stalpi de gradina cu led - diy

[turcu_dan]

Ieri am achizitionat 12 stalpisori de gradina ca in imaginea de mai jos. In locul becurilor as vrea sa pun led-uri de acest tip (http://store.comet.srl.ro/en/Catalogue/Product/18787/#e30%3D ) pt ca detin cca 200 de bucati si sunt multumit de proiectele realizate cu ele.  Stalpii vor fi dispusi astfel : 6 pe partea stanga si 6 pe partea dreapta a gradinii.  Acum urmeaza si detaliile tehnice la care m-am gandit….

• [*]Led-urile vor fi lipite pe o placuta/cablaj cate 4 bucati serie, la ranndul ei placuta va fi lipita cu poxipol pe un profil patrat de AL 30x30mm acesta avand dimensiunile : lung 190mm, grosime profil 2mm; Astfel pe acest profil de 30x30mm vor fi lipite in total 4 placute cu led-uri, pe fiecare latura. (dupa ce pun poze probabil ca o sa se inteleaga mai bine) [*]Sursa de alimentare va fi una man-well capabila de cca 10A la 16V, care va fi introdusa intr-o carcasa; [*]Fiecare stalpisor va avea o sursa de cc realizata cu transistor+MOS-fet; [*]Curentul pe stalpisor va fi de 400mA, fiecare placuta de 4 led-uri serie fiind alimentata la 100mA x 4 laturi rezultand 400mA; [*]Cablul de alimentare al stalpilor va fi 2x0.75mm Cu litat, sper sa fie sufficient/ramura (o parte, spre ex stanga sau dreapta avand fiecare 6 stalpi) Ar veni 400mA x 6= 2.4A / ramura,- sectiunea cablului sper sa fie suficienta;
  

  Curentul nominal al led-urilor in catalog este de 150mA, eu am ales sa le alimentez la 100mA ca varianta safe, dar si pentru faptul stalpul este astfel construit incat partea unde vine montat becoled-ul este inchisa – nu circula aerul.  Intregului circuit o sa-I mai adaug un PWM, imediat dupa sursa de tensiune, pt reglajul luminozitatii in cazul in care se doreste o lumina mai slaba.  Daca aveti indicatii, sau gresesc undeva, va ascult parerile …….

Toate cele bune.

[validae]

Nu cred că e prea bună răcirea ledurilor prin intermediul plăcuței de cablaj și a adezivului cu care le vei lipi pe radiator. Ar fi foarte bine ca radiatorul pe care sunt montate ledurile să fie fixat astfel ca o bună parte din căldura preluată de la leduri să fie cedată corpului metalic al stâlpului.Așa se face și răcirea ledurilor de putere din lanternele de calitate, corpul extern este utilizat ca o extensie a radiatorului. Eu aș monta mai bine ledurile pe radiatorul de aluminiu doar prin utilizarea unei foițe subțiri de mică și a vaselinei siliconice, fixarea făcându-se prin mici clipsuri metalice cu șurub.Trebuie totuși ținut seamă de faptul că ledurile vor funcționa mult timp în incintă închisă, deci căldura trebuie evacuată prin cedare către corpul stâlpului....

Ledurile le poți înseria în fiecare stâlp pentru a ține curentul total per stâlp la valoarea de 100mA...

[turcu_dan]

Nu cred că e prea bună răcirea ledurilor prin intermediul plăcuței de cablaj și a adezivului cu care le vei lipi pe radiator.

Am aplicat aceasta metoda la 5-6 lampi construite cu acest tip de led, una din ele functioneaza 12 ore/zi si are cam 6 luni de functionare. Probabil ca transferul de caldura nu se face ca in cazul unui pcb dedicat, insa metoda propusa mai sus este greoaie datorita dimensiunilor mici ale acestor led-uri. Alimentandu-le la doar 66% din capacitate, evit si fortarea/incalzirea lor suplinind faptul ca nu am un pcb dedicat, zic eu. Micile insule de Cu vor de pe PBC vor folosi si acestea la racirea led-ului. Am realizat un astfel de montaj,  o sa pun o poza spre seara, pentru a se intelege mai bine.

[validae]

Îmi dau seama că e dificil dată fiind dimensiunea redusă a ledurilor...dar e bine să aibă un transfer termic cât mai bun pentru fiabilitate maximă.

[turcu_dan]

Cam asa arata montajul, o sa mai atasez si pe interiorul profililui cateva aripioare de Al prinse cu nit-uri.

[validae]

Să măsori temperatura joncțiunii unui led după 1 oră de funcționare. Dacă poți cu un termometru IR

[Dr.L]

Au la TME MCPCB (cablaj pe suport de aluminiu, http://www.tme.eu/ro/katalog/#id_category=112713&s_field=artykul&s_order=ASC&visible_params=2%2C1037%2C442%2C443%2C329%2C138%2C139%2C1038%2C2550%2C2204%2C1597&used_params=139%3A604%3B ) si nu pare foarte scump. E 3-4x mai scump decat cablajul normal, pe FR4.

Dar cum trebuie sa pui strict un led + loc pt suruburi, iesi tot pe acolo, insaracirea e mult mai buna, putand folosi si profilele de Al drept radiator.

Daca folosesti cablaj normal, nici nu prea are rost sa le pui pe aluminiu. El tot ajuta, insa transferul e slaaab.

Felicitari pt realizare! Doar sa le pui pe cablajul pe care-l merita

[turcu_dan]

Am aruncat o privire la preturi, sunt destul de mari pentru cantitatea care-mi trebuie, voi depasi 200Ron doar pe MCPCB la 12 stalpi. Ramane sa fac un test dupa cum spune si @validae, montajul alimentat la 100mA (66% din capabilitatea led-urilor), voi vedea care este temperatura dupa o ora de functionare. Desi pare destul de greu de crezut, transferul de caldura se face si prin metoda descrisa de mine, bine .... nu se compara cu cablajul dedicat. Stalpii vor functiona 90% comandati de senzori de prezenta, deci aprinderi de 1-2 min. Iar in rest cand se vrea o functionare continua de o ora, doua , luminozitatea va fi redusa manual dintr-un circuit PWM, 12 stalpi dand o cantitate destul de mare de lumina. In conditiile in care unul lumineaza cca 500 lumeni, mai mult decat un bec de 40W.

Daca folosesti cablaj normal, nici nu prea are rost sa le pui pe aluminiu. El tot ajuta, insa transferul e slaaab.

  Am facut un experiment: led lipit pe o bucatica de cablaj 3mm2 in stanga led-ului si 3mm2 in dreapta lui. Aceste insulite de Cu de pe cablaj cu o suprafata totala de cca 6mm2, ajuta la racire, insa dupa 1-2 min se incalzesc destul de tare. Situatia se schimba cu mult in bine cand placuta de cablaj este si ea lipita la randul ei pe un radiator, insulele de Cu ramanand doar caldute, totodata schimbandu-se si temp led-ului.

Editat Aprilie 17, 2015 de turcu_dan

[validae]

Dacă sunt folosiți acei stâlpișori doar cu senzor de prezență, pe termen relativ scurt...nu cred că vor fi probleme. Credeam că vor lumina continuu toată noaptea....dar să verifici temperatura joncțiunii sau măcar a capsulei. De multe ori chiar dacă radiatorul pare doar călduț, joncțiunea e fierbinte..din cauza transferului termic slab.

[mihaicozac]

Dacă sunt leduri 5630, au o pastilă de răcire pe mijloc, care la tine pe cablaj se plasează exact unde cuprul este îndepărtat. S-ar putea monta puţin excentric ca pastila să ajungă pe cupru, astfel răcirea ar fi mai bună. Oricum la cei 0,5W maximi, respectiv 0,3W în situaţia dată, convecţia cablajului este mai mult decât suficientă pt. ele.

În poza din dreapta rândul de leduri de sus pare că nu luminează, nu erau legate sau aveai scurt pe undeva?

Editat Aprilie 17, 2015 de mihaicozac

[Dxxx]

Dane, ma bucura ca continui.

 

In primul rand fa-ti experimentele si masuratorile si actioneaza conform concluziilor pe care le tragi, pentru ca nu vei gasi sfatuitor mai bun.

 

Cu MC-PCBul merita sa incerci, se pot taia fasii inguste de cativa milimetri, deci nu va fi mult cost in plus, iar la aceste puteri merg de numa-numa.

 

Singura observatie: nu poxipol, e mult mai bine cu silicon transprent in strat cat mai subtire.

[turcu_dan]

În poza din dreapta rândul de leduri de sus pare că nu luminează, nu erau legate sau aveai scurt pe undeva?

  Nu erau legate, inca nu am sursa de 16V, in imagine sunt alimentate la 12V. Ca si varianta de lipire pe profilul e Al o sa incerc si siliconul, va fi ceva nou pt mine. Nu stiam ca are proprietati de transfer al temperaturii.

[Dxxx]

Nu sunt Mafalda si nici nu am facut teste obiective ca sa-ti pot da ceva concret, insa eu am impresia unei conductii termice relativ buna prin silicon si relativ proasta prin adezivii duri tip rasini (poxipol) sau cianacrilat (superglue).

Ce pot sa zic este ca am experienta pozitiva cu siliconul. De mai multi ani am fixat HDD in incintele OBHD sau fire / placute PCB etc.

Preferat este silicon + transparent + polimerizare neutra (adica nu acetica, adica nu miroase a otet, cel care este probabil recomandat pentru lipit oglinzi).

 

Avantajele sunt:

- pret convenabil

- se intareste ramanand elastic si se poate presa intre suprafete pana ramane un film foarte subtire. Elasicitatea e de cautat pentru radiatoare unde evident se produc dilatatii/contractii.

- nu imbatraneste, nu crapa

Editat Aprilie 18, 2015 de Dxxx

[turcu_dan]

  Am facut niste teste in week-end....., pe radiator (profilul patrat de AL) vor fi montate pe fiecare latura cate 4 led-uri serie, profilul avand 18mm lungime, led-urile vor fi amplasate la distante departate egale. Acestea vor fi cositorite pe cablaj, care are pt fiecare led cate o insula de Cu cu suprafata de cca 4.5cm2 in fiecare parte. La randul lui cablajul, va fi lipit pe profilul de Al probabil cu siliconul recomandat de @Dxxx, in testul facut, au fost lipite cu poxipol, inca nu am silicon de acest tip, doar acetic, sper sa gasesc. In test, cand au fost lipite pe profilul de Al cu poxipol, dupa o ora de functionare temperatura a ajuns la cca 40 grade. Nu am sesizat dif de temp intre radiator, cablaj, led.  Alimentate la 100mA, adica la 66% din maximul admis in foaia de catalog acestea functioneaza calde,  temperatura putand fi tinuta in limite rezonabile chiar si in spatiul inchis unde se afla led-urile. Se pare ca alimentate la acest curent castig si la eficienta lor, adica:

- alimentate la 150 mA am aprox 768 Lm la o putere de 3.5V*150mA= 0.525/led x 16 led-uri = 8.4 W; 91.4 Lm/W

- alimentate la 100 mA am aprox 591 Lm la o putere de 2.9V* 100mA= 0.29/led x 16 led-uri = 4.64 W; 127.3 Lm/W - dupa datele si graficele din catalog. In total o sa am 591Lm/stalp x 12 buc = 7092 Lm. Momentan curtea este iluminata de 2 proiectoare cu halogen de 150W, cred ca o sa depasesc luminozitatea acestora cu cei 12 stalpisori.

  Se poate observa eficienta ridicata la o alimentare cu un curent mai mic decat cel max admis de catalog, rezolvandu-se astfel si problema eliminarii caldurii, care la o alimentare cu 150mA intr-un spatiu inchis cum este acest tip de stalp devine problematica. Problematica as putea spune intre ghilimele, oricum temp nu ar ajunge niciodata ca cea a becolled-urilor din comert, care ard daca te atingi de ele,  in aceasta categorie le includ chiar si pe cele de firma.

Astazi o sa caut silicon cu polimerizare neutra, insa nu stiu daca o sa gasesc, pe masura ce avansez o sa revin cu detalii.

Editat Aprilie 20, 2015 de turcu_dan

[Dxxx]

Principial este mai bine cu cel neutru, insa si siliconul acetic trebuie sa mearga pe aluminiu, care din ce stiu eu este relativ rezistent la mediul acid (este vorba de oxidul de aluminu, defapt) fiind corodat de baze. De asemenea celelate materiale, presupun ca sunt FR4 sau textolit + cupru si toate au buna rezistenta chimica. Nu uita sa le presezi la maxim, ca stratul sa fie cat mai subtire.

Si daca poti fa niste masuratori intre fixarea cu poxipol si cu slilicon.

 

Cat despre dimensionare, exact asa trebuie facuta, ideea este sa mergi spre racire usoara si randament maxim, ceea ce inseamna factori de incarcare mici - asta de cate ori se poate si daca iti permiti baneste.

Bucuria incepatorului de a merge la incarcare 100% este doar modul de "a-ti fura singur caciula" si nu se aplica mai niciodata de cine este serios, in aplicatiile "normale".

 

Becoledurile au un regim termic dezamagitor, ideea este ca la nivel de amatori poti lejer sa le depasesti, asta desi exista solutii de racire exceptional de eficiente (nu si foarte ieftine).

De retinut ca ideea de randament bun este mai usor de realizat prin imbunatatirea racirii decat prin factor de incarcare mic. Insa in general costul este mai mare pentru prima solutie.

Eu zic ca este rational sa le combini pe ambele: racirea cea mai buna posibil (inclusiv ca cost) si un indince de incarcare mic, si el dependent de cost...

Probabil ca dependenta de costuri ale ambelor explica prestatia jalnica a industriei in becoleduri.