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DIY 24V LED Spot Beleuchtung (3)

Im den vorrangegangenen Artikeln (Teil1, Teil2) habe ich schon über meine Versuche berichtet kostengünstig eine dennoch hochwertige LED Spot Beleuchtung darzustellen. In diesem Beitrag gibt es nur ein paar Bilder über den ersten Test des Lötprozesses mit einem kürzlich umsonst abgestaubten „Toast-Ofen“ ????.

Um die Platinen ordentlich zu fixieren, habe ich mir zwei Winkel aus alten (fehlerhaften) Platinen gefräst und diese auf ein Stück HDF (Verpackung des Stencils) aufgeklebt. Anschließend wurde das Stencil ausgerichtet und ebenfalls mit Krepp Klebeband über der Platine fixiert. Lötpaste aufgetragen und mit einer Japenspachtel drüber gezogen. Das Ergebnis ist im Bild zu sehen, nun mussten nur noch die Bauteile platziert werden. Die erste verwendete Lötpaste (auf dem Bild ersichtlich) erwies sich jedoch als ungeeignet, da diese zu flüssig war. Glücklicherweise hatte ich noch eine „schon gut abgelagerte“ Lötpaste, die aber noch verwendbar war ????

Nach dem platzieren der Bauteile musste die Platine noch im Ofen gelötet werden. Die Temperaturmessung verläuft über ein Thermoelement vom Typ K und einem kleinen Handmessgerät. Der Ofen hat von Haus aus ein mechanisches Thermostat, das leider laut Skala nur bis 230°C einregeln kann. Im Betrieb habe ich festgestellt, dass das Thermostat bereits bei ~180°C anfängt die Heizung zu regulieren. Daher musste ich das Thermostat kurzerhand überbrücken, da ich den Ofen nur in der Werkstatt und nur unter Aufsicht zum Platinenlöten betreibe ist das für mich in Ordnung. Ein aufwändiges Temperaturprofil, wie für das Reflow Löten normalerweise vorgesehen, bin ich allerdings nicht abgefahren. Unter dem Suchbegriff Reflow Profile finden sich entsprechende Profile im Netz. Ich habe lediglich die Platine kurze zeit nach Gefühl bei ~130-160°C aufheizen lassen, und anschließend wieder vollgas, bis sich die Lötpaste verflüssigt hatte und schön silbrig glänzte – Ofen aus – Abkühlen.

Das Ergebnis ist auf den nachfolgenden Bilder zu sehen. Die Wago Klemme und das Anschlusskabel für die LEDs wurden noch von Hand angelötet. Insgesamt dürfte der Prozess so ein wenig schneller von statten gehen, als alles von Hand zu bestücken. Vermutlich kann ich auch noch etwas Zeit einsparen, wenn ich dann mehrere Platinen gleichzeitig im Ofen löte.

Anzumerken ist noch, dass es für diese Art des Platinenlötens auch bereits einige Projekte gibt für fertige Steuerungen, die dann über Wellenpaket Steuerung oder Phasenan/abschnitt entsprechend den Ofen takten und somit ein genaues Reflow Profil abfahren können. Eine sehr günstig aufgebaute Steuerung findet ihr beispielsweise hier https://github.com/0xPIT/reflowOvenController.

Nachtrag 06.01.2019: Zwischendurch konnte ich bereits ein paar Spots umbauen, funktioniert soweit auch ganz gut. Mehr LED Module hatte ich jedoch zu Anfangs nicht bestellt gehabt. Zu Beginn wird das Modul zerlegt und die Wärmeleitpaste entfernt. Anschließend das neue Modul mit Wärmeleitpaste versehen und eingelötet. Vor dem Zusammenbau wir der originale Halter wieder auf das LED-Modul aufgelegt. Wichtig ist das Modul schön mittig zu positionieren im Vorfeld, späteres verschieben ist nicht so einfach mehr möglich 🙂

Nachtrag 19.06.2019: Da aktuell das Verlegen der Elektroleitungen ansteht, mussten grob die Positionen der Spots festgelegt werden. Um ein besseres Gefühl über die Ausleuchtung durch die Spots zu erhalten, habe ich zwei Spots mit einem 12V Netzteil versorgt und mithilfe von OSB Reststücken an der Decke fixiert. Bei diesem Test kam es nach wenigen Stunden zum Ausfall des LED Treibers! Das Problem ist hierbei die erhöhte thermische Belastung des Treiber ICs verursacht durch den höheren Strom, aufgrund der niedrigeren Versorgungsspannung.

Daraufhin habe ich für mehrere Tage zwei Spots mit 24V am Labornetzteil betrieben, ohne nennenswerte Erwärmung des Treiber ICs und letztlich auch ohne Ausfall dessen. Der Kühlkörper der LED wurde während des Testbetriebs merklich warm, jedoch konnte dieser noch mit der Hand dauerhaft angefasst werden. Die Temperatur wird also im Bereich von 40-45°C gelegen haben, genau überprüft habe ich dies jedoch nicht.