Les PCB sont un composant essentiel des appareils électroniques qui aident à réduire les coûts, à augmenter la fiabilité des appareils et à réduire le temps de fabrication. Les cartes de circuits imprimés avec LED sont communément appelées PCB à diodes électroluminescentes (LED).
Ce sont de petits ordinateurs construits sur des feuilles uniques de cuivre avec des pistes de cuivre reliant différents composants qui permettent aux utilisateurs de saisir des données, de stocker des données et d’afficher des données dans un format visible. Cet article couvre tout ce que vous devez savoir sur les PCB à LED et leurs applications dans différentes industries.
Qu'est-ce qu'un PCB à LED ?
Un PCB à LED est une carte de circuit imprimé avec un ensemble de LED (diodes électroluminescentes) connectées à ses pistes de cuivre. Les PCB à LED sont les cartes les plus couramment utilisées au monde. Elles sont largement utilisées dans les applications commerciales et industrielles. Certaines applications courantes des PCB à LED comprennent les appareils ménagers, les appareils de bureau, les voitures et les machines industrielles. Les PCB à LED sont généralement rectangulaires et peuvent être coupés à n’importe quelle taille selon les besoins de l’application. La piste de cuivre sur le PCB est connectée à un ensemble de bornes appelées pastilles. Ces pastilles sont utilisées pour connecter des composants individuels tels que des résistances, des condensateurs et des transistors pour créer le circuit.
Pourquoi utiliser des LED dans un PCB ?
Les lumières LED gagnent en popularité, et pour cause.
- Plus économes en énergie
Elles sont plus économes en énergie que les ampoules à incandescence traditionnelles, et elles durent beaucoup plus longtemps. Cela signifie que vous économiserez de l’argent sur votre facture d’énergie et que vous n’aurez pas à remplacer vos ampoules aussi souvent. - Sûres et non toxiques
Les lumières LED sont également beaucoup plus froides que les ampoules à incandescence, elles ne chaufferont donc pas autant votre pièce. Et comme elles ne contiennent aucun matériau toxique, elles sont plus sûres pour l’environnement. - Durée de vie plus longue
Les LED sont utilisées dans les PCB car elles sont efficaces et faciles à utiliser. Elles sont d’excellents composants pour la communication, l’éclairage et la signalisation. Elles sont fiables et durables par rapport aux ampoules à incandescence, aux ampoules halogènes et aux autres ampoules.
Donc, si vous recherchez une ampoule plus efficace, plus durable et plus respectueuse de l’environnement, la LED est la solution.
Comment fonctionne un PCB LED ?
Structure de la LED
Le cœur de la LED est une plaquette semi-conductrice, et toute la plaquette est encapsulée par une résine époxy. La plaquette semi-conductrice est composée de deux parties, et une partie est un semi-conducteur de type P, et les trous y occupent une position de premier plan, et l’autre extrémité est un semi-conducteur de type N, où les électrons sont principalement présents. Mais lorsque ces deux semi-conducteurs sont connectés, une « jonction PN » se forme entre eux, ce qui équivaut à un champ électrique.
Lorsque les électrons arrivent, ils seront repoussés par le pôle négatif, c’est-à-dire le pôle N, et poussés vers le pôle positif, c’est-à-dire la zone P. Dans la zone P, les électrons et les trous se recombinent, puis de l’énergie sera émise sous forme de photons, ce qui est le principe d’émission de lumière de la LED. La couleur de la lumière (longueur d’onde de la lumière) est déterminée par le matériau formant la jonction PN.
Connexion de la carte PCB et des LED
Les connexions entre les pastilles de la carte PCB et les LED sont réalisées à l’aide de fils (appelés conducteurs) fabriqués à partir d’un métal conducteur tel que le cuivre ou l’or. Les conducteurs sont connectés aux pastilles de la carte PCB et atteignent les bornes de la LED. Les LED utilisées dans les applications sont de différentes couleurs, rouge, bleu, jaune, vert et blanc. Les cartes PCB LED ont une borne positive et une borne négative qui se connectent à l’alimentation. Il est important de connecter les bornes positive et négative de la carte PCB LED aux bornes positive et négative de l’alimentation. Si les bornes positive et négative sont connectées incorrectement, la carte PCB LED ne s’allumera pas.
Pilote de LED
Le pilote LED utilise une petite carte de pilote LED de Microchip. Elle contient un chargeur de batterie 9V et quelques LED connectées. La carte de pilote LED est connectée à l’alimentation (2V/3A) via deux batteries 12V (un pack de deux).
L’alimentation est également utilisée pour contrôler les LED. Cependant, il n’est pas nécessaire de l’utiliser comme circuit intégré dans votre projet car il existe de nombreux types de pilotes différents disponibles pour différentes plateformes de microcontrôleurs (par exemple, PIC, Altera, etc.). Vous pouvez utiliser n’importe quel régulateur de tension ou régulateur avec une faible chute de tension sur son canal de sortie si vous utilisez un circuit intégré de Microchip au lieu d’une source d’alimentation externe.
Applications des PCB LED
Communication et transmission de données
Les PCB LED sont utilisés dans les systèmes de communication et les systèmes de transmission de données. Les systèmes de transmission sont l’épine dorsale d’Internet, et les systèmes de communication sont essentiels au maintien des services de santé. Les systèmes de communication sont cruciaux en cas d’urgence, et les systèmes de communication et de transmission de données peuvent être conçus à l’aide de PCB LED.
Lumière et illumination
Les PCB LED sont couramment utilisés dans les systèmes d’éclairage pour fournir de la lumière. Ils sont utilisés dans les lampadaires, les systèmes d’éclairage intérieur et sont également utilisés dans les lampes de poche. Ils sont également utilisés dans l’éclairage décoratif tel que les guirlandes de Noël.
Affichage et signalisation
Les PCB LED sont un excellent choix pour les systèmes d’affichage et les systèmes de signalisation. Ils sont utilisés dans les panneaux d’affichage, les publicités et sont également utilisés dans les panneaux numériques.
Appareils ménagers
Les appareils ménagers tels que les climatiseurs, les réfrigérateurs, les machines à laver et les appareils de cuisine utilisent des PCB LED. Ils sont également utilisés dans les prises de courant pour indiquer la présence d’électricité et si l’appareil est connecté à l’électricité.
Machines industrielles
Les machines industrielles utilisent des PCB LED pour l’éclairage, la communication et l’affichage. Elles sont essentielles pour contrôler et surveiller différents processus dans l’industrie.
Quels sont les éléments à prendre en compte lors de l'achat d'un PCB LED ?
Il y a de nombreux facteurs à prendre en compte lors de l’achat de PCB LED. Par exemple, vous devez connaître le flux lumineux, la température de couleur, la tension. Voici les détails :
1. Paramètre LED
Les caractéristiques de performance comprennent généralement les paramètres du flux lumineux de la LED, la longueur d’onde dominante de la LED, la tension nominale de la LED, les paramètres de température de couleur de la LED, etc.
Flux lumineux
Le flux lumineux décrit la quantité totale de lumière émise par la source lumineuse. Plus le flux lumineux de la source lumineuse est important, plus la lumière émise est importante, plus la luminosité est élevée et plus l’efficacité est élevée à puissance égale. Ce flux lumineux doit se concentrer sur son courant de test correspondant. Notez que le courant ici est le courant de test et non le courant maximal.
Longueur d’onde dominante de la LED
La longueur d’onde principale est utilisée pour représenter la couleur de la LED, l’unité est le nm, principalement pour les LED colorées, différentes longueurs d’onde principales ont des couleurs différentes, telles que le rouge pour la longueur d’onde principale de 620-630 nm, le vert pour 520-540 nm, etc.
Température de couleur de la LED
La température de couleur est un paramètre qui caractérise la couleur de la lumière blanche. La température de couleur chaude est de 2700-3200K, la température de couleur neutre est de 4000K-5000K et la température blanche froide est supérieure à 5600.
Tension nominale de la LED
La tension nominale représente la valeur de la tension de la LED au courant nominal. En général, la tension d’une seule puce LED est de 3 à 4 V, et la tension de la puce de la LED rouge sera relativement plus basse.
2. Courbes Caractéristiques
La courbe caractéristique comprend généralement le diagramme de distribution spectrale de la LED, la courbe température-flux lumineux, la courbe courant-flux lumineux et la courbe courant-tension. Le flux lumineux émis par la LED dépend à la fois des conditions de courant et de la température de la LED.
3. Dimensions Mécaniques
La taille mécanique est parfois appelée taille du boîtier, qui décrit la taille, la polarité positive et négative et le marquage de la LED, et est principalement utilisée pour l’application de mise en page de la LED et du circuit imprimé (PCB) de la LED. Le plot le plus grand est le pôle positif (Anode) de la LED. Vue de face, la direction marquée par un triangle est la direction du pôle positif de la LED.
4. Autres
Les spécifications des LED contiennent également d’autres informations, telles que les règles de numérotation, les directives de soudure, les conditions d’emballage, etc. Parmi celles-ci, le guide de soudure définit la température et le temps de refusion après le placement de la LED.
Conclusion
Les avantages de l’utilisation de PCB LED sont nombreux – ils sont une source de lumière efficace, fournissent un bon éclairage et consomment moins d’énergie. Ils sont utilisés dans les systèmes de communication et de transmission de données, et sont un excellent choix pour les écrans et la signalisation. Les machines industrielles les utilisent pour l’éclairage, la communication et l’affichage. Les PCB LED sont un circuit imprimé fiable qui peut être utilisé pour une large gamme d’applications.
