Ledowy Mikołaj
Tak brzmi zamieszczona na Wikipedii definicja elementów półprzewodnikowych, które obecnie robią karierę na całym świecie. Bardzo mały pobór prądu, wysoka sprawność, łatwość w uzyskiwaniu różnych kolorów światła, niezawodność i trwałość zagwarantowały im na długo miejsce w technice oświetleniowej. Wysokie wymagania w ograniczaniu zanieczyszczania środowiska i oszczędzaniu energii to dzisiaj codzienność. LED-y doskonale się w nią ?wpasowały?. Są lepsze od stosowanych od wielu lat żarówek jarzeniowych energooszczędnych ? łatwiej nimi sterować, nie migają podczas włączania i od razu emitują pełen strumień światła.
Docenił to przemysł oświetleniowy i po opanowaniu technologii produkcji oferuje nam szereg grup produktów wykorzystujących te świecące kryształy. Żarówki czy może ?ledówki? to typowe odpowiedniki znanych od wielu lat standardowych baniek z rozżarzonym włóknem. Wyposażone w typowe gwinty E28, E14 lub złącza GU12, bez problemu zastępują tradycyjne źródła światła. Inną dynamicznie rozwijającą się grupą produktów są paski świecące LED.
Nadają się doskonale do podświetlania mebli, schodów itp. Ich zalety to możliwość zasilania z napięcia tzw. bezpiecznego (<24 V), łatwość montażu (paski przyklejamy w wybranym miejscu) i duże możliwości sterowania jasnością i barwami świecenia. To ostatnie jest szczególnie widoczne w przypadku taśm z diodami RGB, które umożliwiają wyemitowanie światła dowolnej barwy. Wszystkim zainteresowanym tym tematem proponuję zajrzeć na stronę www.sklep.avt.pl, gdzie w dziale ?Oświetlenie energooszczędne? można obejrzeć różne źródła światła wykorzystujące diody LED.
Oczywiście zalety diod LED od dawien dawna docenili elektronicy. Cechy tych elementów sprawiły, iż obecnie są niezastąpione jako elementy sygnalizacyjno-kontrolne. Są również bardzo wygodne do zastosowania w układach amatorskich ? łatwe w sterowaniu, a zarazem bardzo atrakcyjne wizualnie. Dlatego bardzo często wykorzystywane są w gotowych zestawach do samodzielnego montażu. Jednym z nich jest zestaw MK116 belgijskiej firmy Velleman. Jego oznaczenie wskazuje, że jest to tzw. minikit, czyli układ prosty w montażu.
MK116 to animowana, utworzona z diod LED, postać Świętego Mikołaja na saniach ciągniętych przez renifera. Układ jest tak zaprojektowany, że niektóre z fragmentów rysunku świecą się na zmianę, co z pewnej odległości sprawia wrażenie ruchu. Dopełnieniem są różne kolory odwzorowujące postacie ? Mikołaj jest oczywiście czerwony, ale renifer już żółty. Ciekawe, czy projektant miał przed oczami prawdziwe zwierzę, czy po prostu wykorzystał dostępny kolor diod?
Zestaw jest pod pewnymi względami oryginalny i charakterystyczny. Po pierwsze ? ściśle określono jego przeznaczenie, ograniczając je w zasadzie tylko do kilku dni w roku. Oczywiście układ może działać cały czas, ale dla autora niniejszego tekstu tego typu widoczek w środku upalnego (oby) lata byłby odrobinę zaskakujący.
Drugi wyróżnik zestawu to sposób montażu. O ile diody LED montujemy z ?prawidłowej? strony płytki, czyli tej, na której widać Mikołaja, to resztę elementów lutujemy od strony ścieżek przewodzących. Dlatego szczególnie istotne jest zachowanie właściwej kolejności montażu. Ostatnia charakterystyczna cecha to bardzo duża liczba elementów. Dostajemy do zamontowania ponad sto różnokolorowych diod LED oraz prawie pół setki rezystorów.
Zestaw zapakowany został w typowe dla minikitów pudełko. Przeźroczysta wytłoczka z wszystkimi elementami zamknięta jest złożoną na pół tekturową wsuwką. Na zewnętrznej, widocznej stronie są różnojęzyczne opisy podstawowych funkcji zestawu oraz zdjęcie gotowej zabawki na tle kroczącego renifera. Wewnątrz znajduje się rysunkowa instrukcja montażu. Opracowano ją w bardzo przejrzysty sposób, niestety wśród krótkich podpisów brak tych po polsku. Wszystkie fazy montażu elementów są ponumerowane, same elementy pokazane na rysunkach i dokładnie opisane. Rezystory identyfikuje przetłumaczony kod paskowy. Pozostałe elementy mają pokazane polaryzacje i sposób ich umieszczenia w płytce.
Komplet elementów obejmuje płytkę drukowaną, trzy torebki z różnokolorowymi diodami LED (126 szt.), pasek rezystorów, kilka tranzystorów, kondensatorów elektrolitycznych, włącznik, złącze zasilania i pojemnik na baterię. Dwa ostatnie elementy wymagają pewnego wyjaśnienia. Otóż układ można zasilać z pojedynczej baterii 9 V. Zważywszy jednak na stosunkowo duży pobór prądu, nie gwarantuje ona długiego, wielodniowego działania. Dlatego przewidziano dołączenie zewnętrznego zasilacza. Bardzo dobre rozwiązanie!
A teraz parę słów o płytce drukowanej. Opracowano ją w dość specyficzny sposób, z obustronnym rozmieszczeniem elementów. Od strony widocznej znajdują się na niej kontury postaci z zaznaczonym rozmieszczeniem diod LED, z drugiej ? ścieżki pokryte soldermaską oraz lokalizacja i opisy pozostałych elementów montowanych ?od tyłu?. W tym przypadku warstwa farby ochronnej jest obowiązkowa, bowiem znacząco redukuje możliwość powstania przypadkowych zwarć podczas wlutowywania elementów.
Montaż rozpoczyna wlutowanie 41 rezystorów. Ich wyprowadzenia wkładamy od strony druku w odpowiednie otworki i bardzo starannie lutujemy. Potem z drugiej strony ucinamy ich końcówki ? równo z powierzchnią płytki. Jest to ważne, bowiem wystające druciki mogą uniemożliwić poprawne wlutowanie diod LED. I dlatego wskazane są podczas montażu dobre cążki do cięcia drutu.
Po rezystorach lutujemy tranzystory i kondensatory elektrolityczne ? również od strony druku. I oto najpoważniejsze wyzwanie ? dużo, dużo diod LED. Ze względu na ich ilość montaż wszystkich za jednym razem nie wchodzi w grę. Ja zacząłem od diod żółtych. Jest ich najwięcej i rozrzucone są praktycznie po całym rysunku. Montaż rozpocząłem od wlutowania czterech sztuk (zachowując ich odpowiednią polaryzację) w takich miejscach (końce nóg przednich, czubek głowy i twarz Mikołaja), by oparta na nich, odwrócona rysunkiem do dołu płytka znalazła się w równej odległości od powierzchni stołu montażowego. Następnie włożyłem w odpowiednie miejsca około 20 LED-ów. Przykryłem je kawałkiem tektury i odwróciłem płytkę. Tektura zapobiega wypadnięciu elementów, łatwo z niej zsunąć płytkę na stół montażowy.
Sprawdziłem, czy któraś z diod nie podwinęła się i przylutowałem po jednej z nóżek każdego elementu. Znowu odwróciłem płytkę i po kolei skorygowałem ustawienie LED-ów. Wyprostowałem część z nich, niektóre docisnąłem do płytki ? ułatwiło to przylutowanie tylko jednej z końcówek. Ponowne sprawdzenie ustawienia i przylutowanie reszty wyprowadzeń. Kolejna czynność to obcięcie końcówek. Trzeba to zrobić przed wlutowaniem następnej partii LED-ów, bowiem wystające druciki przeszkadzają w wygodnym operowaniu grotem lutownicy. W ten oto mozolny sposób wlutowałem wszystkie 126 diod świecących. Na zakończenie pozostało zamontowanie włącznika zasilania, złącza zasilacza zewnętrznego i pojemnika baterii. Kit zmontowany. Wkładamy baterię lub podłączamy zasilacz, przełączamy włącznik i cieszymy się widokiem pędzącego Świętego Mikołaja. Oby wszystkim przywiózł dużo, dużo prezentów, czego Czytelnikom i sobie życzę.
