Чем паять светодиоды на лампочках
Как правильно паять светодиоды: что важно знать, распространенные ошибки
Сегодня светодиоды признаны обычными пользователями, радиолюбителями и промышленными предприятиями самыми экологичными, компактными и энергоэффективными источниками света. Маломощные диоды используют для подсветки мониторов, мобильных телефонов и в различных игрушках, а мощные светодиоды применяются в цеховых прожекторах и праздничной люминесценции зданий, в рекламном бизнесе. Но непривычный источник света имеет ряд особенностей обслуживания в отличие от энергосберегающих аналогов (ЭСЛ) и ламп накаливания. Не так просто, например, паять светодиоды. Этому вопросу посвящена статья.
Строение диодных элементов
Главное отличие от других ламп в том, что светодиоды имеют плюсовой и минусовой контакт (анод и катод). При пайке диода в цепи важно это учитывать.
Также нужно понимать, что бывают DIP и SMD светодиоды.
Плюсовой контакт в DIP определяется достаточно просто. Стоит внимательно взглянуть внутрь колбы. Плюсовой вывод – анод – меньше минусового. На рисунке плюс – слева.
Есть и второй способ – посмотрите на длину ножки. У положительного вывода она длиннее.
Третий способ – мультиметром. Черная клемма прибора – минусовая, красная – плюсовая. Ставим на прозвон:
Последний способ подходит для обоих типов.
Это, пожалуй, главное, что стоит знать о строении светодиода. Если интересна теория, рекомендуем посмотреть видео:
Особенности пайки
Сложностей в пайке светодиодов DIP типа обычно не возникает. Зная простые правила пайки, ошибиться сложно:
Пайка светодиодов – это в принципе несложно. Небольшие проблемы, как правильно припаять диод, появляются при работе с SMD типом. Дело в том, что эти диоды не имеют токоведущих ножек, вместо них – площадки контактов. И, как правило, SMD паяются в платы или в лентах.
Что необходимо для работы
Для самостоятельной пайки приготовьте необходимый минимум:
Опытные радиолюбители советуют использовать для SMD типа паяльники с жалом, заточенным под угол. Так, площадка пайки быстро прогреется, припой расплавится, а диод не испортится от перегрева.
Пайка smd светодиодов
Всего два основных вида пайки. Посмотрите данное видео, чтобы определиться с окончательным набором инструментов:
Дополнительно могут понадобиться:
Температура пайки
Если вы неопытный в пайке, тем более светодиодов, то рекомендуем пользоваться все-таки феном. Шанс перегреть диод резко понижается. Кроме этого паяльник можно подобрать не тот. Максимальная температура нагрева жала должна быть 300 °C.
Конечно, можно купить паяльник с регулируемой температурой. Но это дополнительная трата денег. Впрочем, радиолюбителей со стажем нередко встречаются такие модели паяльника.
Для закрепления материала советуем посмотреть еще одну видео-инструкцию, уже конкретно по пайке феном:
Как выпаять светодиод из ленты
Другая сложность при пайке SMD типа – это замена старого элемента на новый в светодиодной ленте. Решается простым способом:
Как выпаять светодиод из LED-лампочки
Для удобства рекомендуется плотно намотать медную проволоку на жало, сечением не больше 4 мм.
Пинцетом или иголкой отодвигаем кристалл вниз, параллельно контактам.
Как припаять резистор к светодиоду
Если в вашей схеме не предусмотрено ограничение тока так называемым драйвером, то можно по-старинке воспользоваться резисторами.
Подключать напрямую в сеть светодиоды нельзя, так как кроме повышенного тока, он еще и переменный. Резистор и драйвер преобразуют ток в постоянный.
Каждому светодиоду в идеале нужен отдельный резистор. Это если диодов немного. Если их, например, сотня, как в некоторых гирляндах, или пусть даже пару десятков, придется приобрести драйвер.
Если сталкиваетесь с понятиями «резистор» и «драйвер» впервые, мы подобрали наглядные инструкции:
Резистор нужно подключать в схеме после питания и до светодиода. Паяется он просто. В главе «Особенности пайки» мы оставили видео, как паять любой контакт (см.выше). Никаких особенностей здесь нет. Единственное, в чем можно сомневаться – это выбор флюса, то есть вещества, которое очищает поверхность контакта от оксидной и/или жировой пленки. Как вариант – специальная паста.
Выбор пасты для пайки
Качество любого флюса выражается в том, что при пайке он не выгорает, только едва испаряется, а продукты его разложения легко удаляются растворителем. Лучший флюс – специальные пасты. Мы выбрали топовые наименования, исходя из опыта знакомых мастеров:
На всякий случай держите в уме старые, «дедовские» способы найти флюс и в глухой деревне. Это таблетка аспирина, фруктовый сок, оливковое масло, нашатырь с глицерином, канифоль со спиртом. Наиболее очевидный для сельской местности – смола сосны или ели. Нужно растопить смолу на слабом огне, а потом разлить по спичечным коробкам.
Ошибки при пайке
В заключение
Как можно было убедиться, работа со светодиодами несколько сложней, чем с лампами накаливания. Однако эти сложности нивелируются качеством света. Радиолюбители в последние десять лет придумали на основе осветительных диодов десятки самоделок, которые не уступают заводским аналогам.
Если вас заинтересовала статья, пишите комментарии и делитесь информацией в социальных сетях.
Как отремонтировать светодиодную лампочку на 220 В
В попытках снизить расходы на электроэнергию, мы меняем лампы накаливания на более экономичные. Лучшими считаются светодиодные, так как при малом потреблении тока они дают яркий свет. И производитель заявляет, что работать они должны не менее 30 лет, но по факту через полгода эксплуатации просто не зажигаются. Учитывая высокую стоимость LED ламп, это совсем не весело. Хорошая новость в том, что ремонт светодиодной лампочки не слишком сложная задача. Проблему можно решить имея минимальный набор инструментов. В некоторых случаях, можно даже обойтись без паяльника.
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:
Чтобы отремонтировать светодиодную лампочку своими руками, надо будет добраться до внутренностей — все проблемы сконцентрированы тут.
Из каких частей состоит светодиодная лампа
Если разобрать LED лампу, внутри обнаружим электрическую часть, где и будем искать повреждения. Это:
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.
Схемы LED лампочек
Светодиоды питаются от низкого напряжения — порядка 3 В, потребляют очень мало тока — от 20 до 50 мкА, подключать их к сети 220 В можно только через преобразователь. Его можно увидеть в нижней части лампы. Схема светодиодной лампочки на 220 В тоже несложная, зато по ней легко определить возможные проблемы.
Схема светодиодной лампы на 220 V
На рисунке выше представлена схема с диодным мостом. Он преобразует и стабилизирует напряжение. Это один из самых распространенных вариантов, так как такие лампы стоят не очень дорого. Как видите, в данном варианте диоды подключены параллельно, но это редкий вариант. Чаще они подключаются последовательно — один за другим.
Есть и другие светодиодные лампочки. В них присутствует микросхема. Такие лампы более дорогие, но обычно и более долговечные, так как параметрами работы управляет микроконтроллер, который выдает более стабильное питание. А некачественное питание равно быстрому снижению яркости свечения. Резкие скачки напряжения вообще приводят к пробою светодиода. Так как подключены они последовательно — один за другим — выход из строя одного светодиода означает поломку всей лампы. Она просто не зажигается. Хотя не работает, скажем, один светодиод из 80.
Как разобрать
Ремонт светодиодной лампочки начинается с того, что ее надо разобрать. Вакуума в ней нет, так что это возможно. Светорассеиватель и цоколь обычно без проблем отделяются. Они соединяются при помощи насечек на различных частях.
В большинстве своем части светодиодной лампы держатся на защелках
Есть два варианта. Более простой при разборке и более сложный. В простом детали лампы соединены только за счет механических защелок. В более сложном кроме защелок есть еще и силикон, который обеспечивает водонепроницаемость лампы. Такие экземпляры можно эксплуатировать при повышенной влажности. Разбирать светодиодную лампу нужно так:
Платы внутри лампы или вставляются в пазы, или также держатся на защелках. Их проще отодвинуть плоской отверткой, одновременно выдавливая плату вверх. Усилия не должны быть чрезмерными, так как защелки пластиковые и могут сломаться.
Характерные поломки
Так как вы решили ремонтировать LED лампочку своими руками, предполагается, что у вас есть тестер или мультиметр и вы умете проводить элементарные измерения. Еще необходим будет паяльник, но с тонким жалом и маломощный. Без него можно обойтись, но надо будет искать замену. Паять паяльником тоже надо хоть немного уметь. А еще надо бы иметь пинцет, кусачки и утики. Утики или утконосы — это ручной инструмент, похожий на миниатюрные пассатижи с длинными захватами — ими удобно держать мелкие детали, но можно обойтись и пинцетом. А еще запчасти. Их придется приобретать по мере выявления неисправности. Хорошо, если есть вторая нерабочая лампа. Ее можно использовать как донор — забирать оттуда нужные детали.
Заявленный срок службы светодиодных ламп чуть ли не полвека, а через полгода накапливается несколько штук нерабочих
Пробой светодиода
Как уже говорили, в светодиодной лампочке кристаллы подключены последовательно. С выхода одного провод идет на вход другого и так оббегает все элементы. Схема очень простая. Но если хоть один кристалл не рабочий, лампочка не будет гореть. А выходят из строя кристаллы часто, поэтому первым делом проверяем их. Тем более, их легко найти в любой модели. Схема для проверки не нужна.
Для начала внимательно осмотрите все кристаллы. Те, которые нормально себя «чувствуют» имеют светлую ровную окраску. Вас должны насторожить темные пятна. Если на кристаллах есть темные, почти черные точки, эти светодиоды, скорее всего, пробиты. Их меняем однозначно. Если поверхность немного темнее, кристаллы еще светят, но уже «на последнем дыхании» и скоро перегорят, то их тоже лучше заменить сейчас.
Выгоревший светодиод имеет на поверхности темное пятно
Чтобы убедиться в исправности или неисправности светодиодов, можно использовать мультиметр. Его переключают в режим прозвонки, щупы прикладывают к контактам светодиода. Если ток для работы светодиода нужен небольшой, исправные светодиоды загораются. Второй вариант проверки — батарейка на 3-4 Вольта, к контактам которой припаяны провода. Эти провода (с соблюдением полярности) прикладываем к кристаллам. Исправные загораются, а неисправные остаются темными.
Как выпаять поврежденные светодиоды
До этого момента все просто и понятно, ремонт светодиодной лампочки трудностей, пока, не представляет. Теперь надо решить, как паять мелкие светодиоды. Вся штука в том, что они припаяны на подложку, хорошо проводящую тепло. То есть, прогревая контакт одного светодиода вы, одновременно, греете всю плату. Если действовать маломощным паяльником понадобится слишком много времени. Мощный — тоже не вариант, так как перегреть очень легко. Максимальная температура, которую кристаллы выносят без последствий — 80°C. При дальнейшем нагреве быстро идет разрушение, поэтому при ремонте светодиодной лампочки основная задача — как можно меньше нанести вреда остальным элементам.
Точечного нагрева все равно не выйдет, но можно попытаться нанести минимальный урон соседним кристаллам. Для этого сначала выкусываем/выламываем пластину кристалла, а оставшиеся металлические ножки прогреваем маломощным (на 20 Вт) паяльником и удаляем.
Выпаиваем поврежденные светодиоды
Если маломощного паяльника нет, можно использовать утюг. Его надо жестко закрепить (например, при помощи струбцины) и выставить на средний режим. Для минимизации «поля нагрева» лучше использовать носик утюга. Греть в этом случае будем всю плату. Вернее, греть будем тот край, на котором находится поврежденный светодиод, но прогреваться будет вся плата. И в этом минус этого способа — от перегрева кристаллы мутнеют и быстро выходят из строя. Поэтому весь фокус в том, чтобы, как только будет возможно, быстро удалить поврежденный кристалл.
Перед началом работы все неисправные кристаллы окрашиваем маркером. Поворачиваем плату так, чтобы место с прогоревшими элементами было на платформе утюга. Постоянно тянем поврежденный элемент вверх, зажав его щипцами. Как только он оторвался, пробуем расположенные рядом поврежденные. Если они оторвались — отлично. Нет — поворачиваем плату так, чтобы больше нагревался поврежденный элемент. Потом сразу снимаем плату и оставляем остывать. Никаких специальных средств для быстрого остывания! Просто положите, пусть сама охлаждается.
Как припаять новые светодиоды
На месте выпаянных светодиодов остаются контактные площадки. На них наносим каплю флюса для пайки, сверху выкладываем исправные (с соблюдением полярности) и снова прогреваем, но на этот раз на кристалл надавливаем. Когда его ножки «войдут» в припой, плату снимаем или переворачиваем. Если светодиода нет, можно вместо него впаять отрезок проволоки. Светить лампа будет чуть тусклее, но работать будет. Да! Этот фокус работает, только если на плате десять и больше кристаллов.
В некоторых случаях вместо сгоревших светодиодов можно использовать проволочные перемычки
В видео представлен другой способ замены. Нужно найти похожий светодиод на ленте, вырезать его и вместе с подложкой припаять на место удаленного.
Еще один способ пайки мелких светодиодов. Он, кажется, наиболее реальным без применения спецтехники. Можно выпаять диоды при помощи небольшой газовой горелки.
Повреждения в драйвере
Если визуально все светодиоды нормальные или их уже поменяли, ремонт светодиодной лампочки продолжаем, рассматривая драйвер. Некоторые повреждения легко установить визуально. Почерневшие или треснувшие резисторы, вздутые емкости. Если присмотреться, то это все заметно. Если визуально ничего не определяется, берем тестер, проверяем целостность компонентов.
Могут быть сгоревшие сопротивления и потекшие/вздутые конденсаторы
Еще бывает так, что все элементы абсолютно нормальны, а светодиодная лампочка все равно не горит. Скорее всего, это плохая сборка. Надо проверять все места пайки. Если недостаточно прогреть место пайки, через время от постоянных температурных изменений контакт ухудшится или пропадет совсем. В первом случае лампочка то горит, то нет. Во втором, просто перестает работать. Подносим все места пайки к свету и внимательно смотрим. Если обнаруживаем трещину в пайке — это оно. Холодная пайка. Далее просто хорошо прогреваем это место паяльником.
Холодная пайка — одна из причин поломки светодиодных ламп
Очень редко выходят из строя диодные мосты, поэтому их проверяем в последнюю очередь. Если диод таки пробит, его выпаиваем, повторно проверяем (по идее, их проверять надо только выпаяв), если повреждение подтвердилось, ставим аналогичный. Не перепутайте подключение, иначе работать ничего не будет. В общем, ремонт светодиодной лампочки не слишком сложная задача. Обойдется он значительно меньше, чем новая лампочка. А вы, по пути, можете усовершенствовать конструкцию. В результате перегорать ЛЭД лампочки будут реже. В любом случае вы ничего (почти) не теряете.
Как правильно следует паять светодиоды
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.
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:
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).
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:
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:
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.
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:
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.
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:
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.
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.
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.
Навитый на жало провод
С такой самодельной насадкой будет достаточно легко обходиться и мощным паяльником при работе с SMD светодиодами.
Заключение
Руководствуясь описанными правилами и рекомендациями, припаять светодиоды различных типов можно достаточно быстро и качественно. Но для этого нужен опыт работы, необходимые знания и инструменты. Учитывая эти нюансы, можно собрать своими руками любой прибор, в составе которого имеются диоды.