SMD gaismas diožu raksturojums un izskats
Vēlme miniaturizēt elektroniskās ierīces ir novedusi pie bezsvina radio elementu radīšanas. Šī tendence nav apieta arī LED - SMD ierīces daudzās jomās ir ievērojami nomainījušas parastās izvadierīces un apgaismojumā tās praktiski izspiedušas no tirgus.
Kas ir SMD LED
SMD LED pieder kategorijai Surface Mounted Device - ierīce, kas uzstādīta uz virsmas. Ja parastajiem izejas (true hole) elementiem ir nepieciešams izurbt caurumu uzstādīšanai uz dēļa un lodēt kājas aizmugurē, tad SMD radio komponenti tiek pielodēti tieši pie sliedēm, kas atrodas iespiedshēmas plates augšējā plaknē.
Būtībā gaismu izstarojošais elements SMD formātā ir sakārtots tāpat kā tā izvades prototips. Uz keramikas substrāta tiek fiksēts p-n pāreja no pusvadītāja, kam ir izteikts mirdzēšanas efekts, kad tiek pielikts tiešspriegums. No augšas tas ir aizvērts ar objektīvu, kas izgatavots no caurspīdīga savienojuma. Ja nepieciešams, virsū tiek uzklāts fosfora slānis. Galvenā atšķirība ir elastīgu vadu trūkums.Spilventiņi ir paredzēti lodēšanai tieši uz PCB daudzstūriem.
SMD gaismas diožu priekšrocības un trūkumi
Kopumā plusi ir lielāki - rezultātā gatavie izstrādājumi ir mazāki izmēra, svara un izmaksu ziņā.
Pastāv mīts par elektronisko iekārtu, kas ražotas, izmantojot SMD elementus, nelabojamību. Bet tas ir tikai mīts. Šāda aprīkojuma efektivitāti ir pilnīgi iespējams atjaunot, tam būs nepieciešams neliels papildu aprīkojums, kā arī lielāka meistara pieredze un kvalifikācija.
SMD veidi un veidi
Parasti gandrīz visas gaismas diodes ir sadalītas divās globālās kategorijās:
- paredzēts apgaismošanai;
- paredzēts elektronisko ierīču statusa norādīšanai.
Pirmajā kategorijā SMD elementi gandrīz pilnībā aizstāja izvades elementus, otrajā - tie atstāja tiem šauru nišu. Tāpēc tādu pašu klasifikāciju var attiecināt uz virsmas montāžas izstarojošiem elementiem.
Dalījuma līnija iet pa tehniskajām specifikācijām:
- apgaismojuma elementiem ir svarīga gaismas plūsma un nepieciešama dabiskai tuvu krāsa;
- Indikatora elementiem svarīga ir ne tik daudz krāsa un spilgtums, bet gan kontrasts ar apkārtējo fonu.
Tāpēc indikācijai varat izmantot LED ar p-n savienojuma mirdzumu, bet apgaismojumam - tikai ar fosfora pārklājumu. Lai gan arī tas ir diezgan patvaļīgi - neviens neaizliedz indikācijai izmantot ierīces ar fosforu un baltu mirdzumu.
Tas viss attiecas uz LED optisko, redzamo diapazonu. Kā atsevišķs SMD gaismas diožu veids ir jāmin ierīces ar emisijas spektru, kas pārsniedz cilvēka acs uztveri. Tie ietver ultravioleto un infrasarkano staru izstarotājus. Pirmie tiek izmantoti, lai izveidotu kompaktus UV starojuma avotus. Tos izmanto valūtas detektoriem, bioloģisko pēdu meklēšanai utt. Pēdējie tiek izmantoti signālu pārraides sistēmās - sadzīves tehnikas tālvadības pultos, apsardzes signalizācijas sistēmās u.c. Šīs gaismas diodes ir pieejamas arī SMD formātā.
Jāpiemin arī apgaismojuma sistēmu LED matricas, kas ražotas, izmantojot līdz šim vismodernāko COB tehnoloģiju. Pretēji izplatītajam uzskatam, šis ražošanas princips nemaz nav pretrunā ar SMD formātu. Un COB gaismas diodes tiek ražoti, tostarp uz virsmas uzstādāmas ierīces veidā.
SMD gaismas diožu izmēri
Gaismas diodes veidu norāda tā korpusa izmēri. Tādējādi LED 5050 izplatītais standarta izmērs nozīmē, ka gaismu izstarojošais elements ir ievietots 5,0 mm garā un 5,0 mm platā apvalkā.
Svarīgs! Marķējums norāda tikai korpusa izmēru. Pat vienāda izmēra gaismas diožu elektriskie un optiskie raksturlielumi var atšķirties atkarībā no uzstādīto kristālu veida un skaita, tādēļ, lai viennozīmīgi noteiktu parametrus, ir jāizmanto gaismas diožu tehniskās specifikācijas.
Kopējo SMD gaismas diožu izmēru atbilstība tabulā:
| Izmērs | Montāžas garums, mm | Montāžas platums, mm | Izstarojošo p-n savienojumu skaits | Gaismas plūsma, lm | Nominālā strāva, mA |
| 3528 | 3.5 | 2.8 | 1/3 | 0.6..50 | 20 |
| 5050 | 5.0 | 5.0 | 3/ 4 | 2..14 | 60/80 |
| 5630 | 5.6 | 3.0 | 1 | 57 | 150 |
| 7020 | 7.0 | 2.0 | 1 | 45..60 | 150 |
| 3020 | 3.0 | 2.0 | 1 | 8..10 | 20 |
| 2835 | 2.8 | 3.5 | 1 | 20/50/100 | 60/150/300 |
Indikācijai paredzēto gaismas diožu izmēri ir marķēti atbilstoši starptautiskajam standartam EIA-96 collās. Visizplatītākie gadījumi ir 0603 un 1206.
| Izmēra apzīmējums | Izmērs collās | Metriskie izmēri, mm | Metriskā atbilstība |
| 0603 | 0,063"x 0,031" | 1,6 x 0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126"x 0,063" | 3,2x1,6 | 3216 |
Šeit darbojas tas pats noteikums - vienāda izmēra gadījumos var izgatavot dažādu spīduma krāsu, dažādu darbības strāvu u.c. Tāpēc IVN apzīmējuma parametrus nevar pilnībā noteikt.
SMD marķējums
SMD formāts radās, vēloties miniaturizēt elektroniskos komponentus, tāpēc nav vietas, kur ievietot informāciju par to veidu un tehniskajiem parametriem. Pat ja jūs uzstādīsit šādu mērķi, uzraksti būs pārāk mazi ērtai lasīšanai. Tāpēc marķējums tiek samazināts tikai līdz ierīces spaiļu apzīmējumam.Tas ir svarīgi, jo, lai gan gaismas diodes ir diožu klasē, tās ir maz noderīgas reversās strāvas bloķēšanai, jo tām ir zema pretēja sprieguma pielaide. Ja tiek uzstādīta parastā diode, neievērojot polaritāti, šo ražošanas defektu ir viegli noteikt un novērst. Pēc strāvas padeves gaismas izstarotājs, visticamāk, neizdosies. Pat ja problēma tiek atklāta pirms sprieguma pieslēgšanas, ir problemātiski izjaukt miniatūru indikatora LED, izmantojot lodēšanas žāvētāju - caurspīdīga plastmasas apvalka, kas aizver p-n savienojumu, izkausēšana ir tikpat vienkārša kā bumbieru lobīšana.
Tāpēc, uzstādot indikatora gaismas diodes, jāpievērš uzmanība tam, vai ir norādīts mnemonisks raksts anoda vai katoda atrašanās vieta.
Apgaismojumam paredzētajiem elementiem uz korpusa parasti ir slīpums, paisums vai iecirtums – vairumā gadījumu tas nozīmē katodu. Bet nav garantijas, ka ražotājs stingri ievēro šo noteikumu. Tāpēc šaubu gadījumā labāk spēlēt droši un pārbaudīt LED (vismaz viens no partijas) ar multimetru.
Tika minēts, ka SMD elements neatšķiras no parastā LED, izņemot bezsvina paketi. Tāpēc arī pārslēgšanas shēma neatšķirsies. Barošanas spriegums LED ir jāpieslēdz caur draiveri vai ierobežojošo rezistoru, ievērojot polaritāti.
Gaismas diodes var apvienot seriālās ķēdēs, kuras pēc tam paralēli savieno matricās. Šī kombinācija nodrošina vēlamo jaudu pie noteikta barošanas sprieguma.
Remontējot apgaismes ķermeņus, ekspluatācijas laikā nomainot izstarojošos elementus (vienu vai vairākus), dēlis jāaizsargā no izliekumiem un mehāniskās slodzes. Visiem SMD formāta elementiem šādos apstākļos ir nosliece uz mikroplaisu veidošanos ķermenī, lodēšanas integritātes pārkāpumiem, kas ir neredzami acīm. Šāda remonta rezultātā jūs varat iegūt vairākas bojātas gaismas diodes, nevis vienu un zaudēt laiku problēmu novēršanai. Plāksni labāk nenoņemt vispār, bet tas ir uzstādīts uz radiatora, kam ir liela masa un siltuma jauda, tāpēc lodēšanas uzsildīšanai būs nepieciešams lodāmurs vai jaudīgs matu žāvētājs. Ja ir pārliecība, ka konkrētais LED nav kārtībā, varat mēģināt to nevis lodēt, bet gan izkost. Bet jāraugās, lai mehāniski nesabojātu apdrukātos vadītājus. Pārinstalējot apkopējamu elementu, jāatceras, ka gaismas diodes ir jutīgas pret pārkaršanu un jācenšas izvairīties no ilgstošas lodēšanas.
Tematisks video:
Izstrādājot paštaisītas apgaismes ierīces, jāapzinās gaismas diodes siltuma noņemšanas problēma. Plāksne vienmēr ir jāuzstāda uz papildu radiatora ar pietiekamu platību, un tam ir jābūt atbilstošam dizainam (nav elementu aizmugurē, caurumi skrūvēm stiprināšanai utt.).
Neskatoties uz dažiem trūkumiem, SMD elektronisko komponentu formāts ir iesakņojies elektronikas nozarē. Miniatūru bezsvina elementu ieguldījums elektronisko iekārtu izmaksu samazināšanā pēdējā desmitgadē ir ļoti nozīmīgs. Šajā procesā ir iesaistītas arī gaismas diodes.