Как припаять светодиод к плате?

Содержание

Как правильно следует паять светодиоды

Как припаять светодиод к плате?

В наше время самым распространенным видом освещения является светодиодное. Благодаря огромному количеству преимуществ, такие источники света заняли свое место практически в любой сфере человеческой деятельности.

Светодиоды

Без них уже нельзя представить радиоэлектронную технику, современные игрушки и многие другие атрибуты современного общества. Особенно часто в качестве осветительных приборов сегодня используются светодиодные ленты. Поэтому очень важно знать, как паять диоды своими руками, чтобы самостоятельно чинить в быту вышедшие из строя радиоэлектрические детали или их правильно заменить.

Вспоминаем курс школьной физики

Для того чтобы паять светодиоды (например, типа SMD), необходимо знать, что обозначают некоторые знаки, нанесенные на схемы. А именно:

  • «U». Это буквой на всех электрических схемах обозначают напряжение. Оно измеряется в В (вольтах);
  • «I». Под этим обозначением кроется ток. Он измеряется в А (амперах);
  • «R». Такая буква означает электрическое сопротивление элементов схемы. Этот показатель измеряется в Ом (омах).

Все перечисленные выше значения отражают закон Ома, который описывается следующей формулой:

Кроме этого необходимо понимать, что под буквой «Р» находится мощность, которая измеряется в Вт (ваттах). Мощность определяется по следующей формуле:

Расшифровку этих значений необходимо обязательно знать для того, чтобы правильно припаять светодиоды в любые схемы и платы.

Каким образом подключаются диоды

Прежде чем приступать к пайке светодиодов (например, типа SMD), необходимо знать, каким образом они подключаются к схеме или последовательно друг к другу (если речь идет о светодиодных лентах).

Обратите внимание! Светодиоды, чаще всего, подключатся в сеть с напряжением в 12 или 9 В. Но обычно приборы рассчитаны на уровень потребляемого тока в 0,02 А (20 мА).

Стабилизатор тока

Идеальным вариантом для светодиодов является подключение их через стабилизатор тока. При этом следует помнить, что такие стабилизаторы обойдутся несколько дороже, чем единичные светодиоды (например, типа SMD). Это нужно учитывать, при самостоятельной сборке радиоэлектрических приборов.

Для того чтобы запитать светодиоды желтого и красного свечения, зачастую необходимо напряжение в 2,0 В. В то же время для питания светодиодов синего, зеленого и белого цветов — 3,0 В.
Разобраться в этом вопросе поможет следующий пример:

  • в наличии имеется батарея на 12 В, а также светодиоды на 0,02 А и 2,0 В;
  • самым простым решением здесь будет подача напряжения в 2,0 В на каждый диод;
  • при этом лишние 10 В необходимо будет погасить при помощи резистора. Его еще часто называют сопротивлением;
  • используя закон Ома, вычисляем величину сопротивления (R = U/I). В результате получаем R = 10,0/0,02 = 500 Ом;
  • также, чтобы уберечь сопротивление от лишнего тепла, необходимо провести расчеты его мощности. В результате получится Р = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт.

Для большей надежности необходимо брать сопротивление немного большей емкости.
Обратите внимание! При увеличении мощности сопротивления естественным образом увеличатся его габаритные размеры.
Зная вышеприведенные аспекты, вы сможете правильно подключить светодиоды к батарее, используя для этого резистор. Главное здесь точно соблюдать полярность используемых деталей.

Что необходимо для работы

Многие любители радиоэлектроники, практикующие самостоятельную сборку различных приборов, интересуются возможностью самостоятельной пайки светодиодов (например, типа SMD) для схем. При наличии должных инструментов, а также знаний, самостоятельное создание таких схем вполне возможно.
Для такого вида работ вам понадобятся:

  • тестер;
  • калькулятор;
  • медицинский пинцет (необязательно, но рекомендуется);
  • паяльник.

Тестер

Обратите внимание! При работе со светодиодами, особенно при их проверке, нужно следить за тем, чтобы не направлять луч, идущий от этих элементов, себе в глаза.

Как видим, набор инструментов здесь невелик и легко найдется в любом доме. С таким набором вы сможете правильно припаять диоды, как в схеме, так и последовательно в составе светодиодной ленты.

Строение диодных элементов и как их паять

Стандартный светодиод представляет собой стеклянную колбу с примерным диаметром в 5 мм, к которой прикреплен ножки-выводы.

Внешний вид диода

Короткая ножка представляет собой минусовый вывод, а длинная – плюсовой. Если их перепутать при пайке, то светодиод не загорится.
Процесс пайки таких элементов имеет следующий алгоритм:

  • каждый диод размещаем в своем месте;
  • места пайки следует обработать обычным оловом, флюсом;
  • после этого прикладываем к ним на пару секунд паяльник;
  • после этого остатки ножек можно просто откусить.

После того как вы припаяли все светодиоды к схеме, необходимо проверить дело рук своих. Для этого их следует подсоединить к питанию. Если все диоды светятся, это означает, что вы все сделали правильно.
Кроме этого есть светодиоды, которые для удобства работы с ними, выпускаются в виде специальных лент. Их можно нарезать и соединять друг с другом, что дает возможность использовать их для подсветки помещений, витрин и т.д.

Места для разрезания led ленты и пайки проводов

Резать такую ленту нужно только в соответствующих местах. Если разрезать в другом месте, то вы просто испортите изделие, повредив соединение светодиодов. Спаивать такие кусочки нужно с помощью специальных контактных площадок, которыми заканчиваются эти участки.

Обратите внимание! Паять светодиодные ленты можно при помощи паяльника с мощностью в 40 В.

В качестве флюса здесь стоит использовать специальный раствор, который имеет вид геля. Помните, что концы проводов в данной ситуации стоит хорошо залудить. Также моно использовать специальные приспособления для создания контактов между кусками светодиодной ленты – коннекторы. Но они стоят достаточно дорого, поэтому редко применяются.

Особенности пайки

После того, как мы освежили школьные знания и азы подключения светодиодных элементов, а также нашли все необходимые инструменты, можно приступать к непосредственной работе с деталями.
Светодиоды можно подключать последовательно. Здесь важно знать, как это следует делать правильно.

Обратите внимание! Для того чтобы последовательно припаять диоды, следует подбирать их с одинаковыми параметрами.

Получившиеся цепочки светодиодов можно использовать в самых различных приборах и назначениях. Наиболее часто с их помощью организуют различного рода подсветки (открытые или закрытые) помещений, а также транспортных средств. При установке таких цепочек следует помнить о том, что напряжение в электросети автомобиля будет выше, чем 12 В (14-14,5 В). Для сети питания машины не характерно постоянство напряжение. Чтобы подавить возможные помехи, нужны специальные стабилизаторы напряжения.

Микросхема КРЕН8А

Самостоятельный сбор стабилизаторов напряжения возможен на основе микросхем КРЕН8А и К142ЕН8А для сети 9 В. Микросхемы КРЕН8Б и К142ЕН8Б подойдут для сети напряжения в 12 В.
Для припайки данного элемента подойдет малогабаритный паяльник. Его жало должно нагреваться до 260 градусов.

Обратите внимание! Длительность процесса пайки на каждую точку должна составлять 3-5 секунд.

Что сама пайка прошла правильно, необходимо знать следующие правила и рекомендации:

  • при отсутствии даже минимального опыта пайки необходимо предварительно потренироваться. Иначе велик риск того, что светодиоды не будут работать или вообще испортятся. Для повышения своих навыков следует использовать провода с разным сечением;
  • обязательно необходимо использовать стандартный оловянно-свинцовый припой, флюс для алюминия;

Флюс для алюминия

  • провода, которые не были покрыты окислами, необходимо сразу же после оголения лудить. Для этого нужно взять небольшое количество припоя и разогреть его на жале паяльника. Затем касаемся им канифоли и проводим по оголенным участкам проводов. В результате таких манипуляций припой растечется тонкой пленкой;
  • иногда лужение не допускается. Тогда провод следует положить на таблетку аспирина и нагреть паяльником. Нагревание длится 3-5 секунд.

Процесс пайки светодиодов

Зная эти правила, вы сможете правильно спаять светодиоды последовательно.

Другой вариант пайки

Кроме обычных светодиодов, существуют чипы, которые монтируются в светодиодные ленты. Наиболее часто встречаемыми на сегодняшний день являются светодиоды типа SMD.

Светодиод SMD

Этот элемент электросхемы представляет собой безвыводной компонент. SMD не имеет традиционных проволочных выводов из меди. Поэтому такие элементы соединяются с помощью дорожек печатной платы. Для соединения SMD диода с платой также используется пайка. К ним необходимо припаять дорожки путей и контактные площадки.
Запаять такой компонент схемы несложно, поскольку для этого можно использовать маломощный тип паяльника на 10-12 Вт. Поэтому можно вполне удобно и быстро спаять каждый последовательно расположенные контакт в отдельности.

Пайка SMD-компонентов

Бывают ситуации, когда необходимо выпаять SMD-компоненты для их замены или проверки. В такой ситуации, чтобы не допустить перегрева элемента, нужно прогревать все его выводы одновременно. Если такая потребность с SMD-компонентами случается часто, тогда имеет смысл приобрести специальный набор жал для паяльника.Эти жала должны иметь два или три маленьких разветвленных окончания. С ними очень легко работать с SMD, так как риск их повреждения минимизируется даже в тогда, когда они приклеены к печатной плате.

Иногда невозможно использовать маломощный паяльник. Тогда, чтобы не повредить элемент во время пайки, к жалу мощного паяльника следует навить медный провод с диаметром в один миллиметр.

Источник: https://1posvetu.ru/montazh-i-nastrojka/kak-payat-svetodiody.html

Как паять светодиоды: разновидности, порядок действий и способы соединений

Как припаять светодиод к плате?

В качестве основного рабочего элемента систем освещения долгое время использовались лампы. Они пережили много этапов конструкционного и функционального развития, но сегодня переживают кризис, обусловленный жесткой конкуренцией с диодными кристаллами. Современные LED-светильники получили широкое распространение благодаря эксплуатационным качествам, которые, впрочем, имеют и негативные стороны применения.

Читайте также  Расчет емкости конденсатора для светодиода

В процессе ремонта такого устройства пользователь может столкнуться с проблемой обновления вышедших из строя кристаллов. Вопрос о том, как паять светодиод, логично возникает, если один из кристаллов перегорел. Об этом будет свидетельствовать наличие черной точки на желтой поверхности элемента.

И если в условиях заводской компоновки операция восстановления производится механизированным способом в поточном режиме, то в быту придется организовывать условия для ручной пайки.

Какие бывают виды светодиодов?

В большинстве случаев рядовые пользователи светотехнических устройств имеют дело с выводными светодиодами и более развитой конструкцией на базе SMD-кристаллов. Первые вводятся в цепь с помощью двух проводников и чаще всего служат как средство индикации различной аппаратуры – например, в автомобиле они выполняют задачи светового сигнализатора, работая от источника на 12 В. Непосредственно в системах освещения и подсветки чаще применяются SMD-диоды в безвыводных корпусах.

Ввиду принципиально другой электротехнической компоновки на плате сложности скорее вызовет именно этот прибор освещения. Как паять SMD-светодиоды? Крепление осуществляется не через специальные отверстия как в случае с теми же выводными устройствами, а непосредственно на поверхность накладкой. Для этого предусмотрены специальные контактные площадки, которые необходимо запаивать поочередно, выдерживая корректность размещения диодов на плате.

С одной стороны, такой подход упрощает технологию монтажа кристаллов, но с другой – требует большего внимания от исполнителя, так как приходится иметь дело с элементами миниатюрных размеров, компактно размещаемых на небольшом пространстве.

Подготовка к работам

В рамках подготовительного процесса должно быть решено несколько задач. из них заключается в зачистке рабочей поверхности и, при необходимости, демонтаже сгоревшего диода. Старые элементы лучше всего убираются маломощными паяльниками на 25 Вт после облуживания кончика до необходимых размеров, что позволит удобно произвести термический срез. Далее особое внимание уделяется поверхности.

Лаки и всевозможные технические покрытия должны быть также устранены механическим способом – например, зачищены строительным ножом. Теперь другой вопрос – как паять светодиоды на алюминиевые платы? На этот случай будет не лишним подготовить особый флюс для конкретного металла или же использовать универсальный оловянно-свинцовый припой. Что касается выбора паяльника, то в высокой мощности потребности не будет.

Можно отдавать предпочтение компактным моделям с нагревом до 250 °C.

Техника соединения под углом

Нередко при создании сложных систем подсветки из нескольких параллельных линий провода подключаются на разных участках. Для удобства выполнения такого соединения применяется угловая пайка с 90-градусным наклоном. Плюс и минус фиксируются на контактных площадках двух диодных соседний. Что еще важно, такой способ позволяет легко соединять RGB-ленты, используя при этом четыре провода.

Угловой стык никак не влияет на качество подсветки, но позволяет реализовывать самые разные конфигурации сращивания светодиодных лент. Проблемы может доставить лишь наличие специальной оболочки у лент с классом защиты выше IP68. Например, как правильно паять светодиоды с заливкой силиконом или компаундом? В этом случае усложняется процедура первичной зачистки.

Как минимум необходимо будет формировать технические отверстия в покрытии для токоведущих жил. По ним в дальнейшем и реализуется пайка.

Техника соединения при помощи коннекторов

Среди преимуществ светодиодных устройств одно из главных мест занимает их оптимизированность, что проявляется и в минимальных требованиях к расходным материалам при монтаже. Тем не менее иногда себя оправдывает и включение коннекторов в электротехнические схемы.

Как паять светодиоды с такими элементами? Пайка в данном случае выступает вспомогательным средством обеспечения надежного соединения между проводами, а коннекторы формируют своего рода армирующий внутренний каркас. Оптимальный размер коннектора по ширине составляет 8-10 мм.

На первом этапе необходимо создать конструкционное соединение, выполнив нужное количество контактов на плате, а затем приступать непосредственно к пайке.

При этом надо учитывать, что соединение с коннектором не всегда дает преимущество с точки зрения будущей эксплуатации светодиода. Во-первых, места подключения с такой арматурой в большей степени склонны к подгоранию, а также способствуют быстрому нагреву излучателя. Во-вторых, возможно ухудшение свечения, что выражается в понижении яркости. Как паять светодиоды на плату с коннектором, чтобы исключить подобные негативные эффекты? Желательно отказаться от медных проводников, а саму пайку выполнять сплошным способом, что исключит риск образования участков окисления.

Техника соединения внахлест

Метод, который вовсе не предусматривает использование вспомогательных проводников. Такую технику рекомендуется применять в отношении ленточных светильников и других диодных устройств, кристаллы которых размещаются компактно на небольшой плате.

Например, как паять СМД-светодиоды паяльником внахлест? Для начала концы светодиодных линий обрезаются так, чтобы контакты находились впритык друг к другу. Токоведущие жилы смазываются флюсом, после чего можно применить и оловянное лужение до момента образования серебристого покрытия.

Затем выполняется накладка одного куска с проводной частью на другой отрезок при строгом соблюдении полярности. Достаточно непродолжительного мягкого прогрева, чтобы сформировалось прочное соединение.

Порядок выполнения пайки

Какой бы способ соединения не был выбран, общая технология пайки предполагает выполнение универсального набора действий, в числе которых следующие:

  • Припоем или флюсом выполняется лужение токоведущих контактов, которые планируется соединять.
  • Окончания токоведущих жил, которые уже подверглись лужению, прикладываются к месту соединения на плате или другому проводнику.
  • Теперь главная операция – соединение. Как паять светодиоды вручную? Достаточно направить жало паяльника на целевую область соединения и продержать его от 3 до 5 сек. В результате быстрого прогрева образуется надежный стык.
  • После пайки стыковочный узел желательно несколько часов удерживать в изолированном виде без каких-либо сторонних воздействий.

Особенности пайки феном

Пайка данным способом обычно рассматривается как альтернативный метод относительно классической пайки. Ее выбирают по разным причинам, главной из которых можно назвать возможность отвода тепла от кристалла с минимизацией рисков его термического повреждения. Но данный способ подходит только для конструкций с поверхностным соединением на плате.

К примеру, как паять СМД-светодиоды феном? Процесс нагрева организуется с обратной стороны платы. Задача исполнителя сводится к обеспечению достаточного прогрева участка соединения, чтобы припой с лицевой стороны обрел состояние, позволяющее надежно зафиксировать диод.

Теоретически это действие можно реализовать утюгом и маломощной газовой горелкой, но для сохранения структуры и самой платы все же безопаснее применять специальный термофен.

Ошибки при пайке

Даже если внешне созданное соединение кажется правильным, устройство может некорректно работать, если были допущены технологические ошибки. Большинство нарушений связано с неправильным распределением припоя или расплава, из-за чего образуются типичные дефекты наподобие непровара. Как паять светодиоды, чтобы избежать такого результата? И припой, и расплав уже в ходе термического воздействия необходимо строго контролировать. Должна выдерживаться равномерность слоев соединяющего покрытия. Для выявления таких нарушений в структуре на этапе неразрушающего контроля выполняется сканирование тепловизором.

Заключение

Пайка кристаллов LED-светильника является нетрудоемкой операцией, которая под силу любому домашнему мастеру. Однако существует масса технологических тонкостей и деталей, игнорирование которых может свести к нулю даже усилия старательного мастера. Учитывать необходимо не только условия выполнения пайки как таковой, но и саму конфигурацию соединения.

Например, как паять СМД-светодиоды с групповым расположением кристаллов? Для успешного выполнения такой операции еще на базовом уровне потребуется определение электрической схемы монтажа диодов на плате.

Необходимо выполнить расчет цепи и только после этого приступать к поэлементному соединению кристаллов в соответствии с планируемой конфигурацией прибора освещения.

Источник: https://365news.biz/women/houm/202087-kak-payat-svetodiody-raznovidnosti-poryadok-dejstvij-i-sposoby-soedinenij.html

Правила пайки светодиодов разного типа

Как припаять светодиод к плате?

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.

Читайте также  Регулируемый блок питания для светодиодов

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.

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.

Как паять светодиоды на плату

Как припаять светодиод к плате?

Светодиоды давно заняли свое место в наших квартирах. Без них нельзя представить себе радиоэлектронную технику, некоторые современные игрушки для детей. Целые ленты, собранные из светодиодов в производственных условиях, украшают предметы мебели, автомобильную и мототехнику. Они горят разными цветами, очень долго служат, привлекают внимание домашних мастеров своими характеристиками.

У каждого дома есть светодиоды, но не каждый знает как правильно их припаять.

Многих интересует вопрос о возможности самостоятельно паять схемы, включающие светодиоды разных типов. Такая схема может быть выполнена своими руками.

Вспомним школьный курс физики

Для того, чтобы припаять схемы, включающие светодиоды, понадобится паяльник.

Для начала необходимо приготовить тестер, паяльник и калькулятор. Следует запомнить такую простую вещь: нельзя направлять луч, идущий от светодиода, в глаза человека. А теперь наступила пора немного вспомнить физику:

  • буквой «U» на электрических схемах обозначается напряжение, измеряемое в вольтах (В);
  • ток обозначается буквой «I», измеряется в амперах (А);
  • электрическое сопротивление деталей и проводников обозначается символом «R» и измеряется в омах (Ом);
  • все эти данные входят в формулу, характеризующую закон Ома: U = R * I;
  • буквой «Р» обозначают мощность, измеряемую в ваттах (Вт);
  • мощность можно рассчитать по формуле: P = U * I.

Как включить светодиод?

Светодиоды подключаются в сеть с напряжением 9 и 12 В.

Чаще всего светодиоды включаются в сеть с напряжением 9 и 12 В. Наиболее распространенные приборы рассчитаны на потребляемый ток 20 мА (0,02 А). В идеальном варианте они подключаются через стабилизаторы тока, которые стоят значительно больше светодиодов. Для питания светодиодов красного и желтого свечения обычно требуется напряжение 2,0 В; белого, зеленого и синего — 3,0 В.

Практическое задание: имеется в наличии батарея на 12 В и несколько светодиодов на 2,0 В и 0,02 А. Самое простое — на каждый диод подать напряжение 2,0 В. Для этого лишние 10 В нужно погасить с помощью резистора, который часто называют сопротивлением. Формула закона Ома: U = R * I. Находим величину сопротивления: R = U/I. Получается: R = 10,0/0,02 = 500 Ом.

Чтобы сопротивление не сгорело от лишнего тепла, нужно рассчитать его мощность: Р = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт. Лучше и надежнее брать сопротивления несколько большей емкости, но помнить, что при увеличении мощности увеличиваются его габаритные размеры. Теперь можно подключать светодиод к батарее через резистор, соблюдая полярность деталей.

Как паять светодиоды?

Для пайки светодиодов понадобится флюс для алюминия.

Подобным образом можно подключать несколько диодов последовательно. При этом рекомендуется подбирать светодиоды с одинаковыми параметрами. Цепочки светодиодов различного цвета можно устанавливать и подключать к самым разным системам. Проще это сделать на автомототранспортном средстве. Только нужно помнить, что напряжение в сети автомобиля обычно бывает не 12, а 14-14,5 В. Кроме того, оно не всегда отличается постоянством, помех тоже хватает. Для подавления помех необходимо использовать стабилизаторы напряжения. Собрать их можно на основе микросхем К142ЕН8А, КРЕН8А для сети 9 В. Для 12 В годятся К142ЕН8Б и КРЕН8Б.

Для пайки подойдет небольшой паяльник, жало которого может нагреваться до 260 градусов. Процесс пайки не должен превышать 3-5 секунд на каждую точку. Большую помощь окажет медицинский пинцет. Чтобы пайка была быстрой и качественной, нужно использовать специальный флюс для алюминия, обычный оловянно-свинцовый припой.

Если у вас нет опыта пайки, следует немного поучиться этому делу. Для пробных упражнений подойдут провода различного сечения. С концов проводов снимается изоляция. Свежие провода обычно не покрыты окислами, их можно сразу лудить. Для этого небольшое количество припоя берут на жало разогретого паяльника, касаются канифоли и водят жалом по оголенным частям проводов. Припой растекается по проводу тонкой пленкой.

Если по некоторым причинам лужение затруднено, нужно провод положить на таблетку аспирина и прогреть 3-5 секунд паяльником. После этой процедуры даже провод со следами явного окисления отлично покрывается оловом. Упражняться полезно до того момента, пока провода не получится залудить качественно и быстро. После этого нужно научиться лудить многожильные концы, которые чаще всего приходится расплетать, чтобы удалить с них следы окисления, затем смачивать на таблетке аспирина.

Источник: https://ostwest.su/instrumenty/kak-pajat-svetodiody-na-platu.php/

Подключение светодиода к Ардуино

Как припаять светодиод к плате?

В этом уроке мы узнаем, как правильно выполнить подключение светодиода к плате Ардуино и как организовать управление им с помощью скетча. Для работы с проектами вам потребуется плата Arduino Uno, Nano или Mega, а также установленная на компьютер программа Arduino IDE.  Если у вас нет  возможности собрать схему своими руками, можно воспользоваться  встроенными светодиодами на плате контроллера. Главное, чтобы была возможность подключиться к

Светодиод  – один из самых распространенных электронных компонентов, применяемых в электротехнических проектах. И естественно то, что любые DIY  проекты начинаются с примеров работы со светом – мигание, мерцание, переключение.  Существует огромное количество светодиодов разных вариантов и моделей в разных корпусах и с различными характеристиками. Более подробно мы писали об этом в статье с описанием принципа работы светодиода. Мы с вами будем использовать самые простые и дешевые компоненты, которые можно без труда купить в любом интернет-магазине.

Правила подключения

Главное, что нам нужно знать о светодиодах (кроме того, что они светятся) – что это полупроводниковый прибор. Свет в виде испускаемых фотонов возникает в специальном слое (pn – переходе), когда через него проходит определенный ток. Принцип работы светодиода показан на следующей картинке.

При подключении светодиодов важно знать два главных правила:

  • У светодиода есть положительный и отрицательный контакты, поэтому важно соблюдать полярность при подключении.
  • У светодиодов есть ограничения по протекающему через них току, поэтому необходимо обеспечивать правильный режим электропитания. Впрочем, это касается любых электронных приборов.

Полярность светодиодов

Первое правило легко соблюдать, если знать, где у светодиода минус, а где плюс. Тут на помощь приходят правила маркировки. Мы смотрим на ножки и видим, что они разного размера. Более длинная ножка означает плюс. Если нет возможности сравнить длину или кто-то уже до вас отрезал часть ножек, мы ощупываем корпус  (визуально определить будет сложно) – с одной из сторон корпус слегка обрезан (скошен), с этой стороны находится минус.

Читайте также  Освещение на складе светодиодами

Полярность светодиодов

Что будет, если перепутать ножки местами и поменять полярность подключения? К счастью – ничего. Ничего не сгорит, но и светиться тоже ничего не будет. Диод, включенный неправильно, просто размыкает цепь. Естественно, до определенного предела, т.к. если мы подадим достаточно большой ток, то рано или поздно случится пробой и устройство перестанет работать совсем.

Ограничение по току

Правило ограничения по току тоже легко выполнить. Нужно лишь получить в спецификации к вашему светодиоду значение максимального тока для данной модели и добавить в схему сопротивление, обеспечивающее нужный ток в цепи. Все это легко рассчитывается с помощью закона Ома и многочисленных калькуляторов, доступных в интернете. Чтобы не усложнять процесс лишними расчетами (это мы сделали в другой статье) просто даем итоговый результат для работы с Ардуино.

В наших первых проектах для самых распространенных светодиодов, доступных в стартовых комплектах, мы будем использовать резисторы 220 Ом. Если вы добавите к схеме резистор большего номинала, то ничего страшного не произойдет – просто диод будет светить не так ярко.

Схема подключения светодиода

Подключение светодиода к электрической цепи – достаточно простая операция. Нужно соединить соответствующие ножки с плюсом и минусом. Длинную ножку подключаем к той части цепи, которая ведет в итоге к плюсу. Важно не забыть включить в цепь резистор.

Схема подключения светодиода

Может возникнуть вопрос, как соединить провода. Мы можем держать их руками и зубами, можно выполнить скрутку, можно спаять. Но самым простым и довольно надежным способом соединения является использование макетных плат. Мы писали о них в статье о платах прототипирования.

Схема подключения к плате Arduino Nano или Uno

Чтобы подключить светодиод к Ардуино надо понять, где на этой плате будет плюс, где минус. Ведь светодиод – устройство электрическое, для его работы нужна электрическая цепь с плюсом и минусом. Первое, что можно сделать – это подключить питание к выводу 5В платы Uno. Свет будет гореть, но таким устройством управлять с помощью скетча невозможно. Свет будет гореть до тех пор, пока включено питание. Конечно, можно  выключать питание и уводить плату в режим сна в программе, но это уже тема отдельной статьи.

Подключение светодиода напрямую к пину питания Ардуино

Правильным вариантом подключения является использование пинов  (разъемов) платы, на которые мы можем подавать напряжение из скетча. Тут нет ничего сложного, если представить плату Ардуино в виде батарейки с большим количеством положительных и отрицательных полюсов. Мы просто включаем или выключаем нужные разъемы, подавая на подключенные к ним устройства напряжение и ток.

Начнем с отрицательных полюсов. Все минусы платы обозначены одним словом – GND, сокращенное от ground – земля («земля» или «корпус» – так часто называют общую линию для электрической схемы). На плате Arduino Uno или Nano можно найти три таких контакта: возле 13 пина и на другой стороне, в зоне разъемов питания.

Все остальные цифровые или аналоговые пины (с номерами или обозначениями A0-A5) могут быть и плюсами и минусами. Если мы укажем в программе, что на нужный нам порт надо подать напряжение (высокий уровень сигнала), то он становится плюсом. Если укажем низкий уровень сигнала, то пин станет «минусом». Не будем вдаваться в тонкости и расчеты, наша задача пока понять основы.

Пошаговая инструкция

Итак, нам нужно подключить светодиод к плате. Для этого мы соединяем длинную ножку к плюсу, т.е. к тому участку схемы, который ведет  к цифровому или аналоговому разъему платы. Но делаем это не сразу, а через резистор, который уже потом подключается к пину 13. Короткую ножку (минус) подключаем к минусу – к пину GND. Вот так это выглядит на схеме.

Подключение светодиода к Arduino Uno

Можно поменять местами резистор и светодиод – подключить GND к резистору, а плюс через напрямую к цифровому пину. Ничего от этого не изменится. Если вы захотите поменять местами провода, обязательно обращайте внимание на то, что ножки диода должны стоять длинной стороной к проводам, ведущим к пинам платы и короткой – к пинам с обозначением GND.

Важно!

В крайних случаях можно обойтись вообще без резистора, особенно, если подключить светодиод к 13 пину, к которому внутри платы уже подведен светодиод. Но в этой ситуации схема не сможет работать долго и правильно, а если подключить мощный светодиод с низким сопротивлением, то ток может превысить рекомендуемые  максимальные 40мА и пин может сгореть. Поэтому лучше не экспериментируйте.

Для упрощения работы, подключите светодиод к 13 пину по схеме, представленной на рисунке. Собрав схему и включив питание, мы можем увидеть, как наш светодиод замигает уже при старте. Если в плате загружен тот же начальный скетч маячка, то после инициализации светодиод будет мигать  и увидим, что теперь он мигает с частотой 1 раз в секунду. О том, как загрузить скетч в ардуино, можно прочитать в нашей статье о проектах для начинающих.

Встроенный светодиод в Arduino Uno и Nano

На самом деле нам не обязательно знать о нюансах работы со светодиодами для начала практической деятлеьности. Первые эксперименты вполне можно провести со встроенным светодиодом платы Ардуино. В подавляющем большинстве плат он будет подключен к пину 13. Вы можете без труда найти светящиеся элементы платы – они загораются и мигают разным цветом при включении. Это и есть встроенные светодиоды.

Далеко не все “лампочки на плате” доступны нам для управления из скетча. Некоторые из них служат индикаторами обмена данными через те или иные протоколы (например, UART), другие информируют о включении питания и режиме работы платы. Светодиод, присоединенный к пину 13 платы может загореться и погаснуть при включении платы, а затем его работа определяется встроенным скетчем.

На некоторых вариантах плат количество источников света ограничено и 13 пин оказывается не подключенным. Это делается ради экономии потребляемой электроэнергии, ведь led-лампочка всегда приводит к повышенному потреблению электричества. В некоторых проектах, требующих увеличенного времени работы от аккумуляторов, “прожорливые лампочки” приходится выпаивать принудительно.

Подключение нескольких светодиодов

Для подключения нескольких светодиодов к ардуино нужно просто подключить каждый из них к своему цифровому порту по той же схеме. Например, для создания проекта «Мигалка» можно взять два светодиода красного и синего цвета, подключив через сопротивление их положительные (длинные ножки)контакты к 13 и 12 пину соответственно. Короткие ножки подключаются к минусу – земле.

Схема подключения светодиодов проекта Мигалка

Мы уже знаем, что на плате нас дожидаются три разъема с таким обозначением («GND»), можно подключать к любому. Если разъемов питания будет не хватать, у нас есть три варианта.

  • Сформировать нужные уровни питания на свободных пинах. Например, подав в скетче низкий уровень сигнала на пин 5, мы получим на этом разъеме необходимый нам «минус».
  • Использовать макетную плату, на которой есть отличные варианты для раздачи «плюсов и минусов» через общие линии питания (смотрите статью на нашем сайте).
  • Использовать специальные платы расширения Sensor Shield, у которых для каждого пина отдельно выводятся пины с питанием и землей.

Точно так же вы сможете подключить и следующие светодиоды, приступив к проектам светофор или светодиодная лента.

Имейте в виду, что подключение более 3 светодиодов создает достаточно большую нагрузку на модуль питания платы Arduino. Поэтому не рекомендуется устраивать длительное одновременное включение множества светодиодов.

Управление светодиодом

Подключив светодиод к Ардуино, мы получаем очень  удобный инструмент для управления им.  Ведь нам не нужно ничего включать или выключать физически. Достаточно просто указать в программе нужные инструкции, чтобы сама плата подавала напряжение на нужные пины, включая или выключая наш светодиод. Единожды загрузив программу в память контроллера, мы заставим его выполнять нужный нам алгоритм каждый раз, когда будет подключено питание.

Включение и выключение светодиода в Ардуино

Включение светодиода произойдет в тот момент, когда мы подадим на пин, к которому он подключен, высокий уровень сигнала (напряжение). За это в Ардуино отвечает  функция digitalWrite со вторым параметром HIGH. Например, для светодиода, подключенного к пину 12 команда будет выглядеть так: digitalWrite (12, HIGH);

Чтобы выключить светодиод, мы используем ту же команду, но с параметром LOW: digitalWrite(12, LOW). Если мы вызовем первую команду, а потом чрез какой-то промежуток времени вторую, то у нас светодиод сначала загорится, а потом потухнет. Зациклив включение и выключение, мы получим постоянно включающийся и выключающийся мигающий маячок.

Бывают ситуации, когда светодиод горит не очень ярко и непонятно, что тут пошло не так. На самом деле нужно в первую очередь проверить, не забыли ли вы сконфигурировать пин в качестве выходного. Это делается добавлением функции pinMode (обычно в блоке setup()). Для нашего варианта функция будет выглядеть так: pinMode(12, OUTPUT);

Управление яркостью светодиода

Мы можем не только включать или выключать свет, но и управлять его яркостью. Для этого используется специальная технология с красивым названием ШИМ. Подключившись к пинам контроллера, поддерживающим ШИМ, можно регулировать интенсивность свечения с помощью функции analogWrite(). Мы должны указывать ей в качестве параметров номер пина и значение из диапазона от 0 до 255. Чем больше число, тем ярче будет светить лампочка. Например, для пина 3 пример будет выглядеть так: analogWrite(3, 255) или analogWrite(3, 100). В первом случае яркость будет максимально возможная, во втором – гораздо меньше.

Нужно помнить, что далеко не все пины контроллера поддерживают ШИМ. У Arduino Uno, Nano, основанных на ATMEGA328, шим поддерживают пины 3, 5, 6, 9, 10, 11. У платы Mega таких пинов гораздо больше.