточно), и некорректная работа диммера в момент включения (можно решить введением схемы задержки включения ленты после включения диммера, но тогда вместо вспыхивания будет эта самая задержка, не знаю, что лучше).

Об эксплуатационной стороне говорить пока рано, нужно время.
Первое впечатление - этот свет совершенно другой. И нельзя сказать лучше он или хуже. Просто другой.
Несколько дней занимался сборкой мебели при освещении ленты, никакого дискомфорта не ощущал. В общем пока мне всё нравится.

Не понравилась финансовая сторона - вся система обошлась мне примерно в 20 тыс рублей. Стоимость метра ленты в профиле примерно 1 тыс. руб. Плюс блоки питания и прочее оборудование. Правда неизвестно сколько времени всё это проработает. Для светодиодов заявлен срок службы около 100 тыс часов, к этому времени они теряют до 30% яркости. Если пользоваться лентой в среднем по 5 часов в сутки, то её должно хватить лет на 50. Посмотрим.

Под спойлерами несколько сабпостов, не относящихся напрямую к теме этой статьи, но непосредственно с ней связанных.