新编LED电子灯箱制作教程

新编LED电子灯箱制作教程
（一）入门篇
一、LED的含义
　LED（Lighy Emitting Diode），又称发光二极管，它们利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。

1、LED的发展历史

应用半导体P?N结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色LED。直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。
LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。
近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。

2、LED发光原理

发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。其发光体——晶片的面积为10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前国际上出现大晶片LED，晶片面积达40mil。
其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。
LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。

3、LED光源的基本特征
（１）、发光效率高
LED经过几十年的技术改良，其发光

效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明／瓦，荧光灯50～70流明／瓦，钠灯90～140流明／瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50～200流明／瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。
（２）、耗电量少
LED单管功率0.03～0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5伏，电流15～18毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。
（３）、使用寿命长
采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5～10年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。
（４）、安全可靠性强
发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全抵摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。
（５）、有利于环保
LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护


二、LED电子灯箱入门知识

1、电子灯箱的组成
LED电子灯箱是利用高亮度发光二极管、电子灯箱控制器、铝塑板和铝型材组成的电子招牌。其制作过程是先利用图文设计软件或刻字专用软件设计好内容（可以是文字和图形），在铝塑板上按照事先设计好的笔画纹路间隔打孔，而后将发光二极管装在孔内+-+-+-串联起来，利用电子灯箱控制器提供的直流脉冲闪亮，可实现文字或图案闪动、流水、滚动、叠加等多种变化效果，变化无穷、吸引眼球。

2、电子灯箱特点

市场前景极好，它具有三大优势
（1）“抓眼球”效果明显
它不断的闪动结合停留，有效的提高了人们的视觉冲击力；有效的提高了广告单位面积利用率。新型电子集成发光系统、电脑CPU中央编程控制，不论灯箱大小，难易程度如何，均可随心所欲地设计、各种文字、甚至图案有序跳跃、交替

辉映。它不仅能够为制作商提高赢利空间，而且能够为使用商创造数倍的经济效益。
（2）属于典型的“绿色”灯箱
比霓虹灯省电、安全、寿命长等。属于典型的“绿色”灯箱:
LED电子灯箱光源采用的是新型超高亮LED，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗，LED的光谱几乎全部集中于可见光的频段，其发光效率可达80~90%。属于典型的绿色照明光源。一般人都认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源一次伟大的改革。
（3）应用范围广泛
范围极为广泛，涉及到所有行业的门头、招牌、简单的经营介绍等。如：公话、超市、烟酒、百货、茶、枣、干果、招待所、旅馆、服饰、五金、网吧、土杂、门诊、医院、果品、箱包、货运、建材等。
LED电子灯箱、电子招牌是目前无业人员，下岗职工、广告招牌店、广告公司等专兼职人员学习的一项好技术，发展的空间非常大，LED电子灯箱、招牌和普通的霓虹灯相比有其独特的优点，省电节能、安全可靠、寿命极长、绿色环保等、制作简单，不需要太多的设备，不要求太高的学历，学习制作非常容易，几个小时就可以掌握技术，LED电子灯箱控制器，性能稳定，制作方便。
LED电子灯箱将是未来广告行业里的一颗璀璨明珠


3、电子灯箱常用材料的介绍

（1）外框：铝型材或铁龙骨（拐角和它配套使用）
（2）面板：铝塑板、PVC板、亚克力板、塑料板、或其他绝缘材料。
（3）高亮LED灯珠：5mm红色 5mm绿色 5mm蓝色 5mm黄色 5mm白色
（4）热熔胶棒
（5）电阻： 2W/1K 或 2W/1K 或 5W1K/2K/3K/4K
（6）专用细电线若干
（7）专用控制器：1路2路4路 5路6路 12路13路等
（8）焊锡丝
（9）220V电源线及插头
（10）电工胶布
（11）自攻螺丝及抽芯铆钉
（12）中性玻璃胶

4、电子灯箱常用工具的介绍

（1）美工刀裁板，裁线
（2）卷尺
（3）油性记号笔（黑色双色）
（4）直尺
（5）手电钻，配4.9mm钻头 （打孔用）
（6）斜口钳：修剪电路
（7）热熔胶枪：同热熔胶棒使用（给电路绝缘）
（8）电子灯箱测试仪或万用表
（9）电烙铁30W-40W （焊接相关电路）
（10）十字，一字螺丝刀/螺丝：固定灯箱
（11）抽芯铆钉枪和抽芯铆钉：固定边框
（12）切割机（两种切铁的和切铝的）

5、电子灯箱串联与并联电路介绍


（二）技术篇
一、LED电子灯箱祥细制作步骤：
1、设计版面、排灯孔效果图
首先根据客户求，用平面设计软件CorelDRAW 9，将灯箱的大小颜色先设计出来，然后再用CorelDRAW X4 精简版附带的LED排孔软件将LED灯孔排进灯箱里边，稍后

进行灯孔修整，设计完成。

2、电脑输出效果图
用刻字机或喷绘机将效果图上的字或画面输出
3、选材、裁板、贴膜或贴字
材料可以选用黑色铝塑板、PVC板、亚克力板、塑料板、或者其他绝缘材料。根据所要制作的灯箱的大小用卷尺量取后在材料上裁定，然后将第二步中电脑输出的效果图准确均匀地贴在材料面板上
4、钻孔
用手电钻（4.9mm 钻头）或者雕刻机钻出与二极管直经大小相匹配的孔
注意：孔的最适大小是刚好可以把灯头前部紧紧塞进去，而后部进不去，也不易脱落下来。尽量按照第一步电脑排出的孔打孔，误差不可太大
5、分色装灯
把灯按照图案形式+、-，+、-（还可用灯头后部（帽沿）有个小缺口的地方为“－”（负）极这一标识,来区分＋－方向。）安装，以便连接。把灯安装到位
注意：1、正负极要首尾相连，用手扭紧，不能有松动的地方
2、防静电：插灯时手不要太干； 带防静电手环 。
6、灯珠分组
如果灯珠超过了一定的数量，要进行分组，这样才可以使灯珠在正常的工作在正常范围内，分组的原则是最好平均。按照不大于附表中各种颜色的灯珠所能串联的最大数量进行分组串联，例如每组串联红色灯珠不应多于96---105只/组，每组串联蓝色灯珠不应多于59---63只/组，每组串联绿色灯珠不应多于66---70只/组。
附表
红色灯珠个数 串联电阻K 蓝色灯珠个数 串联电阻K 绿色灯珠个数 串联电阻K 其它颜色的灯珠个数与串联电阻个数可以自行试验,电流要控制在15---20mA
25---35 9K 27---31 5.5K 30---35 5.5K
36---45 8K 32---36 5K 36---40 5K
46---55 7K 37---40 4.5K 41---45 4.5K
56---65 6K 41---44 4K 46---50 4K
66---75 5K 45---48 3.5K 51---55 3.5K
76---85 4K 49---53 3K 56---60 3K
86---95 3K 54---58 2.5K 61---65 2.5K
96---105 2K 59---63 2K 66---70 2K
106---115 1K 64---68 1.5K 71---75 1.5K
120以上 # 69---73 1K 76---80 1K
74以上 # 80---85 #
#不建议采用,电压波动时影响稳定,以上参数仅作参考.
建议:红灯组字上限为96---105个,蓝灯组字上限为59---63个,绿灯组字上限为66---70个。
1.串联用的电阻用2W、1K～2K水泥电阻或4W、1K～2K水泥电阻。
2.电阻值计算：电阻值=（220－单组灯管数×单只灯管工作电压）÷18(K),
3.将适当数量的电阻串入各组串联灯珠中，电阻无正负极之分，电阻一端接各组串联亮管中的引出极：“－”（负）极，电阻另一端接到灯珠控制器的负极。
4.灯珠与所搭配的串联电阻关系如下:一般红色灯珠工作电压1.8-2V，绿色的灯珠工作电压3.2-3.4V，蓝色的灯珠工作电压3.4-3.6V,工作电流是0.018-0.03A，消耗的电小于0.1W。
7、封胶
用胶枪打出均匀的热熔胶把灯珠固定在板上
注意：（1）、一

定要等胶枪温度较高时才使用，这样打出的胶才均匀，才能将灯珠牢牢固定在板上
（2）、打出的胶一定要完全覆盖灯头，一来防止漏水，二来固定灯珠
（3）、小心高温，以免烫伤。

8、测电流配电阻
分别对第6步分好的每一组灯珠进行测电流、配电阻。具体步骤如下：
（1）测试仪接电（不要开关按钮）并将红黑接线柱分别接在每一组灯珠的正负极上
（2）把测试仪旋转按钮复位，打开开关按钮，调整旋转按钮控制电流在15mA-18mA之间，所需加的电阻K数就是按钮箭头指向的K数
（3）断开测试仪开关按钮，断开灯脚与测试仪接线柱
（4）选择上步测出所选电阻K数，分别串联在本组灯珠中，扭紧即可
（5）重复（2）~（4）步，对其他各组进行测电流配电阻
注意：?测试仪接线柱与所测灯珠正负极相接时，金属部分不可触碰到其他灯脚
? 在对另一组进行测量时一定要把测试仪开关按钮复位
?在测量完每一组后做到随时关闭按钮并把接线柱夹在测试仪金属外壳上
?电阻无正负极之分，只需把电阻两端接在所需串的灯组中即可
?电阻不可接在组灯前末端，即要接在组灯中间的任意位置
?尽量把所需的电阻K数分多一两个串在灯珠中，这样电阻分热均匀不会因电阻受热过高而烧坏。例如需要串一个5K的，就换成2个2K加上1个1K，即2K+2K+1K=5K


9、选择控制器
根据制作效果选择控制器并固定在板的背面， 各种控制器 效果如下：
一路控制器：
输入线：左边第一第二根红色的线
输出线：第三根黄色线是输出线接负极（同时闪动6-9次，全亮数秒，周期变化），
第四根是接正极，根据需要可增加常亮输出。
二路控制器(A)
输入线：红色的两根线
输出线：两根黄线接负极（比如一个接烟酒，一个接超市，出现烟酒和超市交替变化）；红色是输出正极
二路控制器(B)
输入线：红色的两根线
输出线：两根黄线接负极（比如一个接烟，一个接酒，出现烟亮，烟酒亮，酒亮）；红色是输出正极
四路八档控制器：（上面带按键）


输入线：左边第两根红色的线

输出线：红色的是接输出正极，四根黄色线是输出线接负极。

详细变化效果
（1） A、B、C、D常亮
（2） A闪3次、B闪3次、C闪3次、D闪3次。
（3）渐变（全部渐灭渐亮）。
（4）AB亮、BC亮、CD亮、DA亮，追逐顺时针循环3次，然后逆时针DC亮、CB亮、BA亮、AD亮循环3次……。
（5）A亮、B渐亮；A灭、B亮、C渐亮；B灭、C亮、D渐亮，循环变化。
（6）AB亮、BC亮、CD亮、DA亮，追逐闪动速度渐快而后渐慢循环。
(7)全亮，然

后A闪、B闪、C闪、D闪渐快循环3次，然后D闪、C闪、B闪、A闪渐快循环3次……。
(8)全亮几秒，渐灭渐亮9次。追逐由快到慢循环，然后按照4的方式变化。
五路控制器（也叫三合一）
输入线：红色的两根线
输出线：第一根白色的线是长亮线，第（二、三、四）三根绿色的线是（A、B、C）追逐，一般做跑边用，黄色的线是主闪（相当于一路），红色的是输出正极
六路控制器（也叫三加二加一）
输入线：红色的两根线
输出线：两路交替闪烁，适合做交叉字或者图案等；三路跑边循环，另一路长亮。
十二路控制器（A）
输入线：红色的两根线
输出线：可以制作12生肖、12个月、12个文字或者图案等12种连续变化形式的控制器。具体变化形式是①亮、①②亮、①②③亮、①②③④亮、……①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿亮、全亮5秒后；⑿亮、⑾⑿亮、⑩⑾⑿亮、⑨⑩⑾⑿亮、……①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿亮、全亮5秒后，循环往复。红色的是输出正极。
十二路控制器（B）
输入线：红色的两根线
输出线：顺着字的笔画显示，一个字可以分成12步，一步一步显示，全部显示后，长亮闪烁。
十三路控制器（也叫八加五）
输入线：左边两根红色的两根线
输出线：右边六根线，红色的是输出正极，其余五根和五路输出功能相同；下面八根线是滚动叠加正反向追逐。

10、连线
按设计好的效果把灯组上线接到控制器上对应的位置，具体操作如下：
? 灯箱上只有一个控制器
?所有正极用同一条线连接起来（并联）接到控制器的红色正极线上
?同一效果的图案或字的负极用同一条线连接起来（并联，也可用多条线连接）接到控制这一效果的控制器的那条输出线上
?不同效果的图案要用多条线（可同色）连接起来接到控制器上对应位置上
?灯箱有两个或以上控制器
?正极跟负极所连接到控制器要相同，其他连接方式同上
?在控制器上接出两条电源线
注意：?连线与灯脚接触处一定要牢固，做到不易脱落
?不同效果灯珠尽量采用不同颜色的线，便于区分。例如正极一般用红线
?一定要处处连接，不可漏连
?接线遵循雅观、节约的原则，不乱拉线，不浪费线


11、检查接线错误
检查各接线之间是否有漏接、断接、错接情况，与控制器之间连接是否正确，各接线之间连接是否牢固，检查各灯脚间是否互相触碰或与板触碰，这是通电测试前重要的一步，也是检查是否有漏电情况的重要步骤，所以，不可忽视
注意：一定要检查到位，每一个位置都不可疏忽
12、通电测试
确认各接线之间、各灯脚与接线之

间、接线与控制器之间无任何问题后，可把电源线通电，
注意：切记不可短路
13、焊锡
使用恒温电烙铁把各相扭灯脚、接线与灯脚、控制器与接线、电源线之间的相接处焊接起来
注意：?焊接时间不要超过3秒钟，也可将电烙铁接地，或带防静电手环。超过太长时间易减少灯珠寿命
?电烙铁头部应与灯头后部相距5mm焊接
?切记，不可接电，如若接电易将其他灯珠烧坏
?焊接完毕，热源（电烙铁）远离灯头
?小心高温，以免烫伤

14、检查漏电
最后再检查是否有漏电情况存在（前提是所用板石铝塑板），具体方法如下：
?测试仪接电（不打开开关按钮）
?把测试仪正极接线柱接到灯珠中任一正极，测试仪负极接到铝塑板上，打开开关按钮（不用调旋转按钮），若测试仪显示有电流通过，说明漏电，且漏电部分会亮;若每电流通过，且灯珠不亮，说明每漏电
?或把正极接到铝塑板上，负极接到各组的负极上，打开开关，同样可以检查是否漏电
15、制作边框
16、组装