LED'S--> COMO HACER TU PROPIO PANEL?¿

lacasitos

Semilla
22 Febrero 2009
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INFORMACIÓN DEL MAESTRO KNNA
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TUTORIAL MONTAJE LED

Hay multitud de maneras de montar los LEDs. Yo voy a intentar mostrar las más sencillas, aunq seguramente este hilo vaya creciendo con el tiempo con técnicas más refinadas y trucos para otros LEDs q vayan saliendo.

Lo q vamos a montar son LEDs de montaje superficial directamente sobre los disipadores de aluminio. El objetivo es q los leds queden muy bien pegados al disipador a través de una capa lo más fina posible q transmita bien el calor pero los aisle electricamente. Posteriormente, se añadirá el cableado, q conectará los LEDs entre sí y a los drivers.

El montaje se divide en varias fases:

1)Aislamiento electrico: se realiza utilizando cinta kapton, un invento de Dupont. Se trata de una cinta muy fina de poliamida, q transmite bastante bien el calor y no conduce la electricidad (se necesitan varios miles de voltios para q lo haga).

2)Pegado de los LEDs al disipador: aunq hay muchos métodos, usaremos cinta adhesiva de doble cara conductora del calor. Hay métodos q transmiten algo mejor el calor, como los epoxies térmicos, pero son más sucios y complicados de usar. Además, con los LEDs q tienen la base de disipación térmica conectada eléctricamente, como los GD, siempre existe el problema de q puedan derivar corriente si no están bien aislados. La cinta adhesiva de doble cara cumple esta función de pegado y aislamiento perfectamente.

3)Soldadura de los contactos eléctricos. Iremos soldando los cables a los contactos de los LEDs, en función de la distribución q hayamos elegido previamente. La distribución en series depende mucho del driver q se esta utilizando.


1) Aislamiento eléctrico
La primera fase consiste en definir donde vamos a montar cada LED y aislar la zona donde van a ir los contactos eléctricos con cinta kapton.

A lo largo del tutorial, voy a montar un módulo con 6 LEDs rojos, modelo Golden Dragon (GD), de Osram, y 2 Cree XR-E, uno blanco y otro azul. El módulo mide 50cm, y los LEDs estarán situados a 5, 10, 23, 28, 40 y 45cm (rojos), y a 17 y 34cm (azul y blanco). Es decir, los rojos con 5cm de separación y los Cree con 6.


Una vez marcada la posición de cada LED, es el momento de colocar la cinta kapton. Lo podemos hacer con una tira contínua, o con un trozo de unos 3cm al menos por LED:



Ahora hay q colocar el otro lado de la cinta, para el otro contacto. La distancia a la q debe estar una cinta de la otra está en función del LED q se va a montar. Para los GD, de unos 5mm (nunca 7mm o más). Con los Cree, igualmente no puede exceder los 7mm. 5mm funciona bien y permite colocar luego el LED sin problemas.

Así q marcaremos 5mm desde el borde de la cinta q hemos puesto en la posición de los LEDs a montar. Marcar en un cartón dos marcas separadas 5mm nos permite hacer esto rápidamente.

Para los q les cuesta hacerse una idea de las medidas, la cinta de cobre luego irá montada a 1mm de borde de la cinta kapton (dentro de ella). Si tenéis más confianza marcando estas medidas previamente, es necesario hacerlo antes de poner el kapton. Entonces lo ideal es hacer el cartoncito con dos marcas separadas 5mm y luego otras dos a 1mm de distancia (7mm en total):


Ya entonces podemos colocar la segunda cinta de kapton:

Igualmente, se puede hacer la segunda línea con una tira contínua. Luego es más cómodo, pero ambas formas son válidas.


2)Pegado de los LEDs al disipador (I)
Una vez colacado el kapton, llega el momento de pegar los LEDs al disipador.

Para esto usaremos cooltape, una cinta adhesiva de doble cara con una transferencia térmica de 0.89 W/mK. No es mucho, pero queda compensado por q es bastante fina (160 micrones, 0.16mm), por lo q es capaz de evacuar el calor generado por el LED.

Si vamos a usar cinta de cobre en el montaje, para los contactos eléctricos, también hay q ponerla antes de pegar el LED.

Cortando la cinta adhesiva: como cortar la cinta adhesiva depende del LED a montar. Los GD necesitan un mínimo de 3*3mm para aislar el circulo metálico q tienen en la base. Para no tener q estar apuntando, recomiendo cortar trozos de 5*5mm, q es el tamaño de la parte blanca del LED, y q asegura q va a quedar bien aislado y pegado.

Los q tengan la cinta en pads lisos, sencillo, se marcan el cuadrado y se corta (tijeras, cutter, al gusto). Si hacéis un cartoncito de 5*5mm, pues mucho más rápido.

Con la cinta en rollo es un pelín más complicado. Lo q yo hago es cortarla por la mitad (mide 1cm, 10mm, así q quedan dos tiras de 5mm) y luego voy cortando trozos de unos 5mm. Aquí, cada uno encontrará la manera más comoda.

Por su parte, los Cree necesitan un trozo de 7*7mm. Aquí, intentar q los trozos sean de 7mm es importante, así q medir bien el trozo a cortar es mucho más importante q con los GD. Nunca puede ser más largo de 7mm. No hay problema en q sea más corto, pero entonces la transmisión térmica va a empeorar. Es decir, aseguráos de cortar trozos lo más cercanos a 7mm sin sobrepasarlos. El ancho, al menos 7mm. Si es más, no es problema. Con el rollo de 1cm de ancho, yo me preocupo por cortar trozos de 7mm, y dejo el ancho de 1cm, con lo q sobran 3mm a los lados, lo q no es ningún problema:




Una vez colocado el adhesivo, pasamos a colocar la cinta de cobre.

Para los GD, no es en absoluto necesario. Ayuda a fijar el LED y da más sitio para hacer la soldadura, pero se pueden soldar los cables directamente a las patillas metálicas del LED sin ninguna necesidad de la cinta de cobre. Ademas, si no se usa cobre será mucho más facil cambiar posteriormente la disposición de los LEDs. Para un montaje definitivo, la cinta de cobre resulta en un montaje más robusto. De usar cinta de cobre, se cortarán dos trozos de unos 4*4mm y se emplazarán 1mm dentro de la cinta de kapton.

Para los Cree, sí q es necesario para el sistema de montaje propuesto usar la cinta de cobre. Se cortará una tira de unos 3-4mm (el ancho de la cinta es de 25mm). Se perte por la mitad y nos quedan dos trozos de 3-4mm por 12mm. Quitamos la piel protectora de la cinta por un lado y la pegamos a cada extremo de la cinta adhesiva, con una separación entre un trozo y el otro de 7mm (en el caso de q el trozo de adhesivo sea menor de 7mm, habrá una separación; no es problema, pero mejor si conseguimos q la separación de 7mm quede llenada por el adhesivo, como expliqué antes):





2)Pegado de los LEDs al disipador (II)
Antes de pegar el LED, deberemos preestañar la cinta de cobre. Imprescindible hacerlo antes de pegar con los Cree, optativo con los GD.

Para prestañar la cinta, es muy útil disponer de flux de soldadura. No imprescindible, pero facilita mucho la tarea. El flux mejora la fluidez del estaño, lo q es muy útil para echar una capa finita, y además elimina el adhesivo y el posible óxido en la superficie metálica, q dificulta la adhesion del estaño.

Para realizarlo, primero, si se tiene, se echa un poco de flux en la cinta de cobre, especiamente en el borde interior, donde se va a montar al final el contacto del LED.

Luego, se aplica la punta del soldador (caliente ) sobre la cinta de cobre. en 1-2 segundos, esta se calentará lo suficiente y el flux comenzará a evaporarse. Entonces acercamos el estaño, q se funde. Si el cobre ya esta en su punto, irá a éste directamente. Si aún no lo está, el estaño irá al soldador. No importa, echamos una gotita y esperamos a q se adhiera al cobre. Una vez q lo hace, podemos añadir más estaño si es necesario. El objetivo es q el borde inferior de la cinta de cobre quede completamente estañada, y q quede estaño suficiente el el interior para luego soldar el cable:


Ahora ya sólo nos queda colocar el LED en posición y presionar para pegarlo.


Ahora bien, ¿en q posición lo colocamos? Puede ir con el cátodo arriba o abajo. Realmente, vale de cualquiera de las dos maneras, pero para facilitarnos posteriormente el cableado, la mejor manera es alternar la posición de los LEDs en una serie.

Si en uno el + va arriba, entonces el siguiente lo pondremos con el - arriba. De esta manera, el cable q los unirá irá recto, en vez de en diagonal.

Los GD tienen una crucecita al lado del chip, indicando el lado donde está el contacto -. Los Cree, llevan un + marcado en el lateral (q obviamente, indica el contacto +).

Para conectar LEDs en serie, el + del primero se conecta al - del siguiente. De este segundo, queda libre pues el contacto +, q a su vez se conecta con el - del siguiente LED, y así hasta completar la serie. Finalmente, nos quedan libres el contacto - del primer LED de la serie y el + del último, q son los q se conectan al driver.

Así q a la hora de pegar los LED, intentaremos colocar los LEDs q van en serie alternados de orientación, para evitar tener q soldar cables en diagonal (cuando veamos la soldadura y conexion eléctrica lo entenderéis mejor: leer siempre el tutorial completo para tener una referencia de porq se hacen las cosas antes de empezar a montar).

Evidentemente, variará según como vayamos a hacer la conexión: si los Cree y los GD van a ir en la misma serie, los pondremos alternados + y - segun van pegados en el disipador. Si, por el contrario, los Cree y los GD van a ir en canales (drivers) separados, entonces tendremos q mirar q sean los LEDs de cada tipo los q van alternados.

Es indistinto si empezáis con el primer LED arriba o abajo. Yo suelo empezar siempre con el - abajo, más q nada por q así me doy cuenta más rápidamente de si he metido la pata.



En cualquier caso, después de colocar los LEDs, verificar q van alternados. El adhesivo va cogiendo fuerza de pegado progresivamente: al rato de pegarlos se pueden despegar y darles la vuelta sin problemas en caso de q hayáis cometido algún error. Y si no se puede, tampoco es grave: se puede solucionar soldando un cable en diagonal.

Para todas estas operaciones, contar con unas pinzas de punta fina ayuda inmensamente. No sólo para poner los LEDs en posición, sino sobretodo para poner los elementos adhesivos (tanto la cinta adhesiva como el cobre), pues así se evita ensuciarlos, doblarlos, etc. También es extremadamente útil para quitar las capas protectoras de las cintas: si no salen bien, enganchar con las pinzas un trozito final y retorcer hacia atrás, usualmente entonces se sapara el papel de la cinta mucho más fácilmente.
Antes de quitar los elementos protectores, aprovechar para apretar y alisar bien, tanto la cinta adhesiva como la de cobre.



3)Soldando los LEDs: Preestañado
Antes de soldar, es conveniente prestañar los lugares donde se va a realizar la soldadura: los contactos del LED y los cables (los extremos pelados ).

Para preestañar, se coloca la punta del soldador en el lugar a preestañar y despues se acerca el hilo de estaño, q se funde sobre la zona caliente (si no lo está lo suficiente, sobre el soldador, pero acabará donde debe).

Para preestañar los GD, se pone la punta del sodador sobre la patilla. Con el hilo de estaño en la otra mano, lo llevaremos al mismo sitio. El estaño se adhiere muy bien a las patillas, sin ningún esfuerzo. 1 segundo es suficiente para calentar la patilla lo suficiente. No hace falta echar mucho estaño, una gotita es suficiente:




Estas fotos no me han salido muy claras, pero lo q quería mostrar es q no hace falta mucho estaño. También podéis obsevar un GD q he preestañado antes de pegarlo. Se puede hacer sin problema, solo necesitáis algo para mantener el LED fijo mientras preestañais. Tiene la ventaja de q cuando se preestaña con el LED ya pegado, en ocasiones el calor hace q se despegue, lo cual es muy molesto (esperar unos segundos a q se enfríe y lo volvéis a pegar; en el caso de q el adhesivo se haya ensuciado y el LED no se quede en posición, podéis usar superglue o similar en un lateral del LED para fijarlo: lo importante es q la base vaya con la cinta conductora de calor, los laterales no son problema).

En el caso de los Cree, ya habíamos preestañado la cinta de cobre, q es suficiente. Para soldar el Cree en posicion, lo colocaremos en su sitio (los laterales sobre la cinta estañada de cobre, q si las hemos puesto a 7mm va a coincidir). Hay q ejercer un poco de presion mientras se suelda, pero hay q evitar presionar sobre la lente. Para ello, yo uso una tuerca de diámetro suficiente para q el domo de la lente quepa dentro, con lo q pongo la tuerca sobre el LED, y al apretar, ya se hace sobre el aro metálico.

Así pues, el LED con la tuerca encima, lo colocamos en su sitio. Si la capa de preestañado nos ha quedado fina, el LED se queda adherido a la cinta. Pero es probable q no ocurra así: no es problema, al calentar el estaño, este se va a fundir y podremos apretar el led y dejarlo al ras. Entonces, apretando ligeramente el LED hacia abajo desde la tuerca, para mantenerlo en su sitio, aplicamos la punta del soldador a la zona preestañada q toca con el LED. Mantendremos el soldador así durante 3-4 segundos, aumentando la presión sobre la tuerca para q el LED quede lo más pegado posible. Si notáis q la tuerca se pone muy caliente, es q ya podéis retirar el soldador: si la tuerca está muy caliente, el estño, por donde viaja ese calor, ya está fundido (hace rato).

Dejamos q el LED se enfríe, 1 minuto al menos y realizamos la misma operación en el otro lado, q es más sencillo porq el LED ya está en posición.

Ya está el LED soldado. Si se ha hecho bien, bastará con soldar un cable en la zona de estaño q queda en la cinta para conectar el LED.
Al final, nos queda así:






Usando el Polímetro
Una vez q ya hemos cableado todos los leds, es el momento de comprobar q todo funciona correctamente. Podemos conectar la salida - del driver al extremo - libre de la serie, y lo mismo con el +, y enchufar el driver a la red, para ver si todo funciona bien. En este caso, siempre mirando el módulo, para, en caso de q no se encienda, desenchufar rápidamente para encontrar q es lo q no está bien.

Para ello, necesitaremos un Polímetro (o Multímetro), q es una maravillosa herramienta, bastante barata. Los polimetros miden bastantes cosas, pero nosotros vamos a usar básicamente 3: medición de tensión (Voltios), de corriente (Amperios) y verificación de Diodos.

1)Verificación de Diodos. Ponemos la rueda del Polímetro en la posición de verificación de Diodos, y conectamos los punteros como indica la imagen:


Entonces, ya solo queda aplicar las puntas a los contactos del LED, con la polaridad adecuada (si no funciona en una, probar en la otra ). Con los LEDs, la cosa es muy sencilla, si funciona, el LED se enciende:


Las puntas hay q ponerlas en contacto con los cables de conexión del LED. En caso de q no funcione, probaremos con las puntas directamente en los contactos del LED (patillas, en el caso de los GD, plaquitas laterales en el caso de los Cree). En caso de q lo segundo funcione, se trata sencillamente de q la soldadura del cable no está bien hecha, o q el estaño inferior no ha cogido (Crees, se puede repetir aplicar el soldador en el estaño apretando el LED, a ver si esta vez hace buen contacto; en caso de q siga sin funcionar, habrá q soldarlo por arriba).

Si aún con las puntas en los contactos el LED no funciona, es q está dañado, y por tanto hay q reemplazarlo.

Si el LED funciona, pero luego no se enciende al enchufar la serie, entonces ya sabemos q el problema está en el cableado (¿habremos conectado dos + seguidos?, por ejemplo).

2)Midiendo Tensión (V)

Hay q situar la rueda en V -... (no en V ~, q es para alterna). Los cables, igual q en el modo diodo, y las puntas, lo mismo. EL indicador mostrará los V q está consumiendo el LED, o lo abarcado entre una punta del polímetro y la otra: si los ponemos en los tornillos de las clemas q comienzan y terminan la serie completa, nos indicará la caida de tensión de toda la serie.

3)Midiendo la Intensidad (A)

ESto es importante porq una vez q hayamos comprobado q la/s serie/s funcionan bien, lo q toca es medir la corriente para cada posición del potenciómetro del driver, y apuntar con un rotulador sobre la carcasa del driver los valores más habituales, de manera q podamos ajustar la potencia de la serie sin tener q estar todo el día midiendo.

Para hacer esto, hay dos diferencias principales con respecto al procedimiento q hemos usado anteriormente.

En primer lugar, los punteros no se enchufan al polímetro de la misma manera. Si vamos a medir más del nivel máximo de mA q indica el agujero q usamos para medir la tensión, q es lo habitual para LEDs de alta potencia, tendremos q introducir el cable rojo en el agujero q indica "A" o un número y A. En mi cutre polímetro, 10A, q quiere decir q soporta hasta 10Amperios.


En segundo lugar, no podemos aplicar las puntas directamente, sino q tendremos q abrir el circuito y hacer q la corriente circule por el amperímetro. Para ello, nos vamos a una de las clemas de conexión, y desenchufamos el cable q viene del driver (da igual q sea el + o el -), q pasamos a conectar a una de las puntas, mientras q la otra punta la introducimos en la clema.

Ya sólo queda poner la rueda en modo "10A". Enchufamos el driver y el polímetro nos indicará la corriente en Amperios (0.35 son 0.35A, es decir, 350mA). Iremos girando el potenciómetro del driver y viendo a q corriente corresponde en cada punto, anotando sobre el driver aquéllas sobre las q queramos tener una referencia.
 

lacasitos

Semilla
22 Febrero 2009
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MONTAJE DE UN MODULO (PANEL)

Necesitamos una plancha de aluminio donde montar los leds. En principio, será el disipador q encarguemos, q tiene una parte lisa y la de atrás con aletas. Puede ser igualmente un disipador de PC, tal cual, o poniendole una plancha de aluminio más grande:


En la foto, la plancha de aluminio, y arriba un módulo para montar sobre una matriz con tuercas, q es como yo lo suelo hacer. Pero voy a mostrar un método más sencillo.

Marcamos un línea con la regla y el lápiz para tener una referencia al poner la cinta kapton. Luego hacemos una línea paralela a la anterior. En este caso la he puesto a 5mm. Esto obliga a ser muy fino a la hora de pegar, así q sugiero q se haga a 3mm. Siempre y cuando quede espacio suficiente para pegar el led al aluminio está bien. Y lo importante es q los laterales conductores queden sobre la cinta. Una vez q ya hamos marcado las dos líneas paralelas, ponemos la cinta kapton sobre ellas:


Ahora ponemos los leds en la posición en q van a quedar, para ver q todo está bien antes de pegarlos:


Ya es el momento de preparar el adhesivo. El Arctic Silver es un pegamento de resina epoxy con particulas de plata (para conducir el calor) q viene en dos partes, cada una con su jeringa. Hasta q no se mezclan ambas partes (en la misma proporción) no pega ni se echa a perder. Es decir, no hay q mezclarlos hasta q no se va a pegar a continuación. Luego hay unos diez minutos hasta q se va poniendo dura y cuesta echarla. Por tanto, no hagáis grandes cantidades, una gota de cada jeringa cada vez, q da bien para pegar unos 8 LEDs sin prisas. La paletita q viene con las jeringas sirve para mezclar y para aplicar el adhesivo. Es del tamaño exacto del XR-E, así q nos viene a huevo. Se coge un poco y se extiende sobre la parte trasera del led, de manera q quede una capa uniforme y fina. Basta con echar bastante poquito, una vez q seca pega muy fuerte:




Se pega entonces el led en su sitio, de manera q los laterales conductores queden sobre la cinta. Tras unos 15-20min, el adhesivo ya ha curado bastante para q el led no se mueva. Entonces se pone una tuerca encima del LED y se le pone algo de peso encima, para q la capa de adhesivo quede lo más fina posible. El adhesivo tarda unas 24h en adquirir la máxima fuerza, y como el calor afecta a este proceso, es recomendable pegar un día los leds y soldar los cables al siguiente. Se puede hacer dejando pasar un par de horas, pero si se quiere hacer bien, dejar los leds con un peso encima para q cure bien y quede fina.

Una nota importante: Si queremos q los cables a soldar vayan paralelos y no se cruzen, entonces pegaremos los leds de manera q el + quede alternativamente arriba y abajo- Es decir, un led con el + hacia arriba, el siguiente hacia abajo, el siguiente hacia arriba...de esta manera siempre quedan enfrentados un terminal + con uno -.

Soldar los cables:
Para hacer una serie, hay q conectar los leds de manera q el cable q sale de un terminal + vaya conectado al terminal - del siguiente. Si hemos alternado + y - arriba y abajo, entonces siempre va a ser el siguiente terminal en línea recta.

Lo primero q tenemos q hacer es cortar los cables a la medida necesaria: cogemos el roolo de cable, lo extendemos entre los dos terminales y lo cortamos de esa medida. Luego se procede a pelar los extremos (4-6mm aprox):


El siguiente paso consiste en preestañar tanto cada extremo del cable como los terminales laterales del led. Preestañar consiste en echar una gotita de estaño. Para hacerlo con los cables, lo mejor es ponerlo al borde de una mesa y ponerle un peso encima de manera q se quede fijo. Entoces ponemos el estaño encima y damos un breve toque (habitualmente, menos de 1 segundo) con el soldador. El terminal del cable se queda con un poco de estaño adherido, al igual q el lateral del led.

Lo siento, pero esta foto las ha hecho mi señora y no se ve nada (yo no tenía más manos). De todas maneras seguro q hay algún manual de soldadura en la red q podré linkear para q la gente lo tenga más claro. Cuando acabe esto busco alguno.

Se hace lo mismo con el terminal del led. Esto requiere algo de práctica. El modelo q véis en las fotos es el XR antiguo de Cree, y tiende a "escupir" el estaño. Pero es mejor pelearse con ello sin cable q con cable. Una vez q conseguimos q coja un poquito de estaño, la sodadura final es super fácil.

Al principio cuesta un poco. No os preocupéis. Se puede intentar todas las veces q haga falta. Sencillamente si habéis estado más de 5-6 segundos con el soldador sobre el led, dejar q se enfríe. Mientras podéis hacerlo con el siguiente.

Una vez q están preestañados, poneis el extremo de cable preestañado sobre el lateral preestañado y aplicáis el soldador encima. Esperar a q el estaño se derrita (puede tardar un segundo) y entonces retiráis la punta del soldador, mientras seguís sujetando el cable (recomendable hacerlo con unas pinzas, un cable corto se pone muy caliente al soldarlo) durante un instante. El estaño se vuelve a hacer sólido muy rápido, y entonces ya podéis soltar, ya está hecha la soldadura.


El cable suelto del primer led y el del último son los q irían al driver. Se pueden meter en una clema de conexion de las de toda la vida sin problema (q sea del mínimo diámetro). Si hacéis las series pares, siempre comenzarán por un extremo positivo y acabarán con otro negativo (recomendable).

Aquéllos q nunca hayan manejado un soldador deberían practicar un poco antes soldando cablecitos con trozos de cobre y cosas así, para coger confianza.

Yo he hecho las soldaduras directamente sobre la cinta kapton, y ésta aguanta perfectamente. Así q procurad soldar el cable al lateral del led, así os aseguráis q el extaño no llega al centro metálico (q es lo q hay q evitar).

He probado a estar más de diez segundos con el soldador directamente sobre el kapton, y ni por esas se perfora. Con estaño, si ne inmuta. Después de unas cuantas pruebas, queda así:


Todo es muy sencillo, lo comprobaréis cuando os pongáis. La parte más complicada es soldar al lateral del led, q se suele resistir un poco. Una manera de evitarlo es pegando una chapita de cobre al lado del led, en contacto con el lateral. Soldar el cable a la chapita de cobre y echar una gotita de estaño entre la chapita y el lateral del led. De esta manera los q no se vean muy duchos con el soldador lo tienen mucho más fácil.
 

asensio236

Semilla
26 Septiembre 2008
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hola estoy pensando en acemer un panel de leds y mi preguntas en concreta:

merece la pena acerselo o comprarlo????

el dinero total invertido en la creacion cuanto ha sido???

espero tu respuesta un saludo y caxo curro de seguimiento y montaje,felicidades


seguimientos-f58/seguimiento-desde-comienzo-sog-t101018.html
cultivo-interior-f2/fotos-cosechas-desde-almeria-t101189.html
 
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