Как сделать плату для светодиодов своими руками
Перейти к содержимому

Как сделать плату для светодиодов своими руками

  • автор:

Печатные платы для подсветки (своими руками)

Часто думал над тем, как устроить дополнительную, интерьерную подсветку салона.
Все, что было OEM от VW Group меня не совсем устроило. Решил наколхозить все самостоятельно.

В мой проект RED Line входила интерьерная подсветка салона и багажника красным светом

Интерьерная подсветка салона:
— подсветка ручек (4 платы по 1 smd 3528);
— подсветка вещевых отделений в дверях (4 платы по 1 smd 5050);
— подсветка области прикуривателя спереди и сзади (2 платы по 1 smd 3528);
— подсветка торцевых отделений между дверьми и приборной панелью (2 платы по 6 smd 3528);
— подсветка замка зажигания;
— подсветка пространства ног (установил комплект готовых плафонов).
— подсветка декоративных вставок в дверях (под вопросом);

Погуглив немного, нашел простой и доступный способ для травления плат, с которым я сейчас поделюсь и покажу, что у меня получилось.

Нам понадобится:
1. Стеклотекстолит односторонний (фольгированый);
2. Перекись водорода 1 флакон на 100г;
3. Лимонная кислота 50-80г (можно и больше);
4. 1-2 чайные ложки поваренной соли;
5. Программа Sprint-Layout (в которой рисуется макет платы);
6. Принтер лазерный (струйный не подойдет);
7. Глянцевая бумага
8. Утюг;
9. Ножницы по металлу;
10. Наждачная бумага (нулевка)

Сначала нужно нарисовать шаблон в Sprint-Layout.
У меня получилось как-то так

Распечатал на глянцевую фотобумагу

Пока я дошел до этого пункта, мне пришлось сделать несколько тестовых печатей на простой бумаге. Приложил светодиоды и резисторы, чтобы проверить все ли подходит по размерам, а затем уже печатал на глянце.

Перед нанесением тонера на плату, необходимо пройтись нулевкой, чтобы снять небольшой слой с поверхности текстолита.

Теперь берем утюг, ставим режим чуть меньше максимума (без пара) и пока он разогревается, прикладываем распечатанный шаблон на стеклотекстолит тонером к текстолиту и начинаем гладить поверхность бумаги.
Разглаживать поверхность нужно с усилием, но без фанатизма. Займет эта процедура 3-4 минуты, после чего тонер прилипнет к текстолиту.

Я изначально разрезал бумагу не правильно, желательно ее разрезать так, чтобы подвернуть ее под плату. Иначе при глажке она может сползти и все придется делать заново.

Теперь нужно снять слой бумаги, но аккуратно. Можно промочить в теплой воде минут 5, и легким касанием пальцев или губкой снять слой от бумаги.
У меня он снялся не весь, тонкий слой все же остался. Я не стал продолжать, т.к. в некоторых местах начал сходить тонер. В тех местах где сошел тонер, нужно аккуратно нанести лак (можно для ногтей, маркер не поможет).

Теперь, когда плата готова, нужно сделать раствор.
Я взял пластиковый контейнер из под сыра (не реклама))

Можно сделать в тарелке, т.к. раствор не вредный и легко смывается.

Заливаем весь флакон перекиси водорода, добавляем 1-2 чайных ложек соли, насыпаем лимонной кислоты(50-60г) и размешиваем ложкой. Сначала будет густо, но после размешивания, раствор превратится в воду.
Топим плату в растворе и оставляем ее там на минут 40-60.

У меня процедура травления заняла около одного часа. Раствор не кипел (что возможно), все происходило в вялом режиме. Через каждые 15-20 минут помешивал раствор ложкой, чтобы быстрее протравилась плата.

Раствор спустя небольшое время — начинает менять цвет

Травление платы закончено

Промываем плату в теплой воде (доставать плату желательно пинцетом, не руками). Необходимо теперь снять весь тонер. Нам поможет в этом нулевка.

Смотрим на свет, и видим где не было тонера при травлении.

Это было мое первое травление платы. Ожидал, что получится плохо, но на удивление получилось нормально.

Ножниц у меня не было, поэтому пришлось разрезать плату с помощью этих инструментов

Было не легко, но получилось хорошо, тонкий и ровный разрез. Кусачки практически не пригодились. Молоток только под конец. В основном все сделал монтажным ножом.

Припаял светодиоды с резисторами, сделал матовый плафон для платы и готово.
Рабочий результат.

Гибкая печатная плата своими руками

Туториалов по созданию обыкновенных печатных плат на просторах интернета более чем достаточно, а вездесущие китайцы упростили этот процесс до заводского качества. Однако, когда речь заходит о создании гибких плат, тут приходится изгаляться в меру своей смекалки. Хотя, справедливости ради, надо сказать, что и такие вещи китайцы тоже делают, хоть и не дёшево. Но мы будем говорить о ситуации, когда надо вот прямо сейчас и из подручных материалов. Собственно, я непосредственно и столкнулся с такой проблемой и одним из способов ее решения хочу поделиться.

Для начала пару слов что же это такое и в каких случая используется. В этом случае Википедия справедливо утверждает, что гибкая печатная плата (далее ГПП), это такая штука, которая может свободно изгибаться. Не поспоришь. В наиболее распространенном случае ГПП используется в виде соединительных шлейфов, как например на картинке ниже:

В более продвинутом варианте, на нем же распаивают некоторые компоненты. Те, кто разбирал старые сидюки, видел, что весь обвес головки выполнен как раз-таки на такой ГПП. Вот типичнейший пример:

Тут мы видим и место для разъема подключения к основной плате привода и отверстия для лазерных головок, самый правый выступающий «полуостров» скорее всего для интегрального фотодатчика.

ГПП как правило изготавливаются на основе полиимидной пленки с приклеенной на нее медной фольгой. Полиимид держит высокие температуры, что критично при пайке и имеет достаточную гибкость. В народе такую основу называют дюпон (по названию компании ее производящей). Хорошо, когда есть где ее можно приобрести, но мы все будем делать по-пацански.

Итак, что нам потребуется в первую очередь? Обмозговать технологию и перенести ее на то, что можно легко раздобыть в своей деревне. Главным компонентом в этом деле будет термостойкая основа, на которую необходимо приклеить медную фольгу. Клей, кстати, тоже должен быть термостойким. И сразу опережу тех, кто предложит взять каптоновый скотч (он как раз и изготавливается на основе полиимидной пленки) и приклеить его к медной фольге – ничего не выйдет. Клей совершенно не держит тонкие медные дорожки, а от температуры вообще приходит в негодность. Между тем, мой первый вариант как раз-таки и был на основе каптонового скотча, но медную фольгу я клеил на двухкомпонентную паяльную маску УФ отверждения, поскольку она обладает и необходимой термостойкостью, и достаточной прочностью. Казалось бы – ну вот, решение! А вот и нифига. Как оказалось, каптон совершенно непрозрачен для УФ и клей из паяльной маски, даже после суток облучения, совершенно не захотел полимеризоваться. Вариант номер два, это стеклоткань и вот он оказался вполне работоспособен. Значит так и поступим.

В идеале, стеклоткань должна быть мелкого плетения, чего мне раздобыть не получилось, но зато нашел стекломат. Выглядит он приблизительно вот так:

Тут важно отметить, что все же лучше использовать ткань, а не мат, поскольку мат на большом изгибе ощутимо трескается. Однако сути это не меняет, а значит будем работать с тем что имеем.

В качестве клея вполне можно использовать термостойкие эпоксидные смолы, но тыж программист почини кофеварку я же радиолюбитель и кончено смолы у меня нету, но есть паяльная маска. Ее и использую. Медную фольгу можно купить в виде мотка «скотча»:

А можно содрать с текстолита. Даже лучше содрать с текстолита, ниже поясню причину.

В качестве демонстрационной платы, накидал линейку из адресных светодиодов WS2812, подключенную к atmega328 со всей обвязкой. Плата вышла вот такая:

C левой стороны разъем для программирования, чуть правее контроллер и дальше 6 штук светодиодов. Для теста вполне годно.

Теперь надо найти подходящую по размерам жертву и содрать с нее шкуру. Причем сдирать ее не так-то и просто, но у меня есть картинки.

    Жестко устанавливаем жертву на эшафот:

Греем феном (~ 300C) верхнюю часть и подковыриваем краешек фольги. Далее хватаем пинцетом и аккуратно тянем на себя:

Отклеив небольшой кусочек, переходим к тяжелой артиллерии и продложаем сдирать фольгу, попутно прогревая феном:

Если продолжать тянуть пинцетом, то велика вероятность порвать фольгу. Потому продолжаем тянуть тонкогубцами:

  • Еще чуть-чуть:
  • И…

    Жертва выглядит теперь так:

    А шкурка — вот так:

    Выравниваем как в детстве, проведя гранью, например, шпателя, по поверхности:

    Здесь очень аккуратно, поскольку легко оставить царапины. Грань должна быть без зазубрин, а поверхность под фольгой абсолютно ровная и без крошек.

    Теперь примеряем к стекломату и подрезаем рваные края:

    Вообщем-то исходники готовы, теперь надо все это дело скомпилить и тут есть нюансы. Во-первых, надо определиться как мы будем клеить. То есть просто взять и намазать клей на фольгу и положить сверху мат вариант такой себе. Все будет криво, косо, со складками и непроклеями, а медь скорее всего скомкается или помнется. Лучше всего фольгу приклеить к ровной поверхности на трехсторонний двухсторонний скотч и только потом наносить клей. В качестве основы подойдет все та же жертва. Отмеряем, режем, клеим:

    А теперь обратите внимание, что я приклеил фольгу обратной стороной наружу:

    Это момент, на который я обещал внимание обратить позже. Позже настало, внимание обратил. В чем суть? Внутренняя сторона фольги от текстолита обладает гораздо лучшей адгезией нежели наружная и уж тем более лучше, чем медный скотч. Этот момент действительно очень важен поскольку тонкие дорожки практически не держатся на УФ маске, даже при хорошем обезжиривании. Думаю тут все понятно, поехали дальше.

    Затем мажем эту каку на фольгу, сверху кладем мат и пропитываем его насквозь:

    Размазываем не жалея, лишнее удаляем ребром шпателя. Результат должен быть таким:

    А теперь нюанс номер во-вторых. УФ маску перед засвечиванием необходимо просушить при довольно высоких температурах и довольно продолжительное время. Но скотч, на который мы приклеили фольгу, таких температур не выдержит и… эээ… ну короче скомкается в такую какашку и запорет все труды. Потому сушим недолго и не сильно. Досушивать будем потом.

    А это дискотека с ультрафиолетом, для полимеризации клея после предварительной сушки:

    Затем я ее еще запустил в горячий ламинатор на несколько проходов, но это не обязательно. И вот только теперь, снимаем заготовку с основы и досушиваем при необходимой температуре, нужное время.

    После спа-процедур, тайского массажа и финской сауны:

    Теперь можно погнуть во все стороны, убедиться, что не соблюли технологию и все расслоилось и выкинуть результат в мусорку. Если я оказался неправ продолжаем. ЛУТ не пользую уже лет как 5, хоть и не скажу, что в данном случае он не подойдет.

    Сверху виден шаблон для паяльной маски, но я решил, что использовать его не стану, поскольку хотелось проверить насколько хорошо будет держаться фольга на таком клее. А паяльная маска, это как обои в том анекдоте где они не дают развалиться новостройке. Однако продолжим.

    Фотошаблон я обычно кладу прямо на заготовку, при этом прижимное стекло не использую. Лучше всего капнуть пару капель воды на поверхность фоторезиста и сверху придавить шаблоном. Вода своим поверхностным натяжением хорошо прижимает пленку и не дает ей соскальзывать:

    Засветка. Ничего интересного:

    Незасвеченный фоторезист отлично смывается обыкновенным стиральным порошком:

    Да хлорное железо — это грязища, рыжие пальцы, шорты, раковина. Но, по моему опыту, самый стабильный, качественный и предсказуемый результат. А чтобы не быть рыжим, я обычно использую специальный карандаш, приклеенный на специальные нанотермосопли к заготовке:

    И все это дело кручу-верчу, пока не растворится вся ненужная медь.

    Познавательная страничка

    Если вы используете пузырьковый бурбулятор для перемешивания жидкости, знайте, что вы не перемешиваете ровным счетом ничего. Пузырьки воздуха не гоняют жидкость совсем. Это многократно экспериментально подтверждалось умными дядями. И речь не о травлении плат, а о более серьезных вещах. Потому только и только механическое перемешивание.

    5 минут достаточно даже в обедненном растворе:

    Лучше всего смывать оставшийся фоторезист раствором горячей щелочи, но можно и ацетоном:

    Дорожки держатся очень хорошо, и тут дело не только в соблюдении технологии (качественное обезжиривание, точные пропорции смеси и указанные параметры сушки), но и в отличной адгезии обратной стороны фольги.

    А паял на неактивный флюс:

    А вот и результат

    На самом деле это не первый вариант изготовления. До этого я пытался делать ГПП, использую я в качестве основы лавсановую пленку от литий полимерных аккумуляторов. Тоже рабочий способ, но платы получались чересчур гибкими, и фольга быстро изнашивалась. Плюс данного способа в том, что можно относительно легко проконтролировать жесткость платы используя нужное количество слоев стеклоткани и лучшую жаростойкость. Для прототипирования вполне годно.

    Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

    Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

    • Блог компании Маклауд
    • DIY или Сделай сам
    • Лайфхаки для гиков

    Как сделать длинную плату для светодиодов (на примере ресничек)

    В наших предыдущих статьях мы много раз описывали процесс изготовления платы для установки в автомобиль различных светодиодных модулей. Использование метода ЛУТ дает очень широкие возможности для реализации самых смелых идей. Однако в последнее время все чаще наши клиенты задают вопрос о том, как сделать по этой технологии плату, которая была бы больше размером, чем стандартный лист А4. Дело в том, что у абсолютного большинства имеется принтер, который способен печатать только в формате А 4 и , следовательно, более крупные платы изготовить по методу ЛУТ не представляется возможным. В этой статье мы постараемся подробно описать, как с помощью. Метода ЛУТ делать составные платы на примере «светодиодных ресничек».

    Светодиодный модуль, который необходимо создать имеет длину 43 см. А так как в наличии имеется принтер и сканер формата А4 (длина А4 составляет 29,7 см, если что), то плату необходимо делать составную.

    Для начала нарисуем плату и распечатаем ее на 2 разных листах А4. Важно делать плату немного с запасом, чтобы впоследствии удалить лишнее. По методу ЛУТ переносим изображение на тектолит. О том, как это делается, читаем в данной статье.

    Наносим на платы метки соединения, чтобы проще было монтировать цельную плату. Теперь платы готовы к травлению.
    Вырезаем лишний текстолит и переходим к травлению.

    Аккуратно отрезаем лишнее по линии разреза. Край должны быть максимально плоскими, чтобы обе платы соединились и выглядели как единое целое.

    Удаляем все лишнее и приступаем к припаиванию светодиодов и резисторов.

    С обратной стороны платы спаиваем сами платы между собой.

    Теперь ее легко можно использовать в качестве светодиодных ресничек. Достаточно подобрать рассеиватель и можно устанавливать модуль в автомобиль.

    Как сделать светодиодный модуль

    Светодиоды и изделия на их основе становятся всё популярнее. Светодиодные лампочки и светильники планомерно вытесняют с полок магазинов традиционные источники света. Радиолюбителей этот полупроводниковый прибор также не может оставить равнодушными и всё чаще возникает вопрос: как сделать светодиод своими руками?

    Сам светодиод достаточно сложен в изготовлении, и повторить технологический процесс вне производственных условий невозможно. Выращивание кристалла, корпусирование, нанесение люминофора – всё это требует сложного дорогостоящего оборудования. Однако дальнейший жизненный путь светодиода, вышедшего из производства, может быть самым разнообразным. Светодиоды используются в подсветке мониторов, в индикации, в освещении и многих других областях. Они открывают огромные возможности, как для профессиональных разработчиков, так и для простых любителей мастерить что-либо своими руками.

    Для того чтобы светодиод заработал его нужно припаять на плату, такой узел уже будет называться светодиодным модулем. Модуль может включать один или несколько светоизлучающих диодов.

    В отличие от индикаторных светодиодов, которые имеют длинные выводы под пайку в отверстия, мощные осветительные светодиоды выполняются в основном в корпусах для поверхностного монтажа. Поэтому припаять их на плату своими руками, намного сложнее, да и сами печатные платы для таких светодиодов бывают разных видов.

    Стеклотекстолит можно использовать, только если мощности невелики, не более ватта на светодиод, чтобы избежать его перегрева. При этом пространство вблизи диода должно быть металлизировано, а иногда «усеивается» переходными отверстиями для скорейшего отвода тепла на вторую сторону платы. Хотя радиатор из такой платы получается неважный, она имеет существенное достоинство – ее можно без проблем сделать своими руками, используя старую добрую технологию «принтера и утюга».

    Для оптимального отвода тепла мощный светодиод обычно монтируется на плату MCPCB («Metal Core Printed Circuit Board» – печатная плата на алюминиевом основании).

    Image000

    Она представляет собой алюминиевую пластину, которая имеет на поверхности медные печатные проводники, отделенные от основания тонкой диэлектрической окисной пленкой. Такие платы обычно имеют толщину 1,5-2мм, они значительно дороже текстолитовых и, как правило, их можно достать только в готовом виде, уже разведенные под конкретные типы светодиодов. Своими руками сделать такую плату не удастся – нужно иметь специализированное производство. Однако в последнее время практически все отечественные изготовители печатных плат стали оказывать услуги по изготовлению MCPCB и если есть большое желание изготовить свой уникальный светодиодный модуль, то сегодня можно реализовать его. Стоить это будет недешево.

    Пайка светодиода на плату MCPCB представляет определенные трудности:

    • при попытке спаять диод обычным паяльником или паяльной станцией плата становится существенной помехой – радиатором, который отводит тепло от контактной площадки, не давая как следует разогреть ее, поэтому приходится пользоваться мощным паяльником;
    • мощный светодиод помимо катода и анода обычно имеет еще и вывод для отвода тепла, представляющий собой плоскую площадку, расположенную на дне корпуса светодиода, т.е. недоступную для жала паяльника.

    Типовая плата для таких светодиодов представлена на рисунке ниже.

    Image001

    Из-за причудливой формы такая плата называется «звезда». По центру посадочное место светодиода, в данном случае XPE фирмы CREE. Сам светодиод выглядит так

    Image002

    Пайка светодиода на «звезду» может быть выполнена с помощью термофена, но делать это нужно с большой осторожностью, чтобы не повредить линзу. Также следует следить, чтобы воздушный поток не сместил светодиод. Паяльной пастой злоупотреблять не стоит, если нанести избыточное кол-во, корпус может «поплыть» и получится перекос.

    Если необходимо спаять большое кол-во светодиодов, например, модуль в виде длинной линейки, то фен точно не лучший вариант.

    Существует более эффективный метод монтажа. Старый утюг с плоской подошвой может стать идеальным инструментом для «выпекания» светодиодных модулей. Он устанавливается подошвой вверх и нагревается градусов примерно до 230. Затем на него осторожно устанавливается алюминиевая плата с предварительно нанесенными флюсом, паяльной пастой и установленными светодиодами. Визуально можно будет увидеть, когда плата нагреется, произойдет оплавление паяльной пасты и сформируются четкие пайки. Главное не передержать – светодиод можно подвергать воздействию таких температур только в течение нескольких десятков секунд, иначе можно вывести его из строя или потерять значительную долю светового потока. Таким способом можно спаять одновременно несколько десятков светодиодов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *