Использование светодиодов и светодиодных кластеров в

Использование светодиодов и
светодиодных кластеров в объектах
наружной рекламы
Многие рекламные фирмы задумываются о применении светодиодов в подсветке
световых коробов и объемных букв.
Неудивительно — столько красивых сказок можно услышать о том, что светодиоды
работают более 100 000 часов, не перегорают и не боятся влаги.
Давайте попробуем разобраться — все ли так радужно?
Для подсветки в основном используются герметичные светодиодные кластеры. Их
изготавливают практически все производители светодиодной продукции — именитые
и не очень. Основное достоинство — легкость монтажа. Действительно — достаточно
взять гирлянду кластеров, закрепить их саморезами внутри буквы, и вот — прекрасный
результат. Какие подводные камни нас могут тут ожидать?
1. Светодиодным кластерам для нормального свечения требуется строго определенный
ток — он зависит от типа кластера. Самые распространенные рассчитаны на 12 вольт.
Предположим, кластер состоит из трех светодиодов красного цвета. Основная
особенность такого кластера — светодиоды в нем соединены последовательно/Типовой
ток светодиода, используемого в кластере — 20 мА. То есть общее
потребление кластера — тоже 20 мА. В зависимости от размера буквы может
понадобиться гирлянда из 20-30 кластеров, что в сумме дает порядка 600 мА. В основном
для соединения их в цепочку используются провода небольшого сечения, это означает,
что на конце линейки падение напряжения на проводах может достигнуть 1-2 вольт.
Фактически последние кластеры будут светить с недосветом, иногда довольно
приличным. А если этих букв, к примеру, десять? Резюме — используйте несколько
источников питания — это, во-первых, увеличит надежность конструкции, во-вторых,
позволит правильно распределить токовую нагрузку.
2. Кластеры разного цвета производят свет с разной интенсивностью. Самые яркие —
зеленые, самые тусклые — голубые. Поэтому не удивляйтесь, если для синих букв
вам понадобится в полтора раза больше кластеров, чем для зеленых. Резюме —
не торопитесь говорить цену, пока не определитесь с макетом.
3. Если вам нужен белый цвет свечения — лучше синтезируйте его из трех цветов,
используя трехцветные кластеры. Это будет значительно надежней, к тому же
вы при желании сможете менять оттенок свечения. Разница в цене относительно
небольшая, зато клиенту можно озвучить возможность светодинамических эффектов
в праздничные дни. Белые светодиоды в такой ситуации в разы менее надежны. Резюме —
по возможности не используйте светодиоды для инсталляций с белой подсветкой.
4. Блоки питания лучше покупать с двумя типами стабилизации — по напряжению
и по току. Это нужно для того, чтобы при потере контакта в части кластеров или
перегорании нескольких из них, общий ток в цепи не вывел из строя остальные кластеры.
Это как раз один из подводных камней светодиодной подсветки. Допустим, вы изготовили
световую букву с подсветкой 20 кластерами. Отдельных кластеров при правильном
освещении буквы не видно. При перегорании одного из кластеров, по остальным будет
распределен высвободившийся ток, то есть светить они станут ярче. Так что визуально
изменений в свечении буквы заметно не будет. Но у оставшихся кластеров сильно
сократится срок службы. Далее процесс пойдет по нарастающей. Поэтому
без стабилизации напряжения перегорание даже одного светодиодного кластера из 20
создаст вам массу проблем. Резюме — внимательно читайте, что написано
в спецификации к блоку питания и не ленитесь замерять напряжение в разных точках
подключения.
5. Дешевые китайские светодиодные кластеры имеют неприятную особенность —
при эксплуатации на улице при температуре -40 и ниже происходит отслоение
пластикового корпуса от эпоксидного компаунда, которым залит модуль. Поскольку
заливка зачастую поверхностная — плата начинает окисляться со всеми вытекающими.
Резюме — не используйте дешевые кластеры для наружной подсветки.
6. Срок жизни светодиодов. Многие заявляют, что светодиоды служат 100 000 часов.
Именитые производители говорят о 50 000. Но что это означает? Давайте разберемся.
Обычная лампа накаливания работает, пока не перегорит. Средний срок жизни ее — 1000
часов. Но все эти часы интенсивность свечения лампы не меняется в силу
ее конструктивных особенностей. В чем разница между ней и люминесцентными
лампами или светодиодами? При эксплуатации и тех и других проявляется процесс,
который можно назвать износом. Не буду вдаваться в подробности, кому
они интересны — добро пожаловать на поисковый сервер с запросом «уменьшение
эмиссии катодов» или «причины деградации светодиодов» Таким образом,
если вчитываться, производитель декларирует 50 000 часов работоспособности
светодиодов, но нигде не упоминает — каков световой поток проработавших такой срок
диодов и как он меняется. Полистайте документацию производителей известных марок —
Cree, Osram, Nichia. В ней указаны параметры деградации после 5-7 000 часов
эксплуатации — не более. Обычно это 5-20% процентов. Тот же OSRAM резюмирует,
что после 50 000 часов эксплуатации световой выход светодиодов не превышает 50%
при номинальных рабочих параметрах. Их еще надо умудриться поддерживать все эти 50
000 часов… Производители используют определенную методику (Mean Time To Failure —
среднее время наработки на отказ), которая не может дать ясного представления
о реальном сроке службы светодиода. Покажите мне яркий светодиод из тех,
что предлагаются на рынке, который светит 50 000 часов??? Резюме — будьте готовы
к тому, что, если вы склонны заявлять клиенту о 100 000 или даже 50 000 часов — придет
время, когда он задаст вопросы. И не все они будут вам приятны.
7. Срок жизни источника питания. Обычно этот момент почему-то не учитывается. А ведь
это один из самых уязвимых узлов вашего проекта. Что такое источник питания
в традиционном исполнении? Трансформаторная схема с выпрямлением и фильтрацией.
Простая, как три копейки и настолько же надежная. По тридцать лет работают такие
источники в телевизорах и других приборах. Основа светодиодного источника питания
куда сложнее — импульсное преобразование подразумевает значительно большее
количество деталей и нюансов. Дай бог, чтобы такой источник проработал хотя бы пару
лет без нареканий. Причем — вне зависимости от производителя, что неудивительно —
качество наших электросетей оставляет желать лучшего. Вы уже забыли о надежных
японских машинах? Забудьте о надежных источниках питания. Резюме — оговаривайте
с клиентом нюансы как можно тщательнее, для него что светодиоды, что питание —
все едино.
Подытоживая вышесказанное, можно отметить: Светодиоды и светодиодные кластеры
можно и нужно использовать в работе, соблюдая несколько простых правил.
1. Имейте в штате квалифицированного электронщика. Или хотя бы сообразительного
электрика.
2. Тщательно выбирайте поставщика. Он должен разбираться хотя бы в основных
понятиях. Есть продавцы, которые без всяких колебаний предлагают в качестве источника
питания для светодиодных кластеров трансформаторы для галогенных ламп. Есть
серьезные электротехнические компании, которые продают такие трансформаторы
с маркировкой «Led driver».
3. Используйте светодиодные кластеры или светодиоды тогда, когда это действительно
необходимо — например, если конфигурация буквы делает использование ламп дневного
света уж очень неудобным или требуется световая динамика.
4. Подготовьте подсветку заранее и включите — пусть светится, пока вы буквы делаете —
есть шанс найти слабые места.