Как паять светодиодную ленту: способы пайки частей диодной ленты между собой с проводами и без, как спаять ленту в силиконе, нужен ли специальный паяльник

Что и где паять?

Сильно углубляться в классификацию диодных лент нет смысла, кроме как с точки зрения конструктивных особенностей, влияющих на пайку. Формально можно выделить две группы гибких плат: обычные (открытые) и защищенные (герметичные). Отличия между ними хорошо видны на иллюстрации внизу (герметичная диодная лента покрыта шаром силикона или прозрачной эпоксидной смолы):

И те, и другие могут иметь 2 или 4 контактные группы. В первом случае речь идет об одноцветной светодиодной (« » и «−»), а во втором – об RGB ленте, цвет свечения которой может меняться за счет промежуточного контроллера («B», «R»,«G» и « »):

В трехцветном RGB светильнике три точки соединения отведены под каждый из цветовых каналов (синий, красный и зеленый) и общее питание.

Выбор блока питания

Виды светодиодных лент.

Чтобы правильно подключить диодную ленту, необходимо использовать специальный блок питания (БП), так как для ленты используется напряжение в 12 или 24 В, а в сети подается 220 В. Такой импульсный БП выбирается по следующим параметрам:

• напряжение для диодной ленты;
• мощность, которая потребляется системой освещения;
• защищенность от влаги.

Надо обратить внимание на то, какое напряжение имеет сама диодная лента, оно указывается производителем. Мощность вычисляется по формуле: мощность потребляемая = мощность ленты × длина ленты

Влагозащищенность определяется по тому, где именно планируется использовать светодиодную ленту. Например, для кухни и ванной необходимо применять специальные системы.

Как припаять провода

В случае замены проводов, на RGB ленте отпаиваются старые четыре провода красного, синего, зеленого и коричневого цвета. На замену подбираются более длинные, крепкие, таких же расцветок, как и старые. Смажьте контакты на плате канифолью, нанесите припой на каждое место пайки.

Подготовьте провода. Немного оголите с помощью ножа концы проводов, смажьте их канифолью и обмажьте растопленным припоем. Теперь, когда сплав нанесен на всех местах пайки, можно приступать к соединению. Для этого просто прижмите кончик каждого проводка к соответствующему контакту на ленте, придавливая носиком паяльного аппарата.

Когда он растопит припой, провод соединиться и надежно зафиксируется. Эти же действия необходимо проделать и с другими

Осторожно, продолжительность пайки не должно превышать 10 секунд, иначе ближайшие диоды могут перегреться и перестанут работать. По правилам безопасности оголенные соединения нужно скрыть с помощью термотрубки. Отрежьте кусок нужного размера, вденьте его через провода к нужному месту и с помощью строительного фена зафиксируйте его

Под мощным потоком воздуха трубка станет сжиматься и закроет собой все нежелательные контакты

Отрежьте кусок нужного размера, вденьте его через провода к нужному месту и с помощью строительного фена зафиксируйте его. Под мощным потоком воздуха трубка станет сжиматься и закроет собой все нежелательные контакты.

Как спаять отрезки светодиодной ленты между собой

Если вам нужно соединить вместе, к примеру, два метровых отрезка платы вместе, то сначала найдите на ленте места, в которых можно осуществлять пайку. Обычно, они расположены через каждые три диода и изображены в виде золотистых кружков. На обычной ленте — два, а на многоцветной — четыре.

На первом отрезке пройдитесь немного острием ножа по этим местам для усиления крепления. Подготовьте так же и конец второй платы с обратной стороны. Поставьте нагреваться паяльник до температуры не более 260 градусов. Кусачками надломите два или четыре небольших кусочка припоя на каждую зону пайки на ленте.

Смажьте канифолью места пайки и возьмите кончиком паяльника кусочки припоя, немного растопив их. Нанесите припой на места пайки и сразу же накройте их концом второй ленты так, чтобы все контакты совпадали друг с другом. Все соединения должны быть припаяны правильно, крепко и надежно, « » к « » и «-» к «-».

В случае работы с многоцветной RGB лентой все буквы, расположенные на ленте, должны совпадать с такими же буквами на втором отрезке. Ни в коем случае не допускается соприкосновение какого-нибудь контакта с соседним, во избежание некорректной работоспособности.

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.

Конструкция светодиодной ленты

Светодиодная лента — печатная плата из гибкого текстолита с двумя-четырьмя токонесущими полосками (в RGB три отвечают за красный, зеленый и синий цвета, одна — за питание), соединяющими между собой некоторое количество LED-диодов. Нередко гибкая плата покрывается защитным силиконом, позволяющим использовать изделие даже в воде.

Разрезается полоска на меньшие отрезки строго по пунктирным линиям, оставленным производителями. Исключительно на таких участках имеются контактные площадки, нужные для спайки или применения коннекторов.

Для питания используются источники на 12 (24) В. Ленты эксплуатируются для украшения жилых и административных помещений, подсветки приборных панелей автомобиля и даже в ремонте ЖК-дисплеев. Наличие специального преобразователя позволяет запитать их от обычных батареек либо через USB-выход компьютера.

Ошибки при пайке

Допущенные ошибки пайки и соединения приведут к миганию светодиодов, а также выходу лампочек из строя. Плохое соединение получится, если ставить коннектор на токоведущие контакты ленты, подвергавшиеся перед этим пайке. Проблема связана с разной толщиной наплавления олова.

Пайка паяльником, перегретым до температуры выше 300 °C, сжигает внутри ленты токоведущие нити. Не допускается вместо флюса использование кислоты. Агрессивный раствор аналогично разъедает контакты.

Большинство дешевых китайских лент имеют контакты из сомнительных сплавов. Даже при соблюдении правил пайки результат будет отрицательным. От подобных изделий лучше отказаться.

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.

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.

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.

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.

Преимущества и недостатки пайки и соединения коннекторами

Основное преимущество пайки по сравнению с применением коннекторов — более надежное соединение. Соблюдение рекомендаций и алгоритма гарантирует отсутствие окислений и нагрева провода.

У метода куда больше недостатков:

• низкая механическая прочность (повышается термоусадочными трубками);
• более продолжительный процесс в сравнении с коннекторами (если соединяются сразу несколько отрезков, у неопытного человека уйдет много времени).

Сразу несколько преимуществ при использовании коннекторов для соединения гибких плат с LED-диодами: быстрота, удобство, высокая механическая прочность. Из недостатков — возможность окисления места стыка, особенно если гибкие платы эксплуатируются в помещениях с повышенным уровнем влажности. Возможен сильный нагрев. В результате либо пропадет контакт, либо перегорят светодиоды.

Из двух перечисленных способов соединения лент между собой, несмотря на простоту и удобство использования коннекторов, пайка остается более надежным и долговечным вариантом. Если нет паяльника и других необходимых инструментов, подойдут и коннекторы.

Процесс спайки светодиодной ленты с проводами

На проводах выбранной длины с одной стороны удаляют изоляцию, примерно на 5 мм, и слегка царапают медные жилки для удаления оксидной плёнки. Затем плоскогубцами аккуратно скручивают жилки между собой, чтобы избежать их расслоения во время лужения и пайки.

Подготовленный проводок окунают во флюс или прислоняют к кусочку канифоли. Разогретым и залуженным жалом паяльника цепляют кусочек олова (можно с запасом) и прикладывают к зачищенному проводку на 3-5 секунд. Для лучшего взаимодействия провод медленно вращают, прижимая одновременно к жалу и канифоли. После затвердевания луженый наконечник укорачивают до длины около 3 мм.

Контакты светодиодной ленты лудят следующим образом. Жалом паяльника захватывают маленькую каплю припоя, на мгновение окунают его в канифоль и на пару секунд прислоняют к одной из контактных площадок. В результате на месте медного пятачка должна образоваться полусфера из припоя.

Когда все соединительные части залужены, пришло время спаять светодиодную ленту с электрическими проводами. Для удобства её фиксируют с помощью груза к столу или устанавливают в универсальный монтажный держатель. На жале паяльника оставляют минимальное количество олова, окунают его во флюс и на пару секунд прислоняют к спаиваемым поверхностям. Луженая часть провода должна скрыться в полусфере припоя. Аналогичная операция пайки повторяют с остальными проводниками.

Для надёжного контакта достаточно того припоя, который нанесен в процессе лужения. Только так удастся избежать лишних наплывов и замыкания контактных площадок между собой.

Если хорошо разогретым паяльником не удаётся качественно припаять провода к светодиодной ленте в течение 3-4 секунд, то следует отказаться от используемого припоя. Тугоплавкие сплавы на основе олова не пригодны для работы с тонкими проводниками, приклеенными к гибкой ленте. При длительном контакте произойдёт перегрев и отслоение контактной площадки.

Заключающий этап состоит из проверки надежности работы и изоляции припаянных проводов к светодиодной ленте с помощью термоусадочной трубки. Пайка проверяется визуально, а затем путем подключения питания к светодиодной ленте. Если все в порядке, контактные площадки чистятся от лишнего флюса с помощью тряпочки или ватки, смоченной в спирте (в случае использования нейтрального флюса, этот пункт можно пропустить).

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.

Советы по использованию и монтажу ленты

• Так как лента со световыми диодами — не совсем надёжное устройство, то рекомендуют производить монтаж с учётом последующего возможного демонтажа в случае её полного выхода из строя и невозможности ремонта.
• С обратной стороны лента имеет липкий слой со съёмной защитной плёнкой. Для того чтобы закрепить ленту на выбранном участке, необходимо просто снять эту плёнку и сильно прижать ленту к месту её крепления. Если поверхность будет иметь шероховатости, то лента прилипнет плохо и через некоторое время может отпасть. Поэтому для надёжности можно просто на место установки ленты заранее приклеить полоску двухстороннего скотча, а затем уже на него прикреплять саму ленту.
• Также есть специальные профили из алюминия, которые прикрепляются к поверхности саморезами, а затем уже ленту приклеивают к нему. К таким профилям прилагается рассеиватель из пластика, который позволяет скрыть светодиоды и создать более равномерный поток света. Такие профили могут стоить намного дороже самой ленты, поэтому можно воспользоваться недорогим пластиковым уголком, который крепится к поверхности обычными жидкими гвоздями.
• При подсветке натяжных или обычных потолков лучше всего ленту скрыть за багетом, молдингом или плинтусом. В зависимости от дизайнерского проекта светодиоды могут направляться параллельно потолочной поверхности или под некоторым углом к ней. Для того чтобы световой поток использовать по максимуму и получить равномерное освещение потолка рекомендуют ленту располагать на расстоянии не менее 5 см от него.
• При обустройстве освещения светодиодами витрин магазинов, полок, внутреннего пространства гардеробов и других объектов необходимо сделать так чтобы свет от ленты не «бил» прямо в глаза покупателей. Иначе эффект от такой подсветки будет не таким как ожидалось, а наоборот, из-за яркого света потребители просто не смогут хорошо рассмотреть товары в магазине.
• Блоки питания большой мощности очень часто оснащаются вентиляторами, которые во время работы создают неприятный шум, который со временем нарастает. Данную особенность необходимо учитывать, если светодиоды монтируются в помещении, где такая шумовая завеса может стать причиной раздражения людей. Это может быть спальная комната или детская. Поэтому необходимо просто вынести блок в другую техническую комнату, где шум никому не будет помехой.

Соединение ленты с силиконом

Если у вас лента герметичная с защитой IP65, то процесс подключения коннекторов выглядит практически идентичным. Разрезаете ножницами необходимые по длине участки.

После чего, канцелярским ножом сначала удаляете герметик поверх контактных пятачков, а затем уже зачищаете сами медные площадки. Весь защитный силикон с подложки возле медных площадок должен быть удален.

Герметика срезаете ровно столько, чтобы конец ленты вместе с контактами свободно поместился в коннектор. Далее открываете крышку соединительного зажима и заводите ленту во внутрь.

Для лучшего крепежа, заранее снимите немного скотча с обратной стороны. Лента будет идти довольно тяжело. Во-первых, из-за клейкой основы на обороте, а во-вторых из-за силикона по бокам.

Аналогично поступаете со вторым коннектором. После чего закрываете крышку до характерного щелчка.

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

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.