Taśma LED. Zasada działania, wodoodporność, jakość

Na początku była dioda... Samotna. Pojedyncza
Potem powstały wyświetlacze siedmiosegmentowe. Do wyświetlania cyferek w kalkulatorach. Potem były wyświetlacze większe i większe. Alfanumeryczne czyli wyświetlające dowolne znaki. Matryce ledowe. Ale wszytko to było tworzone do WYŚWIETLANIA a nie OŚWIETLANIA.  

Powstanie taśmy led otworzyło niesamowite możliwości oświetleniowe
W zasadzie to chyba każdy wie, ale... parę słów można o tym napisać. 
Taśmy są produkowane  głownie w trzech napięciach, a co za tym idzie w trzech wykonaniach. 

• 12V, najpowszechniejsze,
• 24V,
• oraz 230V.

Wszystkie one są wykonane na tej samej zasadzie - składają sie z pojedynczych modułów, w których diody są połączone szeregowo. Dodatkowo, w takim mini-obwodzie znajduje sie zawsze rezystor - inny w zależności od koloru diody. Jeżeli to 12V - w segmencie są trzy diody. Jeżeli 24V - to ledów jest sześć. A jeżeli 230 - to minimum 60.
I zawsze - w obrębie segmentu jest połączenie szeregowe. Po zewnętrznej części modułu - poprowadzone są główne linie zasilające. I te właśnie linie zasilające łączą poszczególne moduły.
Kiedyś dawno temu, całe moduły były wykonane w całości z miedzi. Grubej warstwy miedzi....Dzięki niej, taśmy mogły mieć 20 i więcej metrów. Oczywiście, taśmy 50 m są produkowane od dawna.  Ale - ich mankamentem jest to,  że jeżeli na początku przyłożymy napięcie - to owszem - ów początek świeci ładnie, jasno, ale z kolejnymi metrami jasność spada. I jak kiedyś,  te dwadzieścia metrów świeciło od początku do końca niemal jednakowo jasno - tak teraz wszystko jest tak dobrane, że jeszcze pięć metrów - działa prawidłowo. Ale wszystko co powyżej - będzie świeciło słabiej i słabiej, im dłuższa taśma.  Pół biedy, gdy łączna długość taśmy wyniesie 10 m - zasilamy na początku i na końcu - i problem rozwiązany. Ale gdy mamy 20m... Trzeba zasilić i na początku , i na końcu, i w środku, na dziesiątym metrze. Zatem - poza taśmą trzeba jeszcze dołożyć dodatkową linię zasilającą. Co zatem przy 30m? Wtedy juz lepiej użyć taśmy na 230V.
 
Taśma na 230V ma jednak ograniczenia.
Główne - to takie że z uwagi na wysokie napięcie musi być odpowiednio zaizolowana. Zabezpieczenie - jest przydatne, bo taśmy dzięki temu są bardzo odporne na uszkodzenia mechaniczne - ale jednocześnie sztywne, i stosunkowo grube. No i to, że można je skracać tylko co metr jest bardzo frustryjące...         
Kiedyś , dawno temu jak już wspominałem, taśmy, a w zasadzie ich podłoże (zwane też PCB) były z miedzi. I wszystko było dobrze, prawie nic się nie psuło. Taśmy łatwo sie lutowało, łączyło w dłuższe odcinki... i wszytko działało.

Żeby zwiększyć możliwości taśmy - wymyślono wersję wodoodporną.
Czyli zwykła taśma pokryta silikonowym klejem. Mówi sie o tych taśmach - zalewane.  Bo tak w istocie są produkowane. Przez zalanie przezroczystym tworzywem, które ma być elastyczne , i wodoodporne jednocześnie. I gdyby to rzeczywiście zawsze był silikon, to wszytko było by w porządku. Ale silikon jest drogi....więc zaczęto stosować inne podobne tworzywa. No i tu zaczęły się schody.  
Bo to co było pomyślane jako dodatkowe zabezpieczenie i wzmocnienie taśmy (wodoodporność, wytrzymałość mechaniczna) - stało się sporym problemem. 
Po pierwsze, klej, czy inne tworzywo które pokrywa taśmę - utrudnia oddawanie ciepła. Przy małych diodach - typu 3528 to jeszcze nie problem. Ale juz dla 5050 - okazuje sie zabójcze. Przy dłuższej pracy potrafią się mocno przegrzewać. A z czasem - wypalać, lub zmieniać kolor! (biały zimny w skutek przegrzania żółknie...  i przy okazji słabnie jego jasność. 
Do drugie - tworzywo nie będące silikonem - sztywnieje wraz z obniżaniem się temperatury. Ci,  którzy próbowali stosować taśmy zalewane na zewnątrz, przekonali sie po pierwszej zimie...
Kurczące sie tworzywo pokrywające diody, przy temperaturze poniżej zera, potrafi zesztywnieć kompletnie! Staje się kruche jak szkło!
Kurcząca się zalewa pęka, wyrywa diody z podłoża.... Po zimie taśma zainstalowana na zewnątrz  może nie działać w ogóle!
 
Tworzywa używane do zalewania taśm (ale nie prawdziwy silikon) z czasem żółkną. A to tez wpływa na kolor świecenia taśmy. Zatem - i o tym trzeba pamiętać. Że taśma z białym podłożem, naklejona na białą ścianę może sie p roku okazać taśmą o żółtym podłożu. 

Nawet jak warunki temperaturowe są optymalne - zalewy wżerają sie w podłoże.  Gdyby rzeczywiście były zalewane prawdziwym silikonem - nie było by takiego problemu bo jest on obojętny. Teraz już to wiemy.... ale jeszcze nie tak dawno taśmy w "silikonie" wydawały się być idealną sprawą. A teraz się okazuje, że nawet taśma kompletnie nie używana - po dwóch latach może wyglądać jak zebra - w sensie - jedna dioda świeci , druga nie, a tak dokładniej to jeden moduł nie świeci - a drugi tak... 

Wady taśm zalewanych
Większość bylejakich taśm jest pokrywana "silikonem" po to żeby je wzmocnić. Samo bowiem podłoże w chwili obecnej to trochę papieru, taśmy klejącej i szczątkowe ścieżki z aluminium. Bo w tanich powszechnie dostępnych na rynku (Allegro, markety ) tak sie teraz robi podłoża taśm (czyli PCB) nie z miedzi, tylko z aluminium. Miedzi jest tam tyle, ile trzeba żeby przylutować elementy do podłoża, i miejscach gdzie ma być wykonane lutowanie miedzy poszczególnymi modułami. Jak za mocno podrapiesz w miejscu lutowania - już nie przylutujesz, bo sie dodrapiesz do właściwego podłoża z aluminium, a to jak wiedzą ci którzy chociaż trochę lutują - nie nadaje sie do lutowania zupełnie. 

Zdawać by sie mogło że sytuacja z taśmami "zalewanymi",  czyli w zamyśle wodoodpornymi jest  beznadziejna. Albo taśma musi być "goła" albo będzie sie psuła.

Nanotechnologia ochroniła teśmy LED przed wodą
Na szczęście - wymyślono technologie NANO. Nanotechnikę stosuje się w wielu miejscach i w wielu technologiach.  No i między innymi - jednym z zastosowań jest stworzenie lakieru wodoodpornego. Taśmy nim pokryte (sprawdzaliśmy) wytrzymują pełne zanurzenie w wodzie! 

Nie są do tego zaprojektowane, ani przeznaczone, ale dają radę. Zatem - jeżeli jakaś taśma ma być stosowana na zewnątrz, w zmiennych warunkach, na mrozie i w upale. Oczywiście - nie należy przesadzać,  i nie nadwyrężać technologii, ale to na pewno dużo lepsze rozwiązanie niż zalewanie taśm jakimiś tworzywami. O wodoodporności  - więcej w rozważaniach o oświetleniu akwariowym. 

PB