Как происходит установка светодиодных светильников в потолок – правила монтажа

Устройство светодиодных светильников

Светодиодная лампа, как понятно из названия, состоит из светодиодов, количество которых варьируется от одного до нескольких десятков. Эти элементы всегда соответствуют суммарной мощности лампы, управляющей схемы и корпуса прибора. Светильники, которые предназначаются для бытового использования, оснащаются цоколем Е14 или Е27, которые полностью идентичны цоколям традиционных ламп накаливания.

Все светодиоды в лампе подключаются к одной цепи, которая, в свою очередь, соединена с управляющей схемой и блоком питания. В процессе работы светодиодные элементы генерируют тепловую энергию. В качестве охладителей используются радиаторы, которые обычно устанавливаются непосредственно под светодиодами. Для повышения эффективности охлаждения участок соединения этих деталей покрывается термопастой.

Схема светодиодного светильника

Входная часть схемы является местом для установки гасящего резистора и емкости. Эти элементы используются системой в качестве понижающего блока питания. За ними располагается диодный мост, предназначенный для трансформации переменное напряжение в постоянное, которое требуется светодиодам.

Существует три принципиальных схемы соединения светодиодов в светильнике:

• Последовательная;
• Параллельная;
• Смешанная.

В большинстве случаев отдельные светодиоды подключаются последовательно. Ключевая проблема такой схемы – если хотя бы один элемент в цепи придет в негодность, то и вся схема станет неработоспособной. Кроме того, всегда существует вероятность пробоя светодиода – и в таком случае питание продолжит поступать на остальные элементы, но в режиме перегрузки. В конечном итоге это приведет к перегоранию всех светодиодов. Само собой, такая схема светодиодного потолочного светильника не может считаться достаточно надежной.

Смешанная схема подключения потолочных светодиодных светильников тоже имеет недостатки последовательного подключения, но конструкция светильника отличается. Так, в данном случае лампы соединяются последовательно и объединяются в группы. Группы, в свою очередь, подключаются последовательно, что дает некую гарантию защиты схемы от полного перегорания.

Самой надежной схемой является параллельное подключение, в котором каждая лампа работает независимо от других. В случае любых неполадок с одной из ламп все остальные продолжат работать в штатном режиме, без перегрузок и риска пробоя. Недостатком такой схемы является дороговизна, во многом обусловленная тем, что к каждому светодиоду подводится отдельный резистор. Из-за высокой стоимости светодиодные светильники с параллельным подключением используются крайне редко.

Последовательное подключение

Чтобы подключить светодиоды последовательно, нужно к катоду одного устройства припаять анод другого, и так до нужной длины цепочки. Соединение производится через токоограничивающий резистор. По схеме будет протекать один и тот же ток через все элементы. Уровень напряжения будет суммой падений на каждом участке.
Так, для подключения к источнику питания с напряжением 12 Вольт потребуется не более четырех светодиодов 3 Вольт (3*4=12). Для большего числа диодов нужен более мощный аккумулятор.

Преимущества и недостатки

Схема раньше использовалась в гирляндах для елки. Сейчас ее вытеснило смешанное соединение.

Сборка

На сегодняшний день рынок осветительных приборов может похвастать невероятно богатым ассортиментом. Светодиодные светильники можно приобрести практически в любом строительном магазине, или же в магазине с бытовой электротехникой. Собрать светильник достаточно просто – но перед этим нужно определиться с желаемым типом освещения, ведь широкий ассортимент говорит о разнообразии характеристик.

Основная классификация светодиодных светильников включает в себя следующие группы приборов:

• Линейные;
• Потолочные;
• Настенные;
• Промышленные;
• Прожекторы;
• Подводные;
• Контроллеры.

Стоит рассмотреть несколько наиболее распространенных видов светильников, чтобы понимать, о чем идет речь:

1. Светодиодные ленты
   . Такое освещение лучше всего подходит для коридора, где особенной необходимости в точечных светильниках нет. Светодиодные ленты продаются в сборе. На одной стороне изделия располагается заглушка, а на другой – провода, которые подключаются к питанию. Разумеется, блок питания должен соответствовать мощности ленты, а при подключении нужно следить за полярностью проводов. Недостатком таких устройств является высокая степень нагрева, из-за чего их нельзя устанавливать в узких каналах с плохой вентиляцией.
2. Точечные светильники
   . Поскольку светодиодных лент недостаточно для полноценного освещения больших помещений, в них приходится использовать точечные осветительные приборы. Такие устройства располагаются на стенах или потолке, причем нередко их немного наклоняют, чтобы создать наиболее комфортное освещение. Подбирая такие приборы, нужно очень хорошо рассчитать всю электросеть, чтобы ее отдельные элементы соответствовали друг другу.
3. Светильники с датчиками движения
   . По большому счету, это всего лишь модификация обычных светодиодных ламп. В таких устройствах имеются датчики, отслеживающие движение и запускающие освещение только в то время, когда это необходимо. Такие устройства, во-первых, очень хорошо подходят для освещения участков, где постоянный свет не требуется, а во-вторых, имеют более высокий рабочий ресурс за счет значительно меньшего времени работы.
4. Собранные светильники с радиаторами
   . Пожалуй, самый удобный вид устройств – готовые светильники не предполагают сборки. Обычно такие приборы покупают при отсутствии опыта или знаний, необходимых для самостоятельной сборки всех элементов устройства.

Впрочем, если все же есть необходимость собирать светильник самостоятельно, то нужно приобрести весь комплект деталей и приступать к работе. Сначала нужно к радиатору, покрытому термопастой, прикрепить светодиод (или светодиоды, если радиатор рассчитан на несколько ламп). При сборке нужно обязательно следовать инструкции и всегда следить за тем, чтобы мощность устанавливаемых светодиодов соответствовала мощности остальных элементов системы.

Методы подключения

Простейшим методом подключения светильника к сети на 220 В является использование гасящего сопротивления, расположенного последовательно светодиоду. Напряжение постоянно изменяется, амплитудное значение может достигать 310 В. Данная величина должна обязательно учитываться при расчетах сопротивления.

Также следует обеспечить защиту диода от обратного напряжения, равного прямому. Рассмотрим основные способы.

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более)

В данном случае правильно подключить к схеме выпрямительный диод 1N4007, обратное напряжение которого составляет 1000 В. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Этот способ подразумевает использование простого маломощного полупроводника, подключаемого по встречно-параллельному курсу со светодиодом. Обратное напряжение будет воздействовать на гасящее сопротивление, поскольку диод включен в прямом направлении.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

Способ схож с предыдущим методом, за исключением того, что светодиоды будут гореть только на своем отрезке синусоиды, обеспечивая друг для друга защиту от пробоя.

Существенным недостатком подключения светодиодов к сети 220 В через гасящий резистор является то, что на сопротивлении выделяется огромная мощность.

Рассмотрим пример. Предположим, что используется гасящий резистор сопротивлением 24 кОм при подключении светодиодов к сети 220 В с выходящим током 9 мА. Рассчитаем мощность на гасящем сопротивлении: 9*9*24=1944 мВт (около 2 Вт). Таким образом, чтобы обеспечить оптимальную эксплуатацию, нужно взять резистор мощностью не ниже 3 Вт.

Когда используется несколько led-диодов, потребляющих ток большего значения, то мощность будет расти пропорционально квадрату выходного тока, из-за чего использовать гасящий резистор будет просто нецелесообразно. В случае применения сопротивления меньшей мощности, чем требуется по регламенту, резистор быстро выйдет из строя и произойдет короткое замыкание.

Поэтому роль токоограничивающего элемента должен играть конденсатор, на котором не рассеивается мощность, поскольку сопротивление является реактивным.

В простейшей схеме подключения светодиодного осветительного прибора через конденсатор наблюдается следующая картина: после прекращения питания в конденсаторе сохраняется остаточный заряд – источник угрозы для безопасности человека, который должен разряжаться с помощью сопротивления. Второй резистор требуется при включении питания для защиты схемы от тока, идущего через конденсатор. Выпрямительный диод служит для защиты led-диода от обратного напряжения. Выбирайте конденсатор неполярного типа, рассчитанный для эксплуатации в сети с напряжением не ниже 400 В.

Категорически запрещено использовать полярные конденсаторы в сети переменного тока, поскольку проходящий в обратном направлении ток приведет к разрушению конструкции.

Для расчета нужной емкости конденсатора используют эмпирическую формулу, где производное 4,45 и тока, проходящего через светодиоды, нужно разделить на разницу между амплитудной величиной тока (указана выше – 310 В) и падением напряжения на светодиоде после прямого прохождения.

Например, если нужно подключить led-диод с падением напряжения 3 В и током 9 мА, то по формуле выше емкость конденсатора будет равна 0,13 мкФ. На данную величину в большей степени влияет сила тока, меньшей – падение напряжения.

Установка на потолок

Монтаж светодиодных потолочных светильников возможен практически в любых помещениях. Даже для комнат со стабильно высокой влажностью можно найти подходящие изделия. Пожалуй, единственным ограничением является нагрев светодиодов, из-за которого его настоятельно не рекомендуется устанавливать на кухнях прямо возле плиты – регулярное воздействие высокой температуры существенно снизит срок службы освещения.

Установка светодиодных светильников может меняться в зависимости от конкретных условий – например, в случае с натяжным потолком элементы нужно устанавливать в такой последовательности:

• Сначала ножки крепятся к потолку;
• Потом монтируется стойка;
• Дальше устанавливается защитное и термоизолирующее кольцо, между которыми и располагается полотно натяжного потолка;
• В последнюю очередь монтируется сам светильник.

По такой же схеме светильники устанавливаются на гипсокартонные потолки. Для установки светодиодного освещения на бетонных перекрытиях точечные светильники не подойдут – придется выбирать из ассортимента накладных и подвесных приборов, которые крепятся прямо к бетону.

Особенности подключения ламп на 12В

Многие предпочитают использовать для освещения точечные светильники на 12 В. Для их подключения требуется понижающий напряжение трансформатор и устройство, стабилизирующее ток (можно сделать из конденсатора, резистора, диодного мостика). Аппараты заводского производства более надежные, продаются с гарантией.

Параметры драйвера необходимо рассчитать после покупки светильников. Его мощность должна на 20% превышать суммарную мощность светильника (светильников). Ошибиться с выбором сложно, так как популярные производители мощность указывают на упаковке. Обязательно необходимо оценить условия на месте монтажа этого оборудования. Например, для ванной нужно купить драйвер, устойчивый к повышенной влажности.

Схемы подключения такие же, как для сети 220 В. Первым монтируется и подключается трансформатор, от него протягиваются провода к светильникам.

Чаще всего точечные светильники используются в подвесных потолках. Это встраиваемые модели, которые поставляются с драйвером и разъемом для подключения. Кабель в конструкции потолка прокладывается заранее. На месте установки светильника сверлится отверстие, с жил кабеля снимается оплетка и изоляция, с трансформатора снимаются крышки, скрывающие клеммы. Провода подключаются согласно схеме на корпусе. Две клеммы предусмотрены для кабеля, остальные (обычно с другой стороны) для ламп. Сначала подключается провода кабеля (точное соблюдение полярности необязательно, так как ток из сети переменный). С другой стороны присоединяются провода светильника (или нескольких светильников, если драйвер на это рассчитан).

Далее крышки трансформатора ставятся на место, аппарат прячется в отверстие, снаружи остается только разъем для подключения осветительного прибора. В отверстие устанавливается корпус светильника, снимается фиксатор, устанавливается лампочка, закрепляется фиксатором.

Подключение

Перед подключением любого электрического оборудования, в том числе светодиодных осветительных приборов, нужно убедиться в том, что напряжение в сеть не подается. В противном случае при выполнении работ мастер обязательно получит удар током.

Когда сеть выключена, можно начать подключение потолочного светодиодного светильника, которое выполняется так:

1. Первым делом нужно смонтировать все коммуникационные линии, необходимые для работы электросети. В случае с подвесными и натяжными потолками для укладки проводов будет вполне достаточно гофрированной пластиковой трубы, которая крепится прямо к потолку. Если приходится иметь дело с бетонными плитами, то придется делать в них штробы.
2. Когда провода со светильниками установлены, нужно организовать им хорошую вентиляцию – например, при помощи подвесного потолка. В коробе вырезается количество отверстий, совпадающее с количеством осветительных приборов. Лампы подключаются к выведенным из отверстий проводам и фиксируются на своем месте. Работать нужно осторожно, особенно если потолок смонтирован из натяжного полотна – его очень легко повредить. Для защиты натяжного потолка от нагрева нужно обязательно устанавливать термокольца, в отличие от гипсокартонных конструкций, которые могут обойтись без таких колец.

После подключения ламп и подачи напряжения в сеть нужно проверить систему на предмет работоспособности. Если светильники загорелись, то монтаж диодных светильников в потолок был выполнен корректно, а в противном случае придется искать проблему и доводить электросеть до рабочего состояния.

Подробности процесса

Определяем назначение проводов в люстре

Самым простым вариантом будет воспользоваться специализированной электрической схемой, которую вы можете найти в паспорте на прибор для освещения. Там, как правило, указывают предназначение всех типов кабелей и пошаговая инструкция подключения. По обычным стандартам маркировка цветов кабелей должна быть сделана таким образом:

Если нет документации на люстру, и цветовая маркировка проводов не будет указывать однозначно на их принадлежность, требуется определить их предназначение посредством мультиметра.

Найдите провод фазы. Для этого требуется поставить щуп мультиметра на средний контакт каждого из патронов, а следующим прикасаются к двум проводам, которые остались. Посредством звукового сигнала требуется определить фазный провод, отметить его или просто запомнить.

Рассмотрим, как подключить к сети двухконтурную люстру.

Как подключать двухконтурную люстру к сети

Как подключить люстру с 3 проводами? Чтобы все сделать правильно, причем два из трех фазные, требуется осмотреть выключатель и провода, выходящие из потолка. Самый простой вариант – когда выключатель двухклавишного типа, а из потолка выходят лишь 3 кабеля. Узнать назначение можно таким образом:

Отключите выключатель. Требуется проверить все три провода снова, и лампа ни в коем случае не должна загораться.

Если выключатель одноклавишного типа и из потолка будет выходить лишь пару проводов, то требуется проверить их при подключенном выключателе указателем напряжения и найти нулевой и фазный провод. Последние требуется соединять между собой и с фазным проводом электрической проводки, а нулевые тоже соединяют. Проверьте включение и отключение. Если же выключатель одноклавишный, а проводов в электрической проводке три, требуется выяснить назначение третьего провода. Для этого нужно включить выключатель и проверить на всех проводах наличие напряжения. Если фаза будет обнаружена на двух проводах, и люстру можно подключить по схеме трех проводов. Если фаза лишь на одном проводе, а третий провод желто-зеленого цвета, то подключение поводят как в последнем случае – оба провода фаз люстры подключите к фазному проводу электрической проводки, а проводник заземляющего типа требуется заизолировать и убрать.

Как подключать люстры с проводом для заземления

Если прибор освещения имеет корпус из металла, его требуется заземлить. В новых квартирах все электрические сети, в том числе и осветительные, по стандартам должны быть с заземляющим проводником желто-зеленого цвета. Если ваша электрическая сеть будет соответствовать такому требованию, то для подключения люстры хватит соединять провода с соответствующей маркировкой цветов посредством клеемной колодки или даже на скрутку.

Если сеть старая, а изоляция всех проводов имеет одинаковый цвет, то важно действовать в следующей последовательности:

Замена светодиодной лампы

Несмотря на долговечность светодиодов, все же нередки ситуации, когда даже столь надежные элементы выходят из строя. Тому может быть несколько причин – от случайных изменений характеристик напряжения в сети до неправильной эксплуатации или монтажа светодиодного освещения. В любом случае, если хотя бы одна из ламп перегорела, ее необходимо менять.

Технология замены лампы выглядит следующим образом:

• В первую очередь нужно отключить напряжение в помещении или во всей квартире, если возможность отключить одну комнату отсутствует;
• Далее нужно осторожно снять стопорное кольцо, которое фиксирует защитное стекло светильника;
• Лампа аккуратно извлекается со своего места, и на него же устанавливается новая;
• Все предыдущие операции повторяются в обратной последовательности.

Лучше всего выполнять эти операции в защитных перчатках. Их смысл не в том, чтобы защитить мастера, а в предотвращении повреждений или загрязнений светодиодной лампы.

Последовательный

Если возникает необходимость экономии провода, а к помещению нет особых требований, тогда последовательное подключение подойдет лучше других. Тут потребуется небольшое количество двойных или тройных проводов. При этом разрешается ставить в одну цепь не больше шести ламп, иначе яркость всех устройств будет низкой. А также если один из светильников выйдет из строя, подача питания прекратится, и придется проверять каждое устройство отдельно, чтобы найти дефект.

Сам процесс подключения прост: от выключателя прокладывается фаза к первому светильнику, далее от него подается провод к следующему и так до тех пор, пока не будет произведено подсоединение в одну цепь всех устройств. К последнему прокладывается ноль, идущий от распределительной коробки. Если перепутать провода местами и вместо питания пустить ноль, то лампы будут всегда оставаться под напряжением, что небезопасно.

Схема последовательного подключения светодиодных светильников

Все современные светильники выпускаются с расчетом на подключение провода «земля». Если в вашем случае в квартире есть заземление, тогда придется протягивать кабель напрямую от розетки к каждой лампе.

Для экономии средств, реализуя последовательную схему, применяют провод, так как в кабеле вторая жила будет просто обрываться и никак не использоваться.