[035] Prawie wszystko o diodach świecących cz. 3

Technologia SMD przyczyniła się do rewolucji w świecie elektroniki, zwłaszcza finansowej, ale jest grupa osób, która nie pała tu entuzjazmem. To hobbyści, składający sobie różne urządzenia, którzy teraz muszą używać bardzo precyzyjnych narzędzi, by sprawnie operować elementami nieraz mniejszymi od główki szpilki. W przypadku diod świecących nie jest tak źle w porównaniu z rezystorami na przykład i zwykle elementy kilka milimetrów mają. Często także można wybrać wśród wersji większych i mniejszych, tożsamych pod względem parametrów.

Diody SMD możemy kupić wlutowane w taśmy i zwykle da się je ciąć trójkami, to znaczy w odcinkach co trzy sztuki. Na taśmach najczęściej jest stosowna grafika, informująca w którym miejscu można to zrobić bezpiecznie. Problem zaczyna się wtedy, gdy akurat nie mamy ochotę na taśmę. Na przykład gdybyśmy chcieli punktowo oświetlić jakiś element albo stworzyć… lampki na choinkę. W obu przypadkach powinniśmy kupić diody „solo”. Tylko do nich raczej żadnego kabelka nie przyczepimy, ponieważ wyglądają tak.

Jakie to jest małe, chyba każdy wie. Największa z tych diod ledwo przekracza pół centymetra. Gdy je odwrócimy, ujrzymy wyprowadzenia. Teoretycznie można do nich przylutować przewody, ale zaraz się urwą. Jak sobie z tym radzić? Diody do montażu powierzchniowego zwykle już w nazwie zawierają informację o wymiarach. Największa z tutaj pokazanych nazywa się 5050 i mierzy sobie 5x5 mm. Druga, na środku, to już 3,5x3,5 mm i w zasadzie na tym etapie powinniśmy przestać, jeśli chcemy lutować tego dużo, ręcznie i sami. Nie polecam tych na górze: mają bardzo gęsto wyprowadzone złącza. Zaś ostatnia (2427) jest jeszcze do ogarnięcia, ale jest już mało wygodna. Co ważne, wymiar wcale nie musi być związany z jasnością i należy to zawsze weryfikować w dokumentacji.

Diody tu widoczne to Inoluxy, kompatybilne z WS2812, o których pisałem tutaj. Mają cztery wyprowadzenia: zasilanie, wejście oraz wyjście i nie wymagają żadnych dodatkowych elementów. W przypadku diod jednobarwnych, z dwoma wyprowadzeniami, trzeba będzie przeprojektować płytkę i dołożyć rezystory, podobnie jak w przypadku diod RGB pozbawionych sterownika. Wydaje mi się jednak, że popularność tych ostatnich będzie spadać na rzecz jakże wygodnych diod ze sterownikiem zgodnym z WS2812. Weźmy na warsztat diody 5050 i spróbujmy je jakoś okiełznać. Metod będzie wiele, proponuję prostą i tanią: użycie płytki uniwersalnej.

Płytki takie to wstępnie zaprojektowane wzory miedzi na laminacie, już powiercone. Wybór jest spory, więc warto najpierw zaprojektować sobie sposób użycia takiej płytki. Rozważę dwa scenariusze: stworzenie własnego paska oraz wysp, które można połączyć przewodami. W pierwszym przypadku możemy zbudować listwę LED, ale z punktami światła rozmieszczonymi dowolnie na całej długości. W drugim – będziemy potrzebować małych płytek, do których przylutujemy diody i przewody. Użyję tutaj diod

Płytka, którą tu pokazuję, składa się z niepodzielonych pasków miedzi o szerokości znormalizowanej do podstawowej jednostki elektroników, czyli 1/10 cala. Żeby z takiej dużej płytki odkroić coś dla siebie, można użyć piły – ręcznej albo elektrycznej, ale sprawniej będzie skorzystać ze skalpela i metalowej linijki. Skalpel ma tę zaletę, że posiada zestaw różnych noży i do nacięcia płytki najlepszy będzie taki.

Gdy już zaplanujemy sobie naszą bazę pod ledy, należy wytrasować kształt fragmentu do wycięcia, kilkunastokrotnym przeciągnięciem noża, zwracając uwagę na to, by przejechać dokładnie przez środek otworów. Przy tej operacji trzeba zachować ostrożność i pilnować palców! Następnie trzeba płytkę odwrócić i powtórzyć wycieczkę skalpelem, oczywiście dokładnie po śladach z drugiej strony.

Kolejno szczypcami wyginamy lekko fragmentami płytkę po śladzie. Wkrótce powinna się odłamać i dostaniemy coś takiego.

Przyzwoitość wymaga starcia tych ząbków za pomocą kostki z papierem ściernym, by to jako tako wyglądało. Teraz, za pomocą pisaka zaznaczam sobie punkty na środkowej ścieżce – dlaczego tu – zaraz się wyjaśni. W punkach tych, już innego kształtu nożem należy wyciąć fragmenty miedzi, by utworzyć n+1 wysp (dla n diod). Nie wygląda to może pięknie, ale jest skuteczne, a poza tym nie będzie widoczne. Można także użyć miniaturowej szlifierki do starcia miedzi w wybranych miejscach.

Gdy już skończymy operację, warto multimetrem sprawdzić, czy wszystkie wyspy są od siebie odizolowane. Czasem wystarczy jakiś maleńki fragment miedzi robiący zwarcie i jedna z diod nam nie zadziała. Teraz dokładnie w widocznych miejscach należy zrobić takie kupki z cyny – malutkie, ale nieco wypukłe. Za chwilę okaże się po co.

Oto dioda w wersji 5050. Tak wyglądają jej wyprowadzenia: naprzeciw mamy zasilanie, a pozostałe końcówki to wejście i wyjście danych.

Schemat połączeniowy jest bardzo prosty: wystarczy podłączyć zasilanie i wyjścia poprzednich diod z wejściami następnych. Gdybyśmy diody położyli na jednym z boków, nie wykorzystamy naszej płytki bez większej ilości cięć. Ale po obróceniu ich w ten sposób…

No właśnie, po to były nam potrzebne te kupki. To będą nasze połączenia ujemnego bieguna zasilającego, czyli masy, oznaczonej na diodzie charakterystycznym ścięciem. Układamy je kolejno, podgrzewamy kupkę i za chwilę dioda osiada, trzymając się lutu. Gdyby coś się skrzywiło, wystarczy lekko podgrzać połączenie i poprawić ułożenie diody. Żeby było idealnie, można wyciąć szablon z tektury. Mnie się, prawdę mówiąc, nie chciało. Jak widać, przerwy w laminacie schowały się pod diodami. Ważne, by nie miały one metalowej podstawy, jak to bywa w przypadku diod o większym prądzie przewodzenia. Tam trzeba użyć innych metod montażu. W tym wypadku prąd jest mały, więc ten problem odpada.

Teraz już należy ostrożnie przylutować wszystkie wyprowadzenia do ścieżek, a na końcu można poprawić to, które lutowaliśmy na początku. Postanowiłem przylutować jeszcze złącze – na początku i kondensator filtrujący elektrtośmieci na linii zasilającej – na końcu. Producent zaleca wstawienie takiego kondensatora przy każdej diodzie, ale to chyba przesada. Zaleca także podłączanie łańcucha przez rezystor o wartości kilkuset omów, ale ten także pominąłem, jak to robi większość podłączających WS-ki i kompatybilne diody RGB do sterownika.

Moduł jest już gotowy, trzeba zobaczyć czy to działa, ale o tym już pisałem w tym artykule. W kolejnym za to przyjrzymy się alternatywnemu rozwiązaniu, z diodami nieco mniejszymi, a potem nieco tymi diodami w efektowny sposób poświecimy.