Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Паяем светодиоды правильно

Паяем светодиоды правильно

Изучим правильное включение светодиодов, только электрическую сторону дела.

Для использования изложенных ниже сведений потребуются: калькулятор, паяльник, тестер.

Сразу следует остановиться на некоторых моментах. Если нет навыков применения перечисленных инструментов, лучше обратиться к специалисту, в результате чего можно избежать таких неприятностей как незапланированный костер дома, а также повреждение собственного организма в целом или отдельных его частей. Так же не следует направлять луч светодиода непосредственно в свой глаз (а также в глаз товарища) на близком расстоянии, что может повредить зрение.

Следует соблюдать заводские параметры включения светодиода. Прежде чем куда-либо подсоединить светодиод, нужно выяснить его электрические параметры.

Немного физики. Напряжение ‘U’ измеряется в вольтах (В), ток ‘I’- в амперах (А), сопротивление ‘R’ в омах (Ом). Закон Ома: U = R * I .

Итак, мы решили подключить светодиод. Рассмотрим наиболее популярные напряжения — 9, 12 В. Изучим вариант, когда в распоряжении есть постоянное напряжение, без помех (например батарейки, вынутые втихаря из пульта от телевизора), а потом исследуем вопрос подключения к менее идеальным источникам (помехи, нестабильное напряжение и др.).

Все светодиоды имеют один главный электрический параметр, при котором обеспечивается его нормальная работа. Это ток ( I ), текущий через светодиод. Светодиод нельзя назвать двух или трехвольтовым. У тех, кто все-таки посещал уроки физики в школе, сразу возникает логичный вопрос: если 2 светодиода абсолютно одинаковые и через оба течет один и тот же ток, значит, и напряжение надо приложить одно и тоже к обоим. А вот и не так! Технология изготовления кристаллов не позволяет сделать 2 светодиода с одинаковым, назовем его, ‘внутренним сопротивлением’ и по закону Ома можно сделать соответствующие выводы. Через светодиод надо пропустить ток (согласно заводским параметрам) и измерить напряжение на его контактах. Это напряжение и будет обеспечивать протекание требуемого тока через кристалл светодиода!

Рассмотрим наиболее распространенные светодиоды, рассчитанные на ток 20 мА (т.е. 0,02 А).

Идеальный вариант подключения светодиодов — использование стабилизатора тока. К сожалению, готовые стабилизаторы стоят на порядок выше самого светодиода, об изготовлении относительно дешевого самодельного расскажем чуть ниже.

Как правило среднее напряжение (при I=20 мА) красного и желтого светодиода — 2,0 В (обычно эта величина 1,8 — 2,4 В), а белого, синего и зеленого — 3,0 В (3,0 — 3,5 В).

Итак, продавец Вам безапелляционно заявил, что Вы купили, например ‘красный светодиод на 2,0 В, такой-то яркости’ -поверим продавцу пока на слово, проверим и, если это не так, — вернемся и очень вежливо попросим заменить.

Вот простой вариант. У Вас нашлось дома, например, 8 штук батареек по 1,5 В, итого 8,0 *1,5 = 12,0 В (берем большое напряжение, чтобы было понятнее), и подсоединяем светодиод, который купили. Подключили ? Теперь выкиньте свой светодиод, потому, что он сгорел! Вам же продавец сказал — 2,0 В, а Вы его в 12,0 В воткнули ! Купили новый, а лучше сразу небольшую кучку (фото). Смотрим (не только смотрим, но и еще очень энергично пользуемся измерительным прибором): есть 12,0 В, надо 2,0 В, надо куда-то деть лишних 10 В (12,0 — 2,0 = 10,0). Самый простой способ — использование резистора (он же — сопротивление). Определим, какое надо сопротивление. Закон Ома гласит:

Ток, текущий в цепи I = 20 мА. Сопротивление нужно подобрать, чтобы на нем потерялось (упало) 10 В, а нужные 2,0 В дошли до светодиода. Отсюда находим требуемое R:

R = 10,0 / 0,02 = 500 Ом

Напряжение на сопротивлении превращается в тепло. Для того, что-бы сопротивление выдержало нагрузку и выделяемое тепло не привело к его выходу из строя, надо рассчитать рассеиваемую мощность сопротивления. Как известно (опять возвращаемся к посещаемости уроков физики) мощность:

На сопротивлении у нас 10,0 В при токе 20 мА. Считаем:

P = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт.

При приобретении сопротивления просим у продавца 500 Ом, мощностью не менее 0,2 Вт (лучше больше, с запасом, чтобы на душе было спокойнее, 0,5 Вт например, но следует учесть — чем больше мощность, тем больше размеры). Подключаем светодиод (не забыв про полярность) через сопротивление и ощущаем волну радости — сияет!

Теперь размыкаем цепь между сопротивлением и светодиодом, включаем измерительный прибор и измеряем протекающий в цепи ток. Если ток менее 20 мА, надо немного уменьшить сопротивление, если больше 20 мА — увеличить. Вот и все ! Получив ток в 20 мА, мы достигли оптимальной работы светодиода, а при таком режиме производитель гарантирует десять лет непрерывной работы. Садимся и ждем десятьлет, если что не так, пишем претензию на завод. По мере того, как батарейки будут ‘садиться’, яркость светодиода будет уменьшаться. После того как батарейки ‘сядут’ совсем, их надо вставить обратно в пульт, сделать вид, что так и было или, например, объявить всем, что на быструю смерть батареек повлияла магнитная буря или чрезмерная активность солнца.

Это мы поступили правильно, но обычно производитель указывает среднее напряжение для партии светодиодов при оптимальном токе. И никто не утруждает себя точным подбором тока. Поэтому остальные примеры будут основаны на данных о среднем напряжении, а не токе (и мы ни кому не скажем, что это не совсем правильно !).

Теперь определимся с подключением нескольких светодиодов. Подключаем два красных последовательно. 2 шт * 2,0 = 4,0 В. Питающее напряжение — 12 В, следовательно лишних — 8,0 В. R = 8,0 / 0,02 = 400 Ом. P= 8,0 * 0,2 = 0,16 Вт.

Если шесть штук — 6шт. * 2,0В = 12 В. Сопротивление не требуется… (на самом деле так НЕЛЬЗЯ!). А нельзя потому, что светодиоды имеют небольшой разброс по напряжениям, а вот ток без резистора задать им нечем. И в такой цепи он может оказаться как 5 мА, так и 35 мА!

Аналогично, например, с синими (3,0в) : 3шт x 3,0 В = 9,0В. 12,0 В — 9,0 В = 3,0 В. R = 3,0 / 0,02 = 150 Ом. P = 3,0 * 0,02 = 0,06 Вт.

Если у нас три батарейки по 1,5 вольта и, например, 1 синий светодиод на который надо подать 3,5 В, чтобы получить требуемый ток в 20 мА (0,02А): 3 шт * 1,5 в = 4,5в (напряжение питания). Лишних: 4,5 В — 3,5 В = 1,0 В. R = U / I = 1,0 В / 0,02 А = 50 Ом. P = U * I = 1,0 В * 0,02 А = 0,02 Вт

Читайте так же:
Датчики движения для включения света уличные характеристики

Теперь изучим более сложный вариант. Надо подключить к 12 В тридцать штук красных по 2,0В. На 12В можем подключить только пять штук с резистором (шесть штук без сопротивлений НЕЛЬЗЯ), соединяем пять штук последовательно с соответствующим сопротивлением и подключаем — светится. Соединяем еще пять штук и резистор, присоединяем параллельно к первым. При этом через каждые пять штук будет течь ток в 0,02А. У нас получится шесть цепочек с общим током 6* 0,02А = 0,12А (уже батареек хватит ненадолго).

Надо подключить к 12В 30 штук зеленых по 3,5В. На 12В мы можем подключить: 12В / 3,5В = 3,43 штуки. Мы не будем отрезать от четвертого светодиода 0,43 части, а подключим 3 штуки + сопротивление: 3штуки * 3,5В = 10,5 В. Лишнее напряжение: 12,0 В — 10,5 В = 1,5 В. Сопротивление R = 1,5В / 0,02А = 75 Ом при мощности P = 1,5 * 0,02 = 0,03 Вт. Если вдруг одному светодиоду в процессе монтажа были случайно выдраны ноги и их осталось всего 29 штук, то соединяем 9 цепочек по 3 штуки, и одну цепочку из 2-х штук + сопротивление R = 250 Ом, P = 0,1Вт.

Чудненько. Вот мы и вспомнили чуть-чуть основы физики. Теперь рассмотрим более стабилизированную схему включения светодиодов. Возложим техническую проблему подключения на мировые умы, разрабатывающие интегральные микросхемы. Коснёмся изготовления стабилизатора тока. Это достаточно просто, главное нащупать немного лишних монет в кармане. Существует микросхема КР142ЕН12 (зарубежный аналог LM317), которая позволяет построить очень простой стабилизатор тока. Для подключения светодиода (см. рисунок) рассчитывается величина сопротивления R = 1.2 / I (1.2 — падение напряжения не стабилизаторе) Т.е., при токе 20 мА, R = 1,2 / 0.02 = 60 Ом. Стабилизаторы рассчитаны на максимальное напряжение в 35 вольт. Лучше не напрягать их так и подавать максимум 20 вольт. При таком подключении, например, белого светодиода в 3,3 вольта возможна подача напряжения на стабилизатор от 4,5 до 20 вольт, при этом ток через светодиод будет соответствовать неизменному значению в 20 мА! При 20 вольтах получаем, что к такому стабилизатору можно подключить последовательно пять белых светодиодов, не заботясь о напряжении на каждом из них, ток в цепи будет всегдп протекать 20 мА (лишнее напряжение погасится на стабилизаторе).

Важно! В устройстве с большим количеством светодиодов протекает большой ток. Категорически воспрещается подключать такое устройство к включенному источнику питания. В таком случае, в месте подключения, возникает искра, которая ведет к появлению в цепи большого импульса тока. Этот импульс выводит из строя светодиоды (особенно синие и белые). Если светодиоды работают в динамическом режиме (постоянно включаются, выключаются и подмаргивают) и такой режим основан на использовании реле, то следует исключить возникновение искры на контактах реле.

Каждую цепочку желательно собирать из светодиодов одинаковых параметров и одного производителя.

Тоже важно! Изменение температуры окружающей среды влияет на протекающий ток через кристалл. Поэтому желательно разрабатывать устройство так, чтобы протекающий ток через светодиод был равен не 20 мА, а 17-18 мА. Потеря яркости будет небольшая, зато долгий срок службы гарантирован.

Просто соединять светодиоды и подключать их к батарейкам от пульта — не интересно. Их обязательно надо спаять вместе и подключить к какому-нибудь устройству (пылесосу например, чтобы было видно всасывание каждой пылинки. Тут сразу надо учесть, что в пылесосе 220 опасных вольт, да еще и напряжение переменное, что ни как не годится к подключению светодиодов. Для этого надо изготовить специальный блок питания, но эту тему мы не будем сейчас обсуждать).

Надо найти устройство с постоянным напряжением и обильно украсить его светодиодами. Вот тут-то вперед выступают счастливые обладатели личных механических коней (авто-мото-вело-самокато). Ведь можно обвесить свой любимый транспорт светодиодами так, что прохожие не усомнятся, что мимо проехала новогодняя елка, а никак не средство передвижения. Нужно сразу предупредить, что злоупотребление количеством, яркостью и цветом пресекается некоторыми сотрудниками дорожной инспекции. Также не следует, к примеру, делать стоп-сигналы с яркостью превышающей яркость фар с включенным дальним светом — это немного раздражает едущих сзади, что тоже может в конце концов неблагоприятно сказаться на Вашем организме (особенно на лице), но не будем расстраиваться, ведь есть еще пространство внутри! Там уж можно приложить всю свою фантазию (например подсветить снизу лицо водителя синим цветом, что отобьет охоту у сотрудников ГИБДД проверять документы). 🙂

Сразу надо иметь ввиду, что напряжение в сети исправного авто не 12В, а 14,5 В. Желательно проверить это прибором при запущенном двигателе (если конечно есть двигатель). Так же в бортовой сети железного коня наблюдается множество помех, которые не желательны, да и напряжение иногда не очень постоянное. Для снижения помех на входе вашего светящегося устройства можно собрать простую схему из двух деталей — диода и электролитического конденсатора (рисунок). Конденсатор и диод, как и светодиод имеет полярность, значения рабочего напряжения и тока (диод). После установки диода и конденсатора надо замерить напряжение Uвых (оно не будет совпадать с Uвх) и после этого рассчитывать схему подключение светодиодов.

Если Вы не уверены в стабильности напряжения бортовой сети, можно использовать специальные интегральные стабилизаторы напряжения. Они обеспечивают постоянное напряжение на выходе при изменяющемся (в разумных пределах) или скачущем (как лошадка) входном напряжении.

Наиболее простые представители — К142ЕН8А или КРЕН8А (9 вольт) и К142ЕН8Б или КРЕН8Б (12 вольт). Приблизительная цена такой штуки составляет 10-20 руб (зависит от жадности продавца). Т.е. у продавца надо спросить с гордым видом ‘КРЕНКУ, например, на 9В’, он сразу все поймет и узрев в Вас крупного специалиста не посмеет обмануть (продаются также иностранные аналоги). Микросхемы имеют всего три ноги и если Вы ни разу в жизни не заблудились в трех соснах, то разобраться в них не составит ни какого труда. Берем левой рукой стабилизатор ногами вниз и надписью к себе, указательным пальцем правой руки слева направо тычем в выводы. Первая нога — вход (+), средняя — корпус (-), правая выход (+). (фото). Подключить ее надо как на рисунке. На выходе получим постоянное напряжение в 9 или 12 вольт. Исходя из этого, рассчитываем, как было в начале статьи, схему включения светодиодов. Почему 9В или 12 В? На 9В хорошо подсоединяются два синих, зеленых или белых светодиода либо три-четыре красных или желтых и резистор, на 12В — пять штук красных, желтых или три штуки синих, зеленых или белых, обязательно требуется дополнительное сопротивление. Микросхему (при большом количестве светодиодов) надо установить на радиатор. КРЕН8Б рассчитана на максимальную нагрузку в 1,5А (при таком токе очень сильно будет греться). На вход не следует подавать напряжение более 35 вольт. Входное напряжение должно быть не менее чем на 3В больше выходного, иначе стабилизатор не будет работать.

Читайте так же:
Где применяются сплавы алюминия

В заключении следует отметить такие вопросы как пайка и монтаж светодиодов. Это тоже очень важные вопросы, которые влияют на их жизнеспособность.

Не рекомендуется паять светодиоды старым дедушкиным паяльником, который нагревали в печке и использовали для запайки дырок в кастрюлях. Следует использовать маломощный паяльник с температурой жала не более 260 градусов и пайку производить не более 3-5 секунд (рекомендации производителя). Полезным будет использование медицинского пинцета при пайке. Светодиод берется пинцетом выше к корпусу, что обеспечивает дополнительный теплоотвод от кристалла при пайке.

Ноги светодиода следует изгибать с небольшим радиусом (чтобы они не ломались, нам калеки не нужны !). В результате замысловатых изгибов, ноги у основания корпуса должны остаться в заводском положении и должны быть параллельны и не напряжены (а то устанет и кристалл отвалится от ножек).

Собирать светодиоды в одно большое светящееся чудо лучше всего на каком-нибудь плоском листовом материале (пластмасса, оргстекло и др.), предварительно просверлив в нем дырок нужного размера по диаметру корпуса (придется освоить еще измерительный инструмент и дрель).

Помните, что светодиод — нежный прибор и обращаться с ним надо соответственно (при пайке можно спеть песню, чтобы работал долго).

Чтобы Ваше устройство защитить от автомобиля и автомобиль от устройства (ведь теперь не известно, что надежнее) следует ставить предохранители

Правила пайки светодиодов разного типа

Светодиоды присутствуют в электронных приборах, детских игрушках и бытовой технике, где сигнализируют работу определенной функции или исполняют декоративную роль.

Из мощных лампочек собирают источники света: прожектора, лампы, ленты для подсветки. В случае сгорания детали требуется пайка светодиодов, а во время монтажа освещения возникает проблема соединения кусков лент.

Разновидности деталей и способы их пайки

Обычный индикаторный светодиод для печатных плат состоит из стеклянной колбы с токоведущими ножками и напоминает маленькую лампочку.

Пайку осуществляют паяльником мощностью до 60 Вт с температурой нагрева жала 260 °C. Сначала провода или контакты платы лудят припоем с канифолью.

Аналогичное действие выполняют с токоведущими ножками светодиода. Когда все будет готово, с помощью флюса и олова осуществляют пайку. Время нагрева каждой точки не должно превышать 5 секунд.

SMD светодиоды, обычно применяемые для освещения, не имеют токоведущих ножек. Вместо них на корпусе детали расположены контактные площадки.

Пайка осуществляется паяльником мощностью 12 Вт с двойным разветвлением жала.

Как устроена светодиодная лента

Гибкая основа ленты служит печатной платой с токоведущими нитями для SMD светодиодов. На лицевой поверхности расположен диодный блок. Он сгруппирован по три элемента, включающие диод и ограничительный резистор.

Каждый блок отделяет разметка в виде рисунка ножниц. На этом месте светодиодная лента перерезается, если надо ее укоротить или повернуть при прокладке в другую сторону. Светодиодный блок имеет токоведущие контакты для припаивания проводов или установки соединительных коннекторов.

С тыльной стороны нанесен клеящий слой, закрытый защитной пленкой. Во время монтажа лента просто приклеивается к алюминиевому профилю или на любую чистую поверхность.

Работает лента от постоянного тока напряжением 12 или 24 вольта. Источником служит блок питания. Бывают ленты, рассчитанные на напряжение 36 и 48 вольт, но в быту они редко используются.

Для светодиодных лент применяют одноцветные и трехцветные SMD диоды. Самый распространенный – первый вариант с одним кристаллом. Диоды светятся белым, синим, красным или другим цветом.

Второй вариант – это лампочки с тремя кристаллами. Один RGB диод способен светиться, например, красным, синим и зеленым цветом. Переключение свечения осуществляется контроллером.

Продаются светодиодные ленты рулонами длиной по 5 м. На каждый 1 м может быть припаяно 30, 60 и более лампочек. Для защиты от влаги и механических повреждений производят изделия с силиконовым покрытием.

Правила соединения

Куски светодиодной ленты соединяют, соблюдая полярность. Изделие с одноцветными лампочками имеет 2 контакта. На RGB ленте присутствует 4 контакта. Провод используют сечением 0,75–0,8 мм в разноцветной изоляции, чтобы не спутать полюса.

Сращивание более 5 м не рекомендуется. Из-за падения напряжения дальние светодиоды будут светиться не на полную мощность.

Для пайки проводов используют паяльник мощностью 25–60 Вт. Максимальная температура нагрева жала – 300 °C. Потребуется флюс, тонкий припой и канифоль. Без паяльника соединение выполняют коннекторами.

Пайка проводов под углом

Когда светодиодная подсветка выполнена из нескольких параллельных полос, для их спаривания провода к каждому куску ленты лучше припаять под углом 90°. Причем минус и плюс фиксируют на контактах двух соседний диодных блоках.

На свечение диодов такое подключение не влияет, зато провода располагаются без накладки. У RGB ленты под углом припаивают 4 провода.

Пайка ленты покрытой силиконом

Защитное покрытие из силикона скрывает под собой токоведущие контакты. Чтобы к ним добраться выполняют зачистку острым ножом.

Если придется паять провода к ленте с защитой IP68, то после всей процедуры оголенный край заталкивают внутрь защитной оболочки. Пустоту заливают жидким силиконом на глубину 10 мм и ставят заглушку, продев сквозь технические отверстия токоведущие жилы.

Когда коннекторы нужны

Чтобы быстро соединить ленту с проводами или два куска между собой без пайки используют коннекторы. Соединительные элементы подбирают соответствующей ширины. Самый распространенный размер – 8 и 10 мм. Количество контактов в коннекторе и на светодиодной ленте должно соответствовать.

Читайте так же:
Литейное производство по выплавляемым моделям

Коннекторы делятся на три вида:

  • прямые элементы для сращивания двух кусков лент;
  • для соединения двух кусков под углом 90°;
  • для соединения проводами, чтобы получить произвольный угол.

По типу подключения коннекторы бывают:

  • прижимные;
  • с защелкой;
  • прокалывающие.

Потребность в коннекторе возникает при отсутствии паяльника или для временного соединения.

Недостатки соединительных коннекторов

Коннектор удобен для быстрого соединения и не требует дополнительной изоляции. Однако в точке соединения токоведущих контактов уменьшается сечение. Во время длительной работы происходит нагрев.

Контакты подгорают, ухудшая проводимость тока. От нагрева страдают светодиоды, расположенные рядом с коннектором. Детали выходят из строя или снижается яркость свечения.

Отсутствие пайки сопровождается окислением контактов. Медь от воздействия кислорода зеленеет. Ток слабее проходит через контакты. Диоды начинают притухать, мигать, а со временем перестают гореть.

Соединение внахлест без проводов

Чтобы правильно соединить два куска внахлест, концы светодиодной ленты отрезают впритык к токоведущим контактам. С тыльной стороны одного куска счищают клеящий слой. Контакты смазывают флюсом, лудят оловом до появления серебристой пленки.

Два куска ленты стыкуют внахлест, соблюдая полярность. Контакты прогревают паяльником не более 5 секунд. За это время олово создаст прочное соединение.

Порядок работ

При соединении коннектором подбирают элемент, соответствующий по ширине светодиодной ленты и количеству контактов. Если есть силиконовое покрытие, его удаляют острым ножом.

Открывают крышечку коннектора, вставляют один конец ленты так, чтобы контакты совпали с токоведущими площадками. Крышечку прочно сжимают пальцами до легкого щелчка. Аналогичную процедуру повторяют со вторым концом ленты.

Чтобы на парных контактах припаять провода к светодиодным лентам выполняют следующие действия:

  • конец провода зачищают от изоляции длиной 5 мм;
  • оголенные медные жилы сгибают под углом 90 °C;
  • с помощью флюса и припоя лудят токоведущие парные контакты, а также оголенные концы медных жил;
  • луженый конец жилы прикладывают к токоведущему контакту и быстрым прикосновением паяльника наплавляют на соединение олово;
  • аналогично надо припаивать ко второму контакту провод.

У RGB ленты 4 контакта расположены близко друг к другу. Провода разумно припаять по два штуки на соседних модулях, чтобы не получилось замыкание.

Полярность диодов

Когда требуется самостоятельно спаять схему на печатной плате, надо определить полярность светодиодов, иначе они не будут светить. Находят плюс и минус тремя способами.

Зрительное определение. На корпусе мощных SMD светодиодов стоят обозначения «–» и «+» или цветная маркировка. Индикаторные диоды в виде лампочки определяют по токоведущим ножкам.

У новой детали минус длиннее плюса. А если посмотреть через прозрачную колбу на кристалл, то минусовая ножка будет отходить от его низа – подставки.

Определение свечением при подключении к аккумулятору. Для простого эксперимента светодиод соединяют последовательно с резистором сопротивлением от 680 Ом.

Вторую токоведущую ножку диода и выход сопротивления подключают к аккумулятору 12 вольт. Зная плюс и минус батареи, определяют полярность светодиода, когда появится свечение.

Измерение мультиметром. Тестер переводят в режим измерения сопротивления и щупами касаются концов токоведущих ножек.

Если плюсовой провод красного цвета правильно попал на плюс диода, а черный провод на минус, мультиметр покажет сопротивление примерно 1,7 кОм. При неправильной полярности на тестере ничего не отобразится.

Из всех вариантов самым безопасным считается определение полярности мультиметром.

Ошибки при пайке

Допущенные ошибки пайки и соединения приведут к миганию светодиодов, а также выходу лампочек из строя. Плохое соединение получится, если ставить коннектор на токоведущие контакты ленты, подвергавшиеся перед этим пайке. Проблема связана с разной толщиной наплавления олова.

Пайка паяльником, перегретым до температуры выше 300 °C, сжигает внутри ленты токоведущие нити. Не допускается вместо флюса использование кислоты. Агрессивный раствор аналогично разъедает контакты.

Большинство дешевых китайских лент имеют контакты из сомнительных сплавов. Даже при соблюдении правил пайки результат будет отрицательным. От подобных изделий лучше отказаться.

​Как заменить светодиод в лампе?

28 25 ноября 2017 (21616)

Замена светодиода в лампеКак заменить светодиод в лампе? Такой ремонт является простой процедурой, которая под силу даже человеку, не обладающему специальными навыками электрика. Светодиодные лампы набирают все больше поклонников последнее время. Это обуславливается длительностью их работы в сравнении с обычной лампой накаливания. Однако и в них случаются небольшие поломки. Но в сравнении со старыми лампами, здесь можно приложить чуточку усилий и восстановить работоспособность. Для успеха достаточно уметь обращаться с паяльником и мультиметром.

Чем заменить сгоревший светодиод в лампе?

Для решения этого вопроса есть несколько выходов – либо искать замену в магазинах, либо просто выключить из цепи сгоревший элемент. Диоды в любой лампе собраны цепочкой, как гирлянда. При выходе из строя одного из них, достаточно отпаять контакты сгоревшего от платы и соединить цепочку напрямую. После этого лампа будет светить немного тусклее. Это объясняется тем, что общее сопротивление цепи немного уменьшится. Такое решение значительно сократит срок службы лампы, так как на оставшиеся светодиоды будет подаваться большее напряжение. Исключение одного элемента из цепи лучше использовать как временное решение.

Заменить сгоревший светодиод в лампе на новый можно, подыскав запасную часть нужного размера. Раздобыть светодиод можно из старой лампы, или купить в магазине. Диоды продаются в лентах по небольшой цене. Это упрощает процесс ремонта и удешевляет стоимость пользования светодиодными лампами. Заказать из Китая 100 штук светодиодов можно ориентировочно за 50 рублей – будет, чем заменить сгоревшие элементы в большом количестве лампочек. Главный критерий – схожесть по параметрам с исходными диодами.

Проверка контактов светодиодов

Как найти сгоревший элемент?

Необходимо разобрать саму лампу. Для этого отделяется рассеивающее стекло. Как правило, оно крепится на клей к пластмассовому корпусу лампы, поэтому достаточно будет аккуратно поддеть его острым ножом или отверткой. Затем необходимо открутить плату от посадочного места. Теперь можно переходить непосредственно к поиску неисправного элемента. Мультиметром проверяются контакты светодиодов в прямом направлении. Рабочие элементы будут тускло светиться.

Если под рукой не оказалось мультиметра, то можно подать напряжение на диоды с помощью батарейки номиналом 9В через резистор с сопротивлением 1кОм. Также не стоит забывать и про простой визуальный осмотр. Сгоревшие элементы могут выдать себя черными точками или припухлостями.

Читайте так же:
Десульфатация акб зарядным устройством

Как правильно припаять новый светодиод?

Провести всю процедуру замены можно стандартным паяльником. Перед тем как заменить светодиод в лампочке, необходимо снять эластичный светофильтр. Его достаточно поддеть тонкой отверткой или иглой. Под ним Вы найдете металлическую поверхность с кристаллом. На нее нужно нанести немного припоя и гелеобразного флюса. После прогреть смесь паяльником, пока светодиод не отпадет от платы.

Для более удобного удаления сгоревшего диода, можно воспользоваться термопинцетом. Не у каждого найдется в доме такой узкоспециализированный инструмент, поэтому его можно заменить самодельной П-образной насадкой на паяльник. Изготовить ее можно самостоятельно из подручных материалов.

Перед пайкой нового диода необходимо удалить остатки старого припоя. Для этого можно использовать обычную проволочную оплетку с экранированного кабеля. Пропитав ее флюсом или канифолью, провести прогретым паяльником по контактам. Старый припой впитается в оплетку. Остается только облудить контакты для подготовки к монтажу нового элемента.

Контакты светодиода покрываются гелеобразным флюсом. Установив новый диод, достаточно немного прикоснуться паяльником. Припой плавится очень быстро, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы не сместить элемент. Не стоит опасаться обжечь палец, которым придерживаете деталь, пайка занимает несколько секунд, Вы даже не почувствуете нагрева элемента.

После совершения всех манипуляций, можно проверить работоспособность агрегата. Не вставляя на место рассеивающее стекло, вкрутите лампу в светильник и подайте питание. Если пайка выполнена правильно, все светодиоды будут светиться. Не забывайте о технике безопасности. Вкручивать и выкручивать лампу нужно только при отключенном светильнике.

Почему светодиоды выходят из строя?

Несмотря на громкие рекламные лозунги о том, что срок службы лампочки на основе светодиодов 25 лет, нередко покупку омрачает поломка нового девайса. Причин на это может быть несколько:

— Плохое качество сборки. Несоблюдение технологии пайки, применение холодной пайки – приводит к плохому контакту и перегреву диодов

— Отсутствие драйвера. Чтобы снизить цену, производители экономят на комплектующих. Поэтому вместо необходимого драйвер ставят обычный резистор, который не всегда справляется с перепадами напряжения

— Неправильный подбор резисторов и конденсаторов. Некоторые производители идут на уловку, подбирая комплектующие так, чтобы лампочка светила ярче, чем положено. Из-за этого светодиоды работают на завышенном напряжении, что значительно сокращает срок их службы.

— Проблемы с проводкой. Если имеется плохой контакт в проводке квартиры, то он дает скачки напряжения, а также перегрев лампы

— Патрон. Контакты в патроне могут окислиться со временем или просто отогнуться, что опять же приведет к перегреву и скачкам напряжения.

Светодиодные лампы с каждым годом все больше вытесняют привычные лампы накаливания и энергосберегающие. Стоимость их выше, однако срок службы дольше. Также они потребляют меньше электроэнергии. Отремонтировать такую лампочку своими руками под силу любому человеку, который немного разбирается в электронике и знает, как пользоваться паяльником. Достаточно знать несколько хитростей, которые были описаны выше.

Узнай, как выпаять светодиод из светодиодной лампы или ленты

Набор для пайки диодов Светодиоды как правильно паять паяльником

Когда один из чипов портится, это не повод выбрасывать лампочку, её можно починить. Для этого понадобится тестер, чтобы определить поломку, затем можно заменить испорченный элемент или соединить цепь. В последнем случае ремонт негативно отразится на сроке службы лампы, она станет светить тусклее. Поэтому лучше заменить чип на другой. Для этого нужно знать, как паять светодиоды.

Конструкция LED лампы

В корпусе светодиодных ламп соединены несколько элементов:

  1. Цоколь. Эта часть вкручивается в патрон светильника. Для бытового использования зачастую применяются винтовые цоколи типа Е27 и Е14.
  2. Драйвер. С его помощью происходит стабилизация напряжения путем преобразования переменного тока в постоянный. Также этот элемент питает светодиоды. Драйвер включает в себя микросхему, импульсный трансформатор и конденсаторы.
  3. Радиатор. Необходим для отвода излишков тепла. Обычно это видимая часть корпуса.
  4. Рассеиватель. Прозрачная крышка, которая распределяет свет. Это пластиковая или поликарбонатная полусфера, предотвращающая попадание влаги и пыли внутрь корпуса.
  5. Светодиоды. Являются главным рабочим элементом. Благодаря им лампа светится.

Конструкция лампы

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор.

Формулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид:

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.



Техника безопасности и подготовка к работе

Во время пайки светодиодных ламп следует выполнять требования техники безопасности:

  1. Помещение, в котором будет производиться пайка, должно иметь хорошую вентиляцию. Это необходимо для защиты от паров и газов, выделяющихся во время работы.
  2. Перед включением паяльника нужно проверить целостность провода, розетки и вилки.
  3. После этого следует убедиться в целостности самого паяльника. При этом нужно обратить внимание на наличие повреждений изоляции.
  4. Если во время включения есть треск, паяльник необходимо сразу отключить.
  5. Нельзя брать устройство мокрыми руками и работать в помещениях с высокой влажностью.
  6. Во время выключения паяльника из розетки нельзя тянуть за провод.
  7. Нельзя наклоняться к прибору ближе, чем на 20 см. В ином случае есть риск попадания горячих паров в глаза.
  8. Во время выполнения работ нужно убрать все легковоспламеняющиеся предметы.
  9. Следует использовать подставку из негорючих материалов.
  10. После выполнения работ до полного остывания нельзя прикасаться к жалу и корпусу устройства.

Для самостоятельной пайки нужно будет подготовить необходимый минимум:

  • паяльник или термовоздушный фен;
  • канифоль или паяльную пасту;
  • оловянно-свинцовый припой.

Опытные самодельщики рекомендуют использовать паяльник с жалом, которое заточено под углом. С его помощью площадка для пайки более быстро прогревается, а светоизлучающий диод не портится от перегрева.

Включение в сеть переменного тока

Подключать светодиоды от БП не всегда целесообразно. Особенно, если речь идёт о необходимости сделать подсветку выключателя или индикатор наличия напряжения в сетевом удлинителе. Для подобных целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В. Например, схема с токоограничительным резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения.

Сопротивление и мощность резистора вычисляют по упрощённой формуле, пренебрегая падением напряжения на светодиоде и диоде, так как оно на 2 порядка меньше напряжения сети:

Из-за большой мощности рассеивания (2–5 Вт), резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он как бы «гасит» лишнее напряжение и почти не нагревается.

Перепайка светоизлучающих диодов

Светодиоды припаивают и отпаивают точно так же, как и любую радиодеталь. Особенно это касается DIP светодиодов, у которых есть токопроводящие ножки. Сложности могут возникнуть только с SMD деталями, так как у них паяльные площадки, а не токопроводящие ножки. Такие светодиоды припаиваются на ленты или платы.

Что понадобится

Кроме паяльника, припоя и флюса, могут понадобиться:

  • кисточка для флюса;
  • пинцет;
  • бокорезы или ножницы;
  • регулируемая подставка.

Набор для пайки диодов

Температура пайки и другие условия

Если нет опыта в пайке светодиодов, то желательно использовать фен. В этом случае вероятность перегрева детали сильно снижается.

При использовании паяльника максимальная температура жала — 300 градусов. Можно приобрести паяльник с регулируемой температурой.

Как выпаять

Чтобы достать из лампы плату со светодиодами, нужно:

    Отделить корпус. Это можно сделать с помощью ножа, но действовать следует осторожно, чтобы ничего не повредить.

Отрезание рассеивателя

Отпаивание диода

Определение неисправных диодов

Печатная плата и пинцет

Поочередно нужно прогревать контакты, пока элемент не отпаяется.

Как припаять

  1. На местах выпаянных светодиодов остаются контактные площадки. На них нужно нанести по капле флюса.

Печатная плата и контактные площадки

Пайка диодов

Если светодиода нет, вместо него можно впаять кусок проволоки. Лампа начнет немного тусклее светить, но зато будет работать. Стоит понимать, что в таком случае она проработает гораздо меньше, т.к. ток рассчитанный на 10 LED (условно) будет распределяться на 9.

Поэтому, опытные мастера, вместо проволоки подбирают резистор нужного номинала и впаивают вместо перегоревшего светодиода.

Посмотрев видео, можно наглядно увидеть процесс пайки SMD светодиодов при помощи контактного паяльника и термовоздушного паяльного фена.

Расчёт ограничительного резистора

Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора.

Как подключать резистор к светодиоду

Даже небольшой рост номинального тока приведёт к перегреву кристалла и, как следствие, к снижению рабочего ресурса. Выбор резистора производят по двум параметрам: сопротивлению и мощности. Сопротивление рассчитывают по формуле:

  • U – напряжение питания, В;
  • ULED – прямое падение напряжения на светодиоде (паспортное значение), В;
  • I – номинальный ток (паспортное значение), А.

Полученный результат следует округлить до ближайшего номинала из ряда Е24 в большую сторону, а затем рассчитать мощность, которую должен будет рассеивать резистор:

R – сопротивление резистора, принятого к установке, Ом.

Более подробную информацию о расчётах с практическими примерами можно получить в статье о расчете резистора для светодиода. А тот, кто не желает погружаться в нюансы, может быстро рассчитать параметры резистора с помощью онлайн-калькулятора.

Частые ошибки

Неопытные мастера довольно часто допускают такие ошибки:

  1. Плохое качество пайки. Обычно такое происходит у новичков, в результате пайки получается плохой контакт и лампа попросту не работает.
  2. Слишком большой разогрев паяльника. При температуре свыше 300 градусов происходит перегорание токоведущих нитей.
  3. Применение агрессивных флюсов, которые разъедают контакты.
  4. Несоблюдение полярности во время монтажа светодиодов на плату.

Чтобы новый элемент работал длительное время и не перегорел, необходимо перед пайкой снять остатки припоя. Для этого желательно использовать проволочную оплетку.

Пайка печатной платы

Допущенные во время пайки ошибки могут стать причиной взрыва или мгновенного перегорания лампы во время первого включения.

Когда коннекторы нужны

Безусловно, монтаж коннекторами выполняется гораздо быстрее и не требует спец.инструмента.

Но если светодиодную подсветку потолка вы делаете для себя и на долгие годы, то потеря лишних 10-15 минут при монтаже, окупится в дальнейшем парой-тройкой лишних годов надежной эксплуатации.

Однако полностью отменять соединительные коннекторы все же не стоит. Если вы собираете какую-то подсветку сложной конструкции, да еще высоко под потолком, то без них не обойтись.

Пайка в таких местах не просто неудобна, но и может закончится случайным повреждением потолочного покрытия. Да и паять на весу, то еще удовольствие.

Когда подносите паяльник снизу-вверх, не всегда капля припоя прилипает. Одевать при такой работе защитные очки крайне обязательно.

Поэтому при сложных оформлениях, безусловно лучше делать выбор в пользу коннекторов.

Будет легче переставлять отрезки подсветки, менять конфигурацию.

Пайка светодиодов на светодиодной ленте

В некоторых случаях на светодиодной ленте часть элементов приходят в негодность. Для их замены нужно:

  1. Закрепить ленту. Это необходимо для предотвращения попадания жала на токопроводящие дорожки.
  2. Расплавить припой возле контактов, после чего подсунуть под светодиод лезвие. Нужно повторять манипуляцию со всех сторон до тех пор, пока элемент не будет выпаян.
  3. Установить новый светодиод и расплавить припой на контактных площадках.

В целом никаких отличий в пайке светодиодов в лентах и лампах нет.

Выпаять светодиод в лампе и заменить его новым не очень сложно, желательно иметь хотя бы базовые навыки пайки. Нужно осторожно разобрать лампу, выявить неисправные элементы, прогреть контактные площадки и снять светодиоды. Затем на их место припаиваются новые элементы. С первого раза возможно результат будет посредственный, но со 2, 3 раза должно получиться.

Как устроены диодные элементы

Внутри светодиодных ламп установлены диоды. Также их монтируют в линейки и ленты, которые часто используются в рекламных баннерах. Выводы контактов здесь отсутствует. Диоды установлены на пластиковую или алюминиевую печатную ленту и соединяются друг с другом специальной дорожкой во время пайки. Снять светодиод или установить новый не сложно, если под рукой есть газовая горелка паяльник и флюс.


Строение лампочки LED.

В большинстве случаев светодиодные лампы изготавливают из алюминия, который способен обеспечить эффективный теплоотвод на радиатор. Внутри устанавливается разное количество светодиодов, что определяет мощность. Контактные выводы диодной ленты имеют с обратной стороны подложку для отвода тепла. Она припаивается к теплоотводящей площадке. Снимая один из диодов, её также придется отпаять.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector