Как собрать светодиодную елку: от устройства до запуска

В готовом наборе уже есть: печатные платы, набор электронных компонентов, винты и гайки. Для работы потребуется небольшой маломощный паяльник с тонким жалом, припой (с флюсом), бокорезы, мультиметр. Выбрать подходящие инструменты для пайки вы можете по этой ссылке. Работайте в хорошо освещенном месте и не торопитесь — качество пайки здесь важнее скорости. Правильно собранное устройство не нуждается в наладке — оно заработает сразу после включения.

Елка собирается из трех печатных плат. Две из них отвечают за световые эффекты, а третья — за питание и включение. Платы выполнены в форме ярусов елки и после сборки соединяются между собой в одну конструкцию. На каждую плату нанесены стрелки, которые подсказывают правильную ориентацию при соединении.

В основе каждой световой платы лежит простая, но наглядная схема автоколебаний. Здесь закольцованы три транзистора: первый транзистор управляет вторым, второй — третьим, а третий снова переключает первый. Поскольку транзисторов нечетное количество, схема находится в неустойчивом состоянии и начинает переключаться по кругу. Так возникают автоколебания.

К каждому транзистору подключены группы светодиодов. Когда транзистор открывается, соответствующие светодиоды загораются, затем гаснут, передавая «эстафету» следующему транзистору. Скорость переключения зависит от емкости электролитических конденсаторов: чем больше емкость, тем медленнее и плавнее происходит смена огней.

Так как в елке используются две независимые платы с немного разными параметрами, их ритмы не совпадают полностью. Именно поэтому подсветка выглядит не механической, а более естественной и праздничной.

Все элементы припаиваются непосредственно к печатным платам. Время пайки одного вывода не должно превышать нескольких секунд, чтобы не перегреть дорожки и сами компоненты. Особенно внимательно нужно относиться к полярным элементам: светодиодам, электролитическим конденсаторам и транзисторам. Их ориентация всегда обозначена на плате, и ее обязательно нужно соблюдать.

Если вы никогда не держали в руках паяльник, для начала изучите материалы об основах пайки. Рекомендуем комикс «Паять просто», который даст вам понимание азов.

Номиналы резисторов закодированы цветовой маркировкой из четырех колец. Перед установкой резисторов лучше проверить их номиналы мультиметром. Даже если цветовая маркировка кажется очевидной, такая проверка поможет избежать ошибок.

Сборку лучше начинать с плат со светодиодами. Работайте последовательно, не устанавливая все сразу. Сначала припаиваются резисторы, после них светодиоды, затем электролитические конденсаторы и в последнюю очередь — транзисторы.

Светодиоды устанавливаются с соблюдением полярности: длинный вывод — это плюс. Электролитические конденсаторы также имеют полярность, минусовой вывод обычно отмечен полосой на корпусе. Транзисторы необходимо ориентировать строго по контуру, нанесенному на плату.

Самый верхний светодиод елки устанавливается не сразу, а только после полной сборки всей конструкции. Это сделано для удобства — так вы не повредите его во время монтажа.

После этого собирается плата питания. На нее устанавливается разъем питания, кнопка включения с фиксацией и держатель батареек. Здесь важно особенно внимательно проверить пайку, так как через эту плату подается питание на все устройство.

Когда все три платы собраны, их нужно соединить между собой. Совмещайте платы по стрелкам, нанесенным на текстолит, и аккуратно пропаивайте соединительные контакты. Важно, чтобы соединение получилось не только электрически надежным, но и механически прочным — вся конструкция держится на них.

После соединения устанавливается верхний светодиод, завершающий елку.

После окончания пайки промойте платы спиртом, чтобы удалить остатки флюса. Это улучшит внешний вид и снизит риск утечек флюса и паразитных сопротивлений.

Перед включением внимательно осмотрите устройство. Убедитесь, что нет замыканий между дорожками, все элементы стоят на своих местах и ориентированы правильно. После этого можно подключить питание или установить батарейки АА и нажать кнопку включения.

Если все собрано правильно, елка сразу начнет красиво переливаться огнями.

В таком случае проверьте следующее:

1. Нет ли поврежденных или отсутствующих компонентов.
2. Все элементы установлены по схеме и надежно припаяны.
3. Убедитесь, что между дорожками нет замыканий. При наличии устранение их паяльником или острым ножом.
4. Проверьте перемычки, диоды, электролитические конденсаторы, транзисторы и микросхемы (в том числе под микросхемами).
5. Полярность и параметры источника питания соответствуют требованиям.
6. Прозвоните диоды и транзисторы мультиметром.