Светодиодные лампы характеризуются меньшим энергопотреблением по сравнению с лампами накаливания. Кроме того, их срок службы гораздо длиннее, что побуждает владельцев жилых помещений постепенно переходить на экономичное освещение.
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:
- Цоколь. Эта часть вкручивается в патрон светильника. Для бытового использования зачастую применяются винтовые цоколи типа Е27 и Е14.
- 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.
- Радиатор. Необходим для отвода излишков тепла. Обычно это видимая часть корпуса.
- Рассеиватель. Прозрачная крышка, которая распределяет свет. Это пластиковая или поликарбонатная полусфера, предотвращающая попадание влаги и пыли внутрь корпуса.
- Светодиоды. Являются главным рабочим элементом. Благодаря им лампа светится.
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:
- Помещение, в котором будет производиться пайка, должно иметь хорошую вентиляцию. Это необходимо для защиты от паров и газов, выделяющихся во время работы.
- Перед включением паяльника нужно проверить целостность провода, розетки и вилки.
- После этого следует убедиться в целостности самого паяльника. При этом нужно обратить внимание на наличие повреждений изоляции.
- Если во время включения есть треск, паяльник необходимо сразу отключить.
- Нельзя брать устройство мокрыми руками и работать в помещениях с высокой влажностью.
- Во время выключения паяльника из розетки нельзя тянуть за провод.
- Нельзя наклоняться к прибору ближе, чем на 20 см. В ином случае есть риск попадания горячих паров в глаза.
- Во время выполнения работ нужно убрать все легковоспламеняющиеся предметы.
- Следует использовать подставку из негорючих материалов.
- 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.
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.
Расчёт ограничительного резистора
Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора.
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:
- 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.
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:
- Закрепить ленту. Это необходимо для предотвращения попадания жала на токопроводящие дорожки.
- Расплавить припой возле контактов, после чего подсунуть под светодиод лезвие. Нужно повторять манипуляцию со всех сторон до тех пор, пока элемент не будет выпаян.
- 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.
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.
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
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.
Видео. Как паять SMD светодиоды своими руками.
