很多工程技术人员在面对一个LED的工程项目时,都不知道选择什么样的产品比较适合当前的工程,以及完成一个LED工程需要哪些步骤。其实这些东西并不复杂,只要细心的观察和学习,就会在很短的时候熟悉整个步骤。我们在这一章将介绍如何实施LED工程方面的经验。
1.LED产品的选择
随着LED的发展,LED的应用也越来越广泛,也应用在不同的工程场地,因此,应根据工程场地选择相应的LED产品。我们现在对它进行一个分类。
(1)立交桥,河道,花园护栏,建筑外墙,室内外装饰
像这样的需要轮廓性的亮化,我们一般选用LED护栏管、LED彩虹管和LED霓虹灯比较多。针对要求的效果比较复杂的地方,还是护栏管比较合适,也容易控制。但是在护栏管使用的时候要注意护栏管的密封,接头的防水,级联的长度等要求。不然就会给后续工程方案增添麻烦。LED灯带控制效果相对来说比较简单,只能实现一些跳变、渐变等一些效果,造价成本比较低,安装比较方便,容易维护。如果客户要求的效果不是太复杂,可以选择此产品。
(2)发光字和灯箱
LED模组、LED软光条和LED硬光条就比较合适。它们的柔软性比较强,安装比较灵活,根据不同的亮度可以选择不同功率的LED,加上不同的驱动和控制系统,也可以实现复杂的单点控制的效果。LED的模组目前技术比较成熟,防水方面也可以单独的处理。但是目前LED模组的质量有不同的等级,价格方面也有很大的差异,大家可以根据性价比自行选择。
随着白光LED的发展,LED用于照明也很快得到发展,LED日光灯和LED灯泡也会很快取代以往的产品。但是目前的LED白光的成本还是比较高,散光性能方面还要作很大的改进。
(4)交通和交通照明
交通灯和LED路灯是典型的应用。
(5)信息显示
各种大型的、小型的电子显示屏也都是LED,成为信息显示的一个主要应用。大型的信息显示屏控制比较复杂,尤其是户外防水也是一个比较关键的地方。
2.制作效果图
选择好产品后,对一些装饰性的工程我们还要做效果图。目前做效果图的软件也比较多,其中通用的就是FLASH,这个也比较容易学习。一个优秀的FLASH设计师,并不一定能设计出很好的LED效果图。LED效果图并不仅仅是能在电脑上显示出来,而是要通过控制器控制LED灯体来实现LED效果。所以建议在大家在做LED效果图的时候,一定要考虑控制系统能不能实现。不然电脑显示出来的效果与真正的效果会出现不统一的结果,从而引起不必要的麻烦。
3.确定详细方案
如果你的产品和效果图都在客户那里通过了,除了你的价格,那么你的订单也基本上搞定了。接下来就是比较复杂一项——方案的确定。我们首先要了解具体场地的尺寸和场地的环境,来决定我们的方案怎么做。
(1)确定场地
首先确定产品应用在户外还是户内,所用的数量,以及整体方案,这个比较重要,决定我们的产品方案是否要考虑防水,防晒等一些相关的指标。
(2)设计控制方案和选择电源系统
选择要用多少产品,怎样的连接方式,以及控制系统的设计。如果不是交流市电的产品,还要选择电源以及电源配线方面的方案。这是一个比较复杂的环节,我们在这里进行详细的分析。
首先确定所要LED产品的数量,以及排列方式。最好是按效果图一模一样的排列,这样有利用效果的设计。
如果是低压产品,就要选择电源,应该注意如下几个方面:
①高可靠性。特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,花费也较大。
②高效率。LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的损耗功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对于延缓LED的光衰有利。
③高功率因素。功率因素是电网对负载的要求。一般70W以下的家用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点,影响不大,但晚上大家开灯,同类负载太集中,会产生较严重的污染。对于30~40W的LED驱动电源,将来也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
④驱动方式。现在通用的有两种:一种是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式在一段时间内会并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好,也许是以后的主流。
⑤浪涌保护。LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于负载的启用和雷击的感应,从系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
⑥保护功能。电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
⑦防护方面。灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。
⑧驱动电源的功率。我们在选择电源的功率的时候一定要记得给电源留有余量,不能超载。在这里给大家一个经验公式:电源的功率=LED灯具的功率×1.2。
⑨要符合相关用电安全的规定和电磁兼容的要求。LED的电源选择很重要,决定整个工程是否能够正常稳定的工作。所以在选择时一定要慎重。
如果我们的产品是高压产品,那么我们就要对电源线进行合理的设计。我们在考虑配制电源线的时候一定要考虑两个指标:线路损耗及线路压降。如果这两个参数没有考虑周到,就会造成尾部的LED的产品的亮度偏暗,从而影响整个工程的效果。我们这里有一些关于线路损耗和线路压降的计算方法供大家参考:
例如:用长度为10米(正、负极电线各5米),24AWG的铜芯电线,通过电流为2A,其损耗的功率及线路压降为多少?
查相关资料可知:
从以上计算可以看出,线路电流较大时,要注意选择合适的导线截面,否则线路损耗及线路压降是相当大的。
有很多工程师知道LED产品的整体功率,但是不知道选择多大电源线,在这里给出一个经验公式。
对于220V单相交流电,①I=P/220(P为所带设备功率);②电源线面积S=I/2.5(mm2)。(www.xing528.com)
选择电源线的时候还要从这几个方面多加注意:
①按机械强度允许的导线最小截面选择。
②按允许温升来选择。
④按允许电压损失选择。电源线通常是动力线,因其负荷电流较大,一般应按照发热(温升)条件来选择。如果不加限制的话,导线的绝缘就会随温度升高迅速老化和损坏,严重时会引发电气火灾。
在确定详细方案的时候我们一定要注意,尽量要想办法让连接简单,这样安装、调试和维护就会减少很多的麻烦。最后我们才能确定最合适的控制器。把所有的产品生产完成后,如果条件允许的话,尽量可以做一下现场的模拟,整体调试一下系统的各种技术参数和系统的完整性。
4.程的安装和调试
LED的安装和调试是工程完成的尾声环节,也是最容易出问题的一个环节,因为安装的时候并不一定全部是由工程技术人员安装,很多的时候是一些普通的工人去安装,所以很容易造成产品安装错误和损坏。所以在安装的时候尽量安排工程技术人员对现场跟进和指导。现在就安装中常见的一些问题列举如下:
(1)电源配置。
电源电压应当与灯具标示的电压相一致,特别要注意输入电源是直流还是交流,电源线路要设置匹配的漏电及过载保护开关,确保电源的可靠性。
(2)防水问题。
LED灯具在户外安装时,必须做好产品的防水措施,仔细检查各个有可能进水的部位,特别是线路接头位置。LED灯具均自带公母接头,在灯具相互串接时,先将公母接头的防水圈安装妥当,然后将公母接头对接,确定公母接头已插到底部后,用力锁紧螺母即可。有闪烁、追逐、动画、字幕等显示效果的灯具安装时,电源公母接和信号公母接要分别连接好。
(3)加强产品检测工作。
产品拆开包装后应认真检查灯具外壳是否有破损,如有破损,请勿点亮LED灯具,并采取必要的修复或更换措施。
(4)严格控制灯具串接数量。
可延伸的LED灯具,要注意复核可延伸的最大数量,不可超量串接安装和使用,否则会烧毁控制器或灯具。
(5)灯具的固定。
灯具安装时,如果遇到玻璃等不可打孔的地方,切不可使用胶水等直接固定,必须架设铁架或铝合金后用螺钉固定。螺钉固定时不可随意减少螺钉数量,且安装应牢固可靠,不能有飘动、摆动和松脱等现象。切不可安装于易燃、易爆的环境中,并保证LED灯具有一定的散热空间。
(6)轻拿轻放。
灯具在搬运及施工安装时,切勿摔、扔、压、拖灯体,切勿用力拉动、弯折延伸接头,以免拉松密封固线口,造成密封不良或内部芯线断路。
(7)针对目前工程中使用较普遍的LED灯带,在安装时还要注意以下事项:
①在整卷灯带未拆离包装物或堆成一团的情况下,切勿通电点亮LED灯带。
②根据现场安装长度需裁剪灯带时,只能在印有剪刀标记处剪开灯带,否则会造成其中一个单元不亮,一般每个单元长度为5.3~2m。
③接驳电源或两截灯带串接时,先向左右弯曲灯带头部,使灯带内的电线露出2~3mm,用剪钳剪干净,不留毛刺,再用公针对接,以避免短路。
④只有规格相同、电压相同的彩色灯带才能相互串接,且串接总长度不可超过最大许可使用长度。
⑤灯带相互串接时,每连接一段,即试点亮一段,以便及时发现正负极是否接错和每段灯带的光线射出方向是否一致。
⑥灯带的末端必须套上PVC尾塞,用夹带扎紧后,再用中性玻璃胶封住接口四周,确保使用安全。
⑦因为LED具有单向导电性,若使用带有交直流转换器的电源线,应在完成电源连接后,先进行通电试验,确定正负极连接正确后再投入使用。
在完成所有的安装后,我们就开始进行调试的阶段。在开始调试之前,一定要仔细检查所有的连线是否正确、安装是否牢固、电源功率是否正确。如果以上所有条件都正常,我们就可以进行调试。调试是一个专业性比较强的工作,最好是由专业的工程技术人员调试。现在把一些现场经验提供给大家参考:
(1)采取分模块的调试:不要一次性把所有的电源送上,细分模块,这样可以减少我们的误操作的损失,在充电前仔细检查电源的极性,负载是否存在短路,最好随身携带一个万用表,以便检查方便。
(2)调试电源模块:系统的工作首先是电源的正常工作,所以我们第一步要检查的就是电源模块。如果发现电源不正常,一定要检查是电源的问题还是负载的问题,不要盲目的更换。最好随身携带一个备用的电源和灯体。以便用替换法快速找出故障点。记住不要带电操作,这样不仅会造成产品损坏,情况严重还会造成人身安全。
(3)调试信号控制模块:如果电源正常工作后,就可以接上信号控制器,进行系统的全面调试。如果系统以前通过测试,信号测试就比较简单。我们可以通过目测法和更换法进行测试法。
以护栏管为例进行一个简单的说明:我们通过接上信号控制器,发现系统不能正作。这里的问题可能存在两个地方:
①信号控制器本身:我们可以找一个好的护栏管接上信号控制器,如果能够正常工作,就说明是护栏管的问题,反之就是控制器的问题,我们就直接更换控制器就行了。
②LED灯具问题:对于灯具的问题我们先不着急更换,可以先检测一下连接头是接触良好,电源是否正常,这两项正常后,才进行更换。通常我们的信号是采取级联的方式,如果信号到那里流不过去了,我们只要检查该管和下一支管就行了。
5.完成工程和定期的维护
完成以上所有的工作,就可以投入正常的运行了,我们可以在维护中发现问题,不断地改进和升级自己的产品,让我们的LED产品的功能、效果和稳定性更加完善。
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