Szabályozható színhőmérsékletű, azaz CCT LED szalagok fogyasztás és fényáram vizsgálata különböző bekötési módokkal

Egyre jobban terjednek a 24 Voltos LED szalagok a 12 Voltosak helyett. Sokan megtapasztalták ezek előnyét az egyszínű és RGB LED szalagok esetében is. A legfontosabb előny, hogy azonos keresztmetszeten kétszer akkora teljesítmény vihető át, így egy kivitelezés során általánosságban igaz, hogy feleannyi bekötési pontot lehet kialakítani, ami a kivitelezést könnyíti, azaz a bekötési pontoktól távolodva messzebb jelentkezik az érzékelhető fényáram csökkenés. Számos gyártó már eleve a szokásos 5 méteres tekercsek helyett 10 méteres tekercseket kínál 24 Volt esetében.

Természetesen ez nem minden esetben igaz, hiszen a szalagok méterenkénti teljesítménye és a szalag konstrukciója erre is hatással van.

.
Csak Dall-E fantázia – szemléltetésképpen

Joggal merül fel a kérdés, hogy mi a helyzet a CCT, azaz a színhőmérséklet-szabályozható LED szalagok esetében? Ezeknél is elég lehet a 10 méteres szakaszok 2 végponti bekötése?

Egyúttal megvizsgáljuk azt is, hogy a LED szalagok névleges fogyasztását hogyan is kell értelmezni, hiszen egy vezérlő amennyiben mixeli a színeket, avagy jelen esetben a színhőmérsékletet, akkor gyártók figyelembe veszik, hogy a mixelés során a fényáram ingadozásokat kiküszöböljék, így joggal lehet azt feltételezni, hogy egy kikevert szín, vagy színhőmérséklet nem fog kétszer akkora teljesítménnyel világítani, mintha csak egy színcsatornát használnánk. Emiatt nem feltételezhetjük azt, hogy vezérlőn keresztül használva egy többszínű LED szalagot elérjük névleges fogyasztást.

Mivel jelenleg a 24 Voltos CCT LED szalag is 5 méteres tekercsben kapható, először vizsgáljuk meg így!

Ez a szalag névlegesen 12 Watt fogyasztású méterenként, ami így az egész tekercsre 60 Wattot jelent.
LED szalag vezérlő nélkül is használhatjuk. Akár egy hagyományos csillárkapcsoló által az egyik kör a melegfehéret, a másik kör a hidegfehéret kapcsolja. Ekkor 3-féle színhőmérséklettel tudunk világítani a két chip színhőmérsékletével azaz 3000 Kelvines melegfehérrel, 6500 Kelvines hidegfehérrel, és ha mind a kettőt felkapcsoljuk, akkor 4250 Kelvines középfehérrel. Értelemszerűen fényerőszabályozni nem fogjuk tudni, de azért valójában ennél a megoldásnál kétféle fényerőssége közül választhatunk, hiszen ha mindkét színhőmérsékletet felkapcsoljuk, akkor a fényáramunk közel duplájára fog nőni, ahogy a fogyasztás is.

A táblázatból ugyan nem látszik, de végeztem más méréseket is, csak ezek kevésbé fontosak, inkább csak egy kicsit érdekesek. Csak melegfehérrel világítva kicsi több a fogyasztás (max. +2 Watt), mintha hidegfehérrel világítanánk, ugyanakkor csak melegfehérrel világítva a fényáram ezzel szemben – pont fordítva – kicsit gyengébb, a csak hidegfehérrel világításhoz képest. Valójában ezen nincs mit csodálkozni, a hidegfehér LED-ek mindig is jobb hatásfokúak voltak egy kicsivel, mint a melegfehérek. Ez 15 évvel ezelőtt a DIP LED-es világban is így volt. Valószínű a hidegfehérben megjelenő erősebb kék fény nyalábot biztosító foszforkeverék okozza a jobb hatásfokot.

A lényeg, hogy a fogyasztás meghaladja a névleges értéket a vezérlő nélküli használat esetén, hiszen 60 Watt feletti lesz a fogyasztás mindkét színcsatorna felkapcsolása esetén. Ráadásul ez akkor is igaz, ha csak az egyik végéről kötjük be a szalagot. Két végről bekötve 25%-kal haladjuk meg a névleges fogyasztást ami igen jelentős. Tehát aki ilyen, vezérlő nélküli üzemeltetésre gondol, annak mindenképp ügyelnie kell a névleges fogyasztásnál erősebb tápegység telepítésére és a tervezettnél nagyobb hőtermelésre is.

.

Amikor CCT LED szalag vezérlőn keresztül kívánjuk működtetni a LED szalagot (valójában ez az elvárható normális működtetési mód), akkor láthatjuk, hogyha mindkét színcsatornát felkapcsoljuk – valójában nem felkapcsoljuk, hanem középfehérre állítjuk a vezérlőt, akkor a két színcsatornát úgy mixeli a vezérlő, hogy a fényáram is és a fogyasztás is a úgy alakul, mintha csak az egyik színcsatornát működtetnénk. Itt a táblázatban már nem szerepeltettem a vezérlős 1-színcsatornás működtetés paramétereit, mert az ugyanaz mintha nem használnánk vezérlőt.

A táblázatból bármelyik világítási mód esetén leolvasható, hogy mennyire “hálás” ez a LED szalag, ha a túlsó végét is megtápláljuk. Sőt nem csak a túlvége, de még a szalag közepe (2.5 méternél mérve) is erősebben fog világítani. Azaz kijelenthetjük, hogy a két végről történő bekötés esetén a LED szalag túlvége átlag 25%-kal (nem százalékponttal) erősebben fog világítani. Azaz, ha egy végről kötjük csak be a szalagot akkor a túlvége 20%-kal fog gyengébben világítani mint az eleje. Ez a különbség még nem feltűnő egyébként, ha a szalagot egy egyenes vonal mentén telepítjük. Ha visszahajlítjuk a túlvéget az elejéhez, akkor már látni fogjuk.

De 2,5 méternél azaz a szalag közepénél is egy -10%-os gyengébb világítása tapasztalhatunk, ha csak az egyik végét kötjük be a szalagnak.

Ha mindkét végét bekötjük a szalagnak, akkor a középen is tapasztalhatunk kb. 10%-os fény-elmaradást a LED szalagon. Tehát, ha igazán precíz és egyenletes fényáramot biztosító megvilágítást akarunk ezzel a szalaggal telepíteni, akkor célszerű lehet 2,5 méternél elvágni és oda is mindkét irányba tápbekötést biztosítani. Ezzel szemben a mindennapi gyakorlat azt mutatja, hogy ez egy túlzott precizitás. Valójában, ez a szalag az 5 méter mindkét végének a bekötésével kielégítően egyenletes megvilágítást eredményez. Hiszen az a 2,5 méternél kimérhető 10%-os elmaradás nem lesz feltűnő, mert mindkét irányban a LED-ek 6-ossával egyre erősebbek, azaz 2,5 méteren 25 finom fokozatra oszlik a 10%-os elmaradás és nincs olyan telepítési helyzet, hogy két nagyon eltérő erősségű LED szakasz kerüljön egymás közelébe.

5 méteres Pannon CCT LED szalag,
névleges 60Watt fogyasztással, 24V
Tápegység nélküli
fogyasztás, Watt*
Relatív megvilágítási értékek**
0. méternél 2,5. méternél 5. méternél
Direkt bekötés 1 végről 1-szín 34 51% 44% 41%
Direkt bekötés 1 végről 2-szín 64 99% 81% 77%
Direkt bekötés 2 végről 1-szín 39 52% 49% 52%
Direkt bekötés 2 végről 2-szín 75 100% 90% 100%
Miboxer vezérlővel 1 végről 2-szín 35 51% 42% 41%
Miboxer vezérlővel 2 végről 2-szín 39 53% 47% 53%

* A fogyasztás mérés egy 87%-os hatásfokú 150 Watt átmenő teljesítményre képes 24 Voltos LED szalaggal együtt készült. Tehát a tápegység nélküli fogyasztásnak a mért érték 87%-át vettem figyelembe.
** A mérés valójában nem fényáram, hanem megvilágítás mérés volt. Egy 1 méter hosszú és 10cm átmérőjű csövön keresztül 10cm hosszú LED szalag szakaszok lux értékét mértem meg. Ezeknek a mért lux értékeknek, mint abszolút értékeknek semmilyen gyakorlati jelentősége nincs. Itt a lényeg az összehasonlíthatóságon van. Így a mért legerősebb értéket vettem 100%-nak és ehhez arányosítottam a többi értéket. Ezek az arányszámok hiába megvilágítási értékekből származnak, mivel ugyanazon LED-eknek egyforma a világítási-szöge is, így értelemszerűen a fényáramra is érvényes arányokat eredményez.

.

Nézzük meg mennyire van létjogosultsága az olyan kialakításnak, ami egy 10 méteres egybefüggő szalag telepítésének lehetőségét vizsgálja.

Ennek oka, hogy a webáruházunkban RGB és egyzsínű 24 Voltos LED szalag is található eredeti 10 méteres gyári tekercsben.

A vezérlő nélküli bekötésnél ugyanazzal a helyzettel találkozunk, mint az 5 méteres tekercs esetében, azzal az eltéréssel, hogy amíg az 5 méteresnél a két színcsatorna használata során az egy színhez képest 88-97% a teljesítmény többlet, azaz gyakorlatilag duplájára nő a fogyasztás, addig ez az arány a 10 méteresnél 68-86%-ra kissé mérséklődik.
Miért is? Hát nézzük meg az egy véges bekötésnél a túlvégen a fényáram 49-57%-kal kisebb mint a bekötés helyén. A kétvéges bekötésnél értelemszerűen kedvezőbb a helyzet, hiszen ott szalag közepén, az 5. méternél 21-23%-os a fényáram elmaradás. Ami logikusan kétszer akkora mint amikor a fenti táblázat alapján az 5 méter mindkét végi bekötésnél tapasztaltunk a szalag közepén.

Ha ugyanezeket a paraméterek megvizsgáljuk – egy logikusan elvárható CCT-vezérlős bekötésnél, akkor azt tapasztaljuk, hogy egy végről történő betáplálás esetén is kedvezőtlen, azaz felére csökken a 10. méter végén mért fényáram a bekötés helyénél mért fényáramhoz képest. Ha a 10 méter mindkét végét bekötjük, akkor középen 18%-os a fényáram elmaradás, azaz elhanyagolható mértékben jobb csak, mint vezérlő nélkül.

10 méteres Pannon CCT LED szalag,
névleges 120Watt fogyasztással, 24V
Tápegység nélküli
fogyasztás, Watt*
Relatív megvilágítási értékek**
0. méternél 2,5. méternél 5. méternél 7,5. méternél 10. méternél
Direkt bekötés 1 végről 1-szín 50 49% 38% 31% 25% 25%
Direkt bekötés 1 végről 2-szín 84 92% 67% 52% 41% 39%
Direkt bekötés 2 végről 1-szín 67 51% 41% 40% 41% 51%
Direkt bekötés 2 végről 2-szín 125 94% 76% 72% 76% 94%
Miboxer vezérlővel 1 végről 2-szín 50 50% 38% 32% 26% 25%
Miboxer vezérlővel 2 végről 2-szín 68 50% 42% 41% 42% 50%

* A magyarázat ugyanaz mint a fenti táblázat esetén.
** A magyarázat itt is ugyanaz mint a fenti táblázat esetén, maximum a könnyebb értelmezhetőség érdekében jelzem, hogy itt a 100%-os érték nem ebben a táblázatban szerepel, hanem a fentin – az 5 métereset bemutatón. Az ott mért 100%-os értékhez viszonul a többi mérés eredménye.

Összességében az alábbiakat állípathatjuk meg:

  • Ez egy komoly teljesítményű és kivitelezésű LED szalag. Ne telepítsük komolytalanul!
    Ha a gyártó a 24 Voltos kivitel ellenére továbbra is 5 méter hosszú tekercsekben kínálja, annak oka van.
  • Az ok látható a fentiekből. Azaz, ha egy 5 méteres tekercs mindkét végét bekötjük és CCT-vezérlővel használjuk, akkor középen – azaz 2,5 méternél – a fényáram elmaradás szemmel nem is érzékelhető, mindössze 10%-os elmaradású lesz.
  • Ha az ilyen kivitelezési konstrukción spórolunk, akkor csakis rosszabb világítási élményben lesz részünk.
  • Ha rászánjuk magunkat egy ilyen értékesebb LED szalag telepítésére, akkor nem a kivitelezési módon akarjunk spórolni. Azaz, egy pillanyatnyi kényelmesebb, olcsóbb kivitelezési mód miatt éveken át ne kelljen annak a hátrányát elviselni. Sőt a rossz kivitelezés következtében a LED szalag ellenállásként működve, fűti a LED-et és rövidíti annak a várható élettaramát is.
  • Az, hogy CCT-LED szalag vezérlőt használunk, nem csak a távirányíthatóság kényelmét biztosítja, de így fényerőszabályozni is tudunk, és ami a lényeg, amiért CCT LED szalagot vettünk, hogy a színhőmérsékletet a saját igényünkhöz, életvitelünkhöz tudjuk igazítani. Az pedig teljesen természetes és logikus elvárás, hogy egy vezérlő úgy működik, hogy bármilyen színre, vagy színhőmérsékletre állítjuk, akkor ugyanakkora fényáram megjelenítésére törekedjen. Senki ne akadjon meg azon, hogy középfehér színhőmérsékletnél, nem lesz dupla erős fényű egy LED szalag, ha vezérlőn keresztül működtetjük.
  • További lehetőség, ami majd az okos rendszerek térhódításával fog elterjedni az, hogy egy vezérlő amennyiben wifis, avagy valamilyen okos rendszer része, akkor a mobilalkalmazásunkon keresztül beállíthatjuk, hogy a napszaknak illetve, ha attól elétérő bioritmusunk, cirkadián ritmusunk van, akkor ennek megfelelő színhőmérséklettel világítson mindenkor. Sokakban ez egy felesleges dolognak tűnik, mindaddig amíg nem küzdünk valamilyen kialvatlansági, elalvási problémával.
.

Ha a böngésződben futtatod a uBlock, vagy hasonló kiegészítőt, (vagy magát a javascriptet,) akkor blokkolod a képek és a menürendszer megjelenítését. Kapcsold ki, ha élvezhető tartalmat akarsz látni!

^
^