Як довго служитимуть світлодіодні стрічки? Сировина та продукція

У минулій статті ми торкнулися теми реальності заявленого ресурсу світлодіодів, які використовуються при виготовленні стрічок, та розглянули ряд факторів, що впливають на кінцевий термін служби подібної продукції. Сьогодні будуть розглянуті не тільки сировинні нюанси, але також відмінності між монохромними та різнокольоровими виробами, оскільки фахівці стверджують, що колір світіння безпосередньо пов'язаний із тривалістю експлуатації виробів. Чому ж відбуваються поломки та чи можна з цим боротися? Давайте розглянемо все по порядку.

Уважний читач запам'ятавши, що термін служби LED-виробів визначається зовсім не так, як у інших світловипромінюючих виробах. І у світлодіодної лампи, і у стрічки ключовим компонентом є кристал. Саме він виділяє світло при роботі, а потім деградує, все більше перетворюючи енергію на тепло, а не на світло. Найбільш достовірним показником на сьогоднішній день є фактична втрата яскравості: вважається, що на 1000 годин експлуатації доводиться падіння яскравості завбільшки в 1,2-1,5%. Таким чином, після перевищення значення 30% від початкового значення ресурс вважається номінально вичерпаним. При цьому світлодіод цілком може залишатися працездатним.

Компоненти в основі всього

На хвилі популярності дрібних світлодіодних світильників, стрічок, гнутких підсвічувань та інших зручних у побуті освітлювальних пристроїв, як гриби після дощу, по всьому світу стали рости профільні фірми. Найчастіше вони одночасно займаються і виготовленням, і реалізацією, і ремонтом подібних виробів, а продають свою продукцію за цінами, нижчими від середніх на ринку.Домагаються вони цього за рахунок ввезення дешевих китайських світлодіодів, що закуповуються величезними оптовими партіями. В основі такого бізнесу лежить ідея про те, що переплачувати за комплектуючі безглуздо, адже врешті-решт всі світлодіодні стрічки виглядають практично однаково. У свою чергу, китайські фірми, які спостерігають шалений попит на свою продукцію, не бачать стимулу у підвищенні технологічності виробництва чи покращення якості товарів. Замість цього вони лише нарощують темпи виробітки, що ще більше посилює проблему через збільшення частки шлюбу.

«Серцем» будь-якого світлодіода є кристал. Цей елемент не тільки основний, а й найскладніший у отриманні – кристали вирощують штучним чином, а для здійснення такого процесу потрібне дороге обладнання, фахівці та певний досвід. В наш час на високому рівні їх виробництвом займаються організації зі світовим ім'ям – концерн Siemens-Osram, компанії Nichia та Cree. Фактично, саме вони є основними постачальниками сировинних світлодіодів для сотень найдрібніших официальних марок-виробників напівпровідникової продукції. У свою чергу, невеликі фірми готові закуповувати діоди у безіменних фабрик, які штампують їх без нагляду за якістю. Головне, про що дбають останні – формальна відповідність загальноприйнятим стандартам. Наприклад, для світлодіодів ключовим показником є ​​питомий світловий потік. Домогтися «правильної» величини можна завдяки установці невідповідних резисторів: їхній опір буде некоректним, але чи це важливо для недобросовісних виробників? На виході із заводу номінальні норми дотримані – і цього цілком достатньо.Набагато складніше не просто підігнати світловий потік під норматив, а саме утримати потрібну величину.

Як ми вже говорили раніше, до деградації схильні будь-які кристали. Що звичайнісінька, що високозахищена світлодіодна стрічка, яка відповідає класу IP68, з часом втрачатиме у яскравості. Питання лише в тому, що у якісній світловий потік просяде на 2%, а у неякісної за той самий період – на 10-15%. Таким чином, оцінні величини, винесені на упаковку, у відповідальних компаній дійсно будуть близькі до реальності, а не дуже порядні – буквально «взяті зі стелі». Адже немає навіть гарантій, що самі діоди проживуть стільки, скільки становить декларований термін часткової втрати яскравості.

Для життєздатності якісного кристала найбільше значення має нормальна вентиляція. Чим більш продуманою є капсула, до якої він поміщений, тим довше йому належить працювати. При роботі він неминуче нагрівається, а тому відведення тепла анітрохи не менш важливе, ніж фабричні характеристики. Тісно взаємопов'язаний з цим аспект – правильність та надійність усіх контактних з'єднань. Оскільки стрічка складається з набору чіпів та резисторів, при недбалій пайці компонентів може виникати безліч суто електричних проблем. Послідовне з'єднання елементів на платі означає, що виникнення неприємностей хоча б з одним комплектуючим виведе з ладу як мінімум усю його секцію, а то й ланцюг цілком. Стрічка зі штрих-пунктирним світенням точно нікому не потрібна, а причини, за якими так склалося, користувачеві не цікаві – він має право завжди отримувати якісну продукцію, що працює, як належить.

Люмінофор, оптика та колір світіння

Можливо, для когось із споживачів це прозвучить дивно, але світлодіодів, які б випромінювали чисто білий світ, не існує. Щоб його отримати, вдаються до пропускання синюватого світіння крізь жовтий люмінофор. В результаті саме якість останнього значною мірою визначає приємність тону та яскравість освітлення.

Говорячи про світлодіодні стрічки, необхідно розуміти, що це досить великий масив однотипних елементів, кожен з яких випромінює світло. Для стрічки в цілому важливо, щоб воно було максимально однорідним, а тому й використовуваний люмінофор зобов'язаний також мати один відтінок. При складанні стрічок на великих виробництвах усі чіпи впорядковано за кількома ознаками, в тому числі, за своєю кольоровістю.

В умовах кустарного та низькотехнологічного виробництва закуповуються цілі контейнери невідкаліброваних світлодіодів. Звичайно, перевірка їхньої кольоровості в цехах складання та пайки набагато складніша, а тому зазвичай взагалі не здійснюється. В результаті на одну плату припаюються абсолютно невідповідні один до одного за кольором світіння компоненти, які дають чудове різношерсте освітлення. Споживачеві боротися з цим абсолютно неможливо – весь шлюб припущень на етапі виробництва. Хоча б трохи пом'якшити ефекти зможе хіба що матовий розсіювач, надітий на змонтовану стрічку. Проте, при прямому погляді на неї неоднорідність буде видно одразу ж. Ще один важливий аспект пов'язаний з тим, що й вигоряють такі діоди по-різному, непередбачувано. Секції одна за одною будуть виходити з ладу, коли найслабша їхня ланка повністю розплавити дешевий люмінофор.

Однак повернемося до виробів стандартної якості.Насправді вчені вирощують кристали тільки чотирьох кольорів: жовтого, червоного, зеленого та синього. потроху вигорає, обумовлюючи тьмяніння діода, і світлі промені помітно синіють. Так і виходить, що діоди з кристалами без додаткових покриттів у результаті служать близько 30-35 тисяч годин, а стрічки білого світіння в середньому темніють уже на 10-15 тисяч годин.

Наступним етапом хотіли б відзначити важливість застосування оптики. та різні оптичні хитрощі. втраченого даремно світлового потоку.

На залишкову якість стрічок в значній мірі впливає також контроль за застосуванням світлодіодів належного маркування. за наявності досить неплохих комплектуючих є занадто великим відсоток того, що через халатність працівників на стрічки будуть паяти ті ж діоди, які призначені, наприклад, тільки для індикації та повинні встановлюватися поштучно виключно у побутову техніку.Щоб такі елементи могли яскраво світити, їх «розганяють» неприпустимою силою струму. У підсумку працювати отриманий виріб справді буде, але дуже недовго. Середній термін експлуатації подібних стрічок складає від двох до чотирьох місяців, залежно від інтенсивності експлуатації та наявності перепадів у мережі живлення.

На превеликий жаль, ані продавець, ані покупець не можуть без точних приладів напевно дізнатися, як саме вироблявся виріб, і їм доводиться покладатися виключно на свої органи чуття. Проте, для більшості домашніх цілей цього буде цілком достатньо. Припустимо, споживач шукає стрічку з кутом розсіювання 120°. Маючи на вибір кілька стрічок, можна їх порівняти візуально. Якщо на парі розмотаних метрів не створюється враження, що окремі елементи істотно вибиваються з ладу, виріб цілком придатний до експлуатації. Безумовно, гарантій того, що тут застосована найкраща оптика, покупець не отримає, проте діє простий принцип: якщо відхилення незначне – воно не буде помітне, а якщо воно не рідше око вже зараз, то й надалі навряд чи стане перетягувати на собі непотрібну увагу.

Як правильно звернути та змонтувати стрічку, щоб вона служила довше?

Запорукою дотримання всіх необхідних споживачеві якостей в першу чергу буде уважність його самого та адекватність побажань. Придбати дуже якісну світлодіодну стрічку на 12 В за сущі копійки абсолютно неможливо. Якщо Ви бачите надто дешевий товар, у якого параметри такі ж, як і в іншого, з ціною вдвічі вище, це повинно як мінімум насторожити. Те саме стосується продукції, яка не має марки, але декларує мало не преміальні характеристики.У цьому випадку можна бути впевненим, що стрічка є справжнісінькою підробкою з недорогих діодів, розігнаних струмом. Тільки у великих компаній досить виробничих потужностей для виготовлення стрічок преміум-класу і вони, звичайно, не можуть мати низьку ціну. Крім того, іменитий виробник ніколи не проґавить можливості розмістити свій логотип на прихованій частині виробу чи упаковці.

Для успішної покупки необхідно запомнити одне просте, але жорстке правило: стрічка, яку Ви плануєте довго та активно експлуатувати, зобов'язана коштувати дорожче, ніж Вам хотілося б. Ніхто з нас не любить лишні витрати, проте краще якщо вони стануть одноразовою інвестицією у якість, ніж регулярними вкладеннями до кустарного бізнесу. Краще один раз придбати світлодіодну стрічку у силіконовій трубці та не боятися за її цілісність, ніж витратитися на дешевий товар, який світити буде не дуже добре, а обережності вимагати, наче ювелірний виріб.

При покупці стрічки на базарі, попросіть її підключити та розмотати кілька метрів. Якщо все гаразд, це буде видно відразу. В іншому випадку так само очевидними будуть різна кольоровість діодів на платі, просідання за яскравістю окремих відрізків та ін. Як монохромну білу, так і кольорову RGB-стрічку, найкраще перевіряти на середній яскравості білого світіння – це найбільш показова комбінація, за якої людське зір обдурити дуже складно.

Що стосується монтажу, то для продовження терміну служби необхідно просто робити все за інструкцією. Наприклад, забезпечувати відкритим стрічкам гарний тепловідвід, застосовувати алюмінієві профілі, стежити за чистотою виробу від пилу.Щоб не піддавати електроніку перевантаженням, не забувайте про запас за потужністю в блоках живлення та не підключайте до них послідовно більше п'яти метрів. Нарешті, при закріпленні виробу на будь-якій основі уникайте різких перегинів. Ці прості правила – не формальність, вони безпосередньо пов'язані з безпекою діодів, резисторів та струмопровідних доріжок, а, отже, впливають і на ті, скільки років Вам прослужить світлодіодна стрічка.

Як довго служитимуть світлодіодні стрічки? Загальні положення

Як довго служитимуть світлодіодні стрічки? Загальні положення

У нашому блогу було представлено вже чимало інформації про світлодіодні стрічки, проте не кожен технічний аспект було розглянуто в повній мірі. Сьогодні ми спробуємо виправити цю помилку та обговоримо одну з ключових характеристик будь-якого виробу – його довговічність.

Разом з типом використовуваних діодів, яскравістю, кольором світіння та енергоспоживанням, виробники завжди вказують прогнозовану кількість годин безперервної роботи виробу. Дана величина обчислюється великими цифрами: зазвичай по 25, 50, 100 тисяч годин, що дорівнює періоду служби світлодіодних стрічок від трьох до одиннадцяти років. На практиці перевірити подібні твердження можна тільки в процесі експлуатації, а лабораторні дослідження подібного роду є лише оцінними. Справа в тому, що з моменту початку широкого поширення світлодіодів ще не пройшли ті ж десять років, які, як декларується, мають прослужити компоненти.Навіть якщо оцінювати працездатність за найпершими зразками діодів, що збереглися до сьогоднішнього дня, це буде доеорінно невірно – дана галузь промисловості вже встигла істотно зробити крок уперед і кристали семирічної давності набагато менш технологічні, ніж сучасні. Разом з тим, у цього твердження є й зворотний, приємний бік: однозначно стверджувати, що якісні світлодіодні стрічки або світильники не здатні служити так довго теж не можна.

Причини виходу світлодіодів з ладу

Не станемо лукавити, що світлодіодна техніка майже вічна. Вона так само, як і інші види заводських виробів схильна до поломок, дефектів, некоректної роботи, швидкої втрати ресурсу тощо. Купуючи дешеві товари, споживачі часто самі розуміють, що їхня якість та/або довговічність навряд чи повністю співпадуть з тими значеннями, які вказані на упаковці. Способи економії сімейного бюджету у кожного свої: одні вважають, що краще купити сьогодні недорогий товар та зберегти кошти для інших цілей, а інші воліють одноразово вкладатися в більш дорогу продукцію, яка буде служити роками. Ми не дуже хочемо зупинятися на цьому харчуванні, однак не можемо залишити без уваги простий факт – надто дешева продукція невідомої марки за споживчими якостями завідомо гірша за дорожчу, щоб конструктивно висловлювати свої думки, далі ми будемо відштовхуватися від уявлення про товар середньої цінової категорії: це може бути не тільки стрічка, але і світлодіодна лампочка, світильник, пристрої захисної автоматики або інша продукція.

Уявимо ситуацію, що напівпровідники замість обіцяної пари років відпрацювали всього близько півроку і тепер відмовляються вмикатися.Якими є найпоширеніші причини? Найчастіше ними виступають помилки, допущені або при заводській збірці-розпаюванні, або при монтажі виробу споживачем за місцем. І там, і там залишається місце для людського фактору, хоча в першому випадку переважну кількість завдань виконують автоматичні маніпулятори.

Заводський шлюб може бути у дефектах будь-якого з використовуваних компонентів або просто у від початку низької якості сировини. Оскільки основою стрічки є гнучка друкована плата, що складається з струмопровідних та ізолюючих шарів, не виключені мікроскопічні зміщення доріжок, що тягнуться від одного кінця стрічки до іншого. Коли величина помилки «накопичується», доріжки, які не повинні контактувати, перетинаються. Звичайно, така стрічка не придатна для роботи – частично чи повністю. При використанні дешевої сировини для всіх комплектуючих, діоди починають деградувати швидше, ніж належить. Це позначається і на яскравості, і на кольоровій температурі, і на індексі кольорової передачі. Крім того, швидкість деградації напівпровідників дуже сильно взаємопов'язана з температурою кристалів. Наприклад, у не дуже дорогих стрічках, які мають ступінь захисту IP65 або IP68, є істотний перегрів. За відсутності поруч достатнього простору для охолодження виробу деструктивні процеси прискорюються. Чим вищою буде температура, в оточенні якої доводиться перебувати стрічці, тим більша й швидкість деградації.

Складання та паяння на фабриці також може вироблятися з різною точністю. Бажаючи зекономити, компанія-виробник використовує не найпрогресивніші верстати, що й позначається на кінцевому продукті.Серед виявлених експертами сировинних та виробничих факторів, що провокують поломки, можна назвати такі:

• від початку невисока якість кристалів;
• неправильні або дешеві склади люмінофорів, що наносяться на діоди;
• економія на товщині струмопровідних доріжок (гранично мала ширина, на якій легко допустити розриви);
• економія на міді у струмопровідних доріжках (недостатній вміст металу для нормального проходження струму);
• використання резисторів з номінальним опором, меншим, ніж потрібний.

Незважаючи на рівнозначність усіх зазначених причин, про останню необхідно сказати ще кілька слів. Задіяючи невідповідні резистори, виробники обманюють покупців двічі. Коли опір менший, ніж необхідно, яскравість світіння стрічки збільшується – відповідно, покупцям така стрічка здається більш привабливою для покупки. Мовляв, якщо вона яскрава та недорога, «навіщо платити більше?». Насправді ж, вже через зовсім небагато годин після початку експлуатації стає зрозуміло: через перевищення допустимої сили струму напівпровідники вичерпують свій ресурс у рази сильніше, просто вигоряючи один за одним. Іноді споживачі намагаються з цим боротися, використовуючи якісні блоки живлення, проте істотного результату це не приносити. Стрічка споживає стільки електрики, скільки можуть сприйняти та обробити її елементи, а розподіл сили струму та опору балансується вже всередині неї. Таким чином, навіть маючи гарний БП, не варто купувати дешеву стрічку – він зовсім небагато продовжити її життя за рахунок стабілізації напруги, але в цілому не врятує від поломки набагато раніше паспортного терміну.

На черзі розбір помилок, які цілком і повністю знаходяться на совісті іншого боку – монтажників та споживачів.Тут передумови не менш прості та зрозумілі: комусь банально не вистачає досвіду у монтажі подібних виробів, хтось не розрізняє світлодіодні стрічки на 12 В та 220 В, ще одні не дотримуються правил експлуатації, інші відверто плюють на окремі аспекти електричної безпеки та, звичайно ж, всі хочуть заощадити. Ось так і вимальовується набір причин та помилок у монтажі, представлень далі.

1. Одним з найпоширеніших факторів є перевищення допустимого метражу цільним відрізом. Підключаючи до блоку живлення більше п'яти метрів стрічки, споживач одночасно втрачає у яскравості на певній ділянці та сприяє систематичному перегріву виробу. Це відбувається через те, що резистори починають обмежувати струм і він просто не доходить до додаткового відрізка стрічки. При подовженні стрічки необхідно підводити до наступного відрізку окремі живлячі дроти, а не намагатися підживити весь виріб одним разом.
2. Дуже типовим є також зневажливе ставлення до елементарних вимог безпеки експлуатації. Розміщуючи негерметичні стрічки у ванній кімнаті або біля робочих поверхонь кухні, споживачі прирікають їх на постійний контакт із вологою, краплями та бризками. Відповідно, нерідкими в цьому випадку будуть замикання стрічок, ослаблення електричного контакту та ін.
3. Для деяких квартир може бути актуальною причина, пов'язана з вигорянням стрічки на сонці. Постійно перебуваючи під впливом ультрафіолету, стрічки у силіконової оболонці починають жовтіти, а не захищені нічим – можуть поволі бліднути.
4. При експлуатації виробів у гаражах, майстернях чи підсобних приміщеннях, де зберігаються хімікати, можливе руйнування основи стрічок.Агресивні випаровування потроху підточують незахищені моделі та виїдають люмінофор.
5. Ще одна помилка, пов'язана з кухнею – дуже близький монтаж до варильної поверхні. У цьому випадку стрічка постійно, але нерівномірно нагрівається та охолоджується, різко і по кілька разів на день змінюючи свою температуру більш ніж на 40°. У підсумку, її основу може трохи «повісти», а нестача простору для охолодження буде впливати так само, як і електричний перегрів зсередини.

Окремо потрібно сказати про режим увімкнення/вимкнення стрічок. Нарівні з будь-якими іншими електричними пристроями, світлодіоди найбільше схильні до поломки при переходних процесах. Настільки проста дія запускає цілу цепочку внутрішніх перетворень, які одного дня можуть закінчитися плачевно. Чим новішою є стрічка, тим менша ймовірність поломки в цей момент, але з часом вона пропорційно зростає. З цієї причини краще ще раз не включати електричне коло на кілька хвилин у суто демонстраційних цілях, а користуватися нею лише тоді, коли планується тривале підсвічування.

Наприкінці цього блоку вважаємо за необхідне згадати про найбільш природні причини зниження ресурсу та втрати у тривалості роботи стрічок. Навіть за нормальної експлуатації продукція середньої цінової категорії з часом буде тьмяніти. Це відбувається через те, що всередині світловипромінюючих кристалів є певний відсоток домішок, позбутися яких повністю сучасній науці поки що не вдалося. Їхня частка залежить від початкової сировини, але в цілому навіть для різних марок становить приблизно однакову мікроскопічну величину.Домішки повільно, але планомірно, під час роботи світлодіодів змінюють структуру кристалів, що і провокує падіння здатності випромінювати світло. Тобто, в подальшому електрика трансформується у світло з меншою ефективністю, а вся невикористана кількість енергії переходитиме в тепло. Відповідно, світлодіод починає «вбивати» сам собі. Знаючи про ці особливості, фахівці під терміном служби мають на увазі тривалість такої роботи напівпровідників, при якій вони втрачають не більше 30% від своєї початкової яскравості.

Слід також розуміти, що абсолютно достовірної інформації про те, як виріб буде працювати в середньостатистичних умовах експлуатації знайти на сьогоднішній день не видається можливим. За запевненнями експертів, придбаваючи багатоколірну стрічку стандартної якості та навантажуючи її в межах паспортних характеристик, споживач повинен розраховувати мінімум на тривалість у 25 тисяч годин. Цей показник є усредненим, проте вже доведеним. Найважливіше, правильно сприймати термінологію виробника: як було сказано, термін служби не синонімічний термін фактичної працездатності. Тобто, якщо купити в один день дві стрічки та регулярно включати тільки одну, а через кілька років підключити до мережі одночасно їх обидві та порівняти світіння, буде спостерігатися відмінність. Але при цьому виріб, який уже працював, продовжить функціонувати ще довгу годину. Стрічка з теплим кольором світіння не змінити свій відтінок на нейтральне денний світло, проте все ж таки втратити у яскравості.

Замість висновків

На практиці те, як довго будуть служити світлодіодні стрічки, залежить від цілої сукупності факторів: сировинних, виробничих, транспортних, монтажних та експлуатаційних.При цьому не можна говорити, що одні з них значно істотніші за інші з точки зору безпосереднього впливу на результат. Монохромні та багатоколірні RGB-стрічки від початку мають різні стартові позиції в цих перегонах, а тому порівнювати їх один з одним багато в чому некоректно. Експерти стверджують, що кольорові діоди служать набагато довше, ніж білі (приблизно у 2-3 рази), а чому так відбувається, ми розповімо у нашій наступній статті. Сьогодні ж ми хочемо звернути увагу на те, що навіть якщо взяти показник у 10 тисяч годин та розбити його на шестигодинні робочі інтервалі, споживач певно помітити різницю у освітленості не раніше, ніж через 4 роки. Тобто, це достатній період для того, щоб переконатися в доцільності використання стрічки в будинку, збагнути або необхідність її заміни на аналогічну, або навпаки прийняти рішення про купівлю більш якісної моделі.

Світло в магазинах меблів та коврових покриттів