Les bandes lumineuses LED sont surtout connues pour leur structure plate et leur rendement lumineux moderne. Mais avez-vous déjà réfléchi au fonctionnement de ces luminaires fins ?
Les bandes lumineuses LED comportent de nombreuses puces LED disposées sur tout le circuit imprimé. Lorsque le courant électrique traverse les puces LED, celles-ci produisent de l'énergie sous forme de lumière grâce au processus d'électroluminescence. Beaucoup plus de science est liée à la couleur des lumières émises. En outre, de nombreux facteurs tels que la tension, la qualité de la puce LED, le flux de courant, etc., affectent le rendement lumineux final.
Alors, attachez votre ceinture de sécurité pour plonger dans le monde de la science et découvrir le fonctionnement des bandes lumineuses LED.
Qu'est-ce qu'une bande lumineuse à LED ?
Les bandes lumineuses LED sont des circuits imprimés flexibles équipés de diodes électroluminescentes. Ils ont des structures en forme de corde ou de ruban qui peuvent être montées sur n’importe quelle zone : plafond, murs, coins ou espaces restreints. La caractéristique la plus remarquable des bandes LED est que vous pouvez les couper à la longueur souhaitée. En outre, ils possèdent des fonctionnalités avancées qui manquent aux lampes LED ordinaires.
La conception mince des bandes lumineuses LED les rend adaptées à l’éclairage intérieur et extérieur. Ces lumières sont disponibles dans différentes variations de couleurs. Vous pouvez également avoir un meilleur contrôle sur les lumières en les intégrant à la télécommande.
Composants de la bande LED
Le composant essentiel des bandes LED comprend les éléments suivants :
- Puces LED: Les puces LED sont le composant électroluminescent des bandes LED. Ils sont disposés tout au long des bandes LED. Ces puces LED émettent de la lumière lorsque l'électricité traverse la bande. La couleur de la lumière émise dépend de la couleur de la puce LED. Les bandes LED monochromes ne contiennent qu'une seule puce de couleur, tandis que les bandes LED RVB contiennent des puces LED rouges, vertes et bleues. La qualité d'une bande LED dépend grandement de sa puce. Consultez cet article pour découvrir les meilleurs fabricants de puces LED. Liste des meilleurs fabricants de puces LED célèbres (2023).
- Circuit imprimé: La bande LED est dotée d'un circuit imprimé qui fait office de corps de structure du luminaire. Cela définit la forme de corde de la bande LED. Les puces LED et autres composants sont disposés au sein de cette carte. Pour en savoir plus sur FPCB, vérifiez ceci – Tout ce que vous devez savoir sur le FPCB.
- Driver: faible ou bandes LED à tension constante exiger un driver pour réguler l'alimentation en courant et en tension. Il garantit que la puissance appropriée est fournie aux bandes LED pour des performances optimales. Cependant, les bandes LED haute tension n'ont pas besoin de pilote. Pour en savoir plus sur le pilote LED, vérifiez ceci Un guide complet des pilotes LED.
- Contrôleur: A contrôleur est utilisé pour régler la luminosité et la couleur de la bande LED. Ils peuvent être de différents types : contrôleur IR, contrôleur Bluetooth/Wi-Fi, contrôleur LED DMX, contrôleur Zigbee, etc. Pour en savoir plus sur les contrôleurs de bandes LED, consultez ceci : Contrôleur LED : un guide complet.
- Résistances: Des résistances sont intégrées au circuit des bandes LED pour limiter le passage du courant. Il empêche les bandes de déborder de courant en raison d'une surtension, ce qui pourrait endommager le luminaire.
- Points de coupe et connecteurs : Les marques en pointillés de cuivre (généralement trois points) présentes sur le PCB des bandes LED sont marquées comme points de coupe et connecteurs. Ces points indiquent le repère de coupe où vous pouvez couper la bande en toute sécurité sans endommager son circuit. Encore une fois, vous pouvez relier les morceaux coupés ou une autre bande aux points si vous le souhaitez. Pour en savoir plus sur les points de coupe et les connecteurs, vérifiez ceci : Pouvez-vous couper les bandes lumineuses à LED et comment vous connecter : guide complet.
- Encapsulation: L'encapsulation de la bande LED protège les puces LED et les autres composants du circuit imprimé de la pénétration. Celle-ci est généralement constituée d'une couche d'époxy ou de silicone qui empêche le contact direct des LED avec l'eau, l'humidité ou la poussière.
- Dissipateur de chaleur: Des dissipateurs de chaleur sont intégrés aux luminaires pour empêcher les bandes LED de surchauffer. Cependant, les bandes LED ne surchauffent pas facilement, mais les bandes haute tension peuvent être confrontées à ces problèmes. Dans ce cas, le dissipateur thermique éloigne la chaleur de la source lumineuse, la gardant au frais. Pour en savoir plus, consultez cet article- Dissipateur de chaleur LED : qu'est-ce que c'est et pourquoi c'est important ?
- Support adhésif : Les bandes LED sont faciles à monter grâce à un support adhésif. Il vous suffit de retirer le ruban adhésif et de le presser contre la surface d'installation ; c'est ça! Cochez ceci pour obtenir une ligne directrice complète sur l'adhésif pour bande LED. Comment choisir les bons rubans adhésifs pour bande LED.
Types de bandes LED basés sur le principe de fonctionnement
Basés sur le principe de fonctionnement des bandes LED, elles peuvent être divisées en deux catégories : analogiques et numériques. Ceux-ci sont discutés ci-dessous-
Bande LED analogique
Les bandes LED analogiques sont appelées bandes LED standard ou non adressables. Ils sont disponibles en spectre monochrome ou polychrome (RVB). Vous pouvez couper ces bandes LED à la longueur souhaitée. Habituellement, il y a des points ou des marques de ciseaux tous les 5 cm ou 10 cm pour indiquer les points de coupe. (Cela peut varier d'une marque à l'autre ; certaines marques proposent également des options de personnalisation sur la longueur de coupe). Les bandes LED analogiques sont moins chères que les bandes numériques. Ils sont présentés en bobines, généralement de 5 mètres/bobine. Vous trouverez également des options dans le choix de la densité de LED ou du nombre de LED par mètre. Exemple de bande LED analogique- Bande LED monochrome. Les caractéristiques de base d'une bande LED analogique sont les suivantes :
- Non adressable
- Je n'ai pas de puces IC
- Coupable
- Principe de fonctionnement
Les bandes LED sont divisées en petits segments ; le début et la fin de chaque longueur de marque de coupe sont appelés un segment. Habituellement, chaque segment contient trois ou six LED. Chacune de ces LED est connectée dans un circuit en série. Cela additionne la tension de fonctionnement de chaque puce et fournit une tension plus élevée à la bande LED. Ensuite, la bande LED connecte tous les segments en série parallèle. Cela permet une distribution de tension constante. C'est pourquoi la consommation de courant augmente à mesure que la longueur de la bande LED augmente.
- Méthode de contrôle
Les bandes LED analogiques utilisent une méthode de contrôle de base à canal unique qui comprend l'ajustement des niveaux de tension et la modulation de largeur d'impulsion (PWM). À mesure que la tension augmente, la lumière paraît plus brillante et, à mesure qu'elle diminue, la lueur s'atténue. D'autre part, le PWM fonctionne en allumant et éteignant brusquement les LED à une fréquence prédéterminée. La luminosité perçue est déterminée en divisant le cycle de service (ou la durée pendant laquelle les LED sont allumées) par la durée entière. En conséquence, un éclairage plus lumineux est produit par des cycles de service plus importants, tandis qu'un éclairage plus sombre est produit par des cycles de service plus faibles. Vous pouvez contrôler ces bandes lumineuses LED à l'aide de variateurs ou de télécommandes.
- Contrôle de la couleur
Les bandes LED analogiques peuvent être monochromes ou RVB. Les bandes LED monochromes sont disponibles dans une couleur particulière comme le blanc, le blanc chaud, le rouge, le vert, etc. Les bandes LED analogiques utilisent la méthode PWM pour contrôler la couleur de ces bandes. Mais pour les bandes LED RVB, la couleur de la lumière est contrôlée en mélangeant différentes couleurs de lumière. Par exemple, si vous souhaitez apporter une lumière de couleur jaune, il mélange la lumière jaune et rouge pour apporter du jaune.
- Applications
Les bandes LED analogiques sont idéales pour les espaces avec des changements de couleurs suffisamment synchronisés ou un éclairage monochrome. Par exemple, vous pouvez les utiliser pour un éclairage d’accentuation, un éclairage de travail et tout autre éclairage décoratif dans votre maison ou votre bureau.
Bande LED numérique
Vous avez peut-être vu la couleur arc-en-ciel couler dans une seule bande LED ; ceux-ci sont bandes LED numériques. Cette bande LED contient une puce pilote et une puce IC qui permettent un contrôle individuel de chaque segment de la bande LED. C’est pour cette raison qu’on les appelle bandes LED adressables. Outre l'aspect magique de l'éclairage, les bandes LED numériques sont également appelées bandes LED magiques ou bandes LED aux couleurs de rêve. Les bandes LED numériques sont divisées en deux catégories principales : Bandes LED numériques DMX512 et Bandes LED numériques SPI. Les caractéristiques de base des bandes LED numériques sont-
- Adressable
- Avoir une puce de pilote et une puce IC
- Coupable
- Principe de fonctionnement
Chaque LED de la bande LED numérique possède son microcontrôleur, qui permet un contrôle indépendant (IC) de chaque LED. Ces microcontrôleurs sont connectés en série le long de la bande et communiquent à l'aide d'un protocole de données numériques. Un contrôleur central envoie des signaux de contrôle à la bande LED, indiquant la couleur et la luminosité de chaque LED. Au fur et à mesure que les signaux de commande parcourent la bande, chaque microcontrôleur lit sa partie des données et traite les instructions. Le microcontrôleur ajuste ensuite l'intensité des composants rouges, verts et bleus de ses LED respectives, ce qui donne la couleur et la luminosité souhaitées. Ce processus se répète pour chaque LED le long de la bande. Ainsi, il permet des effets d'éclairage, des animations et des motifs dynamiques, car chaque LED peut afficher différentes couleurs et niveaux de luminosité indépendamment. Pour en savoir plus, consultez cet article- Le guide ultime de la bande LED adressable.
- Méthode de contrôle
Les bandes LED numériques utilisent une méthode de contrôle individuelle. Autrement dit, chacun des segments peut être contrôlé individuellement. Un contrôleur central, comme un Arduino ou un Raspberry Pi, envoie des commandes à chaque segment LED. Suite à la commande, la LED change ses couleurs en conséquence. Ainsi, il offre un contrôle précis et personnalisé sur la bande, ce qui les rend idéales pour les applications nécessitant des affichages d'éclairage dynamiques.
- Contrôle de la couleur
Vous pouvez disposer d’un contrôle étendu des couleurs sur la bande LED numérique. Il vous permet de sélectionner la sortie couleur de chaque segment des bandes. Ainsi, vous pouvez créer plusieurs couleurs à la fois dans une seule bande LED.
- Applications
Les bandes LED numériques sont excellentes pour les événements tels que les concerts, les fêtes, les festivals, etc. Vous pouvez également utiliser ces lumières pour décorer des espaces commerciaux comme les bars, motels, pubs, salles de sport, KTV, etc.
Bande LED analogique vs. Bande LED numérique
| Critères | Bande LED analogique | Bande LED numérique |
| Adressable | Non | Oui |
| Puce IC | Pas présent | Présent |
| Méthode de contrôle | Contrôle monocanal | Contrôle individuel |
| Contrôle de la couleur | Limité : une couleur pour toute la bande LED à la fois | Dynamique : des couleurs différentes pour chaque section de LED |
| Prix | Standard | Cher |
Mécanisme de fonctionnement des bandes lumineuses LED
Le mécanisme de fonctionnement de la bande lumineuse LED est réalisé par le processus d'électroluminescence. Les LED de la bande LED sont composées de matériaux semi-conducteurs. Lorsque l’électricité traverse ces matériaux, ils émettent de la lumière. Ce processus est connu sous le nom d’électroluminescence, c’est ainsi que les bandes LED produisent de la lumière. Le mécanisme de travail est discuté ci-dessous en détail.
Mécanisme électroluminescent
La puce LED qui reste disposée dans les bandes LED est constituée de deux couches de matériau semi-conducteur. Ce sont les semi-conducteurs de type p et les semi-conducteurs de type n. Le semi-conducteur de type P a changé positivement les trous. En revanche, le semi-conducteur de type N possède un excès d’électrons et est chargé négativement. Le point de rencontre de ces deux semi-conducteurs est appelé jonction pn.
Lorsqu'une tension est appliquée à la bande LED, les électrons du type N se déplacent vers les trous de type P et vice versa. Lorsque les trous et les électrons rencontrent la jonction pn, ils se recombinent et libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). Lorsque la tension est fournie à l'ensemble de la bande, toutes les LED s'allument simultanément, ce qui donne une source de lumière continue et uniforme. C'est ainsi que la lumière est produite dans la bande LED. Vous pouvez contrôler la luminosité de la lumière émise en ajustant la quantité de courant circulant à travers les LED à l'aide de résistances ou de variateurs électroniques.
Couleur de la lumière émise
La couleur de la lumière émise dépend de la bande interdite du semi-conducteur. Autrement dit, le matériau semi-conducteur joue le rôle principal dans le choix de la couleur de la lumière d’une bande LED. Le tableau ci-dessous montre différentes couleurs de lumière produites en raison des changements dans les matériaux semi-conducteurs.
| Matériau semi-conducteur | Couleur de la lumière émise |
| Arséniure de gallium (GaAs) | Infrarouge (IR) |
| Phosphure de gallium (GaP) | Rouge |
| Nitrure de gallium (GaN) | Bleu, vert, blanc |
| Nitrure d'indium et de gallium (InGaN) | Bleu, vert, ultraviolet |
| Carbure de silicium (SiC) | Bleu vert |
| Sulfure de zinc (ZnS) | Jaune orange |
| Phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium (AlGaInP) | Rouge, Orange, Jaune |
Mélange de couleurs
Pour les bandes lumineuses LED RVB, le mélange des couleurs crée la véritable magie. En combinant les trois couleurs primaires : rouge, vert et bleu, les bandes LED RVB peuvent apporter plus de 16 millions de teintes ! Par exemple, si vous souhaitez créer une lumière jaune, les diodes rouge et jaune de la puce LED s'allument avec la même intensité, gardant la lumière bleue éteinte. Ainsi, le jaune est créé. Avec ce principe, les bandes LED RVB combinent les couleurs et créent des millions de teintes. Pour en savoir plus sur les lumières RVB, vérifiez ceci : Qu'est-ce que l'éclairage RVB ?
Réflexion et réfraction de la lumière émise
La lumière émise par les puces LED traverse ensuite le matériau d'encapsulation (époxy ou silicone) de la bande LED. Cela diffuse et répartit uniformément la lumière dans la zone environnante. C’est donc ainsi que fonctionnent les bandes lumineuses LED.
Facteurs affectant le rendement lumineux des bandes LED
Le rendement lumineux des bandes LED est affecté par plusieurs raisons. Les principaux facteurs sont les suivants-
- Qualité de la puce LED et du pilote
La qualité de la puce LED et du pilote peut avoir un impact considérable sur le rendement lumineux des bandes LED. Par exemple- si Regroupement de LED n'est pas correctement effectué, les bandes LED ne seront pas en mesure de fournir la luminosité de couleur de lumière souhaitée ou de montrer d'autres problèmes. En outre, des défauts dans le pilote peuvent provoquer un flux de courant excessif pouvant endommager les bandes LED.
- Puissance de la puce LED
La puissance nominale détermine la consommation électrique maximale de la puce LED. Une puissance plus élevée signifie une lumière plus brillante. Mais avec l’augmentation de la puissance, la production de chaleur augmente également. Cela finit par surchauffer les bandes LED, ce qui peut causer des dommages permanents.
- Courant et tension
Les bandes LED ont certaines exigences en matière de courant et de tension pour des performances optimales. Par exemple, si vous entrez 24 V dans une bande LED 12 V, cela risque d'endommager la bande LED ou de provoquer un dysfonctionnement. Cela entraînerait une surchauffe de la bande et pourrait entraîner un grillage ou des dommages permanents.
- Température
Les LED sont sensibles à la température. Des températures plus élevées peuvent endommager le luminaire. C'est pourquoi les bandes LED sont intégrées à un dissipateur de chaleur qui fait office de ventilateur. Cela maintient le luminaire au frais, réduisant ainsi les risques de dommages aux LED dus à une surchauffe.
- Indice de rendu des couleurs
CRI signifie Indice de Rendu des Couleurs. Il détermine la précision de la lumière LED par rapport à l’éclairage naturel. Il est échelonné de 0 à 100 ; une qualité supérieure signifie une meilleure précision des couleurs. Un mauvais indice CRI aura un impact sur le rendement lumineux. Alors, gardez toujours le CRI au-dessus de 80 ; au-dessus de 90 serait le meilleur. Pour en savoir plus, consultez cet article- Qu'est-ce que le CRI?
- Température de couleur
La température de couleur a un impact sur l’apparence de la couleur de la lumière. Une température de couleur plus élevée donne un excellent éclairage, tandis qu'une température plus basse fournit un éclairage chaleureux. Ainsi, lors de l’achat de bandes lumineuses LED, vous devez vérifier leur température de couleur. Cependant, les bandes LED blanches réglables constituent un excellent choix pour personnaliser la température de couleur de la lumière. Pour en savoir plus à ce sujet, consultez cet article- Comment choisir la température de couleur de la bande LED ?
- Angle de faisceau
La répartition de la lumière dépend grandement de angle faisceau des bandes LED. Un angle de faisceau étroit offre un éclairage plus ciblé. Optez cependant pour un angle de faisceau large pour couvrir la zone frontalière.
- Autres
Outre les faits mentionnés ci-dessus, le rendement lumineux des bandes LED est également affecté par la densité des LED, la taille de la puce, le diffuseur, la propreté du couvercle, etc. L'environnement ou l'humidité/poussière peuvent également affecter le rendement lumineux au fil du temps.
Conseils pour choisir les meilleures bandes lumineuses LED
Les exigences des bandes LED varient selon les applications. Ils sont disponibles en différentes couleurs et possibilités de personnalisation. Cependant, toutes les bandes LED ne conviennent pas à tous les types d’installations. Alors, je vous ai acheté ici un segment de conseils rapides pour vous aider à choisir le meilleur.
- Considérez la zone d'installation avant d'acheter une bande LED pour votre projet. Si vous souhaitez obtenir des luminaires pour l’éclairage extérieur, choisissez un indice IP plus élevé. Cela protégera vos bandes LED des conditions météorologiques défavorables comme les tempêtes, le vent, la poussière ou la pluie.
- Vérifiez toujours la tension nominale des bandes. Si votre tension d'entrée dépasse la tension requise, cela endommagera les bandes LED.
- Tenez compte de la température de couleur pour créer une ambiance directe avec votre éclairage. N'oubliez pas qu'un éclairage chaleureux crée un environnement confortable. Ils sont excellents pour l’éclairage d’une chambre, d’un salon ou d’un salon. D’un autre côté, un éclairage froid crée une ambiance énergique. Ils fonctionnent mieux pour l’éclairage de travail.
Questions fréquentes
Conclusion
Les bandes lumineuses LED fonctionnent à basse tension, ce qui les rend idéales pour diverses applications. Qu'il s'agisse d'un éclairage intérieur ou extérieur, ces luminaires fonctionnent parfaitement pour donner un éclairage soigné. Cependant, la qualité est importante pour obtenir le meilleur rendement lumineux. Mais ne vous inquiétez pas, avec LEDYi, nous offrons la meilleure qualité à des prix compétitifs. Si vous avez besoin d’une solution personnalisée, nous pouvons également vous aider. En plus, nous avons les deux analogique et bandes lumineuses LED numériques. Alors, quelles que soient vos exigences, LEDYi est votre solution ultime !
