Zapojování LED komponentů a pájené spoje

Správné připojení vodičů, spolehlivé provedení kabeláže a korektní zapojení vodičů do svorek je pro správnou funkci LED sestavy velmi důležité. Nevhodná zapojovací technologie nebo nedbale provedené zakabelování může být příčinou nespolehlivých kontaktních míst a problematického chování sestavy. Na špatně provedeném spoji v důsledku přechodového odporu, a zejména u vyšších proudů, vzniká úbytek napětí, který spoj lokálně ohřívá a tím kontakt ještě zhoršuje. Úbytek napětí na spojích a svorkách má u napěťově řízených sestav za následek snížení svitu sestavy.

K zapojování složitějších sestav doporučujeme přistupovat strukturovaně a po částech a po funkčních celcích, respektovat význam barev vodičů a o provedení kabeláže vyhotovit alespoň minimální dokumentaci. U zapojení typu “vrabčí hnízdo” bývá oživení problematické a jakýkoli servis či rozšiřování téměř nemožné.  A rozsáhlejší sestava nikdy nefunguje napoprvé …

Dalšími fenomény při zapojování LED sestav je zapojení s hvězdicovou topologií, zapojení se sběrnicovou topologií a topologie kabeláže liniových svítidel do T. Tato témata jsou blíže rozebrána zde.

Spojení vodičů konektory a připojení vodiče s konektorem na konektor zařízení

Konektorové sestavy mají největší výhodu v jednoduché rozebiratelnosti, snadném použití, nezáměnnosti konektorů a nezáměnnosti vodičů navzájem (provedení nebo tvar konektoru, zámek aj.). Problém nastává, když potřebujete kabel s konektory zkrátit nebo prodloužit. Bohužel čím  je konektor dokonalejší, tím je i dražší a obtížněji dostupný. Kabely s ním jsou k dispozici pouze v určitých délkách a provedeních, pro montáž konektoru potřebuje speciální krimpovací nástroje a v terénu se montáž konektoru obtížně provádí. V okamžiku, kdy při instalaci pozdě v noci na žebříku v sádrokartonovém stropě potřebujete nutně kabel zkrátit nebo prodloužit, stejně sáhnete po wagosvorce s páčkou, nebo šroubovací svorce čokoládě.
Neřešitelná situace nastává s některými low-end s čínskými konektory s kablíky, kde většina hmoty kabelu je tvořena izolací a uvnitř je několik málo vláken měděné licny. Pokud s takovými komponenty pracujete, sada konektorů a redukcí je pro Vás nezbytností. Pokud potřebujete konektor odstřihnout a nahradit jiným spojem, vodiče kabelu se Vám nepodaří korektně odizolovat a ta vlákna, která Vám po odizolování zbyla, se Vám po připojení do svorky nebo k něčemu jinému stejně utrhnou.

Spojení vodičů

wago4cokoladaPro prosté spojení vodičů se nejlépe hodí universální svorky WAGO s páčkou (mají i krytí) a nebo šroubovací svorka “čokoláda” (extrémně levná). Jiným způsobem dva vodiče rychleji, snadněji a levněji nespojíte.
Bohužel universální svorky jsou poměrně velké a nevzhledné. Rozumným  kompromisním řešením je použít kabelové sestavy, které na jednom konci mají konektor, který zapojíte do rozbočovací konektorové krabičky, a na druhé straně mají volné vodiče pro zkrácení a připojení do šroubovacích svorek nebo JACK redukce. Podobně je možno použít i kabely rozbočovací.
U zdrojů s krytím IP65 a výše jsou vývody realizovány volnými vodiči. Pro dodržení krytí celé sestavy je třeba spojení provést v instalační krabičce s potřebným krytím IP nebo spojení provést jinou sofistikovanou metodou (např. krimpovacími spojovacími dutinkami s převlečkou).
Naše nabídka konektorových systémů obsahuje rovněž nízkonapěťové miniaturní vícenásobné rozbočovací vzorkovnice se samosvornými nasouvacími konektory. Jejich výhodou jsou miniaturní rozměry, snadné použití a výhodná cena.

Připojení vodiče ke konektoru

Připojení vodiče ke konektoru je poplatné mechanickému provedení a kontaktovací technologii špiček konektoru. Ve většině případů je nutno vodiče pájet nebo krimpovat, často speciálními nástroji.

jackJen na okraj :

  • u konektorů JACK se přesvědčete, že máte správný, resp. stejný  průměr samec-samice
  • plus pól je na konektoru JACK na středovém kolíku / dutince
  • plus pól bývá na kabelech značený většinou barevným pruhem nebo podélným výstupkem na izolaci nebo vnitřní barvou nebo označením sekundární izolace kladné žíly
  • po zapájení se přesvědčete, že jste vodič zapájeli na správný přípojný bod
  • spoje nepájejte příliš dlouho a neopravujte – plast konektoru se Vám u levných typů rozteče a konektor zdeformujte
  • vyvarujte se superlevných provedení – po čase plast krytu zkřehne a rozpadne se
  • jestliže máte jakékoli pochybnosti o polaritě a správnosti připojení, spoj “pískněte” multimetrem

Připojení vodiče na svorku zařízení

Šroubovací svorky : Jednoduché a spolehlivé připojení. Universální pro běžné průřezy vodičů. Pevný drát je připojitelný přímo, u slaněných vodičů použijte krimpovací návlačky. Cínování vodičů je nevhodné. Pájkou prolitý konec se pod tlakem konce šroubu svorky deformuje (olovnatá pájka plasticky teče, bezolovnatá pod tlakem praská) a nepruží a spoj se časem stává méně spolehlivým.
wago_pruzinaBezšroubé svorky s WAGO pružinou a s pojistkou : Jednoduché a spolehlivé připojení. Před vsunutím nebo vyjmutím vodiče je třeba odjistit pojistku. Jsou vynikající pro slaněné vodiče, které by se neměly před zasunutím do svorky zkrucovat. U této svorky nepoužívejte návlačky. Svorka s WAGO pružinou je pro pevné vodiče nevhodná, zejména u větších proudů.
Zařezávací  svorky : Je nutné dodržet v úzkém pásmu doporučený průřez vodiče, jinak se svorka rozehne (hlavně tvrdým drátem) nebo se naříznou / odříznou vlákna slaněného vodiče (licna). Zapojení je “jednorázové”, při vyndávání vodiče se svorka otupí a nově připojené vodiče pak mají horší kontakt.
wago_smdSamosvorné nasouvací svorky : Najdete je zejména na plošných spojích LED světelné výzbroje pro plošné svícení. Při montáži, zejména zavádění pevných vodičů většího průřezu, je třeba dávat pozor, abyste svorku neodlomili od plošného spoje. Toto je kritické zejména u jednopólových svorek. Je možno použít jak pro pevné, tak pro slaněné vodiče, průřezy dle doporučení výrobce. Pro pevné vodiče je kontakt samozřejmě horší. Při vyjímání vodičů je třeba, postupovat zvláště opatrně. Pokud má svorka pojistku, je třeba ji nejprve odjistit a pak teprve vytáhnout vodič. U některých typů svorek se vodič vytahuje tahem při tlaku směrem k podložce podle doporučení výrobce a je třeba najít ten správný “grif”. Jinak vytržením vodiče z kleštin přítlačnou pružinu zdeformujete a nový drát nebude ve svorce držet. I tyto svorky jsou určeny především pro jednorázové připojení vodičů.

Konektory na LED pásky

Jejich použití je rozporuplné. Jednoduchost jejich použití je maximálně lákavá. Na druhé straně zvedají konec pásku od podložky a tím ho odlepují,  samotný kontakt nožů s pocínovanými ploskami pásku je dlouhodobě problematický a pro vyšší proudy nevhodný. Spolehlivý typ se nám zatím objevit nepodařilo.

Pájené spoje

pajecka_pacePájený spoj má oproti kontaktním připojovacím metodám jednu zásadní výhodu : jedná se o miniaturní, levné, trvalé, mechanicky odolné a nerozebiratelné připojení jakéhokoli vodiče k pájecí plosce, které má při správném provedení pájení maximální spolehlivost.
Správné pájení LED komponentů a připojovaných vodičů je velmi důležité pro dlouhodobou životnost Vaší LED sestavy. Používejte kvalitní páječky určené pro elektrotechnickou praxi. Pájecí hrot by měl mít dostatečnou tepelnou kapacitu a páječka dostatečně vysoký výkon, aby se pájené části rovnoměrně prohřály a pájka roztekla. Příliš ostrý hrot nebo malý příkon páječky dostatečně pájené místo neprohřeje a vznikne nespolehlivý „studený spoj“. Teplota pájení musí být dostatečně vysoká, aby se pájka roztekla, ne ale příliš vysoká, aby nedošlo ke „spálení tavidla“ nebo „přepálení cínu“. Záleží na použité pájce a pájených komponentech, obecně doporučujeme teplotu cca 330-350°C. Doba pájení musí být taková, aby se pájené části dostatečně prohřály a pájka roztekla, ale nedošlo k přehřátí ostatních komponentů v okolí (plastové pouzdro LED, izolace vodičů, pájený spoj od jiné součástky aj.).
Pro občasnou práci postačí pistolová páječka nebo elektrické pájecí pero nebo amatérské pájecí stanice např. z GM electronic …. a nezbytný „grif“. Tyto pájecí prostředky totiž neumožňují přesně definovat teplotu pájecího hrotu během pájení a snadno tak můžete udělat „studené spoje“, které na první pohled sice mechanicky drží, ale elektrický proud vedou jen občas, nebo můžete plošný spoj, izolaci vodičů nebo LED diody přehřátím zničit.
Pro profesionální praxi proto doporučujeme použít profesionální pájecí stanice např. výrobce PACE, WELLER aj. a hroty „kopyto“ nebo „miniwave“. I přes vyšší pořizovací cenu jsou kvalita pájených spojů, produktivita a komfort práce vzhledem k amatérským páječkám nesrovnatelné! Pro pájení vodičů na hliníkové plošné spoje, které teplo hrotu odvádí velmi rychle pryč, jsou profesionální pájecí prostředky nutností!
Veškeré námi dodávané komponenty jsou bezolovnaté a je nutno je pájet bezolovnatým cínem.
V žádném případě pro pájení LED komponentů nepoužívejte páječky plynové, elektrikářské nebo klempířské „kulmy“!
Pájené části dobře očistěte na kov (IPA. líh, smirek), zoxidované části vodičů oškrábejte. Pro čištění a pájení v žádném případě nepoužívejte chemicky agresívní látky nebo chemicky agresívní tavidla (klempířské „vodičky“, kyselina solná, „aspirin“ aj.). Tyto chemikálie by v krátké době spoje a elektroniku „rozežraly“ a samotné LED zničily.
Pokud jsou části zoxidované a použití tavidla je nutné, použijte renomovaná bezoplachová elektrotechnická tavidla. Historické amatérské tavidlo „kalafuna“ se dá s úspěchem použít také ale vzhled spoje většinou bez důkladného a pracného očištění od zbytků tavidla dost utrpí.
Pro samotné pájení použijte vždy bezolovnatou trubičkovou elektrotechnickou pájku, která obsahuje tavidlo již uvnitř v dutině trubičky. Klempířský nebo jiný masívní “cín” pochybného původu je nevhodný.
Na kvalitě Vámi provedeného pájeného spoje bezprostředně závisí, jestli bude Vámi vyrobená LED sestava svítit a případně jak dlouho. Studené spoje jsou příčinou nepravidelných závad, které se velmi těžko hledají a odstraňují.