Placas de circuito impreso para luces LED subacuáticas y de piscina: placas encapsuladas IP68, controladores de bajo voltaje y seguridad.

La iluminación subacuática representa el problema de sellado más exigente de toda la industria de la iluminación. Una luz para piscina, fuente o estanque permanece sumergida permanentemente, a veces bajo presión, frecuentemente en agua tratada químicamente o salada, y conduce electricidad a un entorno con bañistas. Dos fallos son inaceptables: que el agua llegue a los componentes electrónicos y que la electricidad llegue al agua. Ambos dependen de cómo estén construidas y protegidas las placas de circuitos.

Highleap Electronics es una empresa con capacidad completa. fabricación de PCB multicapa y montaje de la placa La fabricación de componentes electrónicos sumergibles de bajo voltaje, totalmente sellados y de fábrica, es precisamente el tipo de construcción exigente para la que existen nuestras líneas de encapsulado e impermeabilización. Fabricamos el motor de luz, el controlador de bajo voltaje y cualquier placa de control de color, y los sellamos para que resistan la inmersión permanente. Esta guía cubre la impermeabilización y la ingeniería de seguridad que exige la iluminación subacuática, y cómo realizar un pedido. La categoría más amplia se encuentra en nuestra placas de circuitos de iluminación LED Desbobinador hidráulico de alta resistencia:Para bobinas de mayor peso o necesidades de automatización más elevadas, visite ladesbobinador hidráulico de alta resistencia.

Respuesta rápida: Una luz subacuática o para piscina debe proteger los componentes electrónicos del agua y la electricidad del agua, lo que implica un motor de luz IP68 totalmente encapsulado y una fuente de alimentación SELV de bajo voltaje (normalmente 12 V). Highleap Electronics fabrica y ensambla placas sumergibles totalmente encapsuladas con construcción resistente a la corrosión, controladores de bajo voltaje y control de color RGBW, todo sellado y probado para inmersión permanente, con un pedido mínimo de 1 unidad y presupuesto en 24 horas.

Por qué la iluminación subacuática es el trabajo de sellado más difícil en iluminación.

La mayoría de las luces exteriores deben resistir la lluvia. Las luces subacuáticas, en cambio, deben resistir la inmersión permanente, lo cual representa un problema de otra índole. El agua es implacable: por cualquier vía —un pequeño orificio en un revestimiento, una abertura en la entrada de un cable, una microfisura en un sello—, encontrará la manera de llegar a los componentes electrónicos en cuestión de meses o años. El agua de la piscina contiene cloro o sal que ataca los metales, y las luminarias más profundas generan presión hidrostática que empuja el agua a través de cualquier punto débil.

Además del problema del sellado, existe un problema de seguridad que la iluminación convencional nunca presenta: las personas están en el agua. Esto convierte el diseño eléctrico en una cuestión de seguridad vital y exige un funcionamiento a bajo voltaje y un aislamiento adecuado. Por lo tanto, una luz subacuática se define por dos disciplinas de ingeniería: el sellado total y la seguridad eléctrica. Ambas se deciden a nivel de la placa de circuitos y protección, razón por la cual se trata de un trabajo especializado y no de una versión impermeable de una luminaria normal.

Impermeabilización y encapsulado para inmersión permanente.

Sellar un panel para inmersión permanente es fundamentalmente diferente a hacerlo resistente a la lluvia, y vale la pena comprender el método en detalle, ya que es ahí donde reside el éxito o el fracaso de los accesorios subacuáticos.

IP68, no solo IP65. Los índices de protección IP describen la eficacia de una carcasa para evitar la entrada de agua. IP65 significa protección contra chorros de agua, lo cual es adecuado para una lámpara de pared exterior. Las luminarias subacuáticas requieren IP68: protección contra inmersión continua a más de un metro de profundidad y durante el tiempo que especifique el fabricante (las normas para piscinas exigen que el conjunto sellado mantenga una resistencia de aislamiento superficial del orden de 100 MΩ·cm después de una inmersión prolongada). Esta clasificación se obtiene gracias a la construcción, y la placa es el elemento central de la misma.

• Maceta completa / encapsulación — en lugar de depender únicamente de una carcasa sellada, la placa en sí está encapsulada en un compuesto de encapsulado para que, incluso si la carcasa se perfora, los componentes electrónicos permanezcan sellados en material sólido. Este es el núcleo de nuestro PCB impermeable construcción para accesorios sumergibles.
• Selección de compuesto para macetas Los compuestos de epoxi, poliuretano y silicona presentan ciertas limitaciones en cuanto a dureza, conductividad térmica, flexibilidad y adherencia. La elección depende de la carga térmica de la luminaria, la composición química del agua y si el encapsulado debe flexionarse con la temperatura; en lugar de optar por un solo material, lo seleccionamos según la aplicación.
• Entrada de cables y conectores — La vía de fuga más común es por donde entra el cable de alimentación. El encapsulado y los prensaestopas sellados están diseñados para que la entrada del cable sea tan estanca como la carcasa, ya que incluso una carcasa perfecta con una entrada de cable con fugas se inunda.
• Encapsulación sin huecos — Los huecos de aire en las macetas atrapan la humedad y crean puntos débiles; controlamos el proceso de plantación para eliminarlos.

Presión y temperatura en el agua. Otros dos factores dan forma al diseño. Los elementos más profundos (fuentes, estanques, elementos arquitectónicos) se enfrentan a una presión hidrostática que aumenta con la profundidad, por lo que el encapsulado debe resistir esa presión sin delaminarse. Al mismo tiempo, estar bajo el agua es térmicamente favorable si el diseño lo aprovecha: el agua es un excelente disipador de calor, mucho mejor que el aire, por lo que saburral Un motor encapsulado que conduce el calor a través del encapsulado hacia la carcasa y el agua puede funcionar a menor temperatura que el mismo motor en el aire, siempre que el encapsulado se elija para conducir el calor en lugar de aislarlo. Lograr que el calor se transmita correctamente a través de un compuesto de encapsulado sólido es un verdadero desafío de diseño, y es una de las razones por las que los motores subacuáticos se construyen de manera diferente a los motores en seco.

Dado que el sellado es una propiedad de todo el sistema (la placa, el encapsulado, la carcasa y la entrada de cables deben ser impermeables en conjunto), fabricar la placa y realizar el encapsulado en una misma instalación es la única manera de garantizar que se hayan diseñado como un sistema sellado en lugar de ensamblarse y esperar que funcionen por sí solos.

Seguridad eléctrica de baja tensión para agua

La segunda disciplina es la seguridad eléctrica, y dado que los nadadores comparten el agua, es fundamental. Todo el diseño eléctrico está concebido para mantener los voltajes peligrosos alejados de las personas.

Funcionamiento a baja tensión SELV. La iluminación subacuática y de piscinas funciona con un voltaje de seguridad extrabajo (normalmente 12 V, a veces 24 V) en lugar del voltaje de la red eléctrica. Los códigos definen un límite de contacto de bajo voltaje (según el NEC de EE. UU., 15 V CA RMS o 30 V CC en contacto con agua; el artículo 680.23 del NEC regula las luminarias subacuáticas, y la norma IEC 60364-7-702 cubre las piscinas a nivel internacional), y mantenerse por debajo de este límite significa que, incluso con una falla y contacto con el agua, el voltaje no puede producir una descarga peligrosa. Esto determina el diseño del cuadro eléctrico:

• Motor ligero de bajo voltaje — La matriz de LED está configurada para funcionar con la fuente de alimentación SELV, lo que modifica el diseño de la cadena y la corriente en comparación con una luminaria conectada a la red eléctrica.
• Conversión aislada de bajo voltaje — un transformador de aislamiento de seguridad o aislado Convertidor DC-DC Separa la luminaria de bajo voltaje de la red eléctrica, de modo que no existe una conexión eléctrica directa entre la red y el agua. Este aislamiento constituye la barrera de seguridad y su diseño es responsabilidad de la junta directiva.
• El conductor vive seco, el motor vive mojado. — en la mayoría de los sistemas el conductor La conversión de red eléctrica a SELV se encuentra en una carcasa seca y aislada, y solo el motor de baja tensión sellado está sumergido. Fabricamos ambas placas y diseñamos la distribución entre ellas.

Dispositivos y normas de protección. Más allá del bajo voltaje, las instalaciones de piscinas y fuentes se rigen por códigos eléctricos que abarcan la protección contra fallas a tierra (GFCI en Norteamérica, RCD según la IEC) y las zonas alrededor del agua. Dado que el ahogamiento por descarga eléctrica es un peligro real incluso a niveles de CA sorprendentemente bajos, el aislamiento y la baja fuga se toman muy en serio, aunque una luminaria SELV homologada, alimentada a través de un transformador de aislamiento, suele estar exenta de GFCI en su secundario de bajo voltaje. Si bien el dispositivo de protección forma parte de la instalación, el diseño del circuito de la luminaria debe ser compatible con él: baja fuga, aislamiento adecuado y un comportamiento ante fallas que desactive la protección limpiamente en lugar de energizar el agua. Diseñamos la arquitectura de bajo voltaje y aislamiento para que la luminaria sea segura por construcción y compatible con la protección que requiere la instalación.

Por eso, la iluminación subacuática no puede tratarse como una iluminación común con sellador adicional. La configuración de bajo voltaje, la barrera de aislamiento y el comportamiento ante fallos están integrados en las placas desde el principio; y la construcción conjunta del motor y el convertidor/controlador es lo que garantiza que la barrera de seguridad sea completa, en lugar de estar fragmentada entre proveedores que asumen que el otro se encargó de ello.

Las tablas dentro de una piscina o accesorio subacuático

Un sistema completo de iluminación subacuática es un conjunto de varias placas divididas entre zonas húmedas y secas, y nosotros lo construimos todo:

• Motor ligero sumergido — un sistema totalmente encapsulado de bajo voltaje núcleo metálico Placa que contiene los LED, sellada según la norma IP68.
• Conversión de controlador remoto y SELV — un lugar seco conductor con conversión de bajo voltaje aislada que alimenta el motor sumergido de forma segura.
• Placa de control de color — para luminarias RGB/RGBW, un controlador (a menudo ubicado en seco) que controla el color y los efectos; un LED de alta densidad diseño en el que intervienen muchos canales.
• Control inalámbrico o por cable — para sistemas de piscinas controlados desde una aplicación o un panel, una interfaz de control que coordina múltiples accesorios.

La separación entre los paneles sumergidos y los paneles secos, y la conexión segura de bajo voltaje entre ellos, es la decisión de diseño fundamental, y una que tomamos como un único sistema coordinado.

Tableros de billar RGB, RGBW y que cambian de color

La luz que cambia de color es uno de los principales atractivos de la iluminación moderna para piscinas y fuentes, y además añade canales al panel de control:

• Motores RGB y RGBW — Mezcla de colores multicanal sellada en la luminaria sumergible.
• Efectos direccionables — LEDs controlados individualmente para efectos de persecución, desvanecimiento y espectáculos sincronizados con múltiples dispositivos.
• Mezcla uniforme de colores — El diseño de los canales está pensado para que el color mezclado sea uniforme en todo el agua y en la lente.
• Control coordinado — el tablero de colores y el conductor Están diseñados conjuntamente para que los efectos se reproduzcan sin problemas en todos los dispositivos.

Los componentes electrónicos de color están sellados según el mismo estándar IP68 que el motor de luz blanca, sin que ello suponga ninguna desventaja a pesar de los canales adicionales.

Corrosión, materiales y procesos térmicos en agua

La química del agua ataca los materiales equivocados, por lo que las placas sumergibles están construidas para resistirla. El agua clorada de las piscinas y el agua salada provocan corrosión, por lo que utilizamos acabados resistentes a la corrosión, diseñamos para evitar pares galvánicos y combinamos la placa con Recubrimiento conformado de PCB Debajo del encapsulado se crea una segunda barrera. El diseño térmico aprovecha el agua como disipador de calor, conduciéndolo a través del encapsulado hacia la carcasa y el agua circundante, lo que permite que un motor sumergido bien construido funcione a baja temperatura. Los materiales, la resistencia a la corrosión y la trayectoria del calor en el agua se adaptan al tipo de agua durante la revisión DFM.

Capacidades de PCB subacuáticas y de piscinas de un vistazo

La tabla resume lo que aportamos a los paneles de iluminación sumergible:

La configuración de sellado, voltaje y color se ajusta a la profundidad de la luminaria, el tipo de agua y los requisitos de efecto durante la revisión gratuita de DFM.

¿Por qué una sola fábrica para electrónica submarina sellada?

La iluminación subacuática falla en las uniones: entre la placa y el encapsulado, entre la carcasa y la entrada de cables, entre el motor y la barrera de aislamiento que protege el agua. Cada una de esas uniones es un punto de integración, y precisamente en los puntos de integración es donde las placas de circuito impreso de diferentes fabricantes y los encapsulados de terceros permiten el paso del agua o la tensión.

Highleap Electronics fabrica el motor sumergible y el controlador seco, realiza el encapsulado IP68 internamente, diseña el aislamiento SELV como un sistema de seguridad integral y realiza pruebas de fugas, con un pedido mínimo de 1 unidad, para que pueda validar la luminaria antes de la producción en volumen. Envíenos sus requisitos de profundidad, tipo de agua y color de la luminaria a nuestra Montaje de PCB El equipo le proporcionará un presupuesto en 24 horas. diseño térmico en agua y el sellado se manejan como un solo trabajo. Para accesorios de paisajismo adyacentes en lugares húmedos, consulte nuestra PCB para iluminación de paisaje Desbobinador hidráulico de alta resistencia:Para bobinas de mayor peso o necesidades de automatización más elevadas, visite ladesbobinador hidráulico de alta resistencia.

Cómo realizar un pedido: archivos, cantidad mínima de pedido y plazo de entrega.

Para realizar un pedido de placas para piscinas y sistemas subacuáticos en Highleap Electronics, primero debe especificar la profundidad de la luminaria, el tipo de agua (clorada, salada o dulce) y los colores deseados. Cada presupuesto incluye una revisión gratuita del diseño para la fabricación (DFM), y nuestro pedido mínimo es de una sola unidad sin recargo por prototipo.

Qué archivos enviar

• Fabricación de PCB únicamente — Archivos Gerber RS-274X (todas las capas de cobre, máscara de soldadura y serigrafía), archivo de perforación Excellon, contorno de la placa en la capa mecánica y notas de fabricación que abarcan el sustrato, el dieléctrico, el peso del cobre, el acabado de la superficie y el color de la máscara de soldadura.
• Ensamblaje de PCB (PCBA) — lo anterior más una lista de materiales con números de pieza y cantidades del fabricante, y un archivo Pick-and-Place (Centroid) para los componentes SMT.
• Electrónica llave en mano — Lo anterior más los archivos mecánicos (STEP/DXF) del disipador o carcasa, detalles de la óptica o lente, especificaciones del controlador o control, firmware (si corresponde) y cualquier diseño de marca o embalaje. Si faltan archivos, envíe los que tenga y nuestro equipo de ingeniería identificará las deficiencias durante la revisión DFM.

MOQ y precios

• La cantidad mínima de pedido es unidad de 1 Tanto para la fabricación como para el montaje, sin penalización por prototipo.
• Descuentos por volumen a partir de 10, 50, 100, 500 y más de 1,000 unidades.
• Conservamos sus archivos para que, en pedidos repetidos, no sea necesario volver a presupuestar el coste de ingeniería.

Plazos de entrega

• Fabricación de PCB — De 5 a 7 días hábiles estándar; de 24 a 48 horas exprés, sujeto a confirmación de capacidad.
• Ensamblaje de PCB (PCBA) — De 7 a 12 días hábiles, incluyendo la adquisición de componentes; 5 días para envíos exprés si la lista de materiales está en stock.
• Módulos llave en mano — Normalmente de 12 a 18 días hábiles, dependiendo del sustrato, la protección y el volumen.
• Todos los plazos de entrega se confirman en su presupuesto y comienzan a partir de la confirmación del pedido y la aprobación del archivo.

Certificaciones y estándares: ISO 9001, Gestión de calidad, IPC Clase 2 y Clase 3 Control de calidad, inspección óptica automatizada (AOI) y pruebas funcionales en cada placa, con análisis de rayos X, pruebas de conductividad térmica (ICT) y pruebas de envejecimiento acelerado disponibles. Realizamos envíos a más de 40 países con seguimiento completo y proporcionamos documentación de cumplimiento bajo solicitud. Para placas de circuito impreso (PCB) de luces LED para piscinas o uso subacuático, envíe los archivos Gerber, la lista de materiales (BOM), las notas de encapsulado, los requisitos de impermeabilización y las cantidades objetivo a través del formulario de cotización en nuestro sitio web para que Highleap Electronics pueda analizar conjuntamente los riesgos de sellado, térmicos y de ensamblaje.

Placas de circuito impreso LED para piscinas y aplicaciones subacuáticas: preguntas frecuentes

¿Qué grado de protección IP tienen las luces para piscinas y luces subacuáticas?

IP68: protegido contra inmersión continua más allá de un metro, a una profundidad y duración que confirmamos para el accesorio. Lo logramos encapsulando completamente el tablero De esta forma, los componentes electrónicos permanecen sellados en un compuesto sólido incluso si la carcasa se perfora, con entrada de cables sellada (la vía de fuga más común) y encapsulado sin huecos. La protección IP65 o IP67 solo es adecuada para salpicaduras o uso en aguas poco profundas; la inmersión permanente requiere una protección IP68.

¿Cómo se garantiza la seguridad eléctrica de las luces subacuáticas para los nadadores?

Al hacer funcionar el dispositivo sumergible a un voltaje de seguridad extra bajo (normalmente 12 V, a veces 24 V) y aislarlo de la red eléctrica con un transformador de seguridad o aislado Convertidor DC-DC. Incluso con una falla y contacto con el agua, SELV no puede producir una descarga peligrosa. La conversión de la red eléctrica a SELV y conductor Por lo general, se ubican en un recinto seco y aislado, y solo el motor sellado de baja tensión está sumergido. Diseñamos la barrera de aislamiento y el comportamiento ante fallas para que la luminaria sea segura por construcción y compatible con la protección GFCI/RCD que requiere la instalación.

¿Pueden las tablas resistir el agua clorada y salada?

Sí. Utilizamos acabados resistentes a la corrosión, diseñamos para evitar pares galvánicos que el agua acelera y añadimos revestimiento de conformación Debajo del encapsulado actúa como una segunda barrera. El compuesto de encapsulado se selecciona en función de la química del agua. Durante la revisión DFM, adaptamos los materiales y la resistencia a la corrosión según si el accesorio estará expuesto a agua clorada de piscina, agua salada o agua dulce.

¿Fabrican accesorios de piscina RGBW y que cambian de color?

Sí. Fabricamos motores de color RGB, RGBW y direccionables con el mismo estándar IP68 que las luminarias blancas, con una disposición de canales diseñada para una mezcla de colores uniforme a través del agua y la lente, y una placa de control de color coordinada para que los efectos se ejecuten sin problemas en múltiples luminarias. Los canales de color adicionales están sellados sin comprometer la impermeabilidad.

¿Estar bajo el agua ayuda a refrescarse?

Sí, si el diseño lo aprovecha. El agua es un disipador de calor mucho mejor que el aire, por lo que un motor sumergido cuyo encapsulado conduce el calor a la carcasa y al agua puede funcionar más frío que el mismo componente en el aire, pero solo si el compuesto de encapsulado se elige para conducir en lugar de aislar, y el trayectoria del calor El diseño del sistema de encapsulado sólido es deliberado. Diseñamos esa vía de transferencia de calor dentro del agua como parte integral del proceso de fabricación, en lugar de dejarla al azar.