Muitos utilizadores de fitas LED acreditam erradamente que as fitas LED de baixa tensão podem ser utilizadas em rolos de 50 ou 100 metros. Embora as fitas IP20 possam ser fabricadas em rolos de 50 metros, não podem ser utilizadas em conjunto devido à queda de tensão. Surge frequentemente uma questão técnica importante: qual é o comprimento máximo que uma tira de LED pode efetivamente ser ligada? Muitas pessoas acreditam erradamente que podem ser ligadas infinitamente até repararem que a luz no fim diminui significativamente. A cor fica distorcida ou não se acende de todo. O cerne deste problema não é a qualidade da tira em si, mas sim um princípio físico fundamental.queda de tensão.
O que se segue irá guiá-lo através de uma explicação clara e concisa das causas da queda de tensão nas fitas LED, analisando sistematicamente todos os factores que afectam o comprimento máximo. E fornecerá uma solução completa, desde o cálculo e a extensão até à compra.
Porque é que as fitas de luz LED não podem ser ligadas indefinidamente?
Quando uma tira de luz LED está acesa, à medida que a corrente flui da fonte de alimentação através da tira, alguma energia eléctrica é convertida em calor devido à resistência. Isto faz com que a tensão diminua à medida que a distância de transmissão aumenta gradualmente.
Isto significa que o chip de LED no início da tira recebe uma tensão padrão (como 12V ou 24V), enquanto o chip no final recebe uma tensão mais baixa.
Os chips de LED são muito sensíveis à tensão. Uma tensão insuficiente resulta diretamente numa diminuição do brilho (degradação da luz), amarelecimento (no caso da luz branca) ou mudança de cor (no caso das fitas luminosas RGB). Em casos graves, pode mesmo afetar a vida útil da fita LED.
Que factores afectam o comprimento máximo de uma fita luminosa LED?
O comprimento máximo da fonte de alimentação contínua de uma faixa de luz LED é essencialmente determinado pelo “limiar mínimo em que a tensão pode manter o funcionamento normal do LED no final”. O facto de a tensão diminuir rapidamente (ou seja, o problema da queda de tensão) pode ser analisado a partir dos seis parâmetros técnicos fundamentais seguintes.
Tensão de funcionamento
A tensão é o principal fator que afecta o comprimento máximo das fitas de luz LED. De facto, sob as mesmas condições de potência, uma tensão mais elevada resulta numa corrente mais baixa, menos perda de linha e uma queda de tensão mais pequena.
As tiras de luz LED de baixa tensão mais comuns são 12V, 24V e 48V. As de 12V consomem muita corrente e têm uma queda de tensão significativa, o que resulta num comprimento mais curto da fonte de alimentação de extremidade única. As fitas luminosas de 24 V consomem menos corrente e têm uma queda de tensão menor, permitindo distâncias mais longas.
Sob as mesmas condições de luminosidade e potência, o comprimento máximo admissível de uma fita luminosa de 24V é normalmente mais do dobro do comprimento de uma fita luminosa de 12V. Por conseguinte, a tensão de 12V pode ser utilizada para a iluminação doméstica de curta distância. Enquanto que as de 24V ou 48V devem ser prioritárias para projectos comerciais, calhas de luz e iluminação linear ultra-longa.
Potência da fita LED (W/m)
Com base na fórmula principal para o cálculo da queda de tensão: U = I × R, sob uma tensão constante, quanto maior for a potência, maior será a corrente e mais grave será a queda de tensão.
Para tiras de LED de potência padrão (12W-14,4W por metro), recomendamos uma fonte de alimentação de extremidade única máxima de 5 metros. Para tiras com potência superior a 20W/m, recomendamos definitivamente uma fonte de alimentação de extremidade dupla, com um máximo de 10 metros por fonte de alimentação.
Densidade do chip de LED
Tanto o tipo de chip de LED como a densidade têm um impacto. Por exemplo, 60 LEDs por metro resultam numa carga de corrente mais baixa. Enquanto 240 LEDs por metro resultam numa carga de corrente extremamente elevada.
Escolha as tiras de LED com base nas suas necessidades. Naturalmente, as tiras de LED de alta densidade e de grandes dimensões têm uma corrente dramaticamente maior por unidade de área. O que leva a um aumento exponencial da queda de tensão.
Espessura da folha de cobre FPCB
A espessura da placa de circuito impresso para tiras de LED é um dos principais indicadores para avaliar a qualidade e o potencial de comprimento da tira. Todos sabemos que quanto mais espesso for o cobre. Quanto menor for a resistência, menor será a queda de tensão e maior será o comprimento da fita.
Normalmente, utilizamos placas de 2 ou 3 onças de espessura. Se for utilizada uma placa mais fina para as tiras de LED, as extremidades ficarão muito escurecidas. E as linhas de folha de cobre sobreaquecerão.
Fonte de alimentação Potência e qualidade
Em muitos projectos, as quedas de tensão não se devem à própria fita LED, mas sim a uma saída de tensão distorcida causada pela fonte de alimentação que funciona no limite da carga. A potência total da fonte de alimentação que escolhemos deve ser superior à da fita LED ligada e deve ter uma margem de manobra ampla.
Uma faixa LED de 200 W deve ser combinada com uma fonte de alimentação de 230-250 W. Para garantir uma alimentação suficiente e a longo prazo para o funcionamento da faixa LED. Recomendamos também a utilização de vários pontos de injeção de energia em simultâneo.
Instalação Temperatura ambiente
As tiras de LED instaladas requerem ventilação e assistência na dissipação de calor, especialmente as tiras de LED de alta potência. Isto deve-se ao facto de a resistência do cobre aumentar com a temperatura, o que acelera a deterioração da luz nas tiras de LED.
Por conseguinte, recomendamos que as fitas de LED de alta potência sejam utilizadas com perfis de alumínio de LED para dissipação de calor. E que sejam instaladas em locais bem ventilados.
Como calcular o comprimento máximo teórico de ligação da sua fita LED?
Antes de planear o seu projeto de fitas LED. É necessário calcular a potência por metro para estimar aproximadamente os seus requisitos de alimentação eléctrica. Para mais pormenores, leia Descrição do circuito paralelo e em série da fita LED
Assumimos que a fita LED é de 24V e que o adaptador de corrente tem uma tensão de saída nominal (por exemplo, 24V DC).
Potência da fita LED por metro (pode ser encontrada na folha de especificações do produto ou na etiqueta)
Fórmula de cálculo: Comprimento máximo de ligação ≈ (Potência total × 0,8) / Potência por metro
Exemplo: Tem uma fonte de alimentação de 120W e 24V e a tira é de 10W por metro.
Comprimento máximo ≈ (120 × 0,8) / 10 ≈ 96 / 10 ≈ 9,6 metros
(Nota: A multiplicação por 0,8 destina-se a dar à fonte de alimentação uma margem de segurança de 20%, prolongando a sua vida útil).
Comparação dos comprimentos máximos das fitas de LED de 12V e 24V
Com base no princípio da queda de tensão e na experiência prática, vamos comparar as tiras de LED convencionais de baixa tensão de 12V, 24V e alta tensão. Abaixo estão as recomendações gerais de comprimento de segurança:
| Tensão | recomendações de segurança comprimento máximo | Descrição |
| 12V DC Fita LED | 5 - 10m | Para tiras de LED de baixa potência (≤7,2W/m), é aceitável um comprimento de até 10 metros; para tiras de LED de alta potência (≥14,4W/m), recomenda-se um comprimento não superior a 5 metros. |
| 24V DC Fita LED | 10 - 20m | Um sistema de 24V é a melhor escolha para equilibrar o custo e o desempenho e é geralmente escolhido para iluminação arquitetónica e iluminação interior. |
| Alta tensão (110V/220V AC) | 50 - 100m | Acionado por energia CA e operando através de um retificador, a queda de tensão tem um impacto mínimo e é usado principalmente para iluminação de ultra longa distância em projetos de engenharia. |
O que acontece se as fitas luminosas LED forem ligadas para além do seu comprimento máximo?
A maioria dos utilizadores de iluminação calcula a potência antes da instalação. Se ignorar o limite máximo de comprimento e os ligar à força em série, deparar-se-á com os seguintes problemas:
Diminuição significativa do brilho no final: Este é o fenómeno mais óbvio, facilmente percetível por todos. As fitas LED apresentam um efeito de “cabeça brilhante, cauda escura”, afectando gravemente a estética.
Inconsistência de cores: No caso das tiras RGB/RGBIC, os chips em locais diferentes apresentarão variações de cor diferentes devido a tensões variáveis, resultando em cores extremamente inconsistentes.
Sinais intermitentes e incontroláveis: No caso das réguas inteligentes endereçáveis (como a WS2812B), uma tensão excessivamente baixa pode provocar o mau funcionamento dos ICs (circuitos integrados) da fase final, produzindo caracteres distorcidos, cintilação ou ausência total de resposta.
Redução do tempo de vida e risco de danos: Para compensar a diminuição da luminosidade causada pela baixa tensão, os chips de LED de fase final podem funcionar em condições de sobrecarga em condições de funcionamento não normalizadas, levando à deterioração prematura da luz ou mesmo a danos.
Como prolongar corretamente o comprimento das fitas LED?
Se a área que necessita de iluminar exceder o comprimento máximo de uma única faixa, certifique-se de que utiliza o seguinte método de ligação em paralelo em vez de ligação em série:
- Fonte de alimentação com duas extremidades: Esta é a solução mais eficiente e económica, pelo que recomendamos sempre que os clientes liguem a fonte de alimentação a partir de ambas as extremidades. Ligue os terminais positivo e negativo da fonte de alimentação simultaneamente a partir do início e do fim da faixa de luz. Isto pode efetivamente reduzir para metade a distância da fonte de alimentação e reduzir significativamente a queda de tensão.
- Fonte de alimentação segmentada utilizando várias fontes de alimentação: Divida a faixa de luz extra-longa em vários segmentos, cada um dentro do seu comprimento máximo, e depois ligue cada segmento a uma fonte de alimentação independente.
- Utilizar modelos de tensão mais elevada: os sistemas de 24V ou 48V são adequados para instalações a longa distância. Por exemplo, centros comerciais, salas de exposição ou iluminação de fachadas de edifícios.
- Utilize amplificadores de sinal (para fitas de luz endereçáveis): Para tiras de luz inteligentes, como a WS2812B. É necessário adicionar um amplificador de sinal após o comprimento máximo de cada segmento (normalmente 5 metros). Este amplifica o sinal de dados e também fornece energia nova para o segmento seguinte da faixa de luz.
Comprimento máximo de ligação recomendado para diferentes tipos de fitas LED
Fita LED monocromática padrão 2835/5050/3528/COB (12V): 5-8 metros recomendados.
Fita LED monocromática padrão 2835/5050/3528/COB (24V): 10-15 metros recomendados.
Fita LED RGB/RGBW (12V): Devido ao maior consumo de corrente de quatro canais, recomenda-se 5 metros.
Fita LED RGB/RGBW (24V): 10 metros recomendados.
Fita LED endereçável (por exemplo, WS2812B, 5V): Normalmente, uma única faixa não deve exceder 5 metros e deve ser utilizado um amplificador de sinal e injeção de potência a cada 5 metros.
Fita LED endereçável (por exemplo, WS2815, 12V): Graças à tensão de 12V, uma única ligação pode atingir 10 metros, mas para longas distâncias, deve ser dada atenção à consistência da luminosidade da cor no final.
Conclusão
O comprimento máximo de uma faixa de luzes LED não é determinado arbitrariamente, mas sim por uma combinação de tensão, corrente e potência. Para a iluminação de grandes áreas, é melhor escolher 24V e utilizar métodos como a fonte de alimentação segmentada, ligações de extremidade dupla ou amplificação de sinal para garantir uma eficácia luminosa consistente e uma segurança fiável.
Se está a planear um evento em grande escala Fita de luz LED projeto e não tem a certeza de como calcular a fonte de alimentação e o esquema de ligações, por favor contactar-nos.
Perguntas frequentes
Pode ligar a tira de 15 metros em série em três secções de 5 metros. Ligue o início de cada uma destas três secções diretamente à mesma fonte de alimentação principal utilizando um fio independente. Isto garante que cada secção recebe tensão suficiente, resultando num brilho uniforme.
Não é recomendado. É preferível ligá-las em série com intervalos de 15 metros. Um comprimento excessivo pode causar sobrecarga de corrente e encurtar a vida útil das tiras. A abordagem recomendada é ligá-las em paralelo. Isto significa que cada tira está ligada a uma fonte de alimentação separada para manter a estabilidade da tensão.
As tiras de luz COB utilizam normalmente uma tensão de 24V. O comprimento máximo recomendado é de 10-15 metros, dependendo da densidade de potência e da largura do fio. Para distâncias mais longas, pode ser utilizada uma fonte de alimentação segmentada ou soluções personalizadas de nível de engenharia.
Sim. Ligações demasiado longas podem levar a um brilho desigual em ambas as extremidades, ao sobreaquecimento dos fios, à sobrecarga de energia e até ao risco de queimadura. O brilho irregular na faixa de luz também afecta o aspeto visual e a vida útil do produto.
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