91 हाई-पावर एलईडी की सरणी के साथ विश्वसनीयता की समस्या


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मैंने 4-लेयर पीसीबी को डिज़ाइन और प्रिंट किया है जो 7x13 आयताकार लेआउट में 91 इन्फ्रारेड एलईडी को समायोजित करता है। इसका उपयोग मशीन विजन प्रोजेक्ट के लिए बैकलाइट के रूप में किया जाएगा। मुझे एक समस्या हो रही है जहां व्यक्तिगत एलईडी बाहर जल रहे हैं या शायद किसी तरह से सर्किट से डिस्कनेक्ट हो रहे हैं। मुझे संदेह है कि गर्मी लंपटता समस्या का कारण हो सकती है।

छवि

सरणी के सामने सरणी के पीछे

पीसीबी लेआउट

सर्किट आरेख

7 एलईडी (हरे रंग की एलईडी पाठ) की प्रत्येक पंक्ति को श्रृंखला में वायर्ड किया गया है। 12V आपूर्ति (वीसीसी पॉवरप्लेन) पहले एलईडी से जुड़ती है। अगले 6 श्रृंखलाओं में वायर्ड हैं। अंत में एक वर्तमान-सीमित अवरोधक (ग्रीन आर टेक्स्ट) अंतिम एलईडी को जमीन के विमान से जोड़ता है।

विशेष विवरण:

  • वीसीसी विमान: 12 वी, 2 ए आपूर्ति
  • एलईडी: TSHG6200 । 100mA अधिकतम रेटेड वर्तमान।
  • वर्तमान सीमित रोकनेवाला: 20 ओम
  • मिलाप: थर्मोफ़्लो Sn60 / PB40
  • कुल अनुमानित बिजली अपव्यय: 12V * 0.1A प्रति पंक्ति * 13 पंक्तियों = 15.6W।
  • सरणी का आकार: 7 एल ई डी की 13 पंक्तियाँ, लगभग 7 सेमी x 6 सेमी

माप

12V बिजली की आपूर्ति के साथ, प्रत्येक एलईडी पर लगभग 1.45V और वर्तमान सीमित अवरोधक पर लगभग 2.0V है, जिसका अर्थ है 100mA का वर्तमान। चूँकि यह अधिकतम स्वीकार्य धारा पर सही है, इसलिए मैंने बिजली की आपूर्ति और वीसीसी प्लेन के बीच एक बड़ा हाई-पावर पोटेंशियोमीटर लगाया और इनपुट वोल्टेज को थोड़ा कम (11.5V या तो) करने के लिए इसका इस्तेमाल किया। यह अधिकतम स्वीकार्य राशि से नीचे वर्तमान को सुरक्षित रूप से प्राप्त करता है।

मैं एक Arduino के साथ बैकलाइट को नियंत्रित करने के लिए एक डार्लिंगटन जोड़ी का भी उपयोग कर रहा हूं। बैकलाइट लगभग हर समय है, और कभी-कभी लगभग 30ms के लिए स्पंदित होता है। मुझे नहीं लगता कि यह समस्या के लिए प्रासंगिक है, लेकिन यदि आवश्यक हो तो अधिक विवरण प्रदान कर सकता है।

संकट

लगभग 10-30 मिनट के उपयोग के बाद, एल ई डी की एक या अधिक पंक्तियाँ निकल जाएंगी। अगर मैं टूटी हुई पंक्ति में प्रत्येक एलईडी पर वोल्टेज को मापता हूं, तो अधिकांश एलईडी लगभग 0.8V पर हैं और एक में लगभग 8.0V है। कोई करंट नहीं बह रहा है। कभी-कभी पिंस को रीसेट करना या एलईडी को टैप करना इसे ठीक करता है। कभी-कभी इसे बदलना पड़ता है। किसी भी मामले में मुझे केवल एक और 10-30 मिनट का उपयोग मिलता है इससे पहले कि एक और बाहर निकल जाए।

एक और अवलोकन यह है कि बोर्ड का पूरा बैक साइड चिपचिपा होता है। इसे आप ऊपर चित्र में देख सकते हैं। मुझे आश्चर्य है कि अगर यह बहुत गर्म हो रहा है और मिलाप समझौता हो रहा है (शायद बहने वाला प्रवाह ??)।

सवाल

विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए मुझे क्या प्रयास करना चाहिए? मैंने पहले से ही रेटेड वोल्टेज के नीचे वर्तमान में सुरक्षित रूप से प्राप्त करने के लिए इसे कम वोल्टेज पर चलाने की कोशिश की है। मुझे आश्चर्य है कि अगर मुझे एक अलग प्रकार के मिलाप का उपयोग करने की आवश्यकता है? या किसी तरह की हीट सिंक? एलईडी स्पर्श करने के लिए गर्म हो जाते हैं लेकिन असहनीय रूप से नहीं।

सुझावों को आज़माने के बाद संपादित करें

सुझावों के लिए सभी को धन्यवाद! मैंने कुछ सरल किया - सरणी में हवा को उड़ाने के लिए एक कंप्यूटर प्रशंसक को इंगित किया - और यह काल्पनिक रूप से काम करता है! मुझे लगता है कि यह वास्तव में आप में से कई के लिए स्पष्ट है, लेकिन मुझे आश्चर्य था कि अंतर कितना बड़ा था।

बिना पंखे के:

  • 25mA प्रति पंक्ति -> 39C
  • 33mA प्रति पंक्ति -> 41 सी
  • 40mA प्रति पंक्ति -> 48 सी
  • 55mA प्रति पंक्ति -> 52 सी

इसलिए हम प्रति एलईडी अधिकतम वर्तमान तक पहुंचने से पहले तापमान के "खतरे के क्षेत्र" में अच्छी तरह से पहुंच जाते हैं।

प्रशंसक के साथ:

  • 35mA प्रति पंक्ति -> 26 सी
  • 60mA प्रति पंक्ति -> 30 सी
  • 90mA प्रति पंक्ति -> 34C

मैंने इसे बिना किसी समस्या के एक घंटे से अधिक समय तक 90mA प्रति पंक्ति और 34C पर चलाया। महान!


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@ गिलाद मैंने उन्हें मौसर से खरीदा
cxrodgers

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हीट-गहन अनुप्रयोगों के लिए फाइबर-ग्लास के बजाय एक एल्यु अलॉय के साथ एक पीसीबी: इलेक्ट्रोपेजेस.
वेस्ली ली

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जैसा कि दूसरों ने कहा है, मुख्य समस्या निस्संदेह थर्मल अपव्यय है। एक अतिरिक्त मुद्दा यह है कि पैड थोड़ा छोटा दिखता है। वे प्रवाह टांका लगाने के लिए ठीक हो सकते हैं, लेकिन हाथ के लिए टांका लगाने वाले सामान एक बड़े पैड के आकार में मदद करेंगे, और शायद थर्मल अपव्यय को भी सुधारेंगे। आपके पास बड़े पैड्स के लिए बहुत जगह है- इसका उपयोग करें।
जावालैट Java

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क्या मेरा सुझाव है कि आप शायद कुछ इस तरह का उपयोग करके बेहतर होंगे: aliexpress.com/item/…
जूल्स

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@ user6030: मानक अभ्यास के रूप में एल ई डी की एक श्रृंखला प्रति रोकनेवाला है। श्रृंखला में प्रत्येक एलईडी में एक ही वर्तमान होगा।
ट्रांजिस्टर

जवाबों:


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आप पहले से ही जवाब पर हिट हो गए हैं: आपके एलईडी गर्म हो रहे हैं। 15 वाट ज्यादा नहीं लग सकते हैं, लेकिन यह आपके एल ई डी का निर्माण और हत्या कर रहा है। मेरा सुझाव है कि आप एक थर्मिस्टर प्राप्त करें और इसे बोर्ड के केंद्र में संलग्न करें, फिर तापमान को मॉनिटर करें क्योंकि सिस्टम संचालित होता है। इससे भी बेहतर, इसे एक एलइडी के शरीर से जोड़ दें।

क्योंकि आप इसे बैकलाइट के रूप में उपयोग कर रहे हैं, संकीर्ण बीम एलईडी का उपयोग न करें। अपेक्षाकृत चौड़ी बीम इकाइयों का उपयोग करें, और उन्हें अलग रखें ताकि हवा प्रवाहित हो सके। यदि आप का एक स्रोत पा सकते हैं, मान लें कि, 35 डिग्री एल ई डी, एक बिसात पैटर्न में केवल हर दूसरे को स्थापित करें, आवश्यक के रूप में जम्पर टांका। आपको केवल कुल चमक आधी मिलेगी, लेकिन यह बमुश्किल बोधगम्य है, और बेहतर वायुप्रवाह एक बड़ी मदद होनी चाहिए। आपको सरणी के माध्यम से हवा के प्रवाह को पर्याप्त रखने के लिए कुछ डक्टिंग के साथ एक प्रशंसक प्रदान करने की आवश्यकता हो सकती है।

और हमेशा एक तापमान मॉनिटर शामिल करें। सीधे लागू नहीं होने पर, यह YouTube वीडियो कूलिंग के सिद्धांतों को दिखाता है। आपके मामले में, चूंकि आपको लंबवत खड़ी एलईडी का जंगल मिला है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि एलईडी एक दूसरे को स्पर्श न करें, क्योंकि यह हवा के प्रवाह को रोक देगा।


जैसा कि आप सुझाव देते हैं मैं एक थर्मिस्टर स्थापित करने का प्रयास करूंगा। मुझे आश्चर्य है कि अगर मेरे लिए कोई प्रशंसक या हेटिंक काम करना आसान होगा। मैं वीडियो देखूंगा। और अधिक से अधिक रिक्ति के बारे में बताया गया।
cxrodgers

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आप जो कर रहे हैं, उसके लिए सिर्फ काम नहीं करना है। उन्हें संलग्न करने का कोई तरीका नहीं है। SMD LED को काम करने के लिए बनाया जा सकता है, हालाँकि।
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इसे फिर से काम कर लें, और इस पर एक अच्छा संचालित पंखा इंगित करें। देखें कि ऑपरेटिंग समय के लिए क्या करता है। मैं सहमत हूं, 15W ज्यादा आवाज नहीं करता है, लेकिन यह एक टांका लगाने वाले लोहे की नोक को 5 मिनट में 650 ° F करने के लिए पर्याप्त है।
rdtsc

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समस्या यह है कि अगर यह बैकलाइट है, तो यह संभवतः किसी प्रकार के प्रदर्शन के पीछे सैंडविच हो जाएगा, इसलिए केवल क्रॉस वेंटिलेशन काम करेगा। एयरफ़्लो बहुत कम होगा यदि आप सरणी में एक प्रशंसक को उड़ा रहे हैं।
व्हाट्सएप प्रीस्ट

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डेटाशीट से:

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चित्र 1. निरपेक्ष अधिकतम आगे वर्तमान।

और आगे:

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चित्र 2. बढ़े हुए तापमान पर एलईडी करंट का व्युत्पन्न।

वर्तमान और तापमान आपकी समस्याएं हैं। आप बिना किसी कुश्ती-कमरे के पूर्ण रूप से अधिकतम चालू हैं और आप तापमान को बढ़ने दे रहे हैं। 60 ° परिवेश में अधिकतम वर्तमान की अनुमति नाटकीय रूप से गिर जाती है।


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मैंने कुछ अतिरिक्त जानकारी के कारण अन्य उत्तर को स्वीकार कर लिया है, लेकिन मैं सिर्फ यह कहना चाहता हूं कि यह ग्राफ वास्तव में मेरे लिए समस्या को समझने में मददगार था
cxrodgers

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यह ध्यान देने योग्य है कि एक बार एलईडी 60 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने के बाद ग्राफ नहीं कहता है, वर्तमान को व्युत्पन्न किया जाना चाहिए। यह। यह कह रहा है कि अगर वातावरण के परिवेश का तापमान एलईडी गर्मी में 60 डिग्री है, तो इसे बंद कर दिया जाना चाहिए। अब, यह कमोबेश मामला है क्योंकि प्रत्येक एलईडी अन्य गर्म एल ई डी के एक गुच्छा से घिरा हुआ है, जो एक गर्म परिवेश वातावरण का अनुकरण करने का एक बड़ा काम करेगा। हालांकि, यह मूल्य बनाने का एक अंतर है।
मेटाकॉलिन

अच्छी बात। मैंने स्पष्ट करने के लिए "परिवेश" शब्द को अंतिम वाक्य में जोड़ा है।
ट्रांजिस्टर

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"एलईडी हीटसिंक" के लिए एक त्वरित Google आपको अपने जलने वाले एलईडी को ठंडा करने के लिए कई उपयुक्त समाधान मिलेगा। मेरी प्रारंभिक सिफारिश हालांकि पीसीबी के शीर्ष को एक हीट सिंक परत में बदलने और इसमें एलईडी को चिपकाने के लिए थर्मल चिपकने वाले का उपयोग करना होगा। मुझे लगता है कि अधिक टांका लगाने से डर लगता है, लेकिन हे हो।

अधिक जानकारी के लिए, मैंने पाया है कि विकिपीडिया के पास विभिन्न एलईडी कूलिंग तकनीक की एक कड़ी है जो ब्याज की हो सकती है।

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