В настоящее время светодиоды считаются самыми экологичными, компактными и энергоэффективными источниками света, и это мнение разделяют обычные пользователи, радиолюбители и промышленные предприятия.
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:
Соблюдение техники безопасности
В процессе ремонта любого прибора, который запитывается от электросети, необходимо соблюдать технику безопасности. Осветительные приборы LED, как и лампочки накаливания, подключены к сети 220 вольт. Поэтому мастер должен быть внимательным и учитывать рекомендации:
- после выключения лампы необходимо вручную выполнить разрядку конденсаторов. Для этого выводы закорачиваются металлическим прибором с ручкой из диэлектрика.
- в процессе выпаивания нельзя оставлять паяльную станцию без присмотра, это может спровоцировать пожар;
- включая установленную лампочку лучше отвернуться, так как есть вероятность, что из-за возможных ошибок она взорвется.
Пайка светодиодов непростой процесс для новичка. К ремонту следует приступать только в том случае, если вы имеете опыт работы с паяльником, знакомы с конструкцией и принципом работы чипов.
Как выпаять светодиод из ленты
Другая сложность при пайке SMD типа – это замена старого элемента на новый в светодиодной ленте. Решается простым способом:
- Перед тем как отпаять диоды, закрепите ленту, чтобы не попасть паяльником на токопроводящие дорожки.
- Осторожно плавьте олово вокруг контактов и просовывайте под диод лезвие. Приподнимаем сначала с одной стороны, потом с другой, пока диод не будет свободен.
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.
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.
- Плата к основанию припаяна двумя проводами. Их отпаивают, смочив жало паяльника во флюсе. После этого плата просто снимается с основания.
- После этого при помощи тестера проверяются все дорожки и светодиоды в режиме сопротивления. Также испорченные светодиоды будут иметь потемнения – черные точки.
- Нужно осмотреть качество пайки. Бывает, что на производстве случается брак, который мешает нормальной работе лампы.
- После определения неисправных элементов плату закрепляют в держателе. В одну руку берут паяльник, а в другую — пинцет. Паяльник подносят к одному контакту на пару секунд, а затем к другому. При этом светодиод аккуратно оттягивается пинцетом.
Поочередно нужно прогревать контакты, пока элемент не отпаяется.
Как припаять
Пошаговое руководство:
- На местах выпаянных светодиодов остаются контактные площадки. На них нужно нанести по капле флюса.
- Сверху вкладывают рабочие SMD светодиоды с соблюдением полярности.
- Контакты снова прогревают, пока ножки не войдут в припой.
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.
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.
Частые ошибки
Неопытные мастера довольно часто допускают такие ошибки:
- Плохое качество пайки. Обычно такое происходит у новичков, в результате пайки получается плохой контакт и лампа попросту не работает.
- Слишком большой разогрев паяльника. При температуре свыше 300 градусов происходит перегорание токоведущих нитей.
- Применение агрессивных флюсов, которые разъедают контакты.
- 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.
Допущенные во время пайки ошибки могут стать причиной взрыва или мгновенного перегорания лампы во время первого включения.
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.
Устройство светодиодной лампочки на 220 В
Самостоятельный ремонт светодиодной лампочки возможен, только если вы представляете себе из каких деталей она состоит и как все это работает. Это позволит самому искать неисправности. Устройство LED лампочки не слишком сложное. Если смотреть снаружи, можно выделить три части:
- пластиковый или стеклянный светорассеиватель,
- металлический, пластиковый или керамический радиатор для отвода тепла,
- цоколь одного из стандартов.
Чтобы отремонтировать светодиодную лампочку своими руками, надо будет добраться до внутренностей — все проблемы сконцентрированы тут.
Если разобрать LED лампу, внутри обнаружим электрическую часть, где и будем искать повреждения. Это:
- Преобразователь/стабилизатор напряжения или драйвер. Находится наполовину в цоколе, наполовину в радиаторе теплоотвода.
- Плата со светодиодами.
Как видите, не слишком сложно, хотя вариаций море. Например, в некоторых моделях драйвер распаян на той же плате, где крепятся светодиоды. Это «эконом» решение и встречается обычно в дешевых лампочках. В других светодиод один. Это, наоборот, дорогие модели, так как один большой и мощный светодиод стоит значительно больше, чем куча маленьких с той же (или большей) мощностью свечения.
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.
Последовательное подключение
Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее.
Через все элементы схемы течёт ток одинаковой величины:
А падения напряжений суммируются:
Исходя из этого, можно сделать выводы:
- объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
- при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
- количество светодиодов ограничено напряжением БП.
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.
Какие бывают типы светодиодов?
Светодиоды (Light Emitting Diodes, LED) могут иметь различные типы в зависимости от их характеристик и применения. Вот некоторые из наиболее распространенных типов светодиодов:
-
Светодиоды по цвету свечения:
- Одноцветные светодиоды (LEDs): Излучают свет только одного цвета, такие как красный, зеленый, синий, желтый и т. д.
- Многоцветные светодиоды (RGB LEDs): Обычно имеют красный, зеленый и синий элементы, которые можно комбинировать для создания широкого спектра цветов.
- Белые светодиоды (White LEDs): Могут быть созданы разными способами, включая смешивание световых цветов, использование фосфорных покрытий и другие методы.
-
Светодиоды по форме и размеру:
- Светодиоды с общим анодом или катодом: В таких светодиодах все аноды (или катоды) соединены между собой, что делает их более удобными для подключения.
- Светодиоды с SMD (Surface Mount Device) монтажом: Эти светодиоды предназначены для монтажа на поверхности печатных плат и обладают компактными размерами.
- Светодиоды с высокой мощностью (High Power LEDs): Они спроектированы для выдачи большего количества света и могут использоваться в осветительных приборах.
-
Светодиоды по назначению:
- Индикаторные светодиоды (Indicator LEDs): Используются для индикации статуса или сигнализации, например, на панели приборов.
- Светодиоды для подсветки (Backlight LEDs): Применяются в ЖК-дисплеях, клавиатурах, мониторах и других устройствах для равномерной подсветки.
- Светодиоды для освещения (Lighting LEDs): Эти светодиоды разрабатываются для замены традиционных источников освещения, таких как лампы накаливания и люминесцентные лампы.
-
Специализированные светодиоды:
- Инфракрасные светодиоды (Infrared LEDs): Излучают инфракрасный свет и используются в системах дистанционного управления и датчиках.
- Ультрафиолетовые светодиоды (Ultraviolet LEDs): Излучают ультрафиолетовый свет и применяются в санитарии, детекции подделок, сушке клея и других приложениях.
- Светодиоды с высокой частотой мигания (High-Frequency Flicker LEDs): Используются в коммуникации данных по оптическому кабелю и в других приложениях, где требуется высокая скорость передачи данных.
Каждый тип светодиода имеет свои уникальные характеристики и применения, что делает их важным элементом в различных технологиях и отраслях, от электроники и освещения до медицинского оборудования и связи.
