Czym jest spadek napięcia w taśmach LED?

 

Zacznijmy może od tego czym tak naprawdę jest spadek napięcia. Spadek napięcia to częsty problem przy instalacji dłuższych odcinków taśm LED. Objawia się on nierównomiernym świeceniem diod led – te znajdujące się dalej od zasilacza led świecą słabiej lub mają inny odcień. I to niezależnie czy posiadamy pasek LED COB czy taśmę LED SMD. Dzieje się tak, ponieważ rezystancja (opór) ścieżek w taśmie LED powoduje stopniową utratę napięcia na jej długości. Na szczęście istnieje kilka skutecznych metod, aby temu zapobiec i cieszyć się jednolitym oświetleniem na całej długości instalacji.

 

 

Zanim przejdziemy do rozwiązań problemu związanego ze zmiejszeniem jasności na końcu obwodu LED, warto zrozumieć, dlaczego spadek napięcia występuje. Każdy przewodnik elektryczny, w tym ścieżki miedziane na taśmie LED, posiada pewną rezystancję. Gdy prąd przepływa przez ten przewodnik, napotyka opór, co prowadzi do utraty energii w postaci ciepła i spadku napięcia. Im dłuższy odcinek taśmy i większy pobór prądu przez diody, tym większy spadek napięcia na jej końcu. Taśmy LED zasilane niższym napięciem (np. 12V) są bardziej podatne na ten problem niż taśmy ledowe o wyższym napięciu (np. 24V lub 48V) przy tej samej mocy, ponieważ dla tej samej mocy wymagają przepływu większego prądu.

 

Wzór: P=U⋅I, gdzie "P" to moc, "U" to napięcie, a "I" to prąd.

 

Ile taśmy LED możemy podłączyć bez spadku napięcia?

 

Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, bo jest to zależne od wielu czynników m.in napięcia zasilania taśmy LED, grubości zastosowanego przewodu do LED oraz dystansu, jaki został stworzony pomiędzy taśmą LED a zasilaniem LED. Ponadto im mocniejszy pasek LED, tym wyraźniej spadek napięcia będzie widoczny na końcu. Można jednak założyć pewien standard — zarówno dla taśm 12v, jak również taśm led 24v, a jest nim fabryczna rolka, na którą nawinięte jest 5 metrów taśmy LED, chociaż w przypadku taśm 24V zakłada się około 10 metrów.

 

Jeśli więc wasz obwód LED składa się z mniejszej długości LED, śmiało możecie wykorzystać fabryczne połączenie znajdujące się z początku taśm LED, zazwyczaj jest to przewód zasilający o długości 10-15cm. A jeśli potrzebujecie dłuższy przewód, możecie skorzystać z naszych usług, w tym również usługi lutowania taśm LED.

 

Pamiętajcie również że zgodnie z powyższym prawem Ohma, a więc idąc drogą dedukcji przy napięciu 24V - prąd będzie niższy a tym samym i spadek napięcia. Warto więc zadbać by taśma LED miała wyższe napięcie znamionowe — zwłaszcza gdy planujemy stworzyć dłuższe obwody pasków LED.

 

Jaką taśmę LED zastosować, by uniknąć spadków napięć?

 

Poza metodami zapobiegania przed powstaniem spadku napięcia w oświetleniu LED opartym o paski LED — istnieją również rozwiązania, które pozwalają na zminimalizowanie tego efektu. Rynek oświetlenia LED dynamicznie się rozwija i odpowiada na istniejące potrzeby, tak więc kwestią czasu było pojawienie się rozwiązania w postaci konkretnego modelu taśm LED. Zapewne myślicie o mało praktycznych taśmach led 230V? Nic bardziej mylnego... Jak więc podłączyć kilkanaście bądź kilkadziesiąt metrów taśmy LED bez spadków napięć?

 

1. Na rynku dostępne są również taśmy LED stałoprądowe. W przeciwieństwie do tradycyjnych taśm stałonapięciowych, gdzie napięcie jest stałe, a prąd zmienia się w zależności od obciążenia, w taśmach stałoprądowych to prąd płynący przez diody jest stabilizowany przez specjalne układy scalone umieszczone na taśmie LED. Dzięki temu jasność diod jest bardziej jednolita na dłuższych odcinkach, nawet przy pewnych zaburzeniach napięcia zasilającego. Są one jednak zazwyczaj droższe lecz skuteczniejsze. Idealnie nadają się na większe inwestycje gdzie metraż taśm LED liczony jest w setkach.

 

1. Zgodnie z powyższą definicją, łatwo można wywnioskować, że charakteryzują się one możliwością tworzenia dłuższych obwodów LED ze znacznie mniejszymi spadkami napięć na końcu taśmy LED. Dzieje się tak oczywiście przez napięcie, jakim są zasilane te taśmy a mowa o napięciu stałym 48V. Docelowo mówi, że że można podłączyć 20-30 metrów takiej taśmy bez widocznej zmiany jasności. Ważną kwestią jest również zwrócenie uwagi na zasilacze LED oraz ściemniacze do takich pasków LED , bowiem one również potrzebują napięcia zasilania opartego o stałe napięcie 48V. Na szczęście sterowniki LED dobrej jakości posiadają szeroki zakres napięcia rzędu 12-48V, a więc bez problemu obsłużą ten typ taśmy LED, a przy okazji będą miały ogromne możliwości na wyjściu, ponieważ 1A w przypadku tych taśm to aż 48W.

 

Jeśli jesteście zainteresowani powyższymi taśmami LED albo chcielibyście się dowiedzieć o nich nieco więcej, możecie wystosować do nas krótkie zapytanie na dział handlowy. Podsumowując: Najbardziej praktycznymi taśmami LED są te ze stabilizacją prądową, kolejno paski LED 48V, taśmy led 24v oraz na końcu te zasilane napięciem 12V oraz 5V.

 

Jak zapobiec spadkom napięcia przy podłączeniu taśm LED?

Jedną z najpopularniejszych i najskuteczniejszych metod jest doprowadzenie dodatkowego zasilania do taśmy LED w kilku punktach. To rozwiązanie możemy podzielić na dwie metody:

 

Pierwszą metodą jest zasilanie taśm LED z obu stron:

1. Polega na podłączeniu zasilacza LED nie tylko na początku taśmy, ale również na jej końcu. Dzięki temu prąd płynie z dwóch kierunków, a odległość, jaką musi pokonać do najdalszych diod led, skraca się o połowę. Pamiętajcie jednak by nie stworzyć pętli indukcyjnej, która może spowodować zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

 

Drugą z metod jest zasilanie środkowe/wielopunktowe (tzw. Power Injection):

1. W przypadku bardzo długich instalacji, zasilanie z obu stron może okazać się niewystarczające. Wówczas zaleca się doprowadzenie dodatkowych przewodów zasilających z zasilacza do jednego lub kilku punktów pośrednich na taśmie LED. Te dodatkowe punkty zasilania "wstrzykują" energię, kompensując straty napięcia. Przewody te należy podłączyć równolegle do głównego zasilania, pamiętając o prawidłowej polaryzacji (plus do plusa, minus do minusa).

 

Jako tip od siebie mogę dodać, iż wystarczy poprowadzenie samego plusa. Warto w tym celu wykorzystać niewielką przestrzeń znajdującą się w profilach aluminiowych LED , która może posłużyć na schowanie nam właśnie takiego przewodu

 

1. Ostatnim rozwiązaniem, które pozowli nam już na samym starcie zapobieć powstawaniu spadkom napięć jest stosowanie taśm LED o wyższym napiecia znamionowym. Dobrym konsenensusem w tej sprawie mogą okazać się paski LED 24V, bowiem są zbliżone cenowo do 12v oraz zazwyczaj mają one większy strumień świetlny, który możemy wysterować przy użyciu sterownika do LED. Warto pamiętać że dodatkowym atutem stosowania taśm LED o wyższym napięciu zasilania jest mniejsze wysilenie diod oraz temperatura, która przyczynia się do większej żywotności diod LED.

 

1. Zamiast jednego, bardzo długiego odcinka taśmy LED, można podzielić instalację na kilka krótszych segmentów. Każdy taki segment jest następnie zasilany osobnym przewodem bezpośrednio z zasilacza lub z głównej linii zasilającej poprowadzonej grubszym przewodem. Takie podejście zapewnia, że żaden pojedynczy odcinek taśmy led nie jest na tyle długi, aby wystąpił na nim znaczący spadek napięcia. Nie musimy się równiez obawiać że któryś z rodzielonych obwodów będzie zapalany w innym czasie, bowiem jest to połączenie równoległe.

 

1. Zamiast jednego, bardzo długiego odcinka taśmy LED, można podzielić instalację na kilka krótszych segmentów. Każdy taki segment jest następnie zasilany osobnym przewodem bezpośrednio z zasilacza led lub z głównej linii zasilającej poprowadzonej grubszym przewodem. Warto pamiętać ze jeśli korzystamy ze ściemniaczy LED lub sterowników do LED musimy również zwiększyć ich ilość adekwatnie do sztuk zasilaczy. Plusem takiego rowiązania jest sytuacja potencjalnej awarii oświetlenia LED, bowiem łatwo możemy zlokalizować wadliwy obwód i dokonać naprawy przy jednoczesnym działaniu pozostałych.

 

1. W przypadku sterowalnych taśm LED (np. RGB, RGBW), gdzie oprócz zasilania przesyłany jest również sygnał sterujący, na bardzo długich odcinkach może dochodzić nie tylko do spadku napięcia zasilania, ale także do osłabienia sygnału sterującego. Wzmacniacze LED (repeatery led) zwiększają zarówno sygnał sterujący, jak i dostarczają dodatkową moc do kolejnego segmentu wielokolorwej taśmy LED. Wzmacniacz led wymaga własnego zasilania. Jest to również skuteczne w przypadku synchronizowania takiego sygnału aby np. programy dynamiczne dla wielokolorowego oświetlenia LED mogły pracować jednocześnie w tym samym czasie i się nie rozjezdzać po upływie czasu.

 

1. Grubsze przewody (o mniejszym numerze AWG – American Wire Gauge) charakteryzują się niższą rezystancją. Użycie przewodów do led o odpowiednio dobranym przekroju do zasilania taśmy LED oraz do ewentualnych dodatkowych punktów zasilania zminimalizuje straty napięcia na samych przewodach doprowadzających. Zawsze warto sprawdzić zalecenia producenta taśmy LED dotyczące minimalnego przekroju przewodów albo skorzystać z gotowych kalkulatorów w sieci, które pozwolą dobrać odpowiedni przekrój.

 

Jak wygląda spadek napięcia w praktyce?

 

Jesteście ciekaw jak wygląda spadek napięcia w praktyce? Teoria teorią, lecz warto zobaczyć jak wygląda to w praktyce. Poniższy film przedstawia zarówno to jak wygląda taki spadek napięcia. Zwrócie uwagę, jak skutecznie została zaimplementowana pierwsza metoda, jaką opisaliśmy w powyższym akapicie. Jedną z nich jest wpięcie w środek obwodu LED a drugą z kolei zasilenie taśmy LED z dwóch stron. Jak widać — obie skuteczne.

 

 

 

Powyższe metody pozwolą Wam skutecznie wyeliminować problem jakim jest spadek napięcia na podłączonych taśmach LED. W ramach podsumowania, warto sobie zadać pytanie - Jak uniknąc spadków napięć na taśmach LED? Bo jak to mówią - lepiej zapobiegać niż leczyć. Aby tego dokonać należy trzymać się niżej wymienionych punktów.

 

1. Rozplanujmy przewody o odpowiednich przekrojach
2. Wykorzystujmy taśmy LED o napięciu znamionowym 24V lub wyższym
3. Unikajmy szeregowego podłączenia taśm LED
4. Jeśli mamy możliwość - skracajmy dystans przewodu pomiędzy zasilaczem a taśmą LED
5. Większe odcinki dzielmy na krósze segmenty bądź zasilajmy w kilku punktach
6. Pamiętajmy o powyższych zasadach i cieszmy się pełną jasnością