Выбор проводов для светодиодной ленты

Приобрести или собрать светодиодный (LED) светильник мало – нужны ещё и провода, чтобы подвести к диодной сборке электропитание. От того, насколько толстым будет сечение провода, зависит, как далеко от ближайшей розетки или распредкоробки его можно «пробросить».

Прежде чем определиться, какой размер будет у проводов, прикидывают, какая суммарная мощность будет у готового светильника или светодиодной ленты, какую мощность «потянет» блок питания или драйвер. Наконец, марка кабеля выбирается исходя из представленного на местном рынке электрики ассортимента.

Драйвер иногда размещается на значительном удалении от светоэлементов. Рекламные щиты подсвечиваются на расстоянии в 10 м и более от пускорегулирующего устройства. Вторая область применения такого решения – интерьерный дизайн больших торговых залов, где светолента располагается на потолке или непосредственно под ним, а не рядом с работниками магазина или гипермаркета. Порой напряжение, идущее на вход светоленты, существенно отличается от величины, выдаваемой устройством питания. Вследствие уменьшенного сечения провода и увеличенной длины кабеля ток и напряжение теряются в проводах. С этой точки зрения кабель рассматривается как эквивалентный резистор, иногда достигающий величины от одного до более чем десятка Ом.

Напряжение 12 вольт более предпочтительно, чем 5 – чем оно выше, тем меньше потери. Этот подход используется в драйверах, выдающих вместо 5 или 12 несколько десятков вольт, а светодиоды соединены в последовательные группы. Ленты на 24 вольта позволяют частично решить проблему потери лишней мощности в проводах, сэкономив при этом на самой меди в кабеле.

Так, для светодиодной панели, набранной из нескольких длинных лент и потребляющей 6 ампер, на 1 м кабеля приходится 0,5 мм2 сечения в каждом из проводов. Чтобы избежать потерь, «минус» соединяют на корпус конструкции (если она тянется далеко – от блока питания до ленты), а «плюс» пускают по отдельному проводу. Такой расчёт используют в автомобилях – здесь вся бортовая сеть предусматривает питание по однопроводным линиям, вторым проводом для которых служит сам кузов (и кабина водителя). Для 10 А это 0,75 мм2, для 14 – 1. Зависимость эта нелинейная: для 15 А используют 1,5 мм2, для 19 – 2, наконец, для 21 – 2,5.

Если речь идёт о питании светолент с рабочим напряжением в 220 вольт, то под конкретный автоматический предохранитель лента выбирается по токовой нагрузке, заметно меньшей, чем ток срабатывания автомата. Однако когда стоит задача сделать выключение форсированным (очень быстрым), то нагрузка от ленты превысит некоторый предел, обозначенный на автомате.

Низковольтным лентам не грозит превышение силы тока. Выбирая кабель, потребитель рассчитывает, что возможное падение питающего напряжения при слишком длинном кабеле будет покрыто почти полностью.

Мощность ленты равна силе тока, умноженной на питающее напряжение. В идеале 60-ваттная светолента при 12 вольтах потребляет 5 ампер. А значит, не следует её подключать через кабель, чьи провода имеют меньшее сечение. Для бесперебойной работы выбирают наибольший запас прочности – и оставляют дополнительные 15% сечения. Но поскольку найти провода с 0,6 мм2 сечения трудно, сразу увеличивают до 0,75 мм2. Существенное падение напряжения при этом практически исключено.

Реальная мощностная отдача блока питания или драйвера – значение, заявленное производителем изначально. Оно зависит от схемы и параметров каждой из комплектующих, из которых состоит данное устройство. Кабель, подключаемый к светоленте, не должен по проводимой мощности оказаться меньше, чем суммарная мощность светодиодов и общая мощность драйвера. В противном случае ток на светоленте окажется не весь. Возможен значительный нагрев кабеля – правило Джоуля-Ленца никто не отменял: проводник с током, превышающим его верхний предел, становится как минимум тёплым. Повышенная температура, в свою очередь, ускоряет износ изоляции – она становится хрупкой и со временем растрескивается. Драйвер, работающий с перегрузкой, также существенно нагревается – а это, в свою очередь, ускоряет его собственный износ.

Марка кабеля – сведения о его характеристиках, скрытые под специальным шифром. Перед выбором оптимального кабеля потребитель ознакомится с характеристиками каждого из образцов в ассортименте. Лучшим вариантом считаются кабели с проводами многопроволочного плетения – им не страшны лишние сгибания-разгибания в пределах разумного (без резких изгибов). Если всё-таки резкого перегиба не избежать, старайтесь вторично его в том же месте не допустить. Толщина (сечение) сетевого шнура, которым адаптер подключается к осветительной сети 220 В, может не превышать 1 мм2 на каждый провод. Для трёхцветных светодиодов применяют четырёхпроводный (четырёхжильный) кабель.

Кроме паяльника, для пайки нужен припой (можно применить стандартный – 40-й, в котором 40% свинца, остальное – олово). Понадобятся также канифоль и паяльный флюс. Вместо флюса можно использовать лимонную кислоту. В эпоху СССР был распространён хлористый цинк – особая паяльная соль, благодаря которой лужение проводников выполнялось за секунду-две: припой почти моментально растекался по свежезачищенной меди.

Обрабатываемый стык – двух деталей, или детали и провода, или двух проводов – должен быть предварительно покрыт флюсом. Без флюса нанести припой даже на свежую медь затруднительно, что чревато перегревом светодиода, дорожки платы или провода.

Общий принцип любой пайки – нагретый до нужной температуры (часто это 250-300 градусов) паяльник опускается в припой, где его жало набирает одну или несколько капель сплава. Затем он погружается на небольшую глубину в канифоль. Температура должна быть такой, чтобы канифоль кипела на конце жала – а не тут же сгорала, разбрызгиваясь при этом. Нормально нагретый паяльник быстро плавит припой – он превращает канифоль в пар, а не дым.

При пайке соблюдайте полярность источника питания. Присоединённая «задом наперёд» (пользователь перепутал при пайке «плюс» и «минус») лента не будет светиться – светодиод, как и любой диод, заперт и не пропускает ток, при котором он светился бы. Встречно-параллельно включённые светоленты используются при внешнем дизайне (экстерьере) зданий, построек и сооружений, где их можно питать переменным током. Полярность подключения светолент при питании их переменным током неважна. Поскольку люди находятся на улице значительно меньше, чем в помещениях, мерцающий свет не так критичен для человеческого глаза. Внутри, на объекте, где человек долго, несколько часов или весь день кропотливо трудится, мерцающее с частотой 50 герц освещение способно утомить глаза уже за час-другой. А это значит, что внутри помещений светоленты питаются уже постоянным током, что вынуждает пользователя соблюдать полярность комплектующих светильника при пайке.

Для готовой светоленты зачастую применяют поставляемые в комплекте штатные клеммы и клеммники, что позволяет легко заменить провода, саму ленту или драйвер питания, не разбирая всю подсистему. Клеммы и клеммники могут соединяться с проводами методом пайки, обжима (с помощью специального обжимного инструмента) либо на винтовых соединениях. В результате система обретёт законченный вид. Но и для исключительно паяной проводки качество работы светоленты ничуть не пострадает. Во всех случаях сборки и установки световых изделий требуется некоторый навык, позволяющий собрать, прикрепить и подключить их быстро и качественно.