????расчёт светодиодного освещения по площади помещения, методы и формулы

Что такое Лед подсветка

Светодиодная подсветка создается с помощью LEDисточников света. К ним относятся лампы, ленты, панели и другие осветительные устройства. Для создания общего освещения используются лампочки из светодиодов. Подсветку многоуровневых потолков, элементов дизайна выполняют с помощью ЛЕД лент.

Плюсы и минусы

Подсветка с использованием светодиодных изделий активно используется в современном мире. Это объясняется преимуществами, которые дают светодиоды:

стильный внешний вид изделия;
высокая эффективность;
экономичность;
долгий срок службы;
низкая трудоемкость при монтаже;
экологичность;
безопасность;
функциональность;
компактность, гибкость;
цветовое разнообразие.

Недостаток можно выделить один – светодиодные источники стоят дороже классических аналогов. Но эта цена окупается благодаря долгой работе и малому потреблению электроэнергии.

Область применения

Светодиодная подсветка применяется везде – в квартирах, в архитектуре, на улицах, в рекламных баннерах. Также светодиоды используются в подсветке телевизоров, экранов смартфонов и планшетов.

Как правильно выбрать

Большое количество
фирм-производителей и типовое разнообразие позволяет потребителю использовать
самые различные модели светодиодных светильников для освещения квартиры. Однако,
чтобы точно подобрать их под конкретные условия применения, необходимо учесть
как их плюсы, так и минусы, так и их
особенности:

Чем мощнее лед-элемент, тем сильнее он нагревается. Для скрытой установки (в подвесной потолок, например) лучше не применять сильные светодиоды, так как они перегреются и испортятся.
При установке во влажное помещение (на кухню, в ванную) необходимо подбирать влагозащищенные модели – со степенью защиты от IP65.
Лед-элементы боятся перенапряжения в сети, поэтому нужно использовать исключительно надежные блоки питания.
Большую роль при выборе led-элементов имеет спектр температуры их цветового излучения. Предпочтение лучше отдавать экземплярам со светом, близким по характеристикам к естественному солнечному освещению.

Также при выборе
светодиодного освещения для квартиры следует заострить внимание на существующих
типах ламп и параметрах, влияющих на их срок службы. Рассмотрим их более
детально

Типы ламп

Большинство современных
лед-источников света разделяется на следующие основные категории:

По виду
светоисточника делятся на SMD (долговечные) и COB (мощные и сверхмощные).
По месту
назначения – для внутреннего или наружного применения, для предприятий
промышленного сектора, прожекторы, для садов.
По типу цоколя Е
винтовые и G штырьковые – классический Е27, уменьшенный Е14, G5.3 – для
главного освещения, G4, G9, G10 – для подсветки.
Лампы
различаются – по форме колбы (сферическая, овальная, свечеобразная), по наличию
или отсутствию охладительного радиатора, по светотехническим характеристикам
(яркость, мощность, температура цвета).

Срок службы

Производители всегда
указывают на изделиях усредненное значение срока службы. Как правило, это
несколько десятков тысяч часов. На деле долговечность светодиодного освещения
определяется множеством сопутствующих факторов:

Конструктивными особенностями и качеством материалов, из которых изготовлены компоненты.
Чем ниже светоотдача, тем меньше пройдет времени до выхода из строя.
Чем чаще лэд-кристалл подвергается перепадам напряжения, тем меньше он служит.
Производители указывают максимально возможный срок службы при благоприятных условиях эксплуатации.
Указываемый в гарантии период безаварийной работы за один год принимается равным 9 тыс. часов.

Дорогие светодиоды
надежных производителей могут работать до 5 лет или, что равнозначно, 100 тыс.
часам непрерывного свечения.

Семь раз подумай перед просчётом освещения

Зачем нужны подсчёты по свету и что следует знать

Комфортная среда нахождения в доме для человека создаётся искусственным светом от ламп. При недостаточности или излишках ощущения света возникает дополнительное напряжение зрения и раздражение глаз, появляется потребность в очках, снижаются ресурсы с упадком сил, ухудшается самочувствие. Поэтому делается обязательный расчёт освещения помещения, определяется соответствие установленным санитарным нормам, подбирается оптимальный вариант источников света близкий к естественному освещению.

По оформлению и способам распределения необходимого в доме, в помещениях света, везде электроосвещение подразделяют на 3 вида: общее, акцентированное, местное. Бывает сложно разобраться с вычислениями общего освещения светодиодными лампами для жилого дома. При расчёте потребуется понимание основных параметров и определений объекта-света.

Основные световые характеристики, единицы измерения

Свет можно измерить и описать, как и многое другое на «свете». В физике освещённость – есть величина «интегральная», определяемая многими параметрами, изучаемыми наукой фотометрией.

Таблица 1. Используемые физические понятия света, обозначения и единицы измерения:

Характеристика	Обозначение	Единица измерения
Световой поток	Ф	Лм люмен
Сила света	I	Kд кандела, «свеча»
Яркость	L	Kд/м² нит (нт)
Освещённость	E	Лк люкс
Световая температура	K	Кельвин
Световая отдача	H	лм/Вт.

Основные параметры светоизлученияИсточник infourok.ru

Люмены потока света – энергия волн от источника, излучаемая по всем направлениям, воспринимаемая как «яркость» по зрительному ощущению. Световые потоки по распределению лучей света бывают отражёнными, рассеянными, прямыми. Определяется тем большее число люменов, чем больше весь учитываемый поток света.

Сила света (I) похожа на плотность в пространстве потока света, его интенсивность. При определении I световой поток (Ф) делится на телесный угол (ꭥ) в стерадианах по направлению потока.

Понятие освещённости связывает количество света (светового потока) приходящегося на площадь освещаемой поверхности (E=Ф/S). Величина люксов прямо зависит от силы света источника и обратно пропорционально от квадрата расстояния до источника (при условии перпендикулярности потока к поверхности).

Прослеживается при определении величин света их взаимосвязь и качественное различие: что сам светильник ярче при больших люменах, а поверхность освещена больше при достаточно высоких величинах люксов.

Источник характеризуется эффективностью преобразования электроэнергии в свет (световая отдача Н). Она измеряется в люменах на ватт.

Светотехнические величиныИсточник rusenergetics.ru

Обмен энергией (излучением света) между электрическим источником и внешним помещением (по яркости) – по сути, работа в физическом представлении (1 Джоуль = 1 Ватт * 1 сек). Работой считается мощность излучения, умноженная на время. При известном усреднённом значении световой отдачи (Н) лампы можно примерно определить световой поток. Более ярким будет источник света при большей мощности освещения. Из источников с равной силой света (I) потребляют меньшую электрическую мощность светодиодные лампы.

Сравнение по светоотдаче источников:

Вакуумная лампа накаливания с вольфрамовой нитью – от 8 до 10 лм/Вт..
Галогеновая лампа – от 12 до 15 лм/Вт.
Люминесцентная лампа с преобразованием напряжения в цоколе – от 50 до 70 лм/Вт.
Светодиодные современные светильники – от 100-120 лм/Bт.

Для визуального понимания предмета каждому человеку важно воздействие света и цвета (особенно для художников). Определённое восприятие зрительным нервом конкретного установленного цвета спектра и фиксирует понятие цвета

Цветовая температура (К) обозначает цветность излучения света. Обычная температура и цветовая температура – разные понятия; у неба зимой, в мороз, цветовая температура составляет 12000К, у зажжённой свечи в 10 раз меньше – 1200К.

Цветовая температураИсточник ds04.infourok.ru

Применяют в практике определения цветности белого света:

дневного света – более 5000 К,
нейтрального – от 3300 до 5000 К,
тёплого – менее 3300 К.

Глаз так устроен, что наличие синих оттенков в излучении источника снижает яркость его визуального восприятия.

Схемы светодиодных ламп

Прежде всего, следует выработать вариант сборки. Существует два основных способа, каждый из которых имеет собственные плюсы и минусы. Ниже мы рассмотрим их подробнее.

Вариант с диодным мостом

Схема включает четыре диода, которые подключаются разнонаправленно. Благодаря этому мост приобретает возможность трансформировать сетевой ток в 220 V в пульсирующий.

Схема светодиодного моста отличается простотой и логичностью. Выполнить ее может даже начинающий мастер, осваивающий азы самостоятельной работы

Происходит это следующим образом: при проходе по двум диодам синусоидальных полуволн, они изменяются, что вызывает потерю полярности.

При сборке к плюсовому выходу перед мостом подключается конденсатор; перед минусовой клеммой – сопротивление на 100 Ом. Еще один конденсатор устанавливается позади моста: он понадобится для сглаживания перепадов напряжения.

Изготовление светодиодного элемента

Наиболее простым способом создания LED светильника является выполнение источника света на основе сломанного светильника. Необходимо проверить работоспособность обнаруженных деталей, что можно сделать с помощью аккумулятора на 12 V.

Неисправные элементы нужно заменить. Для этого следует распаять контакты, убрав перегоревшие элементы, поставить на их место новые

При этом важно соблюдать чередование анодов и катодов, которые крепятся последовательно

Если требуется поменять лишь 2-3 штуки чипа, достаточно просто припаять их на участки, где ранее находились вышедшие из строя компоненты.

При полной самостоятельной сборке нужно соединять в ряд по 10 диодов, соблюдая правила полярности. Несколько выполненных цепей припаиваются к проводам.

При изготовлении лампы можно воспользоваться платами со светодиодами, которые можно найти в перегоревших устройствах

Важно лишь проверить их работоспособность. При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя

При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя

Приспособления для более мягкого света

Чтобы избежать мерцания, свойственного LED-светильникам, описанную выше схему можно дополнить несколькими деталями. Таким образом, она должна состоять из диодного моста, резисторов на 100 и 230 Ом, конденсаторов на 400 нФ и 10 мкФ.

Чтобы защитить устройство от перепадов напряжения в начале схемы помещается резистор в 100 Ом, за которым впаивается конденсатор 400 нФ, после него устанавливается диодный мост и еще один резистор на 230 Ом, за которым идет собранная цепочка светодиодов.

Приборы с резисторным сопротивлением

Подобная схема также вполне доступна начинающему мастеру. Для ее выполнения требуются два резистора 12k и две цепочки из одинакового числа светодиодов, которые припаиваются последовательно с учетом полярности. При этом одна полоса со стороны R1 подсоединяется катодом, а другая – с R2 – анодом.

Выполненные по этой схеме светильники имеют более мягкий свет, поскольку действующие элементы зажигаются по очереди, благодаря чему пульсация вспышек почти незаметна невооруженному глазу.

Для расчета мощности лампы необходимо знать величину тока, который проходит через светодиоды. Эту величину можно рассчитать по приведенной формуле. При этом нужно учесть, что на показатель падения напряжения в последовательно соединенных 12 светодиодах составляет примерно 36В

Устройства успешно применяются в качестве настольной лампы и в других целях. Для создания оптимального освещения специалисты рекомендуют применять ленты из 20-40 диодов. Меньшее количество дает небольшой световой поток, соединение большего числа элементов технически довольно сложно выполнить.

Плюсы и минусы

Различные источники света, обладают свойственными именно им достоинствами и недостатками. В отношении светодиодных ламп, эти показатели можно сформулировать следующим образом:

Достоинства:

При одинаковой силе светового потока с лампами других типов, они потребляют значительно меньшее количество электрической энергии;
Обладают значительной светоотдачей;
Светодиоды не чувствительны к скачкам напряжения и тока в питающей сети. Изменение параметров электрической сети, не оказывает влияние на свечение, создаваемой приборами;
Стойкость к механическим воздействиям;
В процессе работы не происходит нагрева как контактов между светодиодом и линией его питания, так и окружающего их воздуха;
При работе, излучаемый световой поток не мерцает, что благоприятно влияет на зрение человека;
Светодиоды не излучают ультрафиолетовые лучи;
Работают бесшумно;
Обладают малым весом;
Существует большое разнообразие моделей и конструкций;
Продолжительные сроки эксплуатации, без снижения технических характеристик;
Простота установки и выполнения монтажных работ.

Недостатки:

Высокая стоимость;
Сложная адаптация с устройствами, обеспечивающими регулировку свечения (диммерами);
При выходе одного из строя, одного из светодиодов (лента, блок) прекращает работу все устройство;
Возможно образование пятнистости света, что связано с недостаточным количеством светодиодов установленных в конкретном месте.

Как сделать освещение в доме или квартире своими руками

Для создания светодиодного освещения требуется разработать план размещения источников света. Нужно учитывать размеры комнат, рабочие области. Также нужно понимать, какую функцию будет выполнять свет. После определения основных требований следует приобрести нужное оборудование и заняться монтажом.

Необходимые комплектующие

В первую очередь нужно приобрести необходимые комплектующие. Мастеру потребуется LEDлента, источник питания, регулятор, выключатель. Для RGBизделия также потребуется пульт дистанционного управления.

Светодиодная лента

Лента обычно продается в бобинах по 5м. Предварительно нужно определить, какая длина потребуется, какой вид нужен – монохромный или многоцветный, плотность диодов. Обязательно нужно определить, в какой комнате будет установлен тот или иной источник. От этого зависит выбор по классу влагозащищенности – без защиты, со средней и высокой степенью защищенности от воды.

ШИМ регулятор

Для управления яркостью ленты используются ШИМ-регуляторы. Устройство должно быть качественным, в ином случае будет заметно мерцание, которое может вызвать усталость глаз и головную боль.

Пульт

Для RGB требуется диммер с пультом дистанционного управления. Он позволяет управлять оттенком подсветки, интенсивностью, фокусировкой.

Блок питания

Источник питания – важнейший элемент, без него лента не будет работать. Он преобразует напряжение в розетке 220 Вольт в необходимое питание для светодиодов 12 или 24 Вольт. Блоки питания бывают герметичные, полугерметичные и негерметичные – выбор зависит от микроклимата в помещении.

Монтаж led освещения для комнаты

После приготовления необходимых составляющих можно переходить к установке. Выполнить подключение можно своими руками или вызвать специалиста.

Необходимый инструмент

Для монтажа потребуются следующие инструменты:

светодиодная лента с полным набором комплектующих;
паяльник;
изолента или термоусадочные трубки;
ножик или ножницы;
рулетка;
кабели;
двухсторонний скотч;
профиль.

Также могут потребоваться дрель и скобы.

Схема подключения

Устанавливаются светодиодные ленты в алюминиевый профиль. Он выполняет функцию отвода тепла от источников света. Для подсветки с небольшой мощностью, которая используется для декора, изоляция не обязательна.

Как делать монтаж:

отрезать от ленты необходимую длину;
зачистить крайние проводники на 1,5 см;
припаять 2 кабеля;
заизолировать место соединения;
приклеить с помощью двухстороннего скотча ЛЕД ленту к профилю;
установить рядом блок питания, подключить его к ленте, соблюдая полярность (особенно важно для RGBизделий);
спрятать провода в короб из пластика;
подсоединить выключатель.

Далее проверяется работоспособность собранной схемы.

Как сделать своими руками

В связи с тем, что освещение на основе светодиодов становится все более популярным среди пользователей, то и людей, желающих самостоятельно изготовить подобные устройства, становится все больше.

Главной задачей при самостоятельном изготовлении светодиодного светильника, является задача по преобразованию рабочего напряжения осветительной сети (220 В), в рабочее напряжение светодиода (12 В). Существует два варианта схем, на основании которых можно справится с этой задачей: на основе диодного моста и основе резисторов.

Схема подключения светодиодов посредством диодного моста приведена на ниже следующей схеме:

В данной схеме перед диодным мостом устанавливается конденсатор и сопротивление, защищающие собираемое устройство от скачков напряжения в линейной сети электроснабжения. Кроме этого, конденсатор устанавливается и после диодного моста, что позволяет сгладить перепады напряжения на выходе моста и входе светодиодов.

В качестве полупроводникового элемента, излучающего свет, можно использовать светодиоды из вышедшего из строя светодиодного светильника. В этом случае проверяется исправность каждого светодиода в отдельности, для чего они выпаиваются из платы и посредством автомобильного аккумулятора или иного источника питания, проверяется их работоспособность.

Отобрав исправные светодиоды, они соединяются последовательно в цепочки по 10 светодиодов в каждой. Собранные цепочки, между собой соединяются параллельно.

Собранные в единую цепь цепочки светодиодов соединяются с собранной схемой питания на основе диодного моста.

Когда цепь питания светодиодов готова, встает вопрос, как и где ее разместить, чтобы была возможность подключения к электрической сети. Для этого можно воспользоваться корпусом светодиодного светильника, из которого были взяты светодиоды, корпусом лампы накаливания или энергосберегающей лампы.

Собранная схема помещается в выбранный корпус, места соединения изолируются, устройство готово к работе.

Как оформить кухню при помощи светодиодной подсветки?

Чтобы на кухне хватало освещения для личных нужд, светодиодную подсветку можно оформить в нескольких местах:

Соединение светодиодных лент с помощью коннекторов Navigator.

При помощи нее можно оформить стеклянные полки, карнизы, шкафы и витражи. Причем включаться она будет, как только открываются дверцы, а когда они закрыты, и она работать не будет.
Освещение столешницы как основной рабочей поверхности.
Если светодиодную подсветку установить на нижние части кухонного гарнитура, то это создаст эффект парения мебели.
Если на кухне сделан многоуровневый потолок, то можно осветить каждый из уровней или только один.
При помощи светодиодной подсветки есть возможность разделить помещение на зоны, используя разную интенсивность и цветовые решения.
При желании подсветку можно вмонтировать и в дверное полотно, и в кухонную арку, если таковая имеется.
Подсветка может быть каемкой под декоративные элементы интерьера, например фотографии или картины.
Если столешница выполнена из стекла, то ее можно украсить точечным освещением.

Дизайнеры рекомендуют использовать теплые цвета, чтоб создать классическое освещение, соответственно, если хочется современного стиля, то используются холодные тона.

Особенности конструкции

LED-Технология

Прежде чем рассуждать о том, насколько эффективным является светодиодное освещение в теплице, стоит разобраться с конструкцией используемых приборов.

Итак, что же представляет собой современный светодиодный светильник?

Как правило, используемые в агротехнике модели комплектуются несколькими десятками LED-ламп. Чем больше таких ламп входит в конструкцию прибора, тем выше его мощность, и тем эффективнее он освещает расположенные под ним растения.
Конструкция лампы также может быть различной: в некоторых устройствах используются исключительно однодиодные элементы, в то время как другие модели комплектуются лампами, работающими на нескольких светодиодах.
В любом случае все детали светильника собираются в единую цепь, которая присоединяется к блоку питания. Использование управляющих схем позволяет контролировать работу устройства, включая и отключая участки цепи, а также регулируя яркость освещения.

Установка в теплице

В последнее время освещение теплиц светодиодами стало достаточно популярным. Помимо теплиц данная технология применяется также в оранжереях, зимних садах, травяных аквариумах – т.е. практически везде, где нужно обеспечить максимальную эффективность роста растений.

Как правило, фабрично изготовленные светодиоды для теплиц выпускаются в достаточно прочных корпусах, препятствующих попаданию влаги на контакты.

Кроме того, они снабжаются специальными приспособлениями, существенно облегчающими монтаж:

Наиболее распространена подвесная технология монтажа LED-светильников. Устройство закрепляется на потолке или несущей конструкции с помощью тросов или цепей, и опускается на необходимую высоту. Низкая температура рабочей области позволяет помещать лампу достаточно близко от растений, что повышает интенсивность светопоглощения.
Реже лампы устанавливаются на самом потолке

При этом стоит выбирать модели с рефлекторами: хоть светодиоды и излучают узконаправленный световой поток, но все же минимизировать его потери стоит.
Кстати, следует принимать во внимание, что угол освещения у ламп этого типа невелик. Именно по этой причине нужно очень внимательно планировать их размещение, иначе часть грядок рискует остаться в тени, и недополучить световых волн.

Как правило, для подсветки растений используются ленты с достаточно мощными диодами.
Очень важно, чтобы лента была защищена от влаги, поскольку в противном случае она выйдет из строя уже после нескольких поливов. Оптимальными являются классы влагозащиты IP65 – IP67.
Для дополнительного удобства и точного направления светового потока ленты монтируются в специальных алюминиевых кожухах.

Профиль к светодиодной ленте для кухни

Рассматривая вопрос о том, какие бывают светодиодные ленты, стоит упомянуть о профилях из алюминия. LED-полоски можно приклеивать к любой поверхности с помощью клейкой основы, но для кухни это не слишком красивый и безопасный вариант. Поэтому часто изделия заказывают сразу с профилями. Эти элементы выполняют одновременно эстетическую и защитную функцию. Их используют по следующим причинам:

облегчают монтаж;
защищают от воздействия высокой влажности, механических повреждений и других факторов;
сглаживают точки от диодов и формируют более ровную полосу света;
помогают красиво оформить подсветку.

Светодиодный профиль выпускают стандартной длиной – 2 метра. Они бывают накладными П-образными, угловыми и встраиваемыми. Последний вариант используют редко, так как никто обычно не собирается разбирать кухню для монтажа подсветки. Его выбирают, только если на этапе проектирования задумывается такое освещение.

Пластиковый экран профиля может быть матовым или прозрачным. Обычно выбирают матовый, так как это сглаживает точки от диодов ленты. С торца конструкции ставят заглушки.

Правила техники безопасности при проведении монтажных работ

Помимо соблюдения элементарных требований электромонтажных работ в ходе установки светодиодных светильников важно придерживаться следующего ряда правил по общей безопасности:

Все действия, предусматривающие контакт с электрооборудованием и проводкой, нужно начинать только после выключения общего рубильника сети.
Прежде чем устанавливать лед-светильник, необходимо удостовериться, каким номинальным напряжением он обладает и подходит ли для работы под 220В или требует понижающего трансформатора.
Все контакты с электропроводкой и оборудованием должны выполняться исключительно сухими руками.
Приборы освещения, устанавливаемые в конкретном помещении, должны соответствовать по классу защиты условиям эксплуатации по таким показателям, как влажность и температура воздуха.
Запрещено выполнять монтаж оборудования с явными признаками неисправности.

Кроме того, при выходе из строя уже эксплуатируемой системы освещения или хотя бы одного светодиодного светильника ремонтные действия или обычный осмотр необходимо выполнять только при отключенной внешней сети питания.

Какое освещение должно быть в теплице

Лучше всего на рост любых культур влияют красные и синие световые лучи. При организации искусственного нельзя забывать о естественном освещении! Источники света одного цвета подойдут только для цветов, что сделает их ярче и красочнее.

В списке ниже рассмотрено влияние определенного цвета световых лучей на растения:

синие лучи ускоряют процесс фотосинтеза, обогащая его;
зеленые или желтые – деформируют и изменяют толщину стебля;
красные и оранжевые улучшают цветение, но здесь главное не переборщить, иначе растение погибнет;
ультрафиолетовые лучи повышают количество витаминов, формируемых в листьях.

Для монтажа правильного освещения и повышения урожайности руководствуйтесь следующими рекомендациями:

Инфракрасные или ультрафиолетовые лучи, продолжительное время воздействующие на стебли и листья, ухудшают урожай.
Экспериментируйте и определите идеальное расстояние между источником света и листьями.
Не забывайте о нормах освещения – читайте специализированные книги, в которых указывается, какое освещение подходит для определенных культур.

Основные выводы

Изготовить светильник своими руками можно с применением подручных средств и недорогих радиотоваров. Также для этого потребуется непосредственно светодиодные элементы – лампы или ленты. Они могут быть как маломощными, так и сильными. При выборе материала для корпуса нужно исходить из параметров их теплоотдачи. Чтобы подключить такой прибор в сеть без блока питания, потребуется изготовить драйвер с гасящим конденсатором, предварительно рассчитав его по формуле.

С помощью предложенной технологии можно изготовить светильники любой формы и параметров для установки их в качестве основного или декоративного источника освещения. Монтировать своими руками их можно на потолок и стены в плафоны, в люстры и настольные лампы, а также в любую другую специально изготовленную художественную конструкцию.

Предыдущая
СветодиодыФормула и пример расчета ограничительного резистора для светодиода
Следующая
СветодиодыПодробно о характеристиках светодиодных ламп