Abstrahlwinkel von 0603er LEDs mit Knetmasse begrenzen?

[Mampf F. (mampf)]

Hallo Forum :)

ich hab auf einer 32*32mm Platine 114 Stück 0603er LEDs (Wordclock, was 
sonst^^).

Die LEDs haben einen recht großen Abstrahlwinkel, sodass benachbarte 
Buchstaben des Frontpanels leicht mitleuchten, was unschön ist.

Ewig habe ich darüber nachgedacht, wie man das fixen könnte und mein 
derzeitiger Favourit ist, Knettmasse auf die Platine zu drücken, sodass 
die LEDs wirklich nur gerade nach oben leuchten können und nicht 
seitlich andere Buchstaben mitbeleuchten.

Ich hatte auch mit dem Gedanken gespielt, soetwas wie eine Lochblende 
3d-Drucken zu lassen, aber die Strukturen sind zu fein (Strukturen bis 
200µm und 300µm Höhe).

Laser-Stencil hatte ich mir überlegt, aber der wäre aus Metall und ich 
müsste ihn erst lackieren und er kostet viel und dauert lange, bis er 
hier wäre usw usf ...

Dann hatte ich mal kurz mit dem Gedanken gespielt, die LEDs an der Seite 
schwarz anzumalen ... usw usf ...

Eine andere Variante wäre die Platine mit schwarzem Silikon oder 
ähnlichen Vergussmassen zu vergießen, aber da wäre ich nie wieder an die 
Lötpads gekommen und die LEDs waren recht teuer ...

Knetmasse scheint mir hierfür passend zu sein, weil man es notfalls auch 
wieder wegbekommt und es hier ja nicht darum geht, IP zu sichern.

Spricht etwas dagegen, normale Knete dafür zu verwenden?

Viele Grüße,
Mampf

[J. S. (pbr85)]

Wie willst du es denn mit Knete hinbekommen, dass jede LED sauber 
abgegrenzt und keine andere unnötig überlappt wird?

Was mir da als Idee gekommen ist, ist ganz dünne Röhrchen zu nehmen, die 
man sich auf die passende Länge zurecht sägt und diese dann auf jede LED 
aufklebt. Bei eBay gibt es da Quetschröhrchen mit teils unter 1mm 
Durchmesser. 1mm Durchmesser könnte vielleicht sogar bei der 
0603-Bauform passen.

[Patrick C. (pcrom)]

Vielleicht eine idee:
Statt lochblende kannst du licht-leiter drucken lassen. Dann nachdem mit 
knete ausfuellen.

[6a66 (Gast)]

Mampf F. schrieb:
> Spricht etwas dagegen, normale Knete dafür zu verwenden?

Jou, mach doch einfach noch eine Leiterplatte die nur aus Löchern 
besteht, kannst Du genauso groß und dick machen wie Du willst und 
bekommst Du auch noch geliefert. Brauchts Nicht mit Knete rumbatzen.

rgds

[Georg (Gast)]

6a66 schrieb:
> mach doch einfach noch eine Leiterplatte die nur aus Löchern
> besteht

Wäre auch mein Vorschlag, aber: unten müssten die Löcher gerade auf die 
LEDs passen. Oben aber müssten sie so gross sein wie die Fläche für die 
Buchstaben, so wie es aussieht, ergibt das trichterförmige Löcher, und 
so wird das nicht billig.

Auch mit Knetmasse bleibt das Problem der auszuleuchtenden Flächen, es 
sei denn man macht sich einen passenden kegelförmigen Stempel und drückt 
den 114mal rein :-(

Georg

[Alex W. (Gast)]

Drucke doch einfach mit schwarzem Filament einen 3D-Käfig um die LEDs. 
Höhe musst halt so nehmen das die LEDs sauber deine Ziffern beleuchten!

[Crazy Harry (crazy_h)]

Eine Kunststoffplatte mit einer CNC entsprechend bearbeiten. Hast du 
eine DXF mit der Lage der LEDs und den Platinenmaßen? Und das Datenblatt 
der LED. Wie dick sollte/könnte die Kunststoffplatte sein?

....3D-Druck ginge auch. 35um Auflösung aber leider nur in weiss oder 
transparent.

[Ralf (Gast)]

Knetmasse enthält Fett. Das leitet vermutlich nicht, ist aber dennoch 
eine Schmiererei.

[Alex W. (a20q90)]

Crazy H. schrieb:
> leider nur in weiss oder transparent.

Schade das man es nicht mit schwarzer Farbe besprühen kann!

[J. S. (pbr85)]

Ralf schrieb:
> Knetmasse enthält Fett. Das leitet vermutlich nicht, ist aber dennoch
> eine Schmiererei.

Vor allem unter Wärmeeinfluss im Betrieb, wenn die Viskosität abnimmt! 
Deswegen kann ich mir auch nicht vorstellen, wie das funktionieren soll.

[Crazy Harry (crazy_h)]

Alex W. schrieb:
> Crazy H. schrieb:
> leider nur in weiss oder transparent.
>
> Schade das man es nicht mit schwarzer Farbe besprühen kann!

Bei der zu erwartenden Größe könnte das in der Tat schwierig werden ;-) 
und auf dem Zeug hält Lack tatsächlich beschissen (ohne anschleifen).


Noch ne Idee: Eine Form bauen in die du die Platine mit den LEDs nach 
oben einlegst und die Höhe des umlaufenden Randes entspricht der Höhe 
der LEDs. Mit schwarzem Epoxy füllen und eine Platte drauf 
legen/pressen. Die Zwischenräume zwischen des LEDs werden gefüllt und 
durch die Platte sind die LEDs oben fast harzfrei. Das bisschen kann man 
mit feinem Schleifpapier abziehen.

[lalala (Gast)]

Crazy H. schrieb:
> Das bisschen kann man
> mit feinem Schleifpapier abziehen.

oder davor abkleben.

Mein Vorschlag wäre noch, die LEDs oben alle abzukleben (reicht ja ein 
Klebeband für alle, sowie ggf. die Anschlüsse) und dann in einen Lack 
eintauchen.

[butsu (Gast)]

Crazy H. schrieb:
> ....3D-Druck ginge auch. 35um Auflösung aber leider nur in weiss oder
> transparent.

Es gibt inzwischen auch schwarzes STL Harz. Dass die 35um Auflösung 
wirklich nötig sind, bezweifle ich allerdings.
Was ist denn der Abstand der LEDs?

Etwas radikale Lösung: Mit schwarzem Epoxy vergiessen und dann 
runterschleifen, bis die Oberflächen der LEDs wieder frei liegen.

[butsu (Gast)]

noch ne Idee: Kannst du nicht die selbe Technologie verwenden, wie für 
deine Frontscheibe? Oder einfach eine bedruckte Folie?

[Mampf F. (mampf)]

Ui, soviele Ideen!

Also die LEDs sind diese hier:

https://www.relayspec.com/specs/014775/APTB1612SURKQWDF-AMT.pdf

Dummerweise wird das Ganze in ein (Armband-)Uhrengehäuse eingebaut und 
das ist schon sehr eng gepackt, d.h. zwischen LED-Oberkante und 
Unterkante Frontpanel hätte ich vielleicht noch ein zehntel Millimeter 
Platz.

Der Leuchtkörper (?) der LED hat eine Höhe von 0,25mm. Wenn ich etwas 
hätte, was man über die LEDs stülpen könnte, dürfte es sowas 0,25 bis 
0,35mm dick sein, dann würde es noch passen.

Die Idee mit den Rohren hat mit sehr gut gefallen, aber ich glaub nicht, 
dass ich die auf drei zehntel Millimeter reproduzierbar kürzen kann :)

Platine ätzen lassen geht leider nicht - wär mein früherer Favourit 
gewesen - weil ich nicht soviel Platz hab. Hab kein dünneres 
Platinenmaterial als 0,6mm (bzw einen günstigen Chinesen mit einem 
dünneren als 0,6mm Platinenmaterial) gefunden :)

Einharzen hatte ich mir auch überlegt, aber iFixit würde mir die Score 
von 1 geben ... Ist aber nur für privat, dann würde es schon gehen :)

Jap, mit DXF/STL-Datei könnte ich dienen^^

CNC-Fräse hab ich leider keine und per Hand bekomm ich es nicht so genau 
hin :/

butsu schrieb:
> Es gibt inzwischen auch schwarzes STL Harz. Dass die 35um Auflösung
> wirklich nötig sind, bezweifle ich allerdings.
> Was ist denn der Abstand der LEDs?

Nein, sind keine 35um :)

Der Abstand der LEDs sind 2,6mm. Sie sind um 45° gedreht, damit sie sich 
mit den Pins und Pads nicht in die Quere kommen.

butsu schrieb:
> Etwas radikale Lösung: Mit schwarzem Epoxy vergiessen und dann
> runterschleifen, bis die Oberflächen der LEDs wieder frei liegen.

Ja, das würde mir auch gefallen ... Gibt aber auch soooviel Auswahl an 
Epoxy-Hartze und soooviel unterschiedlichen Eigenschaften. Aber denke, 
da kann Google gut weiter helfen :)

E. S. schrieb:
> Vor allem unter Wärmeeinfluss im Betrieb, wenn die Viskosität abnimmt!
> Deswegen kann ich mir auch nicht vorstellen, wie das funktionieren soll.

Oh :/ Hmm ... Das ist ein guter Einwand, das müsste ich mir wirklich mal 
anschauen, wie flüßig das Zeugs dann wird :)

[Gerd E. (robberknight)]

Mampf F. schrieb:
> Platine ätzen lassen geht leider nicht - wär mein früherer Favourit
> gewesen - weil ich nicht soviel Platz hab. Hab kein dünneres
> Platinenmaterial als 0,6mm (bzw einen günstigen Chinesen mit einem
> dünneren als 0,6mm Platinenmaterial) gefunden :)

Du könntest nach Flex-PCBs schauen. Da sind 0,1mm bis 0,4mm üblich. Hier 
gibt es einigermaßen bezahlbare in 0,4mm:
http://dirtypcbs.com/store/pcbs

Ansonsten geh auch mal die anderen China-Fertiger durch und schaue nach 
Flex-PCBs. Vielleicht gibt es da noch günstigere.

[Mampf F. (mampf)]

Gerd E. schrieb:
> Du könntest nach Flex-PCBs schauen.

Hmm! Gute Idee, Danke :) kuck ich gleich mal :)

[lalala (Gast)]

Noch ein etwas radikalerer Vorschlag: Eine neue Platine designen und 
diese LEDs verwenden, die durch ein Loch in der Platine leuchten. Dann 
müssten aber die Löcher so groß sein, wie deine Buchstaben. Das könnte 
eng werden; aber vielleicht passts ja auch

[Mampf F. (mampf)]

lalala schrieb:
> Noch ein etwas radikalerer Vorschlag: Eine neue Platine designen und
> diese LEDs verwenden, die durch ein Loch in der Platine leuchten. Dann
> müssten aber die Löcher so groß sein, wie deine Buchstaben. Das könnte
> eng werden; aber vielleicht passts ja auch

Hmm ja, es gibt SMD LEDs auch als Reverse-Mount ... Aaaber, für die 
Größe und zweifarbig weiß/rot hab ich schon eeewig gesucht :)

Ob das mit den LEDs gehen würde ... Gute Frage :) Leider hab ich die 
jetzt schon und die haben so knapp 50EUR gekostet, deshalb muss das 
leider so bleiben :)

[Nick S. (c0re)]

Mampf F. schrieb:
> ich hab auf einer 32*32mm Platine 114 Stück 0603er LEDs (Wordclock, was
> sonst^^).

Wo hast du die Frontplatte fertigen lassen? Hatte auch mal mit dem 
Gedanken gespielt eine QLOCK TWO W zu bauen, aber wusste nicht woher ich 
die Frontplatte bekomme?

[Crazy Harry (crazy_h)]

Was kostet denn so eine bestückte Platine? Wenns nicht so teuer ist, 
würde ich mal abschleifen versuchen. Abkleben geht wohl nicht bei 114 
LEDs ;-) und einer Dicke von 0.25mm. Nach dem vergiesen würde ich eine 
Platte aus POM drauf legen, das ist nicht klebbar und verbindet sich 
nicht mit dem Harz. Oder einen Klotz aus Silikon (Formbausilikon).

[Mampf F. (mampf)]

Nick S. schrieb:
> Wo hast du die Frontplatte fertigen lassen? Hatte auch mal mit dem
> Gedanken gespielt eine QLOCK TWO W zu bauen

Jap genau das versuche ich hier ... Hab die Qlocktwo W per Images quasi 
abgemessen und vom Design her nachgebastelt :)

Als Uhrengehäuse verwende ich das hier in schwarz:

http://du-kannst-mitspielen.de/gehaeuse/gehaeuse-wortarmbanduhr/

> , aber wusste nicht woher ich
> die Frontplatte bekomme?

Beim Platinenhersteller meines Vertrauens (sprich Elecrow) :)

Hab mit Inkscape das Frontpanel designed und mit svg2mod und viel 
Texteditor Copy&Paste und Search&Replace die Daten so aufbereitet, dass 
davon eine Platine gefertigt werden kann.

Die Buchstaben sind Keepout-Polygone auf Ober- und Unter-Seite für die 
Kupferfläche (quasi Kupfer wird dort ausgespart) und zusätzlich noch im 
Lötstopplack-Layer oben und unten.

Man hat dann quasi ein sauberes Wordclock-Frontpanel mit eingebautem 
Diffusor^^

Das Ergebnis ist hervorragend!

Eigentlich hätte ich das gerne lasern lassen, der Chinese konnte das 
aber nicht ... Aber so ist es echt schick :)

Im Bild ist das obere Wordclock-Panel ohne Lötstopplack ... Wollte 
sehen, wie es in der HAL Version aussieht. ENIG (chemisch Gold) war mir 
zu teuer^^

Wollte, wenn ich fertig bin, alles bei Projekt & Code veröffentlichen 
inkl den Gerber-Files ... Dann kann man sich einfach ein Panel fertigen 
lassen für lau :)

[Stefan (Gast)]

Nen Fuffi für die LED's ist schon echt deftig.
Schau mal hier:

http://www.ebay.de/itm/SMD-LEDs-0605-2-Chip-STEUERBAR-DUO-LED-Smds-multicolour-Bi-Color-mini-0603-Lok-/391520367741?var=660676894156&hash=item5b286eb47d:g:vdkAAOSwRoxXnSGo

oder:

http://www.ebay.de/itm/S739-10-Stuck-DUO-Bi-Color-LEDs-SMD-0605-rot-grun-bicolor-red-green-/380761744926?hash=item58a72b261e:g:cV0AAMXQWzNSdseh

oder:

http://www.ebay.de/itm/S740-10-Stuck-DUO-Bi-Color-LEDs-SMD-0605-rot-blau-bicolor-red-blue-/380761746622?hash=item58a72b2cbe:g:GF8AAOxyM89SdslH

oder:

http://www.ebay.de/itm/0605RWM-100-Stk-SMD-LED-rot-Warm-weis-Doppelchip-Bi-Color-0605-NEU-/382048131128?hash=item58f3d7d838:g:GNoAAOSwHHFY9uED

oder arschgeil:

http://www.ebay.de/itm/50-RGB-SMD-LEDs-0605-3-Chip-LED-rot-grun-blau-0603-STEUERBAR-Smds-MULTICOLOR-/390467540473?hash=item5ae9add5f9:g:VG8AAOSwR0JURt-c

oder: ...

;-)

[Mampf F. (mampf)]

Stefan schrieb:
> Nen Fuffi für die LED's ist schon echt deftig.
> Schau mal hier: oder: oder: oder: oder: arschgeil: oder: ...

Ja, das ist mir schon bekannt ... Die Frage ist, ob die LEDs sauber 
gebinnt sind und das bezweifel ich ... Außerdem machen die Kingbright 
LEDs Peak-Ströme bis 150mA mit (gut, soviel brauche ich nicht^^).

Billig-China-LEDs hab ich zum Vergleichen auch welche hier :)

Hab mir da lange Gedanken darüber gemacht, ob ich zu den günstigeren 
greifen soll.

[Stefan (Gast)]

Mampf F. schrieb:
> Billig-China-LEDs hab ich zum Vergleichen auch welche hier :)
>
> Hab mir da lange Gedanken darüber gemacht, ob ich zu den günstigeren
> greifen soll.

Die Frage, welche sich mir stellt ist, ob die nicht auch aus der 
Fertigung von namenhaften Herstellern stammen.
Denn diese sitzen quasi "um die Ecke"...
Zumindest habe ich bisher gute Erfahrungen.

LG

Stefan

[Klaus R. (klaus2)]

...wenn die von einer Rolle Osram sind, ist realatives Binning kein 
Problem.

Schönes Projekt. Du solltest vll eine Massenbestellung der Platinen 
anbieten oder sowas, das wäre natürlich der Hit. Zudem wäre es auch 
praktisch, wenn man die verwendeten Leds konfigurieren könnte (inkl. PWM 
Helligkeiten).

Ich glaube, ich würde auch die Harz-Variante wählen - schnell und 
vielversprechend! Aber "one way" :)

Klaus.

[Mampf F. (mampf)]

Klaus R. schrieb:
> Schönes Projekt. Du solltest vll eine Massenbestellung der Platinen
> anbieten oder sowas, das wäre natürlich der Hit. Zudem wäre es auch
> praktisch, wenn man die verwendeten Leds konfigurieren könnte (inkl. PWM
> Helligkeiten).

Hmm ja, vlt :)

Der Funktionsumfang - falls das Dings so funktioniert, wie ich mir das 
gedacht hab - ist auch nicht ganz schlecht ... rot und weiß getrennt 
dimmbar (dachte mir, wäre nett, wenn es eine Ladeanzeige oder eine 
Akku-Warnung in Form von rot-blinkenden LEDs oder sowas geben würde), 
IRDA-Schnittstelle, Audio-Verstärker mit Lautsprecher, Li-Ion-Akku + 
Laderegler, RTC-Alarm weckt die Uhr auf usw ...

Hoffentlich klappt alles xD

Aber danke nochmal für eure Ideen!

Mein Favourit wär jetzt wirklich die Epoxy-Einharz-Methode :)

Muss ich nur noch schauen, welches man da verwendet ... Evtl dieses 
Zeugs, das man zum eingießen von Elektronik verwendet. Das sollte dann 
auch die Lötstellen nicht kaputt machen und wenig Spannung auf die 
Bauteile erzeugen :)

Was aber kurios ist ... Dort, wo es dieses Armbanduhrgehäuse gibt, gibt 
es auch eine Platine für eine Wortuhr, die dort hinein passt ... Aber 
diese Probleme sind sie nicht angegangen ... Es gibt weder ein 
Frontpanel noch sowas wie eine Lochblende ... Schade eigentlich, das 
hätten die doch noch fertig entwickeln sollen, dann wär das echt eine 
gute Sache gewesen :)

[Klaus R. (klaus2)]

...ich war auch kurz davor mich für das Holzgehäuse und die Platine zu 
begeistern, aber ich soll vernünftig sein. Zumal du mit dem fehlenden 
Frontpanel auch wieder Recht hast. Wie lange die Uhr dann wohl mit einer 
CR/LI2032 läuft? Mit RTC lange, mit STM aber...?

Klaus.

[Mampf F. (mampf)]

Klaus R. schrieb:
> Wie lange die Uhr dann wohl mit einer
> CR/LI2032 läuft? Mit RTC lange, mit STM aber...?

Hmm, also bei mir kommt ein 250mAh Li-Po rein :)

Vom STM32 läuft eigentlich nur die RTC (~1µA Strom) mit eigenem 32kHz 
Uhrenquarz, bis man entweder auf den Taster an der Seite des Gehäuses 
drückt (der aktiviert dann den "Haupt"-Spannungsregler und den 5V 
Boost-Converter für die LED-Anzeige).

Ich denke, nach ein paar Sekunden wird sich das Ding wieder abschalten.

Der RTC kann den Spannungsregler auch aktivieren und damit den Rest des 
Controllers aufwecken, wenn man einen Alarm im RTC programmiert hat.

Ah und eine Akkuspannungs-Überwachung hab ich auch, dann könnte 
irgendwas rot blinken, damit man weiß, dass der Akku langsam leer ist 
...

Also im Normalfall braucht das Ding 1µA Strom, außer es zeigt was an :)

Glaube, die CR2032 hat auch sowas 250mAh ... Quasi wenn ich weiß, wie 
lange der Li-Po reicht, müsste eine Batterie ähnlich lange halten.

[Klaus R. (klaus2)]

...die CR2032 kann aber nicht so viel Strom liefern. Ich gebe zu dass 
ich nicht wusste, dass der STM eine interne RTC hat. Dann hängt es in 
der Tat nur an der Benutzung und man sollte auf "low PWM" schalten, wenn 
der STM merkt, dass der LiPo langsam leer ist.

Sehe ich das richtig, dass der Code noch gar nicht fertig ist, du aber 
schon eine fertige Platine hast? :)

Klaus.

[Mampf F. (mampf)]

Klaus R. schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass der Code noch gar nicht fertig ist, du aber
> schon eine fertige Platine hast? :)

Jap richtig ... Ich mach immer erst die Hardware, bevor ich mit Code 
anfange :)

Die restlichen Bauteile sollten die nächsten Tage kommen, dann wird es 
zusammen gebaut :)

[Christoph B. (birki2k)]

Ich könnte mir vorstellen, dass man Silikon noch ganz gut abbekommt, das 
könnte man davor an einer Schrottplatine mit SMD Bauteilen testen.

Falls es ein FabLab in der Nähe gibt, kann man sich da eventuell einen 
"Stencil" aus Kunststoff lasern lassen, idealerweise gleich in schwarz. 
smtstencil.co.uk bietet z.B. Polyester an, aber nur transparent/weiß, 
eventuell andere Materialien auf Anfrage.

[Magnus M. (magnetus)]

Hi "mampf",

da meine kleine Fräse mittlerweile auf CNC aufgerüstet wurde hab ich die 
Tage mal eine Maske aus Plexiglas gefräst (Foto im Anhang). Eine 
praktisch verwendbare Maske müsste natürlich aus schwarzem Kunststoff 
gefräst werden.

Die reine Fräszeit ohne Einrichten lag bei ca. 25 Minuten.

LG
Magnus

[Wolfgang (Gast)]

Magnus M. schrieb:
> Eine praktisch verwendbare Maske müsste natürlich aus schwarzem Kunststoff
> gefräst werden.

... und die Löcherinnenwände für eine gute Ausleuchtung des Elements 
noch weiß lackiert sein. ;-)

[Magnus M. (magnetus)]

Wolfgang schrieb:
> ... und die Löcherinnenwände für eine gute Ausleuchtung des Elements
> noch weiß lackiert sein. ;-)

Keine Sorge, die LEDs sind hell genug :D

[Wolfgang (Gast)]

Magnus M. schrieb:
> Keine Sorge, die LEDs sind hell genug :D

Es geht dabei nicht um Helligkeit, sondern um ein homogenes Lichtfeld.