Сделал светодиодный мега свет над задним диваном

В продолжение записи про светодиодный дебют. Так сказать, оформил в окончательный продукт ручное творчество из радиоэлементов. На мой взгляд получилось достаточно прилично. Запись об очередном HANDMADE.
Всем привет!

По причине участившихся ночных поездок потомным закоулкам области, ощутимо потребовалось наличие большего света в салоне автомобиля. Раньше обычное освещение не беспокоило, но теперь оно больше не нуждалось таковым. Нужно было его менять. Вариант выпал на рукодельную поделку своими руками, т. к. воткнуть обычную светодиодную лампочку это не наш метод. Зачем искать простые пути решения проблемы, когда можно сделать намного сложнее.

Подготовив всё необходимое имущество, зарядив лазерный принтер тонером, я приступил к процессу изготовления светодиодной люстры. Сам процесс изготовления люстры досконально расписывать не буду, т. к. запись окажется и без того очень длинной.
В данном опусе остановлюсь исключительно на отдельных весёлых моментах.

Первым делом мне необходимо было запастись не дюжим желанием проделать весь процесс от начала до его финального завершения, т. к. работа предстояла очень кропотливая. Нужно было решить ряд задач. Основным требованием было найти такое решение, которое поможет осветить пространство салона над задним диваном требуемым количеством света. Так, чтобы было не слишком мало и не слишком много, а так же не расплавить задний плафон, да не перегрузить бортовую цепь питания.

Для начала процесса было нужно изготовить в электронном варианте будущую заготовку печатной платы. Всем известная программа «спринт» мне была в помощь. Расположил в программе нужные компоненты под размер внутренностей заднего плафона. Немного изменил форму дорожек под нужный размер smd-компонентов (smd-компоненты – это такие компоненты, которые для наружного применения и они очень маленькие, что позволяет изготовление плат с меньшими размерами).

После изготовления программной платы её вид нужно перенести на фольгированный текстолит. С помощью лазерно-утюжной технологии (ЛУТ) перенёс программный рисунок на вполне себе материальный объект. Тут замечу, что получилось у меня это качественно только с третьего раза. В силу причин, отсутствия должного опыта и корявости рук пришлось изрядно потрудиться. Зато теперь точно знаю, какая нужна температура на подошве утюга, и какой бумажный носитель выбирать в следующий раз.
Готовую заготовку фольгированного текстолита с нанесённым тонером нужно опустить в химический раствор, который готовил заранее, пока остывала будущая плата. Тут тоже всё просто.
Сам раствор решил сделать из подручных и всем известных средств.

Для приготовления химического раствора для травления фольгированного текстолита, мне понадобилась баночка 100 мл. перекиси водорода 3%-го, лимонная кислота и соль. Всего три состава, которые нужно смешать в растворе перекиси водорода, т. е. в стеклянную или пластиковую форму нужно вылить перекись водорода. Туда же добавить 30 гр. лимонной кислоты и соль 5 гр. по вкусу, т. к. я щедрый малый, то два последних компонента я плюхнул больше заявленного в рецепте.
А ведь говорила мне бабушка, не сыпь их много, но я плохим был учеником.
Насыпал от души, у-у-ух!

Пока рассол готовился, соль с лимонной кислотой растворялась, в кипятке удалил бумажный носитель с фольгированного текстолита. На медной поверхности оказался почти отличный рисунок будущих дорожек, но не идеальный вариант. Чтобы некоторые проводники оставались после вытравления целыми, решил подправить татуировку. Обычным чёрным маркером на спиртовой основе подрисовал пропущенные участки. Немного изменил сам рисунок для быстрого травления. Нужно оставить как можно меньше участков открытой незарисованной меди, чтобы она быстрее удалилась в будущем рассоле, а вытравленные участки лишние будут ещё и хорошим поглотителем вредного тепла.

В стеклянную форму, что томилась на водяной бане, в тёплый рассол, опустил будущую плату с тонером. Минуту ничего не происходило. Уже подумал, что бабушка надо мной пошутила, поведав такой способ травления медных плат. Однако, когда вода в кастрюле стала нагреваться, а стеклянная форма, в которой барахталась заготовка в местном рассоле, процесс травления улучшился. Показались пузырьки. Прошла ещё минута и что-то мне подсказывало, что что-то я сделал не так.
Это и понятно, т. к. первый блин всегда комом, если не изучил материальную часть.

Именно выделяющиеся из рассола пузырьки говорили об отличном варианте травления. Это значило только то, что медь стала растворяться химическим путём и покидать текстолит, выпадая в осадок. Одного я не учёл, что пузырьки – это, ни что иное, как некий летучий газ. Уж не знаю его состава, но получился отличный слезоточивый газ иприт. Всю мою лабораторию и близко расположенные помещения жилой застройки окутало смердящим газом. Изо всех щелей повылазили неработающие твари.
Только противогаз и открытые настежь окна помогли завершить процесс травления.

Ровно за пять минут плата была готова. Незащищённые участки меди вытравились, как этого было нужно заказчику мероприятия. Светлый рассол превратился в мутную зеленоватую жидкость, после чего отправился к сточным водам. Противогаз открывать было в падлу, т. к. глаза и так слезились.

Дальше, после вытравления, нужно было подготовить плату к следующей инсталляции. Первым делом протёр контакты раствором на базе ацетона. Это нужно для удаления тонера и остатков от спиртового маркера. Сами дорожки слегка зачистил мелкой шкуркой в 800-зернистостью. Снова обезжирил. Дальше нужно мне было дорожки облудить. Для этих целей выбрал обычную канифоль и припой советских времён из старых запасов. Тыкать и водить по медным проводникам начал обычным паяльником в 65 Вт., о чём потом пожалел, т. к. некоторые мелкие участки отошли от текстолита. Отказался от такого паяльника и взял в руки маломощную паяльную приставку. Выставил на ней температуру жала паяльника в 260 градусов, что вполне подходило для лужения медных дорожек. Сами дорожки при этом стали облуживаться красивее, расход припоя уменьшился в разы.

Подготовив и облудив медные дорожки на текстолите, убрал остатки канифоли спец. раствором. Плата заиграла новыми красками. Далее оставалось только оживить плату мега светом. Для этой цели взял smd-светодиоды и smd-резисторы. Не стал особо мудрить со стабилизаторами по напряжению и току, да разного рода диодными мостами. Токи в плафоне не большие, да и гореть светодиоды будут не постоянно, так что ограничился только резюками.

Судя по весёлым картинкам к записи видно, что изготовил 12 цепочек, где в каждой цепочке последовательно впаяны по три smd-светодиода. На каждой цепочке имеется ограничительный резистор по току в 151 Ом., итого – 36 очень маленьких светодиодов. Всех маленьких товарищей впаивал отдельно. Не стал прибегать к разогретой подошве утюга. Сам процесс пайки мне очень понравился. Паял без страха и упрёка примерно часа два, т. к. данный процесс очень ювелирный. Тем самым затренировал моторику рук в конец, при этом увеличительным стеклом не пользовался. Спасибо «природе-матери» за острый глаз.

Завершив таинство пайки, перешёл к лабораторным испытаниям почти готовой конструкции. Мерил параметры. Трогал светодиоды руками и другими частями тела на предмет нагрева. Тренировал спайку под разными напряжениями и менял резисторы в цепи разных номиналов и весовых категорий. В итоге остановился на заявленном выше номинале по сопротивлению. Яркость была более чем достаточная. Вся конструкция не нагревалась больше чем этого было нужно. Думаю, что задний плафон не пострадает от температурных нагрузок, а светодиодным лампочкам будет комфортно в таком греющемся пространстве.

Следующим этапом перешёл к полевым испытаниям изготовленной закладки.
По месту установки снова мерил параметры. При 12,0 V бортовой сети, что меня слегка огорчило, т. к. оно должно быть больше в состоянии покоя автомобиля и не работающем двигателе, сила тока под нагрузкой оказалась 0,15 А. Поскольку ток есть количество зарядов в единицу времени, то мгновенная электрическая мощность при этом получается 1,8 Вт., что в 4,5 раза меньше, чем если бы я продолжал использовать лампочку накального типа в заднем плафоне над задним диваном. Следует учесть и больший нагрев от этой лампочки, что тоже не благоприятно может сказаться в жаркое время года под зашумленной ранее крышей.

Для того, чтобы вся конструкция работала и при тряске не отваливалась сама плата, установил с обратной стороны макет лампочки накального типа. Немного его доработал. Контакты взял от авто лампочки давно не использующейся. Цоколи подошли по месту чётко. Вместо стеклянной основы использовал обрезок от корпуса пластмассового фломастера. С разных сторон припаял два медных провода и вывел их через отверстия. Вторые концы припаял к плате. При этом нужно учесть, что тело платы со светодиодами имеет некий зазор от контактов до отверстий в плате.

Припаянный муляж лампы накаливания легко и просто входит в стоковые контакты тела заднего плафона. Сама светодиодная мега люстра легко устанавливается и так же просто вынимается из недр заднего плафона. Есть ещё варианты крепежа, но от них я отказался в сторону простоты и удобного монтажа.

Сделав несколько контрольно-тренировочных выездов с готовой светодиодной мега люстрой, пришёл к выводу, что необходима небольшая доработка. Дело в том, что если сидя на заднем диване смотреть вверх, то видна сама конструкция платы и все проводники. Такой скелет не очень мне нравился. Решил немного доработать конструкцию.

А именно, всю поверхность залил нитролаком молочно-белого цвета в три слоя с режимом 15 мин. просушки каждого слоя в отдельности под обязательным прогревом настольной лампой. Белый фон платы преобразил светодиодную мега люстру в целом. В собранном виде задний плафон в выключенном виде стал лучше смотреться.

Полевые испытания прошли больше чем успешно.
Госкомиссия осталась довольной.
Продукт утверждён на всех инстанциях и принят в массовое производство.
Хочется отметить так же, что как на заведённой, так и заглушенной машине светодиодная люстра не мерцает. После включения зажигания, как и раньше, плафон плавно тухнет полностью. Прибегать к дополнительному резистору в параллель цепи питания было лишним. Собственно, я его и не ставил, но проводники под это дело продумал на всякий случай.

В заключение хотел отметить, что в кромешной темноте при открывании дверей или просто включении задней светодиодной мега люстры, света становится больше чем достаточно.
Получился замечательный «вырви глаз — neither more nor less».
Фонарики, светящиеся в плафоне над водителем и пассажиром вообще ни о чём, их работы не чувствуется вовсе. Об их работе можно судить только, если задрать к ним морду лица. Возможно, следующей светодиодной доработкой, будет устранение лампочек накального типа из этого плафона, т. к. жёлтое и белое свечение ни есть хорошо. Буду делать исключительно холодный белый. Жёлтый свет уже не тот.

Всем, спасибо за внимание!
Да прибудет с нами сила света и уверенность в завтрашнем дне.
Заготовка платы в плафон для страждущих, тут.