Led-ленты пайка или коннекторы, способы соединения, инструмент и материалы

Глоссарий

Led-лента, СДЛ – светодиодная лента.

RGB-лента – разноцветная светодиодная лента.

LED элемент, кристалл, СД – светодиод (диод).

Резистор – элемент электрической схемы, ограничивающий рабочий электрический ток.

Диэлектрик – материал не проводящий электрический ток.

Паяльник – инструмент, предназначенный для пайки и лужения при его нагреве.

Жало – наконечник паяльника, которым наноситься припой.

Полюс – определенная сторона (направленность) постоянного источника тока, «плюс» и «минус».

Стриппер – ручной инструмент для очистки кабеля от изоляции.

Канифоль, флюс – вещество, очищающее поверхность от окисления.

Припой – вещество, применяемое для пайки.

Залудить – процесс покрытия рабочей поверхности тонким слоем припоя.

Коннектор – устройство для соединения участков светодиодной ленты между собой, без припоя.

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.

Что и где паять в led-ленте

Светодиодная лента (СДЛ) – это светоизлучающая электрическая конструкция в виде гибкой печатной платы (ленты) с равномерно нанесенными на неё источниками света – светодиодами (LED) и ограничителями электрического тока – резисторами (сопротивлениями).

Когда нужна пайка? Пример: при контурной подсветке потолка необходимо проложить СДЛ под прямым углом. Несмотря на гибкость платы, идеально прямой угол получиться только при соединении её двух частей. Поэтому её разрезают на 2 части в специально обозначенном для этого месте, чтобы не разорвать схему подключения кристаллов.

Место разреза СДЛ

После этого приступают к работе по соединению СДЛ. Сложность процесса пайки зависит от типа (одноцветная, многоцветная) вида (открытая, герметичная) ленты, количества токоведущих дорожек, использования дополнительных устройств.

Рекомендации по работе

При проведении пайки диодной ленты с другими компонентами осветительной системы, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• точно выполнять инструкцию по спайке, приведенную выше;
• качественно изолировать рабочий участок;
• придерживаться схемы спайки, чтобы все правильно подключить;
• избегать перегрева изделия во время работы с паяльником;
• использовать качественные составные элементы системы — блок питания, контроллер, ленты.

При выполнении вышеприведенных рекомендаций и пошаговой инструкции, спаять светодиодную ленту будет легко и просто. Кроме этого необходимо соблюдать правила работы с нагревательными инструментами и электроприборами, особенно в момент проверки их работоспособности. Если все придерживаться всех рекомендаций, то спаять ленту со светодиодами не составит абсолютно никакого труда.

Как спаять между собой

Спаять между собой два участка ленты (нарастить) возможно двумя способами:

1. При помощи соединительных проводов. Каждая линия соединяет между собой равнозначные контакты двух плат (плюс с плюсом, минус с минусом).
2. Соединение внахлест. Соединение происходит путем накладывания участков друг на друга и их припоем в местах контактных площадок.
3. При большой длине СДЛ используется её параллельное подключение к общей шине с помощью соединительных кабелей.

Пайка проводов к ленте

1. Зачистить концы соединительных проводов при помощи канцелярского ножа или стриппера. Открытые (голые) части слегка закрутить.

Зачищенный соединяющий провод

1. Залудить открытые концы. На конец паяльника берется припой. Конец кабеля опускается в канифоль и затем паяльником наносится припой. Для равномерного покрытия процесс повторяется 3-4 раза.

Процесс залудки концов

Длина кабеля (до 2-3 мм) выбирается таким образом, чтобы его оголенные концы легли ровно в «чашечки» контактной группы. Слишком длинный конец может вызвать замыкание контакта «плюс» и «минус» между собой.

1. Залудить контактные площадки светодиодной ленты:
   Концом зубочистки нанести флюс на контактные площадки

Нанесение флюса на контактные площадки (пятаки)

• Разогретым паяльником нанести припой на контакты, путем кратковременного прижатия (до 2 сек). Максимальное время контакта СДЛ с паяльником составляет 5 сек. Важно, не замкнуть между собой контакты при нанесении припоя.

Нанесение припоя на контактные площадки

1. Припаять соединительный провод к СДЛ. Его конец прикладывается к контактной площадке платы. Затем сверху, кратковременным не сильным нажатием, жалом паяльника наносится припой.

За счёт высокой температуры олово расплавляется и провод утопает в контактной «чашечке», тем самым гарантирует надежное соединение, защищенное от окиси.

Припой соединительного провода к СДЛ

1. Аналогично припаять второй провод.

Припой второго соединительного провода к СДЛ

Соединение внахлест без проводов

1. Залудить контакты одной из лент с двух сторон:
   снять с обратной стороны платы необходимое расстояние (до 2-3 см) клеящейся основы;
2. зачистить обратную поверхность от клея;
3. залудить контактные площадки с рабочей и противоположной стороны платы.

Процесс залудки контактов при соединении платы внахлест

1. залудить контакты второй ленты с рабочей стороны.
2. наложить «задние контакты» первой ленты на контакты второй ленты, расположенные на рабочей поверхности.

Процесс соединения двух плат внахлест (шаг 1)

1. Верхние контакты первой ленты, которые должны оказаться сверху конструкции, прогреваются паяльником. Время выдержки паяльника в данном случае больше (4-5 сек), т.к. необходимо проплавить между собой обе платы.

Процесс соединения двух плат внахлест (шаг 2)

Такое соединение не является надежным. Лучше использовать соединяющие кабели.

Пайка ленты, покрытой силиконом

1. Зачистка ленты от силиконовой изоляции.

Канцелярским ножом надрезать силикон поперек платы на небольшом расстоянии от контактной группы. Надрез должен быть не глубоким, чтобы не повредить токоведущую дорожку.

Надломить место пореза и удалить кусочек силикона.

Процесс очистки СДЛ от силикона

1. Последовательно повторить процесс «пайка проводов к ленте» или «соединение внахлест без проводов».
2. Если степень защиты СДЛ предполагает силиконовое покрытие необходимо восстановить защиту с помощью термоусадочной трубки, силикона или клея.

Ликбез для начинающих

Для выпаивания детали из платы, нужно сделать так, чтобы контакты разогрелись до плавления припоя (примерно 230 °C). Основная ошибка начинающих — место паяльных работ сразу прогревают на 300 — 350 °C.

Например, нужно выпаять микросхему из платы паяльной станцией Lukey 702.

Многие радиолюбители и электронщики выставляют параметры нагрева выше 300 °C.

В первый момент, на деталь действует около 200 °C. На контактах и окружающем месте паяльных работ комнатная температура.Нагрев детали достигает 300 °C, а контакты еще не дошли до 200 °C.На микросхему поступает критическая температура 350 °C. Тем временем, окружающее место пайки неравномерно прогревается, даже если происходят равномерные движения феном по месту пайки. На контактах детали появляется заметная разница температур.400 °C и микросхема начинает зажариваться. Еще чуть-чуть, и она отпаяется из-за того, что и контакты практически нагрелись до плавления припоя. Но это происходит потому, что плата прогрелась. И в данном случае, это произошло неравномерно. Высокие значения температур приводят к тепловому пробою микросхемы, она выходит из строя. Плата сгибается, чернеет, появляются пузыри из-за вскипевшего текстолита и его составляющих.

Как все-таки без ущерба паять детали?

Нужно проанализировать место пайки и оборудование:

Оценить толщину платы. Чем толще плата – тем сложнее и дольше ее прогревать. Плата представляет собою слои дорожек, маски, площадки и много металлических деталей, которые очень теплоемкие.

• Что находится рядом. Чтобы не повредить окружающие компоненты, нужно их защитить от температуры. С этой задачей справятся: термоскотч, алюминиевый скотч, радиаторы и монетки.
• Какая температура окружающей среды. Если воздух холодный, то плату придется нагревать чуть дольше. Особое значение имеет то, что находится под платой. Не нужно паять на металлической пластине, или на пустом столе. Лучше всего подойдет деревянная дощечка или набор салфеток. И при этом плата должна находиться в одной плоскости, без перекосов.
• Оборудование. Многие паяльные станции продаются без калибровки. Разница между показываемой температуры на индикаторе и фактическая может достигать как 10 °C, так и все 50 °C.

Пайка проводов под углом

Данная схема применяется при необходимости параллельного подключения участков СДЛ к общей питающей шине.

Параллельное подключение участков СДЛ

Рисунок 104 — пример параллельного подключения участков СДЛ

При подключении кабелей последовательно к концам модуля платы и их дальнейшим загибом в сторону шины увеличивается расстояние между участками лент, что будет не эстетично смотреться при её эксплуатации.

Условная схема параллельного подключения участков СДЛ при подключении кабельных линий последовательно к концам модуля

Для этого пайка проводов производиться под углом:

1. Провод припаивается под прямым углом к контакту, который ближе расположен к питающей шине.

Припой под углом (шаг 1)

1. При подключении аналогично второго кабеля происходит на хлёст токоведущих частей, что может привести к замыканию контактов между собой.

Припой под углом (не верное расположение)

Для избегания замыкания второй провод припаивается к контакту, находящемуся на плате ранее и относящийся к этой же группе диодов.

Припой под углом (шаг 2)

Светодиодная RGB лента

Особенность RGB ленты – это близко расположенные друг к другу контакты. При проведении работ по залудке контактов необходимо соблюдать осторожность, чтобы не замкнуть их между собой дорожками из олова, за счет небольшого расстояния.

Для этого используют следующие способы уменьшения площади наконечника (жало) паяльника:

1. Заточить имеющееся жало с использованием напильника. Процесс трудоёмкий и не рациональный, т.к. жало будет испорчено и возможно не подойдет для других работ.
2. Самостоятельное изготовление жала из жилы медного кабеля сечением 1-2 мм. Такое жало крепится к основной конструкции болтовым соединением или цанговым соединителем, в зависимости от модификации паяльника.

Небольшая площадь жилы позволит более точно и аккуратно нанести олово, но при этом может привести к быстрому перегреву прибора.

1. Приобрести готовые наконечники требуемой формы и сечения. При частой пайке СДЛ это наиболее выгодный способ.

Залудка контактов светодиодной RGB ленты

Для параллельного подключения СДЛ, также каждый кабель припаивается под углом к одному контакту на модуле.

Сколько времени будет светить

Как примерно высчитать, сколько времени будет работать та или иная светодиодная лента на батарейках и какие батарейки под нее лучше подобрать?

Для начала вам нужно узнать название самой ленты и какие светодиоды в ней используются. Вбиваете эту марку в гугл и ищите параметры.

Самый главный – это напряжение и потребляемый светодиодом ток.

Допустим, потребляемый ток одного светодиода RGB ленты, при работе одного канала (свечение красным цветом) будет 18мА. Если работают все 3 цвета, то ток уже достигает 54мА.

Далее подсчитываете, сколько таких светодиодов будет в вашей подсветке. И умножаете этот ток на их количество.

Например, при 50 диодах и свечении ленты на максимальной мощности, общий потребляемый ток будет составлять – 2700мА.

Довольно существенная величина. Такой ток могут выдать аккумуляторные батарейки 18650. Для 12 вольтовой подсветки вам понадобится собрать их в магазине минимум 3 штуки.

Емкость аккумулятора 18650 в самых популярных моделях составляет 2600мА/ч. Есть больше и меньше. Эти цифры означают – данная подсветка на батарейках 18650 при токе потребления 2600мА, будет непрерывно светиться около 1 часа.

Если потребляемый ток превышает номинальный ток разряда аккумулятора, соответственно и лента будет гореть значительно меньший временной промежуток, и наоборот.

Только при этом не забывайте, что у небольших батареек, не рекомендуется превышать ток разряда больше чем в полтора-два раза от ее емкости.

Иначе батарейки быстро испортятся.

Частые ошибки при пайке led-ленты

1. Нагрев паяльника выше 250 — 300 0С.

Высокая температура приведет к перегреву контактов и их отслаиванию от платы. Определить высокую температуру накала жала паяльника при отсутствии регулятора можно по следующим признакам:

• дым, исходящий от паяльника;
• при окунании жала в канифоль/флюс происходит их кипение;
• плохое соединение припоя к жалу;
• черный нагар на жале паяльника;
• поверхность припоя на жале паяльника рыхлая и матовая (должен быть серебристый блеск).
• Применение паяльной кислоты и/или активного флюса

Одно из отрицательных свойств кислоты – это разъедание площади вокруг контактной группы.

Активный флюс имеет долгую реакцию (взаимодействие с металлом происходит и после пайки), поэтому требует смывания.

Это отрицательно сказывается на контактной группе и может привести к нарушению её токопроводящих свойств.

1. Применение некачественных светодиодных лент.

Часто в подделках СДЛ применяют не медные сплавы, которые не подвергаются пайке.

1. Применение жестких многожильных кабелей, которые не имеют надежной фиксации припоя.

Основные выводы

Пайка светодиодов SMD не представляет большой сложности, но требует аккуратности и осторожности. Следует помнить об опасности перегрева элементов, результатом которого будет их выход из строя. Необходимо обеспечить соблюдение условий:

• использовать маломощный паяльник с температурой нагрева не выше 260°;
• применять качественный флюс (специалисты рекомендуют специальный состав для пайки алюминия);
• ограничивать время контакта светодиодов с жалом паяльника.

Помимо этого, надо помнить о соблюдении полярности, следить за состоянием токоведущих дорожек. Свои варианты пайки SMD светодиодов излагайте в комментариях.

Предыдущая

СветодиодыПонижающий трансформатор на 12 В: как выбрать и правильно подключить

Следующая

СветодиодыПочему и как сильно нагреваются светодиодные лампы

Способы соединения: паечный, коннекторный и клипсами

1. Пайка предполагает применения припоя и его нагрев под действием высокой температуры паяльника для прочного соединения контактов между собой или с кабелем.

Пайка является самым надежным способом, а оловянно-свинцовый состав защищает открытые токопроводящие части от окисления и перегрева.

Её минусом является не высокая механическая прочность, для этого место припоя защищают термоусадочной трубкой или силиконом.

1. Клипсы. Последовательно соединяют участки СДЛ только в одну линию. Устройство представляет небольшую коробочку с металлическими токопроводящими зажимами, которые устанавливаются к равнозначным контактам модулей и зажимают их между собой.
2. Коннектор – это устройство, предназначенное для соединения между собой участков СДЛ без применения пайки.

Пример коннектора

Соединительные коннекторы могут быть с соединяющими проводами и без (для соединения внахлест), различной формы коннекторов (Т-образные, угловые, прямые).

Виды коннекторов

Коннектор или пайка?

1. Коннектор удобен в следующих случаях:
2. когда провести пайку не представляется возможным. Например, при сборке СДЛ непосредственно под потолком. Пайка на весу опасное занятие, которое может привести к ожогу в результате капания припоя и порче (прожог) потолочного покрытия.
3. При смене дизайна. СДЛ легко разбирается на участки и собирается по нужному эскизу, благодаря разнообразию коннекторов.
4. При работе с влагозащищенной лентой рекомендуется использовать пайку, т.к. она обеспечивает полноценную защиту и изоляцию от влаги.

Похожие записи
• Виды ламп и освещения
• Что такое драйвер и для чего он нужен светодиодам
• Монтаж и установка светодиодной ленты: подсоединение, закрепление, установка

Обсуждение: 2 комментария

1. Олег:
   За предоставленную информацию благодарим. Кстати, кто знает где лучше купить новогоднюю гирлянду? Уже чуть больше месяца осталось до Нового года, пора подумать и об украшениях в доме