Кабели для светодиодных лент

Светодиодные ленты уже стали неотъемлемой частью интерьера. Они позволяют создавать мягкий рассеянный свет, легко регулируют яркость, могут быть многоцветными (RGB или RGBW) и даже с переменной цветовой температурой (многоцветные ленты).

Я упомяну один важный момент — как рассчитать сечение провода, необходимого для подключения светодиодной ленты, потому что часто все, что знают строители о подключении ленты — это «им нужен более толстый провод». Можно просто взять более толстый, а можно точно рассчитать, какой кабель вам нужен.

Начнем с важной мысли, которую, надеюсь, знают все: вы выбираете размер кабеля в зависимости от силы тока, протекающего через него.

Не напряжение определяет кабель, не мощность, а ток. Что выражается в амперах.

Давайте немного напомним себе об электротехнике. Вы можете легко найти таблицы с указанием допустимого тока, который может быть подан на кабель различного сечения:

  • Кабель 0,5 мм2 — 6 ампер
  • Кабель 0,75 мм2 — 10 ампер
  • Кабель 1 мм2 — 14 ампер
  • Кабель 1,5 мм2 — 15 ампер
  • Сечение кабеля 2 мм2 — 19 ампер
  • Кабель 2,5 мм2 — 21 ампер

Из этого следует, что устройство на 10 А должно быть установлено на кабель 1,5 мм2 , а устройство на 16 А — на кабель 2,5 мм2 . Запас прочности учитывается потому, что при номинальном токе и при более высоком токе автоматический выключатель сработает не сразу, а немного позже. И мы хотели бы быть уверены, что кабель не проводит максимально допустимый ток. Кроме того, кабель, на котором указано 2,5, на самом деле может быть меньше 2,5.

Поскольку мы говорим о светодиодной ленте, напряжение не переменное, а постоянное (лента на 220 В не рассматривается), и 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

Как и любая резистивная нагрузка, кабель имеет сопротивление. То есть, когда по нему течет ток, часть электрической энергии преобразуется в нагрев самого кабеля. В замкнутой цепи, согласно законам физики, сила тока всегда постоянна, а напряжение уменьшается. Число вольт, на которое уменьшается напряжение при прохождении через него заряда, называется падением напряжения.

Как вы можете рассчитать падение напряжения в кабеле? Вспоминая физику.

Кабель имеет определенное значение удельного сопротивления. Это количество Ом на квадратный миллиметр сечения кабеля на метр длины. Чем больше длина, тем больше сопротивление. Чем больше поперечное сечение, тем меньше сопротивление. Измеряемый в омах, он может быть более наглядно представлен как Ом*мм2/м, именно в таком виде он чаще всего встречается в интернете. В качестве среднего значения примем сопротивление силового кабеля равным 0,018 Ом*мм2/м. Для более точных расчетов можно подставить сопротивление конкретного кабеля.

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

Умножьте на два, потому что по отношению к источнику напряжения вы должны посчитать длину кабеля до нагрузки и наоборот. В качестве альтернативы можно сразу учесть длину кабеля.

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

Напряжение, достигающее нагрузки, равно напряжению питания источника за вычетом падения напряжения.

Это очень важный момент! Падение напряжения зависит от силы тока. Иногда люди спрашивают: каково расстояние до датчика движения? Он может быть очень большим, поскольку потребление тока датчиком движения очень мало. В случае Colt Quad PI этот показатель составляет 12 миллиампер. То есть, если мы используем кабель 0,22 мм, то для падения напряжения в 1 вольт потребуется 500 метров кабеля.

Второй вывод следует из первого: чем меньше падение напряжения, тем выше напряжение. Почему высоковольтные линии используются для передачи электроэнергии на большие расстояния? Потому что если вы передаете 220/380 В, напряжение быстро падает. Приходится использовать очень толстый кабель, но дешевле поставить трансформаторные подстанции.

Допустимое падение напряжения светодиодной ленты

Я провел эксперимент: подключил 24-вольтовую ленту к источнику напряжения, и напряжение начало падать. Фотографии не могут показать изменение яркости, нужно смотреть и сравнивать с живой панелью. Вывод такой: при 22 В полоса тускнеет, но совсем немного. Допустим, что это приемлемо. При напряжении 21 В полоса становится еще тусклее. При напряжении 20 В он даже немного тускнеет.

Можно предположить, что снижение напряжения питания ленты на 10% незначительно (до 21,6 В) уменьшает светимость, но все же является приемлемым. Больше — нежелательно. Лучше принять 6-8% в качестве приемлемого падения напряжения.

Затем используйте формулы, приведенные выше.

Лента может иметь различную мощность и напряжение. Думаю, не нужно объяснять, что всегда предпочтительнее использовать ленту с более высоким напряжением. Более высокое напряжение означает меньший ток. Меньший ток означает меньшее нежелательное падение напряжения. Наиболее распространенная лента — 24 В. 12 В или ниже — не проблема, если только кабель к ленте не очень короткий и нет медленной подачи 12 В.

Предположим, что у нас есть лента мощностью 9,6 Вт на метр (наиболее распространенный вариант), длиной 10 метров. Напряжение составляет 24 В. Расстояние от источника питания до ленты составляет 20 метров. Какое сечение мы должны использовать?

Сначала мы рассчитаем силу тока. Это 4 ампера (мощность на метр * длина / напряжение). Я составил таблицу Excel, в которую поместил все формулы для простых расчетов процентного падения напряжения.

Кабели для светодиодных лент

Эта электронная таблица для всех интересующихся: home-matic.ru/voltagedrop.xlsx

При сечении 1,5 мм2 падение напряжения составляет 1,92 В или 8%. При длине кабеля 25 м это составляет 10%. При сечении кабеля 0,75 длина не может быть более 10 м. Это максимальные значения, если вы хотите, чтобы лента горела не «чуть темнее обычного», а достаточно ярко, следует увеличить сечение. Учитывая, что кабели часто продаются с меньшим сечением, чем заявлено, стоит сделать сечение на шаг больше.

Другой способ — увеличить напряжение источника питания. Некоторые блоки питания имеют регулировочный винт (обычно обозначается ADJ, «подстройка»), который позволяет увеличить напряжение до 27 вольт.  При вращении винта хорошо бы измерить напряжение на планке, чтобы оно было ровно 24 В, не больше. Не увлекайтесь этим методом, чрезмерный нагрев кабеля нежелателен.

Существует также 36-вольтовая и 48-вольтовая лента. Он не очень распространен, но его использование позволит уменьшить падение напряжения в абсолютных и процентных значениях от номинального напряжения.

Для светодиодной ленты используется двухжильный кабель. Заземление металлического профиля для полос с напряжением питания до 48 В переменного тока и до 110 В постоянного тока в соответствии с Правилами устройства электроустановок не требуется.

Размещение блоков питания

Этот вопрос всегда является камнем преткновения между дизайнером и электриком. Электрик спрашивает дизайнера, где разместить блоки питания, а дизайнер отвечает, что это не его дело, где размещать блоки питания: вы — электрик, вы и делайте. Вам не нужно объяснять ему про падение напряжения. На самом деле, я считаю, что хороший дизайнер не должен уклоняться от технических вопросов, а должен погружаться в них и быть выше своих коллег, не погружающихся в них, точно так же, как электрик погружается в вопросы проектирования. Но это тема для отдельного разговора.

Идеальным вариантом, конечно, является размещение блока питания где-то в начале ленты. Часто устройство может быть размещено за краем двойного подвесного потолка, также имеются очень узкие модели. Важно провести кабель питания к нескольким точкам на потолке, а не к одной, чтобы хватило мощности для питания подключенной к нему полосы. Кабель от распределительного щита до источника питания имеет сечение 1,5, так как его напряжение составляет 230 В, а ток соответственно небольшой.

Важно, чтобы устройство обслуживалось и проветривалось. Можно предположить, что 5% мощности подключенной полосы будет использоваться для нагрева источника питания. Для устройства мощностью 200 Вт это 10 Вт тепла. Вы также должны быть готовы к тому, что контакты устройства могут расплавиться, что конденсатор в устройстве взорвется, что устройство будет очень горячим. Он может не выдержать короткого замыкания в ленте. В хорошем устройстве этого не произойдет, но вы должны быть готовы и не размещать устройство в пожароопасном месте (не накрывайте его бумагой, чтобы спрятать в нише под потолком).

Можно разместить один блок питания где-нибудь в предмете мебели, а от него протянуть пару проводов к лентам. Вот расположение блока питания в шкафу, от него идут три кабеля 1,5, каждый к своему куску изоленты.

Кабели для светодиодных лент

Ленточный блок питания всегда должен быть доступен для обслуживания. Как и любое устройство, он может перегореть.

У меня было несколько проектов, в которых ленточные блоки питания были замурованы в стены по решению заказчика. Мы использовали самые дорогие блоки питания (Meanwell) с классом защиты IP67, выбрали мощность с запасом, трижды проверили, что они работают, и запечатали их потолком. Они работают уже не менее трех лет. В целом, вероятность неудачи довольно низкая, но если что-то случится, нам придется расширять потолок.

Вот фотография системы электропитания в панели. Источники питания Chinfa имеют напряжение 24 вольта. Каждый из них имеет подстроечный резистор и может подавать напряжение до 29 В.

Кабели для светодиодных лент

Рядом с каждым блоком находится реле для его включения и автоматический выключатель. Здесь одна единица — это одна лента.

У меня есть отличная статья по компоновке блоков питания для светодиодных лент.

Для источников питания с металлическим корпусом требуется подключение заземления.

Выводы

  1. Заранее продумайте, где будут размещены источники питания полосы, и рассчитайте их мощность и ток.
  2. Если источник питания находится в щитке, не поленитесь и с помощью формул рассчитайте падение напряжения в кабеле и убедитесь, что кабель имеет правильное сечение. Вы можете разделить ленту на несколько участков и протянуть от устройства несколько кабелей, каждый из которых будет проводить меньший ток.
  3. Если источники питания находятся не в панели, предусмотрите для них место. Пространство должно быть пригодным для использования, вентилируемым и не представлять пожарной опасности.
  4. Оборудование электропитания должно быть хорошего качества. Для поддержания короткого замыкания. Лучший вариант в металлическом или пластиковом корпусе, устойчивом к влаге и пыли. Вы можете приобрести устройства на DIN-рейку, они обычно хорошего качества. Выходное напряжение должно быть регулируемым, чтобы вы могли немного повысить его при необходимости.
  5. Время от времени полезно не забывать подтягивать все контакты питания. На самом деле, это следует делать на всех компонентах распределительного устройства, иначе плохой контакт может привести к нагреву клеммы.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector