Плата для светодиодов своими руками

Rufino › Блог › Печатные платы для подсветки (своими руками)

Часто думал над тем, как устроить дополнительную, интерьерную подсветку салона.
Все, что было OEM от VW Group меня не совсем устроило. Решил наколхозить все самостоятельно.

В мой проект RED Line входила интерьерная подсветка салона и багажника красным светом

Интерьерная подсветка салона:
— подсветка ручек (4 платы по 1 smd 3528);
— подсветка вещевых отделений в дверях (4 платы по 1 smd 5050);
— подсветка области прикуривателя спереди и сзади (2 платы по 1 smd 3528);
— подсветка торцевых отделений между дверьми и приборной панелью (2 платы по 6 smd 3528);
— подсветка замка зажигания;
— подсветка пространства ног (установил комплект готовых плафонов).
— подсветка декоративных вставок в дверях (под вопросом);

Погуглив немного, нашел простой и доступный способ для травления плат, с которым я сейчас поделюсь и покажу, что у меня получилось.

Нам понадобится:
1. Стеклотекстолит односторонний (фольгированый);
2. Перекись водорода 1 флакон на 100г;
3. Лимонная кислота 50-80г (можно и больше);
4. 1-2 чайные ложки поваренной соли;
5. Программа Sprint-Layout (в которой рисуется макет платы);
6. Принтер лазерный (струйный не подойдет);
7. Глянцевая бумага
8. Утюг;
9. Ножницы по металлу;
10. Наждачная бумага (нулевка)

Сначала нужно нарисовать шаблон в Sprint-Layout.
У меня получилось как-то так

Распечатал на глянцевую фотобумагу

Пока я дошел до этого пункта, мне пришлось сделать несколько тестовых печатей на простой бумаге. Приложил светодиоды и резисторы, чтобы проверить все ли подходит по размерам, а затем уже печатал на глянце.

Перед нанесением тонера на плату, необходимо пройтись нулевкой, чтобы снять небольшой слой с поверхности текстолита.

Теперь берем утюг, ставим режим чуть меньше максимума (без пара) и пока он разогревается, прикладываем распечатанный шаблон на стеклотекстолит тонером к текстолиту и начинаем гладить поверхность бумаги.
Разглаживать поверхность нужно с усилием, но без фанатизма. Займет эта процедура 3-4 минуты, после чего тонер прилипнет к текстолиту.

Я изначально разрезал бумагу не правильно, желательно ее разрезать так, чтобы подвернуть ее под плату. Иначе при глажке она может сползти и все придется делать заново.

Теперь нужно снять слой бумаги, но аккуратно. Можно промочить в теплой воде минут 5, и легким касанием пальцев или губкой снять слой от бумаги.
У меня он снялся не весь, тонкий слой все же остался. Я не стал продолжать, т.к. в некоторых местах начал сходить тонер. В тех местах где сошел тонер, нужно аккуратно нанести лак (можно для ногтей, маркер не поможет).

Теперь, когда плата готова, нужно сделать раствор.
Я взял пластиковый контейнер из под сыра (не реклама))

Можно сделать в тарелке, т.к. раствор не вредный и легко смывается.

Заливаем весь флакон перекиси водорода, добавляем 1-2 чайных ложек соли, насыпаем лимонной кислоты(50-60г) и размешиваем ложкой. Сначала будет густо, но после размешивания, раствор превратится в воду.
Топим плату в растворе и оставляем ее там на минут 40-60.

У меня процедура травления заняла около одного часа. Раствор не кипел (что возможно), все происходило в вялом режиме. Через каждые 15-20 минут помешивал раствор ложкой, чтобы быстрее протравилась плата.

Раствор спустя небольшое время — начинает менять цвет

Травление платы закончено

Промываем плату в теплой воде (доставать плату желательно пинцетом, не руками). Необходимо теперь снять весь тонер. Нам поможет в этом нулевка.

Смотрим на свет, и видим где не было тонера при травлении.

Это было мое первое травление платы. Ожидал, что получится плохо, но на удивление получилось нормально.

Ножниц у меня не было, поэтому пришлось разрезать плату с помощью этих инструментов

Было не легко, но получилось хорошо, тонкий и ровный разрез. Кусачки практически не пригодились. Молоток только под конец. В основном все сделал монтажным ножом.

Припаял светодиоды с резисторами, сделал матовый плафон для платы и готово.
Рабочий результат.

Самодельная плата для светодиодов аналог звезды

Раньше светодиоды заказывал на звездах, что упрощало их монтаж, но с другой стороны удорожало из стоимость на 20 руб. за штуку. Кроме удобства монтажа звезды защищают растительные светодиоды красного спектра от короткого замыкания, так как эти светодиоды имеют контакт анод с подложкой из-за этой особенности при монтаже их на общем радиаторе подложки, как и выводы светодиодов нужно изолировать от поверхности радиатора. Но при этом не должна ухудшаться передача тепла от подложки светодиода на поверхность радиатора. Изолировать светодиоды красного спектра от поверхности радиатора можно с помощью упоминаемых выше звезд, теплопроводящего скотча 3М, либо сделать самодельные квадратики из фольгированного алюминия. В этот раз я выбрал последний вариант сделать квадратики своими руками.

Фольгированный алюминий для изготовления печатных плат толщиной 1,2 мм. размер 100×150 мм., имеет алюминиевое основание, слой диэлектрика 70 мкм. который и будет изолировать светодиод от радиатора, медную фольгу 35 мкм. На алюминиевое основание нанесена защитная пленка для защиты основания при травлении. Медные площадки для пайки светодиодов и проводов будут получены путем травления в хлорном железе. Защитный слой для площадок нанес с помощью ЛУТ технологии (лазерно утюжная технология). Для этого в программе Sprint-Layout нарисовал дорожки, и распечатал на лазерном принтере, перед печатью в настройках принтера нужно отключить экономию тонера. Печатал на обычной бумаге Снегурочка. Итого вошло 35 квадратиков 7×5.

Обернул текстолит напечатанной стороной к фольге. Делать это нужно аккуратно, следить чтобы рисунок не перекосился.

Проутюжил нагретым утюгом. При этом рисунок дорожек должен прилипнуть на фольгу текстолита.

Теперь нужно избавиться от бумаги, но при этом чтобы краска принтера осталась на поверхности текстолита. Для этого замочил проутюженный текстолит с бумагой в теплой воде, после того как бумага размокла, удалил ее.

Оттиск получился не очень качественным раньше получалось лучше. Утюжить, наверное, дольше надо было.

Пришлось подкрасить эмалью. Также покрасил торцы платы, чтобы при травлении не вытравилось алюминиевое основание.

Теперь можно приступить к травлению платы в растворе хлорного железа, продается в магазинах для радиотехников. Растворять в воде согласно инструкции, я сыпал на глазок. Травление и хранение раствора должно производиться в емкостях из пластика, стекла, керамики и т.д. Которые не вступят в контакт с хлорным железом.

Через некоторый промежуток времени получаем результат травления, то есть оголенная медная фольга растворилась в растворе хлорного железа, а фольга которая находилась под краской осталась на плате образуя площадки для пайки.

Краску снял тряпочкой смоченной в ацетоне. Получилось не совсем эстетично, но зато практично.

Квадратики пилил перевернутым электро лобзиком с пилкой по металлу. Делать это нужно очень аккуратно, чтобы не повредить пальцы. Затем обработал торцы напильником, в некоторых местах торцов хлорное железо добралось до алюминиевого основания, получились рытвины. Торцы с рытвинами обрабатывал напильником более тщательно, пока не пропали следы коррозии. Просверлил отверстия Ø2.8 мм. для крепления квадратиков саморезами к радиатору. Зачистил площадки наждачной бумагой нулевкой, протер и залудил их. Кружок под подложку светодиода лудить не стал, так как припой ложится не ровно.

Подложку LED приклеил теплопроводным клеем к квадратику, выводы припаял к площадкам.

Как сделать светодиодный модуль

Светодиоды и изделия на их основе становятся всё популярнее. Светодиодные лампочки и светильники планомерно вытесняют с полок магазинов традиционные источники света. Радиолюбителей этот полупроводниковый прибор также не может оставить равнодушными и всё чаще возникает вопрос: как сделать светодиод своими руками?

Сам светодиод достаточно сложен в изготовлении, и повторить технологический процесс вне производственных условий невозможно. Выращивание кристалла, корпусирование, нанесение люминофора – всё это требует сложного дорогостоящего оборудования. Однако дальнейший жизненный путь светодиода, вышедшего из производства, может быть самым разнообразным. Светодиоды используются в подсветке мониторов, в индикации, в освещении и многих других областях. Они открывают огромные возможности, как для профессиональных разработчиков, так и для простых любителей мастерить что-либо своими руками.

Для того чтобы светодиод заработал его нужно припаять на плату, такой узел уже будет называться светодиодным модулем. Модуль может включать один или несколько светоизлучающих диодов.

В отличие от индикаторных светодиодов, которые имеют длинные выводы под пайку в отверстия, мощные осветительные светодиоды выполняются в основном в корпусах для поверхностного монтажа. Поэтому припаять их на плату своими руками, намного сложнее, да и сами печатные платы для таких светодиодов бывают разных видов.

Стеклотекстолит можно использовать, только если мощности невелики, не более ватта на светодиод, чтобы избежать его перегрева. При этом пространство вблизи диода должно быть металлизировано, а иногда «усеивается» переходными отверстиями для скорейшего отвода тепла на вторую сторону платы. Хотя радиатор из такой платы получается неважный, она имеет существенное достоинство – ее можно без проблем сделать своими руками, используя старую добрую технологию «принтера и утюга».

Для оптимального отвода тепла мощный светодиод обычно монтируется на плату MCPCB («Metal Core Printed Circuit Board» – печатная плата на алюминиевом основании).

Она представляет собой алюминиевую пластину, которая имеет на поверхности медные печатные проводники, отделенные от основания тонкой диэлектрической окисной пленкой. Такие платы обычно имеют толщину 1,5-2мм, они значительно дороже текстолитовых и, как правило, их можно достать только в готовом виде, уже разведенные под конкретные типы светодиодов. Своими руками сделать такую плату не удастся – нужно иметь специализированное производство. Однако в последнее время практически все отечественные изготовители печатных плат стали оказывать услуги по изготовлению MCPCB и если есть большое желание изготовить свой уникальный светодиодный модуль, то сегодня можно реализовать его. Стоить это будет недешево.

Пайка светодиода на плату MCPCB представляет определенные трудности:

  • при попытке спаять диод обычным паяльником или паяльной станцией плата становится существенной помехой – радиатором, который отводит тепло от контактной площадки, не давая как следует разогреть ее, поэтому приходится пользоваться мощным паяльником;
  • мощный светодиод помимо катода и анода обычно имеет еще и вывод для отвода тепла, представляющий собой плоскую площадку, расположенную на дне корпуса светодиода, т.е. недоступную для жала паяльника.

Типовая плата для таких светодиодов представлена на рисунке ниже.

Из-за причудливой формы такая плата называется «звезда». По центру посадочное место светодиода, в данном случае XPE фирмы CREE. Сам светодиод выглядит так

Пайка светодиода на «звезду» может быть выполнена с помощью термофена, но делать это нужно с большой осторожностью, чтобы не повредить линзу. Также следует следить, чтобы воздушный поток не сместил светодиод. Паяльной пастой злоупотреблять не стоит, если нанести избыточное кол-во, корпус может «поплыть» и получится перекос.

Если необходимо спаять большое кол-во светодиодов, например, модуль в виде длинной линейки, то фен точно не лучший вариант.

Существует более эффективный метод монтажа. Старый утюг с плоской подошвой может стать идеальным инструментом для «выпекания» светодиодных модулей. Он устанавливается подошвой вверх и нагревается градусов примерно до 230. Затем на него осторожно устанавливается алюминиевая плата с предварительно нанесенными флюсом, паяльной пастой и установленными светодиодами. Визуально можно будет увидеть, когда плата нагреется, произойдет оплавление паяльной пасты и сформируются четкие пайки. Главное не передержать – светодиод можно подвергать воздействию таких температур только в течение нескольких десятков секунд, иначе можно вывести его из строя или потерять значительную долю светового потока. Таким способом можно спаять одновременно несколько десятков светодиодов.

Изготовление плат и сборка устройства для плавного розжига светодиодов

Приветствую всех начинающих электронщиков и любителей радиотехники и тех, что любит что-то поделать своими руками. В данной статье я постараюсь убить сразу двух зайцев: постараюсь вам рассказать о том, как самому сделать печатную плату отличного качества, которая ничем не будет отличаться от заводского аналога, тем самым мы с вами будем делать устройство для плавного розжига и затухания светодиодов . Данное устройство можно будет использовать в автомобиле для подключения светодиодов. Например, как в этой самоделке .

Для работы нам понадобятся:
  • Транзисторы – IRF9540N и КТ503;
  • Конденсатор на 25 V 100 пФ;
  • Диод выпрямительный 1N4148;
  • Резисторы:
    • R1 – 4.7 кОм 0,25 Вт;
    • R2 – 68 кОм 0,25 Вт;
    • R3 – 51 кОм 0,25 Вт;
    • R4 – 10 кОм 0,25 Вт.
  • Клеммники винтовые, 2-х и 3-х контактные, 5 мм
  • Текстолит односторонний и FeCl3 – хлорное железо

Ход Работы.

Первым делом нам необходимо подготовить плату. Для этого отмечаем на текстолите условные границы платы. Края платы делаем чуть больше чем рисунок дорожки. После того как отметили края границ можно начать вырезать. Вырезать можно ножницами по металлу, а если их под рукой нет, то можно попробовать вырезать с помощью канцелярского ножа.

После того как вырезали плату, ее нужно отшлифовать. Для этого наждачкой с зернистостью Р800-1000 прошкуриваем под водой плату. Далее сушим и обезжириваем поверхность 646-м растворителем. После чего прикасаться к плате не рекомендуется.

Далее скачиваем программу, что находится в конце статьи, SprintLayout и с помощью ее открываем схему платы и распечатываем ее на лазерном принтере на глянцевой бумаге. Важно, чтобы при печати в настройках принтера была выставлена высокая четкость и высокое качество изображения.

Затем необходимо будет утюгом подогреть подготовленную плату и приложить на нее нашу распечатку и утюгом хорошенько проутюжить плату в течение нескольких минут.

Далее дадим плате немного остыть, после чего опустим ее на несколько минут в чашку с холодной водой. Вода позволит легко отодрать глянцевую бумагу от платы. Если глянец целиком не отодрался, то можно просто скатывать потихоньку пальцами остатки бумаги.

Затем необходимо будет проверить качество дорожек, если имеются незначительные повреждения, то можно подкрасить плохие места простым маркером.

Итак, подготовительный этап завершен. Осталось протравить плату. Для этого насаживаем нашу плату на двухсторонний скотч и приклеиваем ее на небольшой кусок пенопласта и опускаем ее в раствор хлорного железа. Чтобы ускорить процесс травления можно покачивать чашку с раствором.

После того как лишняя медь стравится необходимо будет отмыть плату в воде и с помощью растворителя очистить тонер с дорожек.

Осталось просверлить дырочки. Для нашего устройства были использованы сверла диаметром в 0.6 и 0.8 мм.

Далее необходимо облудить плату. С помощью кисточки смазываем плату флюсом и паяльников лудим дорожки. На жало насаживаем больше припоя и аккуратно проводим по дорожкам.

Важно не перегревать дорожки иначе можно их повредить.

Осталось собрать наше устройство. Предварительно схему с обозначениями рекомендуется распечатать на обычной бумаге и, ориентируясь по нему расположить все элементы на плате.

После того как все припаяно, надо полностью очистить плату от флюса. Для этого тщательно протрите плату тем 646 растворителем и хорошенько промойте щеткой и с мылом и высушите.

После просушки подключаем и проверяем с помощью мультиметра работоспособность сборки. Для этого подключаем «постоянный плюс » и «минус» к питанию а вместо светодиодов подключаем мультиметр и проверяем нет ли напряжения. Если есть напряжение, то значит что флюс смут не полностью.

Как видите процесс изготовления платы не очень и сложный процесс. Данный способ изготовления платы называется ЛУТом (лазерно-утюжная технология). Как было сказано выше, данная сборка может быть использована для плавного розжига светодиодов в автомобиле ( плавный розжиг панели приборов: дефлекторов , спидометра , подсветки салона, подсветки ручек ), или же в любых других местах, где используются светодиода и питание в 12 вольт – даже на велосипед

Всем спасибо за внимание! С удовольствием отвечу на все Ваши вопросы!

Удачи на дорогах.

Автор: Петров Владимир. г. Пермь

ОБЯЗАТЕЛЬНО .

Приборы, действия и свойства которых вам мало известны, особенно самоделки, подключайте через предохранители.

Простая светодиодная лампа своими руками

Внимание! Данная конструкция не имеет гальванической развязки от высоковольтной сети переменного тока. Строго соблюдайте технику безопасности. При повторении конструкции Вы всё делаете на свой страх и риск. Автор не несёт никакой ответственности за Ваши действия.

В статье рассмотрена конструкция светодиодной лампы с питанием от сети переменного тока с напряжением до 240 В и частотой 50/60 Гц. Данная лампа мне служит уже более двух лет и я хочу поделится с Вами этой конструкцией. Лампа имеет очень простую схему ограничения тока, что даёт возможность повторения конструкции начинающим радиолюбителям. Она имеет небольшую мощность и может применяться в качестве ночника или для подсветки помещения, где не нужна большая яркость свечения, но важен такой фактор, как низкое энергопотребление и долгий срок службы. Её можно повесить в подъезде или на лестничной площадке и не переживать о выключении или высоком расходе электричества — срок её службы практически ограничен сроком службы применённых светодиодов, так как данная лампа не имеет импульсного преобразователя, которые часто выходят из строя быстрее самих светодиодов, а радиоэлементы здесь подобраны таким образом, что не превышаются номинальные напряжения и рабочие токи как конденсаторов с диодами, так и самих светодиодов даже при максимальном допустимом напряжении и частоты в питающей электросети.

Лампа имеет следующие характеристики:

Напряжение питания: до 240 В
Частота питающей сети: 50/60 Гц
Потребляемая мощность: не более 1,8 Вт
Количество светодиодов: 9 штук
Общее число кристаллов: 27 единиц
Тип преобразования: с гасящим конденсатором

В лампе использованы трёхкристалльные светодиоды тёплого белого свечения типа smd5050:

При протекании номинального тока 20 мА на одном кристалле светодиода падает напряжение порядка 3,3 В. Это основные параметры для расчёта гасящего конденсатора для питания лампы.

Кристаллы всех девяти светодиодов соединены последовательно друг с другом и таким образом через каждый кристалл протекает одинаковый ток. Этим достигается одинаковое свечение и максимальный срок службы светодиодов и следовательно всей лампы. Схема соединения светодиодов показана на рисунке:

После спаивания получается вот такая светодиодная матрица:

Вот так это выглядит с лицевой стороны:

Представляю Вам принципиальную схему данной светодиодной лампы:

В лампе используется двухполупериодный выпрямитель на диодах D1-D4. Резистор R1 ограничивает бросок тока во время включения лампы. Конденсатор C2 является фильтрующим и сглаживает пульсации тока через светодиодную матрицу. Для данного случая его ёмкость в микрофарадах примерно можно рассчитать по формуле:

где I это ток через светодиодную матрицу в миллиамперах и U — падение напряжения на ней в вольтах. Не стоит гнаться за слишком большой ёмкостью этого конденсатора, так как токогасящий конденсатор играет роль ограничителя тока, а подключённая светодиодная матрица является стабилизатором напряжения.

В данном случае можно использовать конденсатор ёмкостью 2,2-4,7 мкФ. Параллельно ему установленный резистор R3 обеспечивает полную разрядку этого конденсатора после выключения питания. Резистор R2 играет ту же роль для токогасящего конденсатора C1. Теперь главный вопрос — как рассчитать ёмкость гасящего конденсатора? В интернете есть много формул и онлайн калькуляторов для этого, но все они занижали результат и давали более низкую ёмкость, что подтвердилось на практике. При использовании формул с различных сайтов и после применения онлайн калькуляторов в большинстве случаев получилась ёмкость 0,22 мкФ. При установке же конденсатора с данной ёмкостью и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока был получен результат 12 мА при напряжении сети 240 В и частоты 50 Гц:

Тогда я пошёл более длинным путём и сначала рассчитал необходимое гасящее сопротивление, а затем вывел ёмкость гасящего конденсатора. За исходные данные мы имеем:

  • Напряжение питающей сети: 220 В. Возьмём максимально возможное — 240 В.
  • Частоту сети я взял в 60 Гц. При частоте в 50 Гц через матрицу будет протекать меньший ток и лампа будет светить менее ярче, но, зато будет запас.
  • Напряжение, падающее на светодиодной матрице составит 27*3,3=89,1 В, так как у нас 27 последовательно включённых светодиодных кристаллов и на каждом из них будет падать примерно 3,3 В. Округлим это значение до 90.
  • При максимальной частоте 60 Гц и напряжении в сети 240 В, протекающий через матрицу ток, не должен превышать 20 мА.

В расчётах используются действующие значения токов и напряжений. По закону Ома гасящее сопротивление должно составлять:

где Uc — напряжение в сети (В)

Um — напряжение на светодиодной матрице (В)

Im — ток через матрицу (A).

Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то Xc = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:

вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

где f — частота питающей сети (Гц)

Xc — необходимое ёмкостное сопротивление (Ом)

Напоминаю, что полученное в данном случае значение ёмкости конденсатора справедливо для частоты питающей сети 60 Гц. Для частоты же 50 Гц по расчётам получается значение 0,42 мкФ. Для проверки справедливости я временно поставил два параллельно соединённых конденсатора по 0,22 мкФ с получившейся суммарной ёмкостью в 0,44 мкФ и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока было зафиксировано значение в 21 мА:

Но для меня была важна долговечность и универсальность и по расчёту на частоту 60 Гц с результатом необходимой ёмкости в 0,35 мкФ я взял близкий номинал с ёмкостью в 0,33 мкФ. Вам так же советую брать конденсатор немного меньшей ёмкости, чем расчётная, что бы не превышать допустимый ток используемых светодиодов.

Далее подставив формулу для расчёта сопротивления в формулу для определения ёмкости и сократив всё выражение я вывел универсальную формулу в которую, подставив исходные значения, можно вычислить необходимую ёмкость конденсатора для любого числа светодиодов в лампе и любого питающего напряжения:

Окончательная формула принимает следующий вид:

Где C — ёмкость гасящего конденсатора (мкФ)

Id — допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)

f — частота питающей сети (Гц)

Uc — напряжение питающей сети (В)

n — количество используемых светодиодов

Ud — падение напряжения на одном светодиоде (В)

Может быть кому то будет лень производить эти расчёты, но по этой формуле можно определить ёмкость для любой светодиодной лампы с любым числом последовательно соединённых светодиодов любого цвета. Можно например сделать лампу из 16 красных светодиодов подставляя в формулу соответствующее красным светодиодам падение напряжения. Главное придерживаться разумных пределов, не превышать количество светодиодов с общим напряжением на матрице до напряжения питающей сети и не использовать слишком мощные светодиоды. Таким образом можно изготовить лампу с мощностью до 5-7 Вт. В противном случае может понадобиться конденсатор слишком большой ёмкости и могут возникнуть сильные пульсации тока.

Вернёмся к моей лампе и на фотографии ниже показаны радиоэлементы, которые я использовал:

У меня не нашлось конденсатора ёмкостью 0,33 мкФ и я поставил параллельно включённых два конденсатора с ёмкостью 0,22 и 0,1 мкФ. С такой ёмкостью протекающий через матрицу ток, будет немного меньше расчётного. Фильтрующий конденсатор в моём случае на напряжение 250 В, но я настоятельно рекомендую использовать конденсатор на напряжение от 400 В. Хотя падение напряжения на моей светодиодной матрице и не превышает 90 В, но в случае обрыва или перегорания хоты бы одного из светодиодов напряжение на фильтрующем конденсаторе достигнет амплитудного значения, а это более 330 В при действующем напряжении в питающей сети 240 В. (Ua = 1,4U)

В качестве корпуса я использовал часть компактной энергосберегающей люминесцентной лампы вытащив из неё электронную начинку:

Плату я выполнил навесным монтажом и она с лёгкостью поместилась в указанный корпус:

Светодиодную матрицу я приклеил двойным скотчем к круглому куску гетинакса, который привинтил к корпусу двумя винтами с гайками:

Так же я сделал небольшой рефлектор, вырезав его из жестяной банки:

Я провёл реальные измерения при напряжении в питающей сети 240 В и частоте 50 Гц:

Постоянный ток через светодиодную матрицу принял значение 16 мА, что не превышает номинального тока используемых светодиодов:

Так же я разработал печатную плату под радиоэлементы в программе Sprint-Layout. Все детали поместились на площади 30Х30 мм. Вид данной печатной платы Вы можете видеть на рисунках:

Я предоставил эту печатную плату в форматах PDF, Gerber и Sprint-Layout. Вы свободно можете скачать указанные файлы. Хотя на схеме и указаны диоды КД105, но так как в настоящее время они являются редкостью, то печатная плата разведена под диоды 1N4007. Так же можно использовать другие выпрямительные диоды средней мощности на напряжение от 600 В и на ток в 1,5-2 раза больший тока потребления светодиодной матрицы. Дам рекомендацию на счёт сборки этой матрицы. Все светодиоды лицевой стороной я временно приклеил к малярному скотчу и спаял все выводы согласно схеме, после чего готовую матрицу со стороны выводов приклеил на двусторонний скотч и снял бумажный малярный скотч с лицевой стороны. Если у Вас будет возможность, я рекомендую расположить светодиоды на большем расстоянии друг от друга, так как они будут выделять тепло и от близкого расположения могут перегреваться и быстро деградировать.

Лично у меня эта лампа светит по семь часов в день уже третий год и пока не было никаких проблем. К статье прилагаю также таблицу Exsel с формулой для расчёта. В ней просто нужно подставить исходные значения и в результате получите необходимою ёмкость гасящего конденсатора. Всем ярких и долговечных лампочек. Оставляйте отзывы и делитесь статьёй, так как в интернете много неправильных формул и калькуляторов дающих неверный результат. Здесь же всё проверено опытом и подтверждено временем и реальными измерениями.

Как правильно паять светодиоды: что важно знать, распространенные ошибки

Сегодня светодиоды признаны обычными пользователями, радиолюбителями и промышленными предприятиями самыми экологичными, компактными и энергоэффективными источниками света. Маломощные диоды используют для подсветки мониторов, мобильных телефонов и в различных игрушках, а мощные светодиоды применяются в цеховых прожекторах и праздничной люминесценции зданий, в рекламном бизнесе. Но непривычный источник света имеет ряд особенностей обслуживания в отличие от энергосберегающих аналогов (ЭСЛ) и ламп накаливания. Не так просто, например, паять светодиоды. Этому вопросу посвящена статья.

Строение диодных элементов

Главное отличие от других ламп в том, что светодиоды имеют плюсовой и минусовой контакт (анод и катод). При пайке диода в цепи важно это учитывать.

Также нужно понимать, что бывают DIP и SMD светодиоды.

Плюсовой контакт в DIP определяется достаточно просто. Стоит внимательно взглянуть внутрь колбы. Плюсовой вывод – анод – меньше минусового. На рисунке плюс – слева.

Есть и второй способ – посмотрите на длину ножки. У положительного вывода она длиннее.

Третий способ – мультиметром. Черная клемма прибора – минусовая, красная – плюсовая. Ставим на прозвон:

Последний способ подходит для обоих типов.

Это, пожалуй, главное, что стоит знать о строении светодиода. Если интересна теория, рекомендуем посмотреть видео:


Особенности пайки

Сложностей в пайке светодиодов DIP типа обычно не возникает. Зная простые правила пайки, ошибиться сложно:

Пайка светодиодов – это в принципе несложно. Небольшие проблемы, как правильно припаять диод, появляются при работе с SMD типом. Дело в том, что эти диоды не имеют токоведущих ножек, вместо них – площадки контактов. И, как правило, SMD паяются в платы или в лентах.

Что необходимо для работы

Для самостоятельной пайки приготовьте необходимый минимум:

  • Паяльник не более 60 ВТ или термовоздушный паяльный фен.
  • Канифоль или специальная паста для пайки (подробней в главе «выбор пасты для пайки).
  • Оловянно-свинцовый припой.

Опытные радиолюбители советуют использовать для SMD типа паяльники с жалом, заточенным под угол. Так, площадка пайки быстро прогреется, припой расплавится, а диод не испортится от перегрева.

Пайка smd светодиодов

Всего два основных вида пайки. Посмотрите данное видео, чтобы определиться с окончательным набором инструментов:

Дополнительно могут понадобиться:

  • Регулируемая подставка.
  • Пинцет.
  • Ножницы.
  • Бокорезы.
  • Кисточка для флюса.

Температура пайки

Если вы неопытный в пайке, тем более светодиодов, то рекомендуем пользоваться все-таки феном. Шанс перегреть диод резко понижается. Кроме этого паяльник можно подобрать не тот. Максимальная температура нагрева жала должна быть 300 °C.

Конечно, можно купить паяльник с регулируемой температурой. Но это дополнительная трата денег. Впрочем, радиолюбителей со стажем нередко встречаются такие модели паяльника.

Для закрепления материала советуем посмотреть еще одну видео-инструкцию, уже конкретно по пайке феном:

Как выпаять светодиод из ленты

Другая сложность при пайке SMD типа – это замена старого элемента на новый в светодиодной ленте. Решается простым способом:

  1. Перед тем как отпаять диоды, закрепите ленту, чтобы не попасть паяльником на токопроводящие дорожки.
  2. Осторожно плавьте олово вокруг контактов и просовывайте под диод лезвие. Приподнимаем сначала с одной стороны, потом с другой, пока диод не будет свободен.

Как выпаять светодиод из LED-лампочки

Вместо лампочек накаливания или энергосберегающих ламп в патрон светодиод не вставишь, нужен как бы посредник. Им является корпус лампы, в котором на плате расположены сразу несколько кристаллов.

Для удобства рекомендуется плотно намотать медную проволоку на жало, сечением не больше 4 мм.

Пинцетом или иголкой отодвигаем кристалл вниз, параллельно контактам.

Как припаять резистор к светодиоду

Если в вашей схеме не предусмотрено ограничение тока так называемым драйвером, то можно по-старинке воспользоваться резисторами.

Подключать напрямую в сеть светодиоды нельзя, так как кроме повышенного тока, он еще и переменный. Резистор и драйвер преобразуют ток в постоянный.

Каждому светодиоду в идеале нужен отдельный резистор. Это если диодов немного. Если их, например, сотня, как в некоторых гирляндах, или пусть даже пару десятков, придется приобрести драйвер.

Если сталкиваетесь с понятиями «резистор» и «драйвер» впервые, мы подобрали наглядные инструкции:


Резистор нужно подключать в схеме после питания и до светодиода. Паяется он просто. В главе «Особенности пайки» мы оставили видео, как паять любой контакт (см.выше). Никаких особенностей здесь нет. Единственное, в чем можно сомневаться – это выбор флюса, то есть вещества, которое очищает поверхность контакта от оксидной и/или жировой пленки. Как вариант – специальная паста.

Выбор пасты для пайки

Качество любого флюса выражается в том, что при пайке он не выгорает, только едва испаряется, а продукты его разложения легко удаляются растворителем. Лучший флюс – специальные пасты. Мы выбрали топовые наименования, исходя из опыта знакомых мастеров:

  • Interflux 2005 и 8300
  • Kingbo RMA-218
  • Amtech RMA-223
  • Флюс-гель Rexant BGA и SMD

На всякий случай держите в уме старые, «дедовские» способы найти флюс и в глухой деревне. Это таблетка аспирина, фруктовый сок, оливковое масло, нашатырь с глицерином, канифоль со спиртом. Наиболее очевидный для сельской местности – смола сосны или ели. Нужно растопить смолу на слабом огне, а потом разлить по спичечным коробкам.

Ошибки при пайке

  1. Загрязнение жала паяльника. После каждой пайки советуем очищать – элементарно тряпочкой или губкой.
  2. Перегрев места пайки. Когда припой растекся, сразу убирайте паяльник, не нужно ждать, пока провод или деталь не перегреются.
  3. Мало флюса. Если его недостаточно или он некачественный, то спайка может быть недостаточно плотной, слабой.

В заключение

Как можно было убедиться, работа со светодиодами несколько сложней, чем с лампами накаливания. Однако эти сложности нивелируются качеством света. Радиолюбители в последние десять лет придумали на основе осветительных диодов десятки самоделок, которые не уступают заводским аналогам.

Если вас заинтересовала статья, пишите комментарии и делитесь информацией в социальных сетях.