Płytki PCB oświetlenia podwodnego i basenowego LED: płytki w oprawie IP68, sterowniki niskonapięciowe i zabezpieczenia

Oświetlenie podwodne to najbardziej nieubłagany problem z uszczelnieniem w całej branży oświetleniowej. Lampa basenowa, fontannowa lub oczko wodne jest stale zanurzona, czasami pod ciśnieniem, często w wodzie uzdatnionej chemicznie lub słonej, i przesyła prąd elektryczny do środowiska pełnego pływaków. Dwie awarie są niedopuszczalne: woda przedostająca się do elektroniki i prąd elektryczny przedostający się do wody. Obie awarie zależą od sposobu konstrukcji i zabezpieczenia płytek.

Highleap Electronics to firma o pełnych możliwościach wielowarstwowa produkcja PCB oraz montaż płyty Fabrycznie i w pełni uszczelniona, niskonapięciowa, zanurzalna elektronika to dokładnie ten rodzaj wymagającej konstrukcji, do której stworzone są nasze linie produktów do zalewania i hydroizolacji. Budujemy silnik oświetlenia, sterownik niskonapięciowy i dowolną płytkę sterowania kolorem, a następnie uszczelniamy je, aby przetrwały stałe zanurzenie. Niniejszy przewodnik omawia kwestie hydroizolacji i bezpieczeństwa, których wymaga oświetlenie podwodne, oraz sposób zamawiania. Szersza kategoria znajduje się na naszej stronie. Płytki obwodów oświetleniowych LED strona.

Szybka odpowiedź: Oświetlenie podwodne lub basenowe musi chronić elektronikę przed wodą, a zasilanie elektryczne przed wodą – co oznacza w pełni zabudowany silnik oświetlenia o stopniu ochrony IP68 i niskonapięciowe zasilanie SELV (zazwyczaj 12 V). Firma Highleap Electronics produkuje i montuje w pełni hermetyczne płytki zanurzeniowe o konstrukcji odpornej na korozję, wyposażone w sterowniki niskonapięciowe i układ sterowania kolorami RGBW, wszystkie uszczelnione i przetestowane pod kątem trwałego zanurzenia. Minimalne zamówienie wynosi 1, a wycena jest realizowana w ciągu 24 godzin.

Dlaczego uszczelnienie oświetlenia podwodnego jest najtrudniejszym zadaniem w oświetleniu

Większość oświetlenia zewnętrznego musi być odporna na deszcz. Oświetlenie podwodne musi być odporne na stałe zanurzenie, co stanowi odrębny problem. Woda jest nieustępliwa: niezależnie od drogi – dziurki w powłoce, szczeliny w wejściu przewodu, mikropęknięcia w uszczelnieniu – dostanie się do elektroniki w ciągu miesięcy, a nawet lat. Woda w basenie zawiera chlor lub sól, które atakują metale, a głębsze oprawy generują ciśnienie hydrostatyczne, które przepycha wodę przez wszelkie słabe punkty.

Na problemie uszczelnienia nałożył się problem bezpieczeństwa, z którym zwykłe oświetlenie nigdy się nie spotyka: ludzie znajdują się w wodzie. To sprawia, że ​​projekt instalacji elektrycznej jest kwestią bezpieczeństwa życia i wymusza pracę przy niskim napięciu oraz odpowiednią izolację. Oświetlenie podwodne jest zatem definiowane przez dwie dyscypliny inżynierskie – całkowite uszczelnienie i bezpieczeństwo elektryczne – a obie są ustalane na poziomie płyty głównej i ochrony, dlatego jest to praca specjalistyczna, a nie wodoodporna wersja standardowej oprawy.

Wodoodporność i zalewanie w celu stałego zanurzenia

Uszczelnienie płyty przed stałym zanurzeniem zasadniczo różni się od uczynienia jej odporną na deszcz. Warto dokładnie zrozumieć tę metodę, ponieważ to właśnie ona decyduje o powodzeniu lub porażce instalacji podwodnych.

IP68, nie tylko IP65. Stopień ochrony IP65 opisuje, jak skutecznie obudowa chroni przed wodą. IP65 oznacza ochronę przed strumieniami wody – co jest wystarczające w przypadku zewnętrznej lampy ściennej. Oprawy podwodne wymagają IP68: ochrony przed ciągłym zanurzeniem na głębokość większą niż jeden metr, na głębokość i przez czas określony przez producenta (normy dotyczące basenów wymagają, aby uszczelniony zespół utrzymywał rezystancję izolacji powierzchniowej rzędu 100 MΩ·cm po długotrwałym zanurzeniu). Stopień ten jest zależny od konstrukcji, a płytka stanowi jego rdzeń:

• Pełne zalewanie/otoczenie — zamiast polegać wyłącznie na szczelnej obudowie, sama płytka jest zalana masą zalewową, dzięki czemu nawet w przypadku uszkodzenia obudowy elektronika pozostaje szczelnie zamknięta w solidnym materiale. To jest serce naszej wodoodporna płytka drukowana budowa urządzeń zanurzalnych.
• Wybór mieszanki doniczkowej — związki epoksydowe, poliuretanowe i silikonowe charakteryzują się twardością, przewodnością cieplną, elastycznością i przyczepnością. Wybór zależy od obciążenia termicznego elementu, składu chemicznego wody oraz tego, czy zalewa musi wyginać się pod wpływem temperatury; dobieramy go do zastosowania, a nie domyślnie do jednego materiału.
• Wejście przewodu i złącza — Najczęstszym miejscem wycieku jest wejście kabla zasilającego. Zalewanie i uszczelnione dławiki są zaprojektowane tak, aby wejście kabla było tak samo wodoszczelne jak korpus, ponieważ idealna obudowa z nieszczelnym wejściem kabla i tak jest zalewana.
• Hermetyzacja bez pustych przestrzeni — puste przestrzenie powietrzne w doniczkach zatrzymują wilgoć i tworzą słabe punkty; kontrolujemy proces doniczkowania, aby je wyeliminować.

Ciśnienie i ciepło w wodzie. Dwa kolejne czynniki wpływają na projekt. Głębsze instalacje – fontanny, oczka wodne, elementy architektoniczne – są narażone na ciśnienie hydrostatyczne, które rośnie wraz z głębokością, dlatego obudowa musi wytrzymać to ciśnienie i nie rozwarstwiać się. Jednocześnie przebywanie pod wodą jest korzystne termicznie, jeśli projekt to wykorzystuje: woda jest doskonałym pochłaniaczem ciepła, znacznie lepszym niż powietrze, więc pokryty Silnik zalany w zaprawie, który przewodzi ciepło przez zalewę do obudowy i do wody, może pracować chłodniej niż ten sam element w powietrzu – pod warunkiem, że zalewa będzie przewodziła, a nie izolowała. Prawidłowe przeprowadzenie ciepła przez stałą masę zalewową to prawdziwe wyzwanie projektowe i jeden z powodów, dla których silniki podwodne są budowane inaczej niż silniki suche.

Ponieważ uszczelnienie jest cechą całości — płyta, zalewanie, obudowa i przepust kablowy — wszystkie muszą być wodoszczelne — zbudowanie płyty i zalanie jej w jednym obiekcie to jedyny sposób, aby mieć pewność, że zostały zaprojektowane jako jeden uszczelniony system, a nie złożone i oczekiwane.

Bezpieczeństwo elektryczne niskiego napięcia dla wody

Drugą kwestią jest bezpieczeństwo elektryczne, a ponieważ pływacy dzielą się wodą, nie podlega ono negocjacjom. Cała konstrukcja instalacji elektrycznej opiera się na zapewnieniu bezpieczeństwa elektrycznego, chroniąc ludzi przed niebezpiecznym napięciem.

Praca w trybie niskiego napięcia SELV. Oświetlenie podwodne i basenowe działa pod napięciem Safety Extra-Low Voltage – zazwyczaj 12 V, czasami 24 V – a nie pod napięciem sieciowym. Przepisy określają limit niskiego napięcia styku (zgodnie z amerykańskim NEC: 15 V AC RMS lub 30 V DC w kontakcie z wodą; NEC Artykuł 680.23 reguluje oprawy oświetleniowe podwodne, a IEC 60364-7-702 dotyczy basenów na całym świecie), a utrzymanie go poniżej tego limitu oznacza, że ​​nawet w przypadku awarii i kontaktu z wodą, napięcie nie może spowodować niebezpiecznego porażenia prądem. To wpływa na konstrukcję płytki:

• Silnik świetlny niskiego napięcia — matryca diod LED jest skonfigurowana do zasilania z zasilacza SELV, co zmienia konstrukcję łańcucha i natężenie prądu w porównaniu z oprawą zasilaną z sieci.
• Izolowana konwersja niskiego napięcia — transformator bezpieczeństwa lub transformator izolacyjny Konwerter DC-DC Oddziela urządzenie niskonapięciowe od zasilania sieciowego, uniemożliwiając przepływ prądu z sieci do wody. Ta izolacja stanowi barierę bezpieczeństwa i jest elementem projektu płytki.
• Kierowca żyje na sucho, silnik żyje na mokro — w większości systemów kierowca a moduł konwersji z sieci na SELV znajduje się w suchej, zdalnej obudowie, a zanurzony jest jedynie uszczelniony silnik niskiego napięcia. Budujemy obie płytki i projektujemy podział między nimi.

Urządzenia i normy ochronne. Poza instalacjami niskonapięciowymi, instalacje basenowe i fontannowe podlegają przepisom elektrycznym obejmującym zabezpieczenie różnicowoprądowe (GFCI w Ameryce Północnej, RCD zgodnie z IEC) oraz strefy wokół wody. Ponieważ utonięcie porażeniem prądem elektrycznym stanowi realne zagrożenie przy zaskakująco niskich poziomach prądu przemiennego, izolacja i niski upływ prądu są traktowane poważnie, mimo że oprawa oświetleniowa SELV zasilana przez transformator izolacyjny jest często zwolniona z obowiązku stosowania GFCI w obwodzie wtórnym niskiego napięcia. Chociaż urządzenie zabezpieczające jest częścią instalacji, konstrukcja płytki oprawy musi być do niego dopasowana — niski upływ prądu, odpowiednia izolacja i zachowanie, które powoduje czyste zadziałanie zabezpieczenia, a nie zasilanie wody. Projektujemy architekturę niskiego napięcia i izolacji tak, aby oprawa była bezpieczna konstrukcyjnie i zgodna z wymaganiami instalacji dotyczącymi ochrony.

Właśnie dlatego oświetlenia podwodnego nie można traktować jak zwykłego oświetlenia z dodatkowym uszczelnieniem. Konfiguracja niskonapięciowa, bariera izolacyjna i zachowanie w razie awarii są wbudowane w płytki od samego początku — a wspólne zbudowanie silnika i układu konwersji/sterownika gwarantuje, że bariera bezpieczeństwa jest całościowa, a nie rozdzielona między dostawców, którzy zakładają, że to druga strona ją wykonała.

Deski wewnątrz basenu lub podwodnego urządzenia

Kompletny system oświetlenia podwodnego to zestaw składający się z wielu płyt podzielonych na strefy mokre i suche, a my budujemy całość:

• Zanurzony silnik świetlny — całkowicie zalany, niskonapięciowy metalowy rdzeń płytka zawierająca diody LED, uszczelniona zgodnie ze standardem IP68.
• Zdalny sterownik i konwersja SELV — położony na suchym terenie kierowca z izolowaną konwersją niskiego napięcia, która bezpiecznie zasila zanurzony silnik.
• Płyta sterowania kolorami — w przypadku urządzeń RGB/RGBW kontroler (często umieszczony w suchym miejscu), który steruje kolorami i efektami; dioda LED o wysokiej gęstości projekt, w którym zaangażowanych jest wiele kanałów.
• Sterowanie bezprzewodowe lub przewodowe — w przypadku systemów basenowych sterowanych za pomocą aplikacji lub panelu, interfejs sterujący koordynujący wiele urządzeń.

Podział na płyty zanurzone i suche oraz bezpieczne połączenie niskonapięciowe między nimi to decydująca decyzja projektowa — którą podejmujemy jako jeden skoordynowany system.

Tablice basenowe RGB, RGBW i zmieniające kolor

Zmieniające kolor światło jest jedną z głównych zalet nowoczesnego oświetlenia basenów i fontann. Dodaje ono do tablicy dodatkowe kanały:

• Silniki RGB i RGBW — wielokanałowe mieszanie kolorów zamknięte w zanurzonej oprawie.
• Adresowalne skutki — indywidualnie sterowane diody LED umożliwiające efekty chase, fade i zsynchronizowane pokazy wieloelementowe.
• Równomierne mieszanie kolorów — układ kanałów zaprojektowany tak, aby mieszany kolor był jednolity w wodzie i soczewce.
• Koordynowana kontrola — plansza kolorów i kierowca są ze sobą połączone, dzięki czemu efekty działają płynnie na wszystkich urządzeniach.

Kolorowa elektronika jest uszczelniona zgodnie z tym samym standardem IP68 co biały silnik, bez kompromisów w zakresie liczby dodatkowych kanałów.

Korozja, materiały i termika w wodzie

Chemia wody atakuje nieodpowiednie materiały, dlatego deski zanurzeniowe są zaprojektowane tak, aby się jej oprzeć. Chlorowana woda basenowa i słona woda powodują korozję, dlatego stosujemy powłoki odporne na korozję, projektujemy je tak, aby uniknąć par galwanicznych i łączymy z deską. Powłoka konforemna PCB pod zalewą, tworząc drugą barierę. Konstrukcja termiczna wykorzystuje wodę jako radiator – przewodząc ciepło przez zalewę do obudowy i otaczającej ją wody – dzięki czemu dobrze zbudowany silnik zanurzony pracuje w niskiej temperaturze. Materiały, odporność na korozję i ścieżka ciepła w wodzie są dobierane do rodzaju wody podczas przeglądu DFM.

Przegląd możliwości PCB pod wodą i w basenach

W poniższej tabeli podsumowujemy to, co wnosimy do podwodnych tablic oświetleniowych:

Konfiguracja uszczelnienia, napięcia i koloru jest dopasowywana do głębokości urządzenia, rodzaju wody i wymagań dotyczących efektu podczas bezpłatnego przeglądu DFM.

Dlaczego jedna fabryka produkująca uszczelnioną elektronikę podwodną

Oświetlenie podwodne zawodzi w szwach – między płytą a zabudową, między obudową a wejściem kabla, między silnikiem a barierą izolacyjną, która chroni przed wodą. Każdy z tych szwów jest punktem integracji, a punkty integracji to właśnie miejsca, w których oddzielnie pozyskane płytki i zabudowa zewnętrzna przepuszczają wodę lub napięcie.

Firma Highleap Electronics buduje silnik zanurzeniowy i sterownik suchy, wykonuje zalewanie zgodnie z normą IP68, projektuje izolację SELV jako jeden system bezpieczeństwa i przeprowadza testy szczelności, przy minimalnym zamówieniu 1, dzięki czemu możesz sprawdzić mocowanie przed podaniem objętości. Prosimy o przesłanie do nas informacji o głębokości mocowania, rodzaju wody i kolorze. Montaż PCB zespół, aby uzyskać wycenę w ciągu 24 godzin. projekt termiczny w wodzie i uszczelnianie są wykonywane jako jedno zadanie. W przypadku sąsiadujących elementów krajobrazu w miejscach o dużej wilgotności, zapoznaj się z naszą PCB oświetlenia krajobrazowego strona.

Jak zamówić — pliki, minimalne zamówienie i czas realizacji

Zamówienie desek podwodnych i basenowych w Highleap Electronics rozpoczyna się od ustalenia głębokości instalacji, rodzaju wody (chlorowanej, słonej, słodkiej) oraz wymagań kolorystycznych. Każda wycena obejmuje bezpłatny przegląd projektu pod kątem możliwości produkcji (DFM), a minimalne zamówienie to pojedyncza sztuka bez dopłaty za prototyp.

Jakie pliki wysłać

• Tylko produkcja PCB — Pliki Gerber RS-274X (wszystkie warstwy miedzi, maski lutowniczej i sitodruku), plik wierceń Excellon, obrys płytki na warstwie mechanicznej oraz notatki dotyczące produkcji obejmujące podłoże, dielektryk, wagę miedzi, wykończenie powierzchni i kolor maski lutowniczej.
• Montaż PCB (PCBA) — powyższe, a także wykaz materiałów z numerami części producenta i ich ilością oraz plik Pick-and-Place (Centroid) dla komponentów SMT.
• Elektronika pod klucz — powyższe oraz pliki mechaniczne (STEP/DXF) dotyczące radiatora lub obudowy, szczegółów optyki lub obiektywu, specyfikacji sterownika lub sterowania, oprogramowania układowego (jeśli dotyczy) oraz wszelkich materiałów graficznych marki lub opakowania. Jeśli brakuje plików, prosimy o przesłanie posiadanych, a nasz zespół inżynierów zidentyfikuje braki podczas weryfikacji DFM.

Minimalne zamówienie i cena

• Minimalna ilość zamówienia wynosi Jednostka 1 zarówno za wykonanie, jak i montaż, bez karnych opłat za prototyp.
• Ceny hurtowe spadają przy 10, 50, 100, 500 i 1,000+ jednostkach.
• Zachowujemy Twoje pliki, dzięki czemu przy kolejnych zamówieniach nie musisz już ponownie wyceniać kosztów inżynierii.

Czasy realizacji

• Produkcja PCB — standardowo od 5 do 7 dni roboczych; ekspresowo od 24 do 48 godzin, zależnie od potwierdzenia pojemności.
• Montaż PCB (PCBA) — od 7 do 12 dni roboczych, wliczając w to dostarczenie komponentów; 5 dni ekspresowych w przypadku zestawienia materiałów dostępnego w magazynie.
• Moduły gotowe do użycia — zwykle od 12 do 18 dni roboczych w zależności od podłoża, zabezpieczenia i objętości.
• Wszystkie terminy realizacji zamówienia są zawarte w ofercie i zaczynają obowiązywać od momentu potwierdzenia zamówienia i zatwierdzenia pliku.

Certyfikaty i normy: ISO 9001 zarządzanie jakością, IPC klasy 2 i klasy 3 Wykonanie, AOI i testy funkcjonalne każdej płytki, z możliwością prześwietlenia rentgenowskiego, ICT i wypalania. Wysyłamy do ponad 40 krajów z pełnym śledzeniem i na życzenie udostępniamy dokumentację zgodności. W przypadku płytek PCB z oświetleniem LED do basenów lub pod wodą, prosimy o przesłanie plików Gerber, zestawienia materiałów (BOM), uwag dotyczących zalewania, wymagań dotyczących wodoodporności i docelowych ilości za pośrednictwem formularza ofertowego na stronie internetowej, aby Highleap Electronics mógł wspólnie przeanalizować ryzyko związane z uszczelnieniem, temperaturą i montażem.

PCB LED do basenów i oświetlenia podwodnego — często zadawane pytania

Jaki stopień ochrony IP mają lampy basenowe i podwodne?

IP68 — ochrona przed ciągłym zanurzeniem na głębokość większą niż jeden metr, na czas i głębokość, które potwierdzamy dla oprawy. Osiągamy to poprzez całkowite zalanie deska Dzięki temu elektronika pozostaje szczelnie zamknięta w stałym materiale, nawet w przypadku uszkodzenia obudowy, z uszczelnionym wejściem kablowym (najczęstszą drogą wycieku) i obudową bez pustych przestrzeni. Stopień ochrony IP65 lub IP67 jest odpowiedni tylko do użytku na zachlapanie lub na małej głębokości; trwałe zanurzenie wymaga konstrukcji IP68.

Jak zadbać o bezpieczeństwo elektryczne oświetlenia podwodnego dla pływaków?

Podłączając zanurzone urządzenie do bezpiecznego, bardzo niskiego napięcia (zwykle 12 V, czasami 24 V) i izolując je od sieci za pomocą transformatora bezpieczeństwa lub izolowanego Konwerter DC-DCNawet w przypadku awarii i kontaktu z wodą, SELV nie może spowodować niebezpiecznego porażenia prądem. Konwersja z sieci na SELV i kierowca Zazwyczaj znajdują się w suchej, zdalnej obudowie, a zanurzony jest jedynie uszczelniony silnik niskiego napięcia. Zaprojektowaliśmy barierę izolacyjną i zabezpieczenie przed awarią, aby urządzenie było bezpieczne konstrukcyjnie i kompatybilne z wymaganym przez instalację zabezpieczeniem GFCI/RCD.

Czy deski przetrwają działanie chlorowanej i słonej wody?

Tak. Stosujemy powłoki odporne na korozję, projektujemy je tak, aby uniknąć par galwanicznych przyspieszanych przez wodę i dodajemy Powłoka ochronna pod zalewą jako druga bariera. Materiał do zalewania jest dobierany do składu chemicznego wody. Podczas przeglądu DFM dobieramy materiały i odporność na korozję do tego, czy armatura ma kontakt z chlorowaną wodą basenową, słoną czy słodką.

Czy produkujecie oświetlenie basenowe RGBW i urządzenia zmieniające kolor?

Tak. Budujemy silniki kolorów RGB, RGBW i adresowalne, uszczelnione zgodnie z tym samym standardem IP68, co białe oprawy, z układem kanałów zaprojektowanym tak, aby kolory mieszały się równomiernie w wodzie i soczewce, oraz skoordynowaną płytką sterowania kolorem, dzięki czemu efekty płynnie działają na wielu oprawach. Dodatkowe kanały kolorów są uszczelnione bez uszczerbku dla wodoodporności.

Czy przebywanie pod wodą pomaga w chłodzeniu?

Tak, jeśli projekt to wykorzystuje. Woda jest znacznie lepszym radiatorem niż powietrze, więc silnik zanurzony w wodzie, którego zalewa przewodzi ciepło do obudowy i do wody, może pracować chłodniej niż ta sama jednostka w powietrzu – ale tylko wtedy, gdy masa zalewowa zostanie dobrana tak, aby przewodziła, a nie izolowała, a ścieżka cieplna Przepływ ciepła przez solidne zalewanie jest zaprojektowany celowo. Zaprojektowaliśmy tę ścieżkę ciepła w wodzie jako część konstrukcji, zamiast pozostawić ją przypadkowi.