Jak fungují LED pásy

LED pásy jsou známé svým plochým vzhledem a délkami přesahujícími až 50m.

LED pásy mají mnoho LED čipů rozmístěných po celé ploše plošného spoje. Při průchodu elektrického proudu přes LED čipy produkují elektroluminiscenčním procesem energii ve formě světla. Mnohem více vědy souvisí s vyzařováním různých barev světla. Kromě toho nám sem vstupuje řada faktorů jako například napětí , proud, kvalita LED čipu, atd., které ovlivňují konečný světelný výkon.

 Co je LED pás?

LED pás je typ světla, který má flexibilní plošný spoj osazený světelnými LED diodami. Mohou mít trubicovou nebo pásovou konstrukci, kterou lze namontovat v podstatě kamkoli Vás napadne, jako například na stěnu, strop, do rohů, na fasádu, pod kuchyňskou linku, za televizor a podobně. Jejich největší výhodou je, že se dají zkracovat na požadované délky podle předem naznačených míst určených ke stříhání. Kromě toho mohou mít také pokročilé funkce, které chybí běžným světlům či žárovkám.

 Komponenty LED pásu

1. LED čipy – jsou světlo vyzařující komponenty, rozmístěné po celé ploše LED pásů. Tyto LED čipy vyzařují světlo, jakmile jimi prochází elektrický proud. Barva vyzařovaného světla je závislá na typu LED čipu. Jednobarevné LED čipy obsahují v jednom pouzdru pouze jeden barevný polovodičový přechod (diodu), barevné RGB LED čipy obsahují v jednom pouzdře až tři různé polovodičové přechody (diody) a to červený (R), zelený (G) a modrý (B). Kvalita samotného LED pásu pak závisí na použitých LED čipech.
2. Flexibilní deska plošného spoje (DPS) – funguje jako tělo celého LED pásu, přes který protéká elektrický proud k jednotlivým komponentům umístěným na této desce. Tato deska určuje tvar a šířku celého LED pásu.
3. Rezistory – jsou integrovány na povrchu DPS a slouží k omezení toku proudu. Zabraňují tak přetékání nadměrného proudu do LED čipů, což by mohlo způsobit poškození.
4. Místo pro stříhání a připojování – je měděná oválná část umístěná na DPS, která určuje místo pro bezpečné stříhání a opětovné připojování. LED pás můžete stříhat pouze na těchto místech, jinak byste jej mohli poškodit.
5. Oboustranná lepící páska – je umístěna na zadní části LED pásu a slouží pro snadnou a rychlou instalaci. Stačí odstranit ochrannou fólii z pásky a přitisknout LED pás o povrch, na který jej chcete přilepit. Pro lepší přilnavost se doporučuje dobře odmastit a očistit povrch před samotným lepením.

Typy LED pásů a principy jejich fungování

 Na základě principu fungování LED pasů je můžeme rozdělit do dvou kategorií a to analogové a digitální .

Analogové LED pásy

 Analogové LED pásy jsou standardní nebo neadresovatelné LED pásy. Můžete je koupit buď jako jednobarevné, dvoubarevné (CCT), v plnobarevném spektru RGB, RGB + bílá W, nebo jako RGB + CCT plné barevné spektrum + měnitelná bílá. Stříhání těchto LED pásů na požadovanou délku je možné pouze na místech k tomu určených. Některé LED pásy můžete stříhat již po 1cm, ale obvykle to bývá každých 5cm až každých 10cm. Dodávají se v 5m kotoučích, na vyžádání je lze dodat v 10m kotoučích. Tento typ LED pásu může mít také různé hustoty LED čipů od 30 ks/m až po 120 ks/m.

• Princip fungování – LED pásy jsou rozděleny do segmentů, kde jeden segment je rozdělen body ke stříhání. Každý segment obsahuje 3 nebo 6 LED čipů. Každý LED čip je zapojen do série. Takové zapojení sčítá napětí LED čipů a poskytuje tak možnost vyššího napájecího napětí pro samotný LED pás. Potom se všechny segmenty spojí v paralelních sériích, což umožňuje konstantní distribuci napětí. To je důvod, proč se zvyšuje spotřeba proudu a nikoli napětí.

 Sériové zapojení segmentu:

Paralelní zapojení více segmentů:

• Ovládání LED pásu – Analogové LED pásy používají základní jednokanálovou metodu ovládání, která zahrnuje úpravu úrovní napětí a modulaci šířky impulsu (PWM). Když se napětí zvyšuje, světlo vypadá jasněji as jeho úbytkem se záře ztlumuje. Na druhé straně PWM funguje tak, že náhle zapíná a vypíná LED diody při předem stanovené frekvenci. Vnímaný jas je určen vydělením pracovního cyklu (nebo doby, kdy LED diody svítí) celou dobu. Výsledkem je, že jasnější osvětlení je produkováno většími pracovními cykly, zatímco tlumenější osvětlení je vytvářeno nižšími pracovními cykly. Tyto LED pásy můžete ovládat pomocí stmívačů nebo řídicími jednotkami k tomu určenými.
• Ovládání barev LED pásku - Analogové LED pásy mohou být jednobarevné nebo RGB. Jednobarevné LED pásy se dodávají v konkrétní barvě jako - bílá, teplá bílá, červená, zelená atp. Tyto LED pásy používají metodu PWM k ovládání barvy těchto pásů. Pro RGB LED pásy je barva světla řízena smícháním různých barev světla. Například, pokud chcete vytvořit žluté světlo, smíchá zelené a červené světlo, aby vytvořilo žluté.

Digitální LED pásy

Digitální LED pásy umí poskytnout individuální řízení jednotlivých segmentů nebo LED čipů, díky čemuž dokážete vytvořit duhový, ale i jiný typ světelného efektu. Takový typ LED pásu obsahuje IC čip pro každý segment nebo každý LED čip zvlášť a umožňuje tak individuální kontrolu každého z nich. Každý čip po připojení ke řídící jednotce obdrží svou adresu a proto se také nazývají adresovatelné nebo pixel LED pásy. Řídící jednotka pak posílá informaci pro každý IC čip s informací jakou barvou a jakou intenzitou má rozsvítit daný segment nebo LED čip. Díky tomu dokážete vytvářet různé magické světelné efekty. Digitální LED pásy jsou rozděleny do dvou hlavních kategorií podle typu řídícího signálu:

• Digitální LED pásy řízené signálem DMX512
• Digitální LED pásy řízené signálem SPI

• Princip fungování - Každá LED nebo segment na digitálním LED pásu má svůj mikrokontrolér (čip), který umožňuje nezávislé ovládání každé LED. Tyto mikrokontroléry jsou zapojeny do série podél celého pásu a komunikují pomocí digitálního datového protokolu SPI nebo DMX512. Centrální řídicí jednotka vysílá řídicí signály do LED pásu a dává jim tak pokyn ke změně barvy a jasu každé LED nebo segmentu. Když řídicí signály postupují po pásu, každý mikrokontrolér načte svou část údajů a zpracuje pokyny. Mikrokontrolér pak upraví intenzitu červené, zelené a modré složky příslušné LED nebo segmentu, což vede k požadované barvě a jasu. Tento proces se opakuje pro každou LED či segment podél celého pásu. Umožňuje to tak vytvářet dynamické světelné efekty, animace a vzory, jelikož každá LED či segment může nezávisle zobrazovat různé barvy a úrovně jasu.
• Řízení LED pásu - Digitální LED pásy využívají individuální způsob ovládání. To znamená, že každý ze segmentů lze ovládat samostatně. Řídící jednotka, jako například Arduino, Raspberry Pi nebo speciální řídíci jednotky, posílá příkazy každému LED segmentu nebo LED čipu. Po příkazu LED dioda odpovídajícím způsobem změní své barvy. Proto poskytuje přesnou a přizpůsobenou kontrolu nad pásem, díky čemuž jsou ideální pro aplikace, které vyžadují dynamické osvětlení.

Faktory ovlivňující světelný výkon LED pásů

 Světelný výkon LED pásů bývá ovlivněn následujícími faktory:

• Kvalita LED čipu a ovladače – může výrazně ovlivnit světelný výkon LED pásů. Například - pokud LED BINNING (testování jednotlivých LED čipů a párování s LED čipy, které mají podobné vlastnosti jako jsou výkon, jas, barva vyzařovaného světla) není správně provedena, LED pásy nebudou schopny poskytnout požadovaný jas a barvu vyzařovaného světla nebo se mohou vyskytnout jiné problémy. Kromě toho mohou chyby v řídicí jednotce způsobit nadměrný tok proudu, což může poškodit LED pás
• Výkon LED čipu - Příkon určuje maximální spotřebu LED čipu. Vyšší výkon znamená jasnější světlo, což znamená, že se zvyšuje příkonem a tím se zvyšuje i produkce tepla. To nakonec vede k přehřívání LED pásu, což může způsobit trvalé poškození.
• Proud a napětí - LED pásy mají určité požadavky na proud a napětí pro optimální výkon. Například, pokud připojíte 24V na 12V LED pás, může to poškodit LED pás nebo způsobit jeho poruchu. Pás se tím přehřeje a může vést k vyhoření nebo trvalému poškození.
• Teplota - LED diody jsou citlivé na teplotu. Vyšší teploty je mohou poškozovat a proto je třeba LED pásy umisťovat na chladič , který bude zajišťovat jejich ideální teplotu. Snižuje to pravděpodobnost poškození LED pásu v důsledku přehřátí. Ideální k tomu jsou LED profily, na které stačí LED pás nalepit.
• CRI - je zkratka pro Color Rendering Index (Index podání barvy). Určuje přesnost LED světla pro přirozené osvětlení. Stupňuje se od 0 do 100. Vyšší stupeň znamená lepší přesnost barev. Nízké hodnoty CRI ovlivňují světelný výkon. Takže vždy udržujte CRI nad 80, nej 

• Teplota barev – se vyjadřuje v Kelvinech (K) a ovlivňuje vzhled barvy světla. Vyšší teplota barvy 6500K poskytuje vynikající osvětlení a je vhodná pro osvětlení pracovních prostorů, zatímco nižší teplota 2700K poskytuje teplé osvětlení, které je vhodné pro odpočinkovou zónu. Takže při nákupu LED pásů musíte zvážit, jakou barevnou teplotu budete potřebovat. Laditelné bílé LED pásy (CCT) jsou vynikající volbou, jelikož si umíte přizpůsobit teploty barvy světla podle aktuálních požadavků.
• Úhel vyzařování – je vyjádřen ve stupních (°) a určuje, jak ostré bude vyzařované světlo. Čím ostřejší (užší) úhel, tím je světlo koncentrovanější a lépe osvětlí danou část prostoru. Čím je úhel větší (širší), tím více se vám bude světlo rozptylovat do prostoru.

Tipy pro výběr LED pásů

Požadavky na LED pásy se liší pro různé aplikace, prostory či typy použití. LED pásy jsou v různých barvách, výkonech či typech řízení. Ne všechny LED pásy jsou však vhodné pro každý typ použití.

• Před zakoupením LED pásu pro váš projekt zvažte oblast použití a místo instalace. Chcete-li si pořídit LED pás pro venkovní osvětlení, zvolte vyšší IP krytí. To ochrání váš LED pás před nepříznivými povětrnostními podmínkami, jako jsou bouře, vítr, prach nebo déšť.
• Vždy zkontrolujte jmenovité napětí LED pásu. Pokud vaše vstupní napětí překročí napětí LED pásu, poškodí jej to.
• Zvažte teplotu barvy, abyste vytvořili příjemnou atmosféru vašeho osvětlení. Pamatujte, že teplé osvětlení (2700K) vytváří útulné prostředí, které je vynikající pro osvětlení ložnice, obývacího pokoje nebo oddechové místnosti. Na druhé straně chladné osvětlení (6500K) vytváří energickou atmosféru. Nejlepší funguje pro osvětlení pracovních stolů a místností, kde se pracuje.