Содержание
Как паять диоды
Включите JavaScript для лучшей работы сайта. Диоды — это электронные приборы, обладающие свойством односторонней проводимости. Ранее широко использовались электровакуумные и газоразрядные диоды. Теперь, если говорят о диодах, то, как правило, имеют в виду полупроводниковые. Свойство односторонней проводимости диодов широко используют для выпрямления тока.
Поиск данных по Вашему запросу:
Как паять диоды
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Как припаивать SMD светодиоды
- Правила пайки светодиодов разного типа
- Как правильно припаять диод
- Совет 1: Как паять диоды
- Пайка SMD светодиодов на плату
- Как самостоятельно паять светодиоды?
- LED-часы — учимся паять SMD
- КАК ПРАВИЛЬНО ПАЯТЬ
- Как правильно паять светодиоды
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: SMD Светодиод. Как паять правильно?
Как припаивать SMD светодиоды
При изготовлении светотехнических изделий, в которых применяются светодиоды поверхностного монтажа — пайка SMD светодиодов производится автоматически. Ручная пайка таких светодиодов может потребоваться в нескольких случаях — при ремонте устройств или при их макетировании в процессе проектирования изделия. Иногда паяют вручную при начале мелкосерийного производства новых изделий. В процессе ручной и механизированной пайки главная проблема при пайке светодиодов на плату — выдержать необходимый температурный режим и не перегреть корпуса светодиодов.
Точнее на перегрев плохо реагируют полупроводниковые материалы светоизлучающего кристалла. Если вы будете ремонтировать светотехническое изделие с SMD-светодиодами, то процедура будет состоять из таких этапов:. Для демонтажа можно использовать обычный маломощный паяльник, например, мощностью 25 Вт. Ему утончают жало до 1 — 2 мм и облуживают кончик. Если пайки были покрыты защитным лаком, то его или смывают, или аккуратно сдирают небольшую часть скальпелем или монтажным ножом.
Так распаивают и очищают все контакты корпуса светодиода, после чего снимают его с платы. Контактные площадки на плате паяльником очищают от остатков припоя. Новый светодиод устанавливают на его штатное место. Смачивают контактные площадки и контакты SMD-корпуса спирто-канифольным флюсом и пропаивают их. Полученные пайки должны иметь гладкую блестящую поверхность и полностью покрывать контакт на корпусе и контактную площадку на плате.
После проверки качества пайки они промываются спиртом от остатков флюса. После чего они и корпуса светодиодов защищаются от внешнего воздействия нанесением слоя защитного лака.
Так паяют вручную при мелкосерийном производстве. Если имеется возможность изготовления трафаретов для нанесения паяльной пасты на контактные площадки на плате, то одному человеку можно делать до 5 и более тысяч паек за смену.
Паяльная паста — это смесь флюса и пылеобразного припоя. Купить светодиоды для пайки можно на нашем сайте. Цвет свечения желтый нм. Угол Цвет свечения синий нм. Мигающий, цвет свечения красный нм.. Светодиодные лампы Светильники Светодиодные ленты Светодиодные ленты Блоки питания Управление светом Светодиодные модули и ленты Светодиоды Алюминиевый профиль Светодиодный декор. Кабельная продукция. Последствием перегрева кристалла может быть ускоренная деградация светодиода, при которой: уменьшается яркость свечения светодиода; меняется оттенок света; светодиод может за считанные недели или даже дни почти погаснуть или физически выгореть от перегрева.
Процедура ручной пайки SMD-светодиодов на плату Если вы будете ремонтировать светотехническое изделие с SMD-светодиодами, то процедура будет состоять из таких этапов: демонтаж светодиода, вышедшего из строя; подготовка места пайки нового светодиода; установка светодиода на место и его крепление; пайка светодиода; промывка пайки и ее защита. Делать это нужно быстро, чтобы не была превышена допустимая температура пайки светодиодов.
Заказать в 1 клик. В корзину. Вы добавили в корзину. Ваша корзина Перейти в корзину Продолжить покупки.
Правила пайки светодиодов разного типа
В наше время самым распространенным видом освещения является светодиодное. Благодаря огромному количеству преимуществ, такие источники света заняли свое место практически в любой сфере человеческой деятельности. Без них уже нельзя представить радиоэлектронную технику, современные игрушки и многие другие атрибуты современного общества. Особенно часто в качестве осветительных приборов сегодня используются светодиодные ленты. Поэтому очень важно знать, как паять диоды своими руками, чтобы самостоятельно чинить в быту вышедшие из строя радиоэлектрические детали или их правильно заменить. Для того чтобы паять светодиоды например, типа SMD , необходимо знать, что обозначают некоторые знаки, нанесенные на схемы. А именно:.
Информация о том, как паять светодиоды в домашних условиях. Некоторые сведения из школьного курса физики. Упражнения на.
Как правильно припаять диод
В качестве основного рабочего элемента систем освещения долгое время использовались лампы. Они пережили много этапов конструкционного и функционального развития, но сегодня переживают кризис, обусловленный жесткой конкуренцией с диодными кристаллами. Современные LED-светильники получили широкое распространение благодаря эксплуатационным качествам, которые, впрочем, имеют и негативные стороны применения. В процессе ремонта такого устройства пользователь может столкнуться с проблемой обновления вышедших из строя кристаллов. Вопрос о том, как паять светодиод, логично возникает, если один из кристаллов перегорел. Об этом будет свидетельствовать наличие черной точки на желтой поверхности элемента. И если в условиях заводской компоновки операция восстановления производится механизированным способом в поточном режиме, то в быту придется организовывать условия для ручной пайки. В большинстве случаев рядовые пользователи светотехнических устройств имеют дело с выводными светодиодами и более развитой конструкцией на базе SMD-кристаллов. Первые вводятся в цепь с помощью двух проводников и чаще всего служат как средство индикации различной аппаратуры — например, в автомобиле они выполняют задачи светового сигнализатора, работая от источника на 12 В.
Совет 1: Как паять диоды
Для того чтобы хорошо и правильно паять, следует знать несколько основных моментов, характеризующих процесс пайки паяльником, причем, безразлично — электрическим или газовым. Здесь будет рассмотрено как паять припоем ПОС сплав олова и свинца, в зависимости от пропорций содержания этих металлов меняется температура плавления припоя. Припоем можно паять между собой различные металлы. Проще всего паять медь, латунь. Несколько сложнее — сталь, пайка других металлов, например алюминия, возможна, но требует применения специальных флюсов и присадок.
Одна из проблем светодиодного освещения — перегрев кристалла.
Пайка SMD светодиодов на плату
Светодиоды присутствуют в электронных приборах, детских игрушках и бытовой технике, где сигнализируют работу определенной функции или исполняют декоративную роль. Из мощных лампочек собирают источники света: прожектора, лампы, ленты для подсветки. В случае сгорания детали требуется пайка светодиодов, а во время монтажа освещения возникает проблема соединения кусков лент. Обычный индикаторный светодиод для печатных плат состоит из стеклянной колбы с токоведущими ножками и напоминает маленькую лампочку. Сначала провода или контакты платы лудят припоем с канифолью. Аналогичное действие выполняют с токоведущими ножками светодиода.
Как самостоятельно паять светодиоды?
Низковольтные ленточные светильники имеют ограниченную длину. Поэтому, при необходимости соединить отдельные участки в единую цепь возникает закономерный вопрос: как паять светодиодную ленту? Далее в статье рассмотрим технологию и основные способы пайки контактов между собой, а также как правильно выбрать расходные материалы канифоль, припой и инструмент паяльник. Перед тем, как непосредственно приступать к какой-либо работе, неплохо было-бы разобраться в том, с чем приходиться иметь дело. Любую светодиодную ленту можно в общем смысле понимать, как участок электрической цепи.
Есть ИК светодиоды АЛБ, с широким углом ~ Длина волны И как паять для разных вариантов питания (V 3хAA, 5V USB).
LED-часы — учимся паять SMD
Как паять диоды
SMD светодиоды представляют собой чипы, которые установлены на плате методом поверхностного монтажа. Чипами выступают светодиодные кристаллы, генерирующие цвет. В этой статье мы рассмотрим процесс припаивания SMD светодиодов.
КАК ПРАВИЛЬНО ПАЯТЬ
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как паять мелкие светодиоды SMD 2835
Светодиоды присутствуют в электронных приборах, детских игрушках и бытовой технике, где сигнализируют работу определенной функции или исполняют декоративную роль. Из мощных лампочек собирают источники света: прожектора, лампы, ленты для подсветки. В случае сгорания детали требуется пайка светодиодов, а во время монтажа освещения возникает проблема соединения кусков лент. Обычный индикаторный светодиод для печатных плат состоит из стеклянной колбы с токоведущими ножками и напоминает маленькую лампочку. Сначала провода или контакты платы лудят припоем с канифолью.
Например, с этим можно столкнуться когда ленту нужно укоротить, разрезать, выполнить поворот, а затем соединить контактные площадки между собой.
Как правильно паять светодиоды
Светодиоды присутствуют в электронных приборах, детских игрушках и бытовой технике, где сигнализируют работу определенной функции или исполняют декоративную роль. Из мощных лампочек собирают источники света: прожектора, лампы, ленты для подсветки. В случае сгорания детали требуется пайка светодиодов, а во время монтажа освещения возникает проблема соединения кусков лент. Обычный индикаторный светодиод для печатных плат состоит из стеклянной колбы с токоведущими ножками и напоминает маленькую лампочку. Сначала провода или контакты платы лудят припоем с канифолью. Аналогичное действие выполняют с токоведущими ножками светодиода.
Началось всё с чего?! Я решил сделать диодную подсветку приборов…ну как все делают, гуглят, вот и я загуглил. Но у меня сложилось ощущение что все статьи написаны для электриков, ну минимум для тех кто понимает в электрике…на тот момент я в ней ваще ничего не понимал Но сделать подсветку то как то надо.
разновидности, порядок действий и способы соединений
В качестве основного рабочего элемента систем освещения долгое время использовались лампы. Они пережили много этапов конструкционного и функционального развития, но сегодня переживают кризис, обусловленный жесткой конкуренцией с диодными кристаллами. Современные LED-светильники получили широкое распространение благодаря эксплуатационным качествам, которые, впрочем, имеют и негативные стороны применения. В процессе ремонта такого устройства пользователь может столкнуться с проблемой обновления вышедших из строя кристаллов. Вопрос о том, как паять светодиод, логично возникает, если один из кристаллов перегорел. Об этом будет свидетельствовать наличие черной точки на желтой поверхности элемента. И если в условиях заводской компоновки операция восстановления производится механизированным способом в поточном режиме, то в быту придется организовывать условия для ручной пайки.
Какие бывают виды светодиодов?
В большинстве случаев рядовые пользователи светотехнических устройств имеют дело с выводными светодиодами и более развитой конструкцией на базе SMD-кристаллов. Первые вводятся в цепь с помощью двух проводников и чаще всего служат как средство индикации различной аппаратуры – например, в автомобиле они выполняют задачи светового сигнализатора, работая от источника на 12 В. Непосредственно в системах освещения и подсветки чаще применяются SMD-диоды в безвыводных корпусах. Ввиду принципиально другой электротехнической компоновки на плате сложности скорее вызовет именно этот прибор освещения. Как паять SMD-светодиоды? Крепление осуществляется не через специальные отверстия как в случае с теми же выводными устройствами, а непосредственно на поверхность накладкой. Для этого предусмотрены специальные контактные площадки, которые необходимо запаивать поочередно, выдерживая корректность размещения диодов на плате. С одной стороны, такой подход упрощает технологию монтажа кристаллов, но с другой – требует большего внимания от исполнителя, так как приходится иметь дело с элементами миниатюрных размеров, компактно размещаемых на небольшом пространстве.
Подготовка к работам
В рамках подготовительного процесса должно быть решено несколько задач. Главная из них заключается в зачистке рабочей поверхности и, при необходимости, демонтаже сгоревшего диода. Старые элементы лучше всего убираются маломощными паяльниками на 25 Вт после облуживания кончика до необходимых размеров, что позволит удобно произвести термический срез. Далее особое внимание уделяется поверхности. Лаки и всевозможные технические покрытия должны быть также устранены механическим способом – например, зачищены строительным ножом. Теперь другой вопрос – как паять светодиоды на алюминиевые платы? На этот случай будет не лишним подготовить особый флюс для конкретного металла или же использовать универсальный оловянно-свинцовый припой. Что касается выбора паяльника, то в высокой мощности потребности не будет. Можно отдавать предпочтение компактным моделям с нагревом до 250 °C.
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.
Техника соединения при помощи коннекторов
Среди преимуществ светодиодных устройств одно из главных мест занимает их оптимизированность, что проявляется и в минимальных требованиях к расходным материалам при монтаже. Тем не менее иногда себя оправдывает и включение коннекторов в электротехнические схемы. Как паять светодиоды с такими элементами? Пайка в данном случае выступает вспомогательным средством обеспечения надежного соединения между проводами, а коннекторы формируют своего рода армирующий внутренний каркас. Оптимальный размер коннектора по ширине составляет 8-10 мм. На первом этапе необходимо создать конструкционное соединение, выполнив нужное количество контактов на плате, а затем приступать непосредственно к пайке.
При этом надо учитывать, что соединение с коннектором не всегда дает преимущество с точки зрения будущей эксплуатации светодиода. Во-первых, места подключения с такой арматурой в большей степени склонны к подгоранию, а также способствуют быстрому нагреву излучателя. Во-вторых, возможно ухудшение свечения, что выражается в понижении яркости. Как паять светодиоды на плату с коннектором, чтобы исключить подобные негативные эффекты? Желательно отказаться от медных проводников, а саму пайку выполнять сплошным способом, что исключит риск образования участков окисления.
Техника соединения внахлест
Метод, который вовсе не предусматривает использование вспомогательных проводников. Такую технику рекомендуется применять в отношении ленточных светильников и других диодных устройств, кристаллы которых размещаются компактно на небольшой плате. Например, как паять СМД-светодиоды паяльником внахлест? Для начала концы светодиодных линий обрезаются так, чтобы контакты находились впритык друг к другу. Токоведущие жилы смазываются флюсом, после чего можно применить и оловянное лужение до момента образования серебристого покрытия. Затем выполняется накладка одного куска с проводной частью на другой отрезок при строгом соблюдении полярности. Достаточно непродолжительного мягкого прогрева, чтобы сформировалось прочное соединение.
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.
Особенности пайки феном
Пайка данным способом обычно рассматривается как альтернативный метод относительно классической пайки. Ее выбирают по разным причинам, главной из которых можно назвать возможность отвода тепла от кристалла с минимизацией рисков его термического повреждения. Но данный способ подходит только для конструкций с поверхностным соединением на плате. К примеру, как паять СМД-светодиоды феном? Процесс нагрева организуется с обратной стороны платы. Задача исполнителя сводится к обеспечению достаточного прогрева участка соединения, чтобы припой с лицевой стороны обрел состояние, позволяющее надежно зафиксировать диод. Теоретически это действие можно реализовать утюгом и маломощной газовой горелкой, но для сохранения структуры и самой платы все же безопаснее применять специальный термофен.
Ошибки при пайке
Даже если внешне созданное соединение кажется правильным, устройство может некорректно работать, если были допущены технологические ошибки. Большинство нарушений связано с неправильным распределением припоя или расплава, из-за чего образуются типичные дефекты наподобие непровара. Как паять светодиоды, чтобы избежать такого результата? И припой, и расплав уже в ходе термического воздействия необходимо строго контролировать. Должна выдерживаться равномерность слоев соединяющего покрытия. Для выявления таких нарушений в структуре на этапе неразрушающего контроля выполняется сканирование тепловизором.
Заключение
Пайка кристаллов LED-светильника является нетрудоемкой операцией, которая под силу любому домашнему мастеру. Однако существует масса технологических тонкостей и деталей, игнорирование которых может свести к нулю даже усилия старательного мастера. Учитывать необходимо не только условия выполнения пайки как таковой, но и саму конфигурацию соединения. Например, как паять СМД-светодиоды с групповым расположением кристаллов? Для успешного выполнения такой операции еще на базовом уровне потребуется определение электрической схемы монтажа диодов на плате. Необходимо выполнить расчет цепи и только после этого приступать к поэлементному соединению кристаллов в соответствии с планируемой конфигурацией прибора освещения.
Сколько времени нужно, чтобы поджарить диод?
Научные проекты
44 отзыва
Аннотация
Если вы когда-либо собирали электронную схему с помощью паяльника, то знаете, что выводы компонентов получаются горячими . Какая часть этого тепла попадает в устройство, которое вы паяете? Этот проект показывает вам, как вы можете использовать кремниевый диод в качестве датчика температуры, чтобы выяснить это.
Резюме
Электричество и электроника
Короткий (2-5 дней)
Для выполнения этого проекта вам необходимо знать как закон Ома, так и экспоненты.
Доступен
Низкий (20–50 долларов США)
Для калибровки диода в печи рекомендуется наблюдение взрослых.
Написано Чарли Чжаем и Ричардом Блишем, доктором философии.
Под редакцией Эндрю Олсона, доктора философии, Science Buddies
Объектив
Когда кто-то впаивает электронный компонент в схему, часть тепла от пушки, карандаша или волны припоя обязательно должна достичь полупроводникового устройства. Сколько и как быстро? Сколько времени потребуется полупроводниковому устройству, чтобы достичь опасно высокой температуры, скажем, 200°C?
Введение
Диоды представляют собой полупроводниковые устройства, которые обычно позволяют току течь в одном направлении, но не в другом. Когда на диод подается постоянный ток в прямом направлении, напряжение на диоде будет пропорционально температуре диода (подробнее об этом ниже). В этом проекте вы узнаете, как сделать источник постоянного тока, как откалибровать показания напряжения диода по температуре и как затем использовать показания напряжения для измерения температуры диода, когда к нему прикладывается паяльник. привести.
Реальные приложения
Только что описанные тепловые диоды широко используются в микропроцессорах для обнаружения чрезмерной температуры, которая может повредить устройство. Чрезмерная температура может снизить надежность или привести к необратимому отказу микропроцессора. Чрезмерная температура также замедляет перенос заряда. Если логические «ворота» не достигают своего надлежащего состояния к тому времени, когда часы переходят к следующему «такту», тогда будут присутствовать неверные данные. Чтобы избежать создания ошибочных данных, микропроцессоры имеют логические схемы для снижения приложенного напряжения и / или тактовой частоты, чтобы уменьшить рассеиваемую мощность (и тепло), чтобы эти ошибки не возникали.
Входы интегральной схемы CMOS всегда имеют параллельный диод. При нормальной работе диод смещен в обратном направлении, поэтому ток через него не течет. Если искра (любой полярности) проскочит на контакт, соответствующий входу, диод будет проводить. Если полярность искры отрицательная, диод проводит в прямом направлении; если полярность искры положительная, пиковое обратное напряжение превышается, и диод выходит из строя. В любом случае диод действует как защитный элемент для чувствительного входного затвора.
Как работают диоды
На рис. 1 ниже показано соотношение ток-напряжение для типичного выпрямительного диода PN (участники Википедии, 2006 г.). Давайте потратим несколько минут, чтобы изучить и понять этот график.
На графике показана зависимость тока через диод (ось Y) от напряжения (ось X). Давайте сначала посмотрим на область прямого смещения графика. Диод смещен в прямом направлении, когда V > 0. На графике видно резкое изменение наклона кривой, когда напряжение достигает примерно 0,7 В (для диода на основе кремния). Выше этого напряжения ток быстро увеличивается с напряжением. Диод по существу действует как переключатель. При напряжении выше 0,7 В диод включается, позволяя току течь с небольшим сопротивлением. Ниже 0,7 В диод отключается, оказывая большое сопротивление току.
Теперь давайте посмотрим на область обратного смещения графика. Диод смещен в обратном направлении, когда V < 0. Первое, что вам нужно знать, это то, что шкалы осей в области обратного смещения не совпадают со шкалами, используемыми в области прямого смещения. Обратный ток составляет порядка 30 мкА, что более чем на три порядка меньше, чем 50 мА прямого тока при +0,7 В. Пиковое обратное напряжение (PIV) составляет не менее 50 В по сравнению с напряжением включения. 0,7 В. (Существует семейство выпрямительных диодов, пронумерованных 1N4001–1N4007. PIV увеличивается с 50 до 1000 В по мере увеличения номера модели.) Если пиковое обратное напряжение превышено, диод будет необратимо поврежден, и течет большой отрицательный ток. Но пока напряжение остается в пределах рабочего диапазона, для которого был разработан диод, диод действует как электронный переключатель, пропуская ток при положительном напряжении и блокируя ток при отрицательном напряжении.
Теперь, когда вы понимаете основы поведения диода в цепи, давайте подробнее рассмотрим область прямого смещения и посмотрим, как диоды можно использовать в качестве датчиков температуры. Уравнение идеального диода Шокли описывает зависимость тока от напряжения полупроводникового диода PN в условиях прямого смещения. (Не позволяйте уравнению сбить вас с толку. Если вы понимаете экспоненты, вы должны быть в состоянии следовать ему.) Вот уравнение:
I = I с × [exp( qV / nkT ) — 1],
куда:
- I — ток диода,
- I s — масштабный коэффициент, называемый током насыщения, в Амперах,
- q — это заряд электрона (1,6 10 -19 кулонов), но для этого приложения просто используйте 1 электрон, поскольку мы предоставили постоянную Больцмана (ниже) в единицах электрон-вольт,
- В — приложенное напряжение в вольтах,
- n – коэффициент эмиссии, обычно со значением ~1, но может достигать 2,
- k – постоянная Больцмана, 8,62·10-5 эВ/°К,
- T — абсолютная температура диода (помните, что °K = °C + 273).
Уравнение Шокли говорит, что ток через диод экспоненциально увеличивается с напряжением. При комнатной температуре (20°C или 293°K), показатель степени ( qV / nkT ) будет равен 1, когда V равно 25 мВ. Это значение называется тепловым напряжением и соответствует средней тепловой энергии любого атома или молекулы при комнатной температуре. За
напряжения ≥ 75 мВ, exp( qV / nkT ) >> 1, поэтому уравнение можно упростить до (результирующая ошибка составляет 5% или меньше):
I = I с × exp( qV / кт ).
Упрощенное уравнение Шокли говорит нам, что каждый раз, когда прямое напряжение смещения увеличивается на 25 мВ, прямой ток увеличивается в e раз, по основанию натуральных логарифмов (около 2,718).
Если взять натуральный логарифм обеих частей упрощенной версии уравнения Шокли для прямого смещения, то получится:
ln( I / I s ) = qV / nkT .
Если I делается постоянным за счет возбуждения диода от генератора постоянного тока, тогда левая часть уравнения постоянна. Очевидно, что равенство означает, что правая часть также будет постоянной. Чтобы правая часть оставалась постоянной, напряжение и абсолютная температура должны соответствовать друг другу. Таким образом, диод с прямым смещением будет действовать как термометр в условиях постоянного тока. Скорость изменения напряжения в зависимости от температуры обычно находится в диапазоне 2–3 мВ/°К и варьируется в зависимости от значения коэффициента эмиссии. Поскольку коэффициент чувствительности (напряжение в зависимости от температуры) варьируется от одного диода к другому, необходимо выполнить калибровку.
Удобным способом калибровки диода является измерение прямого падения напряжения при постоянном токе в зависимости от температуры в обычной кухонной духовке (см. раздел «Экспериментальная процедура» ниже).
Как создать недорогой источник постоянного тока? Это действительно очень просто! Просто возьмите батарею на 9 В и резистор на 1 МОм последовательно с «нагрузкой», диодом с прямым смещением в нашем случае. Ясно, что можно использовать закон Ома, чтобы увидеть, что в контуре будет течь 9 мкА, если «нагрузка» имеет сопротивление намного меньше, чем последовательный резистор 1 МОм. На самом деле характеристическое сопротивление диода с прямым смещением составляет порядка 10 кОм, но имейте в виду, что это значение сопротивления сильно зависит от температуры и напряжения, поскольку диод является нелинейным устройством.
Термины и концепции
Для выполнения этого проекта вам необходимо провести исследование, которое позволит вам
понимать следующие термины и понятия:
- закон Ома,
- диод,
- вольтамперная зависимость для диода,
- источник постоянного тока.
Вопросы
- Что значит, когда говорят, что диод «смещен в прямом направлении»?
Библиография
- В этой статье Википедии объясняется зависимость тока от напряжения для диода:
Участники Википедии, 2006 г. Диод, Википедия, Бесплатная энциклопедия. Проверено 1 июня 2006 г. - На следующей веб-странице вы найдете ссылки на техническую информацию о диодах 1N4100 x от многих производителей (у всех будут одинаковые характеристики): Проверено 1 июня 2006 г.
.
.
Материалы и оборудование
Для проведения этого эксперимента вам потребуются следующие материалы и оборудование, в основном поставляемые Jameco Electronics:
- Диоды 1N4001 (10), номер по каталогу 35975
- Цифровой мультимер, номер по каталогу 2131127
- Аккумулятор 9 В, номер по каталогу 198731
- Зажим для аккумулятора 9 В, № по каталогу 1949488
- Резистор 1 МОм (10), номер по каталогу 691585
- Короткие соединительные провода
- Вы можете купить комплект с одной перемычкой, например, № 2127718
- Если вы планируете в будущем выполнять больше проектов в области электроники, будет выгоднее купить катушку соединительного провода 22 калибра и пару инструментов для зачистки проводов
- Паяльник. Jameco Electronics предлагает несколько паяльников по разным ценам. Если вы планируете выполнять множество проектов в области электроники, возможно, стоит инвестировать в более дорогой паяльник.
- Бессвинцовый припой, различные варианты доступны от Jameco Electronics
- «третья рука» для удержания диода при пайке (это могут быть тиски, паяльник с зажимами или помощник с длинногубцами). Несколько вариантов доступны от Jameco Electronics
- Проволочные стяжки
- кухонная печь
- термометр
- таймер или секундомер
Экспериментальная процедура
Примечание перед началом: Этот проект научной выставки требует подключения
одно или несколько устройств в электрической цепи. Базовую помощь можно найти в
Учебник по электронике. Однако, если у вас нет опыта сборки
электрические схемы, вам может быть полезно иметь кого-то, кто может ответить на вопросы
и помочь вам устранить неполадки, если ваш проект не работает. Учитель естественных наук или родитель
может быть хорошим ресурсом. Если вам нужно найти другого наставника, попробуйте найти кого-нибудь, у кого есть хобби, такие как робототехника, электроника или сборка и ремонт компьютеров. Возможно, вам также придется проложить себе путь к этому проекту, начав с проекта по электронике, который имеет более низкий уровень сложности.
- Проведите предварительное исследование, чтобы получить представление о терминах, концепциях и вопросах, приведенных выше.
Калибровка диодов
- Чтобы откалибровать диод, вы подключите его к источнику постоянного тока, а затем измерите падение напряжения на диоде по мере постепенного повышения температуры диода (в кухонной духовке). Вам нужно будет повторить калибровку для каждого из ваших диодов (вы должны проверить как минимум три). На рис. 2 ниже показана настройка.
- Подсоедините красный (+) провод от зажима батареи к резистору 1 МОм, затем подключите другой конец резистора к катоду диода (вывод, ближайший к полоске). Подсоедините анод диода (самый дальний от полосы провод) к черному (-) проводу зажима батареи.
- Подсоедините выводы мультиметра к выводам диода (такая же полярность, как и при подключении аккумулятора). Если вам нужна помощь в использовании мультиметра, ознакомьтесь со справочником Science Buddies How to Use a Multimeter.
- Как показано на рис. 2, соберите провода в аккуратный пучок с проволочными стяжками и прикрепите датчик температуры. Подвесьте пучок к стойке духовки с помощью проволочных стяжек. (Очевидно, вы должны сделать это перед включением духовки!)
- Аккуратно закройте дверцу духовки.
- Убедитесь, что все ваши соединения надежны и что вы получаете правильные показания напряжения и температуры.
- Включите духовку на слабый огонь. Вы не хотите подниматься выше 75 ° C (около 170 ° F), так как изоляция провода начнет плавиться и создавать беспорядок. Духовка будет нагреваться постепенно, так что вы сможете снимать показания напряжения и температуры. Если вы берете данные каждые 4 или 5 градусов по Цельсию, вы получите хорошую калибровочную кривую.
- Дайте духовке остыть и повторите калибровку нескольких диодов (не менее трех). Пометьте каждый диод перманентным маркером, чтобы вы знали, какой именно.
- Создайте график своих данных, как показано на рис. 3 (от руки, с помощью электронной таблицы или программы для построения графиков). Затем проведите линию через точки данных (на глаз, если рисуете вручную).
- Чтобы подогнать линии регрессии в Excel, нажмите ряд данных, затем нажмите «Добавить линию тренда». Выберите линейный, перейдите на вкладку «Параметры» и установите флажки, чтобы отобразить уравнение и коэффициент корреляции. Мы рекомендуем использовать цветовую маркировку линий тренда и уравнений для соответствующих данных.
Измерение температуры с помощью калиброванного диода
- Теперь, когда все ваши диоды откалиброваны, вы можете увидеть, как быстро они нагреваются, когда вы имитируете их пайку в цепь.
- Вы снова подключите источник постоянного тока и цифровой мультиметр (как в шагах 3 и 4 выше). На этот раз вам нужно обязательно оставить выводы диода доступными, чтобы вы могли прикоснуться к ним паяльником, не касаясь выводов мультиметра или проводов источника тока.
- Нагрейте паяльник, затем прикоснитесь жалом к одному из выводов диода на одну секунду. Снимите утюг и сразу же отметьте показание напряжения. Запишите в лабораторную тетрадь.
- Дайте диоду снова остыть (проверьте показания напряжения), а затем повторите односекундный нагрев еще как минимум дважды, каждый раз записывая напряжение.
- Какой температуре соответствует?
- Повторите операцию нагрева, постепенно увеличивая время, в течение которого паяльник остается в контакте с выводом диода. Выполните несколько измерений (не менее 3) для каждой временной точки.
- Сколько времени диод нагревается до 200°C?
- Усредните показания в каждый момент времени и постройте график зависимости температуры диода от времени контакта паяльника.
Задать вопрос эксперту
У вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.
Опубликовать вопрос
Варианты
- Имеет ли значение, где на проводе прикладывать паяльник (т.е. ближе или дальше от самого диода)? Почему или почему нет?
- Есть ли разница какой вывод диода (анод или катод) нагревать паяльником? Почему или почему нет?
- Чтобы уменьшить нагрев компонента во время пайки, можно поместить «теплоотвод» на вывод между компонентом и жалом паяльника (если, конечно, есть место). Радиатор может быть таким же простым, как зажим типа «крокодил». Попробуйте использовать радиатор на выводе диода. Это работает?
- Паяльник отводит тепло намного эффективнее, когда жало покрыто расплавленным припоем, чем когда оно сухое. Можете ли вы использовать свою установку для получения доказательств того, что это правда?
Вакансии
Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:
- Руководство по проекту научной ярмарки
- Другие подобные идеи
- Идеи проекта по электричеству и электронике
- Мои любимые
Лента новостей по этой теме
,
,
Процитировать эту страницу
Общая информация о цитировании представлена здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая заглавные буквы, для используемого метода и при необходимости обновите цитату.
Стиль MLA
Сотрудники научных друзей.
«Сколько времени нужно, чтобы поджарить диод?» Друзья по науке ,
20 нояб. 2020 г.,
https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Elec_p033/electricity-electronics/how-long-does-it-take-to-fry-a-diode.
По состоянию на 13 декабря 2022 г.
Стиль APA
Сотрудники научных друзей.
(2020, 20 ноября).
Сколько времени нужно, чтобы поджарить диод?
Извлекаются из
https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Elec_p033/electricity-electronics/how-long-does-it-take-to-fry-a-diode
Дата последнего редактирования: 2020 г. -11-20
Ознакомьтесь с нашими научными видеороликами
Повязка на голову с изображением единорога своими руками
Ракеты из спичек
Как далеко он улетит? Исследуйте перетаскивание с бумажными самолетиками
Инструкции по сборке Hackvision
Миниатюрная игровая система на базе Arduino, которую можно взломать
Детали | Инструкции к комплекту | Игры | Часто задаваемые вопросы | Форум | Информация о конструкции
Подготовка
- Соберите необходимые инструменты: паяльник, припой, кусачки и ленту для фиксации компонентов во время их пайки. Я рекомендую надевать защитные очки, когда вы отсекаете лишние выводы на компонентах, потому что маленькие кусочки металла могут разлететься в любом направлении.
- Проверьте список деталей, чтобы убедиться, что у вас есть все:
PCB
RCA разъем (2)
Кристалл 16 МГц
330 Ом резистор
12 мм такта
12 мм 2
9000 2
гнездо IC
78L05 регулятор напряжения
конденсатор 22 пФ (2)
резистор 1 кОм
6-контактный заголовок правого угла
ATMEGA328 Microcontroller IC
100UF Конденсатор
.
2,1 мм ствол.0003
Шаг 1
Вставьте резисторы R1, R2 и R3 на место. R1 находится прямо над разъемом IC и имеет маркировку коричнево-черно-оранжево-золотой (10 кОм).
R2 и R3 находятся в правом верхнем углу платы. Обратите внимание, что метки «R2» и «R3» отсутствуют на более новой версии платы v2.
R2 имеет сопротивление 330 Ом и кодируется оранжево-оранжево-коричнево-золотым.
R3 имеет сопротивление 1 кОм и кодируется коричнево-черно-красно-золотым.
Резисторы не поляризованы, поэтому вам не нужно беспокоиться об их ориентации.
На обратной стороне платы припаяйте резисторы, нагревая контактную площадку и вывод в течение нескольких секунд, а затем нанеся припой.
С помощью кусачек отрежьте лишние провода возле места пайки.
Шаг 2
Вставьте два диода D1 и D2 в положение в правом верхнем углу платы. Оба диода одинаковые. Обратите внимание, что метки «D1» и «D2» отсутствуют на плате v2. Диоды поляризованы и должны быть правильно ориентированы. Черная полоса вокруг конца диода идет с правой стороны.
Припаяйте диоды на место.
Отрежьте лишние провода.
Шаг 3 (необязательно)
Если вы живете в стране, где используется телевизионный стандарт PAL, вам потребуется припаять проволочную перемычку к двум контактам с пометкой «PAL» прямо над разъемом IC. Вы можете использовать любой небольшой провод, например провод, который вы только что отрезали от резистора или диода на предыдущих шагах. Этот провод соединяет цифровой контакт 12 с землей и сообщает прошивке Hackvision, что она должна инициализировать библиотеку TVout с параметрами PAL.
Обратите внимание, что если вы подключите эту перемычку, вы не сможете использовать цифровой контакт 12 ни для чего. Установка контакта 12 на выход и установка на него ВЫСОКОГО уровня вызовет короткое замыкание и повредит микроконтроллер.
Шаг 4
Припаяйте гнездо ИС на место. Расположите гнездо так, чтобы выемка на одном конце гнезда совпадала с выемкой, нарисованной на шелкографии. Используйте клейкую ленту, чтобы прикрепить разъем к плате, пока вы припаиваете его на место. Нужно припаять 28 контактов, но это не сложно. Перед нанесением припоя обязательно нагрейте штифт и контактную площадку в течение нескольких секунд.
Шаг 5
Вставьте кварцевый резонатор 16 МГц прямо под гнездо ИС. Кристаллы не имеют полярности, поэтому ориентация не имеет значения.
Переверните плату и припаяйте.
Как всегда, обрежьте лишние провода кусачками.
Шаг 6
Расположите два конденсатора емкостью 22 пФ C3 и C4 рядом с кристаллом. Эти конденсаторы не поляризованы, поэтому их ориентация не имеет значения.
Переверните плату и припаяйте.
Отрежьте лишние провода.
Шаг 7
Вставьте и припаяйте два крошечных конденсатора емкостью 0,1 мкФ (или 100 нФ) C5 и C6 на место. C5 находится на левой стороне кристалла. C6 находится над разъемом IC.
Переверните плату и припаяйте.
Отрежьте лишние провода.
Шаг 8
Разъемы RCA: поместите один из разъемов на место на плате, закрепите его клейкой лентой и переверните плату. Если кажется, что пластиковые штифты в нижней части разъема не совпадают с отверстиями на печатной плате, просто сдвиньте разъем к отверстиям, пока штифты не встанут на место. Отверстия для проводов довольно большие, поэтому вам понадобится много припоя, чтобы заполнить отверстие.
Держите паяльник за стержень и металлическую площадку вокруг отверстия (кольцевое кольцо), чтобы тщательно их нагреть. Затем нанесите большое количество припоя на вывод/площадку, чтобы заполнить отверстие. Нагреть штифт/площадку достаточно сложно, так что наберитесь терпения и продолжайте попытки. Как только это «начнется», вы можете заполнить отверстие, втолкнув в него большое количество припоя.
Повторите этот процесс для второго разъема RCA.
Шаг 9
Разъем питания: этот шаг аналогичен пайке разъемов RCA. На разъеме 3 контакта. Используйте ленту, чтобы закрепить гнездо в 3 отверстиях, и переверните плату.
Как и в случае с разъемами RCA, одновременно сильно нагрейте вывод и кольцевое кольцо и протолкните большое количество припоя в отверстие. Продолжайте, пока он не будет заполнен. Будьте терпеливы, вы можете это сделать!
Шаг 10
Вставьте на место 3-выводный регулятор напряжения IC1. Расположите регулятор напряжения так, чтобы он совпадал с контуром на печатной плате (плоской стороной вперед). Вам нужно будет немного согнуть провода, чтобы вставить их в отверстия.
Припаяйте к нижней части платы.
Отрежьте лишние провода.
Шаг 11
Вставьте два конденсатора C1 и C2 на место рядом с регулятором напряжения. Конденсатор C1 емкостью 100 мкФ немного больше конденсатора C2 емкостью 10 мкФ. Эти конденсаторы поляризованы, а более длинный вывод положительный (анод). Позаботьтесь о том, чтобы вставить более длинный провод в отверстие, отмеченное знаком «+».
Переверните плату и припаяйте.
Отрежьте лишние провода.
Шаг 12
Вставьте маленькую тактильную кнопку в верхнюю левую часть доски. Это кнопка сброса. Он должен легко встать на место.
Переверните доску и согните выступы вниз по направлению к доске, чтобы они лежали как можно ровнее.
Припаяйте на нижней стороне платы.
Шаг 13
Вставьте 5 кнопок контроллера: четыре кнопки направления на левой стороне платы и кнопку огня справа. Они должны хорошо встать на место.
В нижней части платы согните металлические выводы, чтобы они более ровно прилегали к плате.
Припаяйте их на место.
Шаг 14
Разъем для программирования: вставьте 6-контактный штекерный разъем под прямым углом, как показано, с «короткой» стороной прямого угла, вставленной в плату. Пластиковая часть будет ровно прилегать к плате.
Чтобы сохранить разъем на месте до того, как мы перевернем плату, припаяйте один из контактов на верхней платы.
Переверните плату и припаяйте 6 разъемов на нижней стороне платы.
Шаг 15
Теперь пришло время вставить микросхему ATmega328 в разъем. ИС могут быть чувствительны к статическому электричеству, поэтому прикоснитесь к чему-либо заземленному, чтобы убедиться, что в вашем теле не накапливается заряд статического электричества. Например, металлическая труба или винт на настенной розетке.
Штырьки на микросхемах немного направлены наружу от чипа, поэтому нам нужно согнуть их внутрь, чтобы они вошли в сокет. Аккуратно немного согните контакты микросхемы внутрь, прижав микросхему к плоской поверхности.
Когда оба ряда контактов согнуты внутрь, осторожно вставьте микросхему в гнездо. Убедитесь, что выемка на одном конце микросхемы совмещена с выемкой на левом конце гнезда. Слегка надавите, пока чип не сядет в гнездо. Это может потребовать довольно много давления!
Шаг 16
Вы почти закончили. Наденьте колпачки на кнопки контроллера, аккуратно защелкнув их на кнопках.
Шаг 17
Давайте проведем небольшой тест перед тем, как приклеить клейкую подушечку из вспененного материала на заднюю часть. Старайтесь не прикасаться к обратной стороне печатной платы во время этого теста, особенно к области вокруг кристалла.
Подключите Hackvision к телевизору с помощью обычных кабелей RCA. Один для видео и один для аудио. Так как имеется только один аудиовыход, подключите его к левому (белому) разъему телевизора. Многие телевизоры воспроизводят звук через оба динамика, если подключен только левый канал.
Затем подключите 9-вольтовый адаптер переменного тока с центральным положительным контактом к вашему Hackvision. Вы должны услышать «мигающий» звук телевизора, и должно появиться игровое меню.
Если что-то не работает, обратитесь к разделу устранения неполадок ниже.
Шаг 18
В комплект входит пенопластовая прокладка с клейкой основой. Важно изолировать нижнюю часть печатной платы от рук во время использования Hackvision. Если его не изолировать и прикоснуться к кристаллу или контактам конденсатора 22пФ, чип выйдет из строя (это не опасно ни для вас, ни для чипа [вероятно]). Если вы не планируете припаивать к Hackvision больше разъемов (например, для нунчаков или весла), то вы можете просто обрезать пенопласт по форме платы и приклеить его на обратную сторону печатной платы. Но если вы хотите позже что-то подделать, обрежьте пенопласт так, чтобы площадки для пайки оставались открытыми на задней стороне. Вот шаблон, который вы можете распечатать и использовать.
Шаг 19
Если кажется, что все работает, наслаждайтесь славой своего успеха и наслаждайтесь прохладным напитком. А теперь поиграйте в несколько игр и начните думать о том, какие игры вы будете разрабатывать!
Поиск и устранение неисправностей
Если вы собрали Hackvision, но он не работает, давайте зададим себе несколько вопросов:
- Используете ли вы подходящий блок питания? Для Hackvision требуется источник питания 9 В постоянного тока с центральным положительным контактом. Внутренний контакт на разъеме 2,1 мм положительный, а внешний корпус заземлен. Нерегулируемый источник питания подойдет, но полярность должна быть правильной.
- Вы уверены, что ваш телевизор настроен на прием сигнала с внешнего устройства? Вам нужно будет установить его для отображения сигнала с соответствующих входов на телевизоре.
- Нет видео? Вы слышите звук при включении Hackvision? Когда появится главное меню, должно быть «мигание!» звук.