Я розробив та надрукував 4-шарову друковану плату, яка вміщує 91 інфрачервоний світлодіод у прямокутній схемі розміром 7x13. Це використовуватиметься як підсвічування для проекту машинного зору. У мене виникають проблеми, коли окремі світлодіоди згоряють або, можливо, якимось чином відключаються від ланцюга. Я підозрюю, що причиною проблеми може стати тепловиділення.
Зображення
Схема друкованої плати
Кожен ряд із 7 світлодіодів (зелений світлодіодний текст) з'єднаний послідовно. Джерело живлення 12 В (силова площа VCC) підключається до першого світлодіода. Наступні 6 проводяться послідовно. Нарешті, обмежуючий струм резистор (зелений текст R) підключає останній світлодіод до площини заземлення.
Технічні умови:
- Площина VCC: 12В, 2А живлення
- Світлодіод: TSHG6200 . Максимальний номінальний струм 100 мА.
- Обмежуючий резистор струму: 20 Ом
- Припой : Thermoflow Sn60 / PB40
- Загальна розрахована потужність розсіювання: 12В * 0,1А на рядок * 13 рядів = 15,6 Вт.
- Розмір масиву: 13 рядів із 7 світлодіодів, приблизно 7см х 6см
Вимірювання
З джерелом живлення 12 В є близько 1,45 В над кожним світлодіодом, і приблизно 2,0 В над резистором, що обмежує струм, що означає струм 100 мА. Оскільки це правильно на максимально допустимому струмі, я поставив великий потенціометр високої потужності між джерелом живлення та площиною VCC, і використав це для регулювання вхідної напруги трохи нижче (11,5 В або більше). Це безпечно отримує струм нижче максимально допустимого.
Я також використовую пару Дарлінгтона для управління підсвічуванням за допомогою Arduino. Підсвічування увімкнено майже весь час, а періодично вимикається близько 30 мс. Я не думаю, що це має відношення до проблеми, але при необхідності можна надати більше деталей.
Проблема
Приблизно через 10-30 хвилин використання один або кілька рядів світлодіодів згасне. Якщо я вимірюю напругу на кожному світлодіоді в зламаному ряду, більшість світлодіодів розміщені приблизно в 0,8 В, а на одному - близько 8,0 В. Струм не протікає. Іноді це виправляє штифти або торкається світлодіода. Іноді його доводиться замінювати. У будь-якому випадку я отримую лише ще 10-30 хвилин використання до виходу іншого.
Ще одне зауваження полягає в тому, що вся тильна сторона дошки є якоюсь липкою. Це ви можете побачити на малюнку вище. Цікаво, чи стає занадто жарко, і припой стає скомпрометованим (можливо, виділяючи флюс ??).
Питання
Що слід спробувати підвищити надійність? Я вже намагався запустити його при меншій напрузі, щоб безпечно отримати струм нижче номінального максимуму. Цікаво, чи потрібно використовувати припой іншого типу? Або якийсь тепловідвід? Світлодіоди нагріваються на дотик, але це нестерпно.
Відредагуйте, спробувавши пропозиції
Дякую всім за поради! Я зробив щось досить просте - вказав на вентилятор комп'ютера, щоб продувати повітря по масиву - і це спрацювало фантастично! Я думаю, що це дійсно очевидно для багатьох з вас, але я був здивований, наскільки величезна різниця.
Без вентилятора:
- 25mA на рядок -> 39C
- 33mA на ряд -> 41C
- 40mA на ряд -> 48C
- 55mA на рядок -> 52C
Тож ми потрапляємо в "небезпечну зону" температури задовго до досягнення максимального струму на світлодіод.
З вентилятором:
- 35mA на ряд -> 26C
- 60mA на ряд -> 30C
- 90mA на ряд -> 34C
Я запускав це при 90mA за ряд і 34C протягом години без проблем. Чудово!
