Hej,
postanowiłem zebrać w jeden wątek wszystko o zrobieniu sobie lampy ciemniowej opartej o diody LED superflux, począwszy od zaprojektowania, przez trawienie płytki, lutowanie i końcową radość z projektu.
Nie wymyślam nic nowego, jedynie uporządkowuję wiedzę zdobytą głównie na forum Elektroda (dziękuję!) i tutaj (bardzo!).
Schemat jest oparty na diodach led super flux, kolor bursztynowy o długości fali ok 590 (tych: http://sklep.avt.pl/p/pl/4823809/dioda+ ... +20ma.html ).
Taką zrobiłem, używam i przy moim trybie pracy nie zaświetla fomy, ilforda xpress, deluxa i starego fotonu.
Oczywiście lampa skierowana bezpośrednio na papier z bliskiej odległości zaczernia go w kilkanaście sekund, ale odbita od sufitu nie (czas ekspozycji ok 2-3 minuty).
To najprostszy możliwy układ, żadnych zasilaczy, efektów Schwarzhilda, potencjometrów czy opakowań.
Do dzieła!
1: Projektowanie lampy (czyli wracamy do fizyki z podstawówki)
Moja lampa jest zbudowana na 20 diodach, 5 szeregów po 4 diody, każdy szereg poprzedzony rezystorem (wyjaśnimy), całość na płytce wytrawionej jakimś świństwem (o tym później) z dolutowaną końcówką (jeszcze później), w którą wtykam zakupiony zasilacz stabilizowany. Całość zabezpieczona lakierem bezbarwnym żony.
Schemat ideowy:
Jak to wszystko wyliczyć (przykłady będę podawał na podstawie mojej lampki)
Prezentowana dioda potrzebuje do pracy zasilania napięciem ok 2V (w specyfikacji od 1.9 do 2.5, ja wyliczam na 2.0) i pobiera wówczas ok 20mA (natężenie).
Diody mogą być podłączone szeregowo, równolegle lub w kombinacji równoległych szeregów.
Napięcie wymagane do pracy diod sumuje się w szeregach a natężenie jest sumą wszystkich diod.
Przykład: lampa 5 szeregów po 4 diody potrzebuje do pracy zasilania min 4x2V=8V i 20x20mA=400mA=0,4A (ta wiedza przyda nam się za moment).
Ponieważ lampa nie ma wbudowanego zasilacza to trzeba go kupić. Zasilacz ma dla nas 2 istotne parametry: generowane napięcie prądu i wydajność (natężęnie).
Wydajność zasilacza musi być większa niż natężenie prądu pobierane przez wszystkie diody (przykładowo, zasilacz o wydajności 2000mA obsłuży maksymalnie 100 diod).
Napięcie generowane przez zasilacz musi być WIĘKSZE niż zaplanowany pobór prądu w szeregu (przypominam, że napięcie w szeregu się sumuje, ilość szeregów może być dowolna, byle suma diod nie przekroczyła wydajności amperowej zasilacza).
Cały wybór polega teraz na zaplanowaniu:
- jak wielka ma być ta lampka
- jaki mam dostępny zasilacz
- jak ustawić diody w szeregi i równolegle
Z mojego skromnego doświadczenia – 20 diodek wystarczy na małą łazienkę ok 4m2.
Załóżmy, że robimy lampkę taka, jak moja i mamy zasilacz, który daje nam jakąś ilość V i ma wydajność powiedzmy z 1000mA, żeby był zapas.
Teoretycznie można dobrać zasilacz, żeby prądu starczało akurat na szereg diod, ale to rozwiązanie nieeleganckie, więc teraz wyjaśnimy, co to jest rezystor.
Szereg potrzebuje do pracy 4x2V=8V.
Zasilacz daje jakieś napięcie V (12, 15, 20, 24 – jaki zasilacz się trafi, albo jest w domku)
Coś z tą różnicą V-8 trzeba zrobić, żeby nam się diody nie popaliły – do tego służy rezystor (opornik).
Jest ich z tysiąc, więc jaki dobrać?
Tu przychodzi nam z pomocą prawo Ohma, które mówi, że prąd płynący przez przewodnik jest wprost proporcjonalny do przyłożonego do niego napięcia i odwrotnie proporcjonalny do jego oporu.
Zapisując wzorem: U = RI (U-napięcie, R-opór, I-natężenie).
Więc R=U/I
Nasze „U” to prąd zasilania minus prąd potrzebny na szereg, czyli w naszym przypadku U=V-8
„I” to 20mA czyli 0,02A
Przykładowo, dla zasilacza 12V rezystor musi mieć minimum R=12-8/0.02 = 200 o (ohmów – znaczek omega).
Ponieważ rezystory nie są dostępne na każdą wartość to wybieramy najbliższy większy, 220 o.
Na rezystorze „odkłada się” nadmiar napięcia w postaci ciepła – rezystor musi mieć wystarczającą „wielkość”, żeby temu podołać.
Obliczamy to z wzoru P=IxU, P=0,02x12=0,24, czyli rezystor 1/4 W w zupełności wystarczy.
Czyli: kupujemy tyle rezystorów ile szeregów, 220o, 1/4 W każdy.
Dla przykładu zróbmy jeszcze inną lampkę.
Mamy wielką łazienkę, zasilacz 24V, 2000mA i szalejemy z 30 diodami, 6 szeregów po 5 diodek.
30 diodek po 20mA=600mA – zasilacz wystarczy z wielkim zapasem.
Szereg pobiera 5x2V=10V, dobieramy rezystor:
(24-10)/0,02=700, najbliższy większy rezystor to 750o
Na rezystorze osiada nam 0,02x24=0,48, więc 1/2 W wystarczy.
Więc kupujemy rezystory 750 1/2 W w ilości 6
Koniec podstaw fizyki :)
2. Projektujemy i trawimy płytkę
Diody można połączyć wiążąc supełki na nóżkach cienkim miedzianym kabelkiem, ale my pokusimy się o domową płytkę drukowaną (no, nabazgraną).
Kupujemy płytkę pokrytą miedzią do trawienia - nieco większą, niż planowana lampka.
Kupujemy jakieś świństwo do trawienia (chlorek żelaza – nie polecam lub B327 – polecam, tanie jak barszcz i nieco mniej toksyczne. 50g na 0,25l można kupić za mniej niż 2 zł).
Bierzemy marker permanentny, czarny, nie za grubaśny i zaczynamy projektować płytkę.
Zdecydowaliśmy się na 5 szeregów po 4 diody (patrz schemat ideowy), teraz trzeba go przenieść na płytkę.
Zerknijmy na diodę od spodu – ma ona 4 nóżki (naprawdę to 2 nóżki ale rozdzielone).
Prąd musi sobie płynąć od plusa, przez rezystor, diodę aż do minusa zamykają obwód. Ścieżka powinna być narysowana tak, aby to wszystko uwzględnić, w tym miejsca na wlutowanie rezystorów, diod i wtyczki zasilacza.
Schemat płytki drukowanej:
Płytkę do trawienia kupujemy, w rozmiarze nieco większym niż planowana lampka, szlifujemy lekko bardzo drobnym papierem ściernym (500-600) i odtłuszczamy myjąc w jakimś Ludwiku, płucząc i np. izopropanolem do sucha.
Schemat płytki najwygodniej narysować w dowolnym programie graficznym, który kuma cm :) Dzięki temu możemy od razu zaznaczyć sobie miejsca do wywiercenia otworów na diody i rezystory. Odległości między nóżkami diodek w tym przypadku wynoszą 5,08mm. Pozostałe odległości (między szeregami, między diodami) opcjonalnie. Można ściubić lub zrobić z zapasem i mieć większą lampkę. Bez różnicy.
Po wywierceniu otworów pracowicie malujemy ścieżki markerem (najlepiej kilka razy, byle ścieżki nie zrobiły się za grube, 1-2mm będzie ok).
Tak przygotowaną płytkę wrzucamy do roztworu trawiącego i trawimy wg instrukcji (czyli jakaśtam temperatura chyba 40C, poruszamy i patrzymy, żeby nam się zamalowane ścieżki nie nadtrawiły). Po wytrawieniu zmywamy czymkolwiek marker i voila! Ścieżki wytrawione. Ewentualne braki naprawimy odrobiną cyny :)
3. Lutujemy diody
Zanim zaczniemy lutować diody warto zaopatrzyć się w bateryjkę 1.5v i sprawdzić polaryzację diody :)
Rezystor można wlutować dowolnie.
Potrzebna będzie lutownica (dowolna, byle z cienką końcówką), cyna (najlepiej z kalafonią).
Na początek wlutowujemy cztery narożne diody, potem resztę (odwracamy płytkę, wkładamy wszystkie diody, przykrywamy tekturką, odwracamy na stół, wyciągamy delikatnie tekturkę i mamy wszystkie diody na miejscu), rezystory i końcówkę do zasilacza.
Skorzystałem z rad, że należy rozgrzaną lutownicę przykładać do nóżki diody i tam po rozgrzaniu przez chwilkę przykładać cynę (a nie „nabierać” cynę końcówką lutownicy). Generalnie jest to banalne, po 5 diodach dochodzi się do wprawy.
30 minut roboty i gotowe!
W końcówkę do zasilacza wtykamy zasilacz i lampka powinna zacząć działać.
Ja darowałem sobie obudowę
Powodzenia!
F
