В 2017 году компания Osram отпраздновала юбилей игрой в хоккей на Цугшпитце - самой высокой горе в Германии. На высоте 3000 метров был залит мини-каток, на котором сыграли игроки тогдашнего чемпиона национального турнира Red Bull Munich.
Но пейзажа альпийских гор вокруг было недостаточно для организаторов и так, как компания специализируется на выпуске светодиодного освещения, всю площадку, спортивную экипировку и даже шайбу подсветили светодиодами. В ледовое покрытие было залито 100 метров LED-ленты, которая почти сутки проработала при температуре -18°C.
Это был рекламный ход, которым компания намеревалась доказать качество своей продукции. Ролик получился впечатляющим, игра смотрелась очень красиво.
Но, что если повторить проект немцев в Беларуси? Как это сделать и что для этого нужно? С этими вопросами я решил обратиться к специалистам по освещению.
В Минске, к примеру, мне не удалось связаться с представителями Osram, но в этом вопросе мне помогли разобраться в украинской компании «АксиомПлюс» - официальный дилер Osram в Украине (как оказалось один из крупнейших). Евгений Б. - согласился помочь с подбором подходящего оборудования и даже с расчетами.
Первое, что мне стало известно
Мало того, что, прежде всего понадобится достаточно большое количество светодиодной ленты, так и не каждая, даже влагозащищенная как оказывается, подходит под эти цели. Т.к. лента будет заливаться водой, нужен высокий уровень пылевлагозащиты (не ниже IP67). По факту это всё таки обычная LED-лента только в герметичной силиконовой трубке.
А выбирать лучше европейские Eurolamp или Osram (у них выше качество), чем дешевые китайские светодиоды - они в условиях низкой температуры могут деградировать или вовсе переставать светить, потому Евгений советовал: «лучше не рисковать».
Исходя из того, что LED-ленты работают от 12В или 24В постоянного тока, нужен блок питания с соответствующими характеристиками. Можно соединить схему из нескольких БП, главное чтобы мощность каждого соответствовала нагрузке, которая на него падает.
Для RGB-лент (именно такие были использованы в видеоролике Osram) нужен еще контроллер, отвечающий за смену цветов. Он также подбирается по мощности аналогично блокам питания.
Для более бюджетной подсветки монохромной лентой, которая светится только одним цветом контроллер не нужен. Это тоже неплохое решение, так как можно выбрать любой цвет свечения, необязательно белый или желтый, тем более монохромные LED проще монтируются чем RGB.
Понадобится также кабель, чтобы все это соединить в единую систему. Светодиоды маломощные, потому хватит тонкого ШВВП или ПСВВ. Для подачи электричества на БП оптимально подойдет ПВС, сечением не меньше 0,75мм².
А теперь отталкиваясь от вышеперечисленного набора, рассчитаем несколько проектов, начиная с того, что сделали немцы на альпийской вершине.
RGB-подсветка хоккейной мини-площадки
В ролике был показан мини-каток размерами примерно 15×7 м, что в четыре раза меньше стандартов НХЛ. Для разметки границ и зон понадобится 100м LED-ленты RGB 12В SMD5050 с плотностью 60 светодиодов на метр. Средняя стоимость такой на белорусском рынке около 60 руб. за 5-метровую бухту, 100 метров обойдутся в 1200 руб.
Мощность на погонный метр 14,4 Вт/м. Зная это, можно рассчитать требуемый номинал контроллера и блока питания:
14,4 Вт/м × 100м = 1 440 Вт
Для LED-подсветки это высокая мощность, потому одним RGB-контроллером не обойтись. Самый высокий номинал, который можно найти в магазине - 720Вт/12В за 55 руб. Для подключения 100м LED необходимы два таких, итоговой стоимостью 110 руб.
БП обойдется дороже. Китайский хорошего качества на 720Вт будет стоить 200 руб. За два придется отдать 400 руб.
Но, это еще не все. Дело в том, что светодиодную ленту нельзя подключать дальше 5м без RGB-усилителя, так как у постоянного тока большие потери с длинной и дальше 5м светодиоды будут тускло светить или не будут работать вообще.
100м - это 20 бухт, по 5м каждая. Если расположить БП по центру площадки с противоположных сторон, сразу можно подключить по 3-4 ленты к каждому напрямую, дальше нужно удлинять через RGB-усилители.
К усилителям, как и к БП можно параллельно подключать сразу несколько полос, главное чтобы нагрузка не превышала допустимую мощность. Итого для подключения 100м LED вполне хватит 10 RGB-усилителей.
В данном примере рассматривается схема, при которой усилители будут запитаны с общих блоков питания из-за малой площади поля. Более эффективная схема, когда для каждого монтируется собственный БП на 72Вт/12В. Это снимет нагрузку с источника питания лент, но в пересчете получится дороже и сложнее в монтаже.
Учитывая, что на каждый усилитель будет припадать 5м полосы, необходимая номинальная мощность:
14,4 Вт/м × 5м = 72Вт.
Один RGB-усилитель такого номинала будет стоить около 15 руб., все 10 шт. обойдутся в 150 руб.
Для подключения всей этой системы понадобится около 50м провода, возьмем самый распространенный ПВС 4×0,75 мм². Он стоит около 0,5 руб/м. 50м вместе с расходниками (коннекторы, переходники, скобы и пр.) обойдутся около 30 руб.
Нужен именно четырехжильный провод, так как на RGB 4 контакта - 3 цвета и «минус».
Зная полный список комплектующих (очень кстати, всё сопутствующее оборудование я видел и на АксиомПлюс), можно подсчитать итоговую стоимость:
Но, этот проект можно сделать иначе, если «не заморачиваться» и вместо RGB-лент взять обычные монохромные, скажем синего или фиолетового цвета. На хоккейной площадке такая разметка будет выглядеть весьма красиво.
Рассчитываем одноцветную подсветку
Преимущество монохромной ленты в том, что ей не нужны RGB-контроллеры, и так как у нее только два контакта «плюс» и «минус», монтируется она гораздо проще. Средняя цена LED-ленты 12В SMD5050-60 IP68 примерно такая же, как и RGB - 60-70 руб. за 5-метровую бухту. Итого за 100м выйдет 1200 руб.
К монохромным и RGB-лентам применяются одни и те же блоки питания. Но, в данном случае подсветку нужно равномерно развести по всей площадке, а вместо двух мощных БП лучше использовать 10 маломощных (по 2 полосы на каждый). Это проще и потребуется меньше кабеля, тем более здесь не нужно ничего синхронизировать.
Так, как в данном примере были взяты большие SMD5050 с концентрацией 60 светодиодов на 1м длины, мощность будет составлять 14,4 Вт/м. Каждый БП будет поддерживать 10м, а значит на него будет падать нагрузка 144Вт. Герметичный (IP67) БП 150Вт/12В можно найти за 65руб. За 10 шт. придется отдать 650 руб.
Двухжильный ПВС 2×0,75 мм² не сильно отличается от четырехжильного и продается в среднем за те же 0,5 руб/м. Берем 50м вместе с расходниками за 30руб.
Теперь подсчитаем итоговые затраты:
Полученная сумма почти не отличается. Разница только в том, что если Вы хотите, чтобы цвет свечения менялся после нажатия на кнопку пульта, нужно применить более сложную схему подключения.
В данных примерах была рассмотрена мини-площадка, а теперь перейдем к более серьезному проекту - хоккейной площадке стандартных размеров.
RGB-подсветка хоккейного поля IIHF
Международная федерация хоккея на льду (IIHF) определяет стандартный размер поля 60-61×29-30м, что не сильно отличается от стандарта НХЛ 61×27м. Для игр в профессиональных лигах и международных турнирах допускаются размеры от 56×26м до 61×37м. Размеры площадки примерно в одном диапазоне, потому для расчетов возьмем золотую середину 60×30м.
Стандартное поле по площади в четыре раза больше мини, сделанного Osram, потому представленная выше схема подключения уже не подойдет. От RGB-контроллеров сигнал разветвим усилителями и для каждого подключим собственный БП.
Такая схема более эффективная, так как постоянный ток в отличие от переменного не передается на большие расстояния, особенно при низком напряжении. БП будут подключаться непосредственно возле ленты, чтобы свести потери электричества к минимуму.
В общем понадобится около 400м RGB светодиодной ленты 12В SMD5050-60, если разделить по 5-метровых бухтах, получится 80шт. Учитывая, что мощность одной - 72Вт, к каждому усилителю мы подключим по две. Это связано с тем, что номинал выше 144Вт в герметичном исполнении сложно найти.
Учитывая, что к одному контроллеру максимум можно подключить не более 30 усилителей, оптимальная схема подключения будет состоять из:
- 2 RGB-контроллеров 144Вт/12В (70 руб. каждый);
- 38 RGB-усилителей 144Вт/12В (15 руб.);
- 40 БП 150Вт/12В (65 руб.).
Подключение можно делать все тем же ПВС 4×0,75 мм², которого теперь понадобится около 150м. Вместе с расходниками обойдется в 90 руб.
В отличие от предыдущих расчетов, здесь в 4 раза выше мощность, потому еще понадобится контактор для включения нагрузки. Чтобы определить его номинал, нужно рассчитать суммарную мощность:
14,4 Вт/м × 400м = 5 760 Вт.
Зная напряжение 220В рассчитаем силу тока:
5 760 Вт / 220В = 27А.
Ближайший номинал вверх 32А, средняя цена около 25 руб.
А теперь подсчитаем суммарные затраты на оборудование:
А теперь посмотрим, будут ли дешевле неуправляемые LED-ленты.
Монохромная подсветка площадки 60×30м
Здесь схема подключения будет такая же, как и на мини-поле: 1 БП на 2 бухты. И так нам понадобится 80 бухт SMD5050 12В суммарной длинной 400м, которые будут подключены к 40 БП 150 Вт/12В. Подключаться все это будет тем же ПВС 2×0,75 мм², 150м вполне хватит.
Исходя из высокой нагрузки, для включения также понадобится контактор на 32А 220В.
Теперь подсчитаем суммарные затраты:
Таким образом одноцветная подсветка получилась на 710 руб. дешевле. Против общей суммы затрат экономия не такая и ощутимая, зато с RGB можно экспериментировать, меняя цвет свечения.
Еще один важный момент, что в расчеты проектов не был включен монтаж. Прокладка RGB займет немного больше сил и времени, потому вероятно обойдется дороже. Это уже частный случай, так как зависит от стоимости услуг бригады, которая будет монтировать.
Как проложить LED-ленту под лёд
Способ прокладки стоит выбирать исходя из состояния площадки. Проще прокладку делать перед заливкой ледового покрытия, так как сразу можно все выставить, закрепить и проверить.
Для начала нужно сделать разметку и усадить алюминиевый профиль, на котором и будет держаться LED-лента. Учитывая, что толщина герметической ленты около 8мм, оптимальная глубина для усадки 15-20мм, как раз над слоем белой краски. Можно и глубже, но после «обкатки» лёд помутнеет, и подсветка потеряет яркость. Если же глубина будет меньше, то конструкция может повредиться коньками.
Можно прокладывать и без профиля, но будет труднее выровнять острые углы. К тому же во время заливки конструкция может сдвинуться, нарушив симметрию. Кроме того алюминиевый корпус обеспечивает дополнительную защиту от повреждений.
Для установки в уже готовое ледовое покрытие, нужно аккуратно вдоль разметки вырезать канал по которому будет проложена LED-лента, БП, а также провода. Все соединения должны быть загерметизированы до уровня IP67, чтобы при заливке вода не сомкнула контакты. Провода электропитания выводятся в специальный бокс с автоматикой.
В боксе должна обязательно стоять защитная автоматика:
- Автоматический выключатель - для защиты от короткого замыкания (можно установить несколько, по одному для каждого блока питания);
- УЗО - для предотвращения опасных утечек, если нарушится герметичность конструкции или повредится изоляция.
Как вариант, вместо УЗО и автомата можно поставить дифавтомат, защищающий от утечек, и от замыкания - по цене будет то же самое. Номинал рассчитывается по нагрузке защищаемой линии.
Перед монтажом важно рассчитать размер шкафчика, чтобы там поместилось все оборудования, включая контакторы. Также там могут быть установлены блоки питания и RGB-контроллеры с выносным ИК-датчиком.
Чтобы в шкафчик не имели доступ посторонние, возьмите дверцу с замком, а если хоккейная площадка под открытым воздухом, тогда не лишней будет антивандальная конструкция. Все таки оборудование не дешевое, потому на защите от воров лучше не экономить.
Таким образом Вы можете сделать светодиодную подсветку, не хуже чем немцы в своем рекламном ролике. Здесь описан оптимальный вариант, но никто не запрещает экспериментировать, выбирая более маленькие светодиоды или концентрацию 30шт/м. вместо 60шт.
Можно выбрать, как один цвет свечения, так и скомбинировать несколько. Кроме разметки можно подсветить эмблему хоккейного клуба. Игра на таком поле будет выглядеть гораздо красочнее, и сработает лучше любой рекламы.
Материал подготовлен на основаниях интервью технического специалиста в области светотехники Евгения Б. из компании «АксиомПлюс»
Александр Степаненко (с)
