Para montagem de um painel de led temos 3 partes importantes:

- O Hardware que compõe o painel de led.

- A instalação da rede elétrica e rede de comunicação (LAN/Internet).

- A estrutura de sustentação do equipamento.

A rede elétrica.

Embora muito se tenha melhorado em termos de consumo elétrico e eficiência das fontes chaveadas painéis de LED ainda têm um consumo considerável de energia elétrica. Um painél de led com pitch P3.91 por exemplo tem consumo médio de 250w por m² (consultar as informações do fabricante), mas quando acesso na cor branca com 100% do brilho o consumo pode chegar na casa dos 700w por m², se o painel de led medir 4 x 3 metros temos 12 m², multiplicando por 700w temos o total de 8.400 watts. Sua rede elétrica deve estar preparada para alimentar com esta potência.

Então o primeiro passo para dimensionar o que vamos usar para compor o circuito elétrico é verificar qual o consumo máximo por metro quadrado do painel de led a ser adquirido, depois multiplicar o comprimento do painel pela altura, o resultado será multiplicado pelo valor do consumo máximo em watts. Por exemplo, o vendedor informou que o consumo máximo por m² é de 800 w, o painel terá 3 metros de comprimento por 2 mestros de altura, então temos: 3 x 2 x 800 = 4.800 watts.

A amperagem

Uma vez temos o valor máximo em watts do painel de led temos que converter watts em amperes, e a fórmula é simples, watts / volts = amperes. Como exemplo vamos supor que a potência máxima do painel é de 8.400 watts e nossa rede elétrica é de 220 volts, então temos 8.400w / 220v = 38.18 amperes.

Se fosse uma rede elétrica de 127 volts o valor seria: 8.400w / 127v = 66.14 amperes. E é por esse motivo que a maioria dos paineis de led usam 220 volts, voltagem mais baixa leva, consequentemente, à amperagem mais alta, que leva a cabos e componentes considerávelmente mais caros como veremos mais abaixo.

Uma vez que conhecemos a voltagem e amperagem podemos seguir no calculo da instalação, abaixo uma calculadora para ajudar com o calculo da amperagem:

Cuidado: Nunca ligue uma fonte de 220V entre duas fases de uma rede 380V, ou ela queimará instantaneamente!

Cuidado: Nunca ligue uma fonte de 127V em uma rede 220 ou 380V, ou ela queimará instantaneamente!

Cuidado: Este guia serve para orientação para a instalação da rede elétrica do painel de led, mesmo tendo a informações aqui fornecidas contrate um profissional para conferir os calculos e fazer a instalação para não correr o risco de choque elétrico ou danos a algum componente do painel de led ou a danos à própria rede elétrica já existente.

O disjuntor.

O maior erro no dimensionamento de painéis de LED é considerar apenas a corrente nominal (de operação). As fontes chaveadas (fontes de alimentação) dos módulos de LED possuem capacitores que, ao serem ligados, demandam um pico de corrente altíssimo por milissegundos. Se você utilizar um disjuntor comum de uso residencial, ele interpretará esse pico como um curto-circuito e desarmará instantaneamente.

Os disjuntores termomagnéticos são classificados por curvas (B, C ou D), que definem o quão tolerantes eles são a picos momentâneos.

• Curva B (3 a 5x a corrente nominal): Inadequada. Desarmará quase sempre no momento do "power on".
• Curva C (5 a 10x a corrente nominal): É o padrão recomendado para a maioria das instalações de LED. Suporta o pico inicial das fontes sem desarmar.
• Curva D (10 a 20x a corrente nominal): Usada em painéis de escala monumental ou onde há muitos transformadores/motores envolvidos. Deve ser usada com cautela para não comprometer a proteção da fiação.

Dimensionamento: A Regra dos 80%

Para garantir a vida útil do disjuntor e evitar o disparo térmico por aquecimento do painel elétrico, siga a norma de não ocupar mais de 80% da capacidade nominal do disjuntor em cargas contínuas (que ficam ligadas por mais de 3 horas).

para fazer o calculo dividimos a amperagem obtida no calculo que fizemos anteriormente, que no nosso exemplo deu 38.08 por 0.8.

38.18 / 0.8 = 47.72, como os valores mais comuns de disjuntor no mercado são 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 e 63 amperes; adotamos o primeiro valor acima de 47.72 que é 50 amperes, o padrão recomendado é o curva C, então este é nosso disjuntor, 50A curva C

A função além de servir como chave liga/desliga é proteger a instalação e o o painel contra eventuais curto circuitos e sobrecargas, normalmente é usado um disjuntor geral com o valor de acordo com o que calculamos e depois dele disjuntores menores de valor de acordo com a carga ligada a ele, por exemplo, nosso painel do exemplo pode ter depois do disjuntor geral dois disjuntores de 25A curva C, cada uma alimentando uma linha dos gabinetes de led, e um disjuntor de 2A para o dispositivo player, roteador, etc.

A quantidade de fases suportadas por um disjuntor vai depender da quantidade de fases da rede elétrica que será usada para alimentar o painel de led monofásico, bifásico ou trifásico.

O disjuntor pode ajudar a proteger de descargas de sobre tensão se usado em conjunto com o nosso próximo componente.

O DPS.

O DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) é essencial para proteger as fontes contra descargas atmosféricas (raios) e surtos de manobra da concessionária. Para painéis externos (outdoor), o uso de DPS Classe II é obrigatório no quadro de distribuição.

para a escolha do DPS correto a ser usado temos:

Corrente Máxima de Descarga (Imax):

• Zonas Urbanas densas: Mínimo de 20kA.
• Zonas com alta incidência de raios: Mínimo de 40kA a 45kA.
• Painéis Outdoor isolados (Postes): Recomenda-se 60kA.

Tensão de Operação Continua (Uc​):

• Para rede 220V (Fase-Neutro), o Uc​ deve ser de pelo menos 275V.
• Para rede 127V, o Uc​ deve ser de pelo menos 175V.

Fontes chaveadas de LED geralmente suportam até 1,5kV. Portanto, seu DPS deve ter um Up​≤1,5kV

Na ligação do DPS um terminal é ligado na saida do disjuntor que está conectado a carga, o outro terminal é ligado ao aterramento.

Em condições normais (ex: rede em 220V), o DPS atua como uma chave aberta. Ele tem uma resistência altíssima, impedindo que a eletricidade passe por ele. Quando um raio cai próximo ou ocorre uma manobra da rede e a tensão sobe bruscamente (chegando a milhares de volts), a resistência do varistor cai quase a zero em nanossegundos. Nesse momento, o DPS "curto-circuita" o surto, desviando o excesso de energia diretamente para o fio terra, antes que ele chegue às fontes do seu painel de LED ou ao seu hardware.

Ao contrário de um disjuntor (que você apenas rearma), o DPS é um dispositivo de sacrifício. A resposta para "quantas vezes" ele protege depende da intensidade dos surtos que ele recebe, o DPS pode atuar centenas de vezes contra surtos pequenos gerados por ligar/desligar motores, elevadores ou máquinas de solda. Ele vai se desgastando gradualmente, mas continua operacional. Ele é projetado para suportar pelo menos 20 descargas no valor de sua Corrente Nominal (In​) sem queimar.

Quando ocorre um surto rápido (um pico de tensão de milissegundos), o DPS atua desviando essa energia para o aterramento. Como esse evento é extremamente rápido, o disjuntor termomagnético não tem tempo de "sentir" o calor ou o campo magnético necessário para disparar. O painel continua ligado e protegido.

Em surtos extremos o DPS faz o disjuntor desarmar.

Para saber se o DPS ainda protege existe um mostrador fácil de encontrar em seu corpo, se o mostrador estiver verde o DPS continua protegendo, se estiver vermelho ele se sacrificou para proteger o circuito e não irá mais proteger sendo necessário sua substituição.

O IDR.

No setor de sinalização digital, é comum instalarmos painéis de LED em locais com grande circulação de pessoas: shoppings, fachadas de lojas, aeroportos e totens de rua. Nesses ambientes, a segurança elétrica é crítica. O IDR (ou DR) é o dispositivo obrigatório pela norma NBR 5410 para garantir essa proteção.

O funcionamento do IDR baseia-se em uma comparação matemática constante. Ele monitora a soma das correntes que entram pelas fases e saem pelo neutro, em condições normais, a corrente que entra é igual à que sai, se houver uma diferença (fuga), significa que a eletricidade encontrou um caminho alternativo para a terra. Esse caminho pode ser o corpo de uma pessoa tocando a estrutura do painel ou uma falha de isolação nos cabos.

Ao detectar essa diferença (geralmente de 30mA), o IDR desarma em milissegundos, interrompendo a energia antes que o choque se torne fatal.

O Desafio dos Painéis de LED: "Desarmes Indesejados"

Um problema comum enfrentado por técnicos de LED é o IDR desarmar sem que haja um defeito real. Isso acontece por dois motivos técnicos:

• Corrente de Fuga Funcional: As fontes chaveadas de LED possuem filtros internos (capacitores) que naturalmente "vazam" uma pequena quantidade de corrente para o aterramento.
• Umidade em Painéis Outdoor: Em fachadas, a umidade pode criar microfugas de corrente na estrutura, que somadas, ultrapassam o limite do IDR.

A Solução:

Nunca coloque o painel inteiro sob um único IDR de 30mA. Divida o painel em circuitos menores, cada um com seu próprio IDR, ou utilize IDRs de alta imunidade (Tipo A ou Superimunizados).

Diferença entre IDR e Disjuntor

É um erro comum achar que o IDR substitui o disjuntor. Eles são complementares:

Especificações para o Projeto de LED

Ao comprar um IDR para seu quadro de comando, você deve observar:

• Sensibilidade: Para proteção de pessoas, deve ser de 30mA (Alta Sensibilidade). IDRs de 300mA servem apenas para proteção contra incêndios em instalações industriais.
• Corrente Nominal: Deve ser igual ou maior que a soma dos disjuntores que ele protege. Se você tem 2 disjuntores de 20A abaixo dele, o IDR deve ser de pelo menos 40A.
• Número de Polos: Bipolar (Fase + Neutro ou Fase + Fase) ou Tetrapolar (3 Fases + Neutro).

Manutenção: O Botão de Teste

Todo IDR possui um botão identificado com a letra "T" (Test).

• Importância: Este botão simula uma fuga interna para verificar se o mecanismo de disparo ainda está funcionando.
• Periodicidade: Recomenda-se que o técnico de manutenção do painel aperte esse botão a cada 6 meses. Se o IDR não desarmar ao apertar o botão, ele está com defeito e deve ser trocado.

Importância:

Para quem opera redes de Mídia Indoor, o IDR não é um custo, mas uma blindagem jurídica e ética. Em caso de qualquer falha na isolação de um gabinete de LED, o IDR garantirá que ninguém sofra um acidente grave ao encostar na estrutura metálica.

O cabeamento da rede elétrica.

Dimensionamento e Aterramento

Este é um dos temas mais críticos para a longevidade de um projeto de Digital Signage. Um cabeamento mal executado resulta em quedas de tensão, queima prematura de fontes e até riscos de incêndio.

A bitola do cabo deve ser de acordo com o disjuntor ao qual ele está ligado, por exemplo, nos calculos do exemplo apresentado até agora temos uma corrente de carga de 38,18A com um disjuntor de 50A, o cálculo da bitola do fio não deve ser baseado na carga do painel de LED, mas sim na capacidade do disjuntor.

Isso ocorre porque o disjuntor serve para proteger o cabo. Se você usar um fio que suporta apenas 40A em um disjuntor de 50A, o fio derreterá e pegará fogo antes que o disjuntor perceba que há algo errado.

Considerando condutores de cobre com isolação em PVC (o mais comum) instalados em eletrodutos embutidos (Método B1 da NBR 5410):

• Cabo de 6 mm²: Suporta até 41A. (Inadequado para um disjuntor de 50A).
• Cabo de 10 mm²: Suporta até 57A. (Recomendado).

Portanto, para um disjuntor de 50A, você deve utilizar obrigatoriamente cabos de no mínimo 10 mm².

Se após o disjunto geral de 50A houver dois disjuntor de 25A para distribuir a rede entre os modulos de led, de rede elétrica até o disjuntor de 50A deve ser usado cabo com pelo menos 10 mm² (o comprimento máximo também é levado em consideração, mas será assunto de outro artigo), e do disjuntor de 50A até cada um dos de 25A assim como depois do disjuntor de 25A pode ser usado cabo de 4 mm².

A corrente suportada pelo cabo varia de fabricante para fabricante, então é bom consultar a documentação que costuma ser disponibilizada no site de cada fabricante, a diferença também em usar cabos de cobre e de alumínio, abaixo uma tabela com valores médios das correntes suportadas vs a bitola do cabo.

Agora que você tem o entendimento básico sobre a instalação da rede elétrica não perca o próximo artigo sobre a comunicação (LAN/Internet).