LED 50.000 - ep.2 - montaje simple

[Dxxx]

Acest thread face parte dintr-o serie de montaje practice, in care ledurile au un regim de functionare capabil sa ajunga la 50.000 ore de functionare.

Evident ca si acest exemplu se adreseaza incepatorilor.

Vizitati si primul episod aici.

3. Un proiector LED "altfel"

Intro:

- inca un montaj cu cost minimm. Foloseste multe piese recuperate, cu cost zero.

Functie:

- montajul fost conceput din necesitatea de a lumina calea de acces in imobil.

- una dintre conditii era o fiabilitate mare, incat sa nu mai trebuiasca sa se intervina un interval de timp foarte lung.

- in plus era necesar sa fie un proiector diferit fata de cele uzuale, cu unghi de emisie cat mai mare si cu flux luminos mai redus decat uzual.

Doream suficienta lumina pentru a evita obstacolele, dar nimic in plus.

Premise:

- s-a refolosit carcasa unui fost proiector care fusese echipat cu un CFL care se defectase.

https://s25.postimg.org/y27ez3mjj/image.jpg

- lumina fostului bec CFL era in exces, corespunzand la 12W - deci obiectivul ambitios era numai 1-2W putere spre leduri, evident insa cu randament maxim posibil.

- avand in vedere conditiile de mai sus un alimentator clasic / 50Hz recuperat de la un telefon s-a impus ca solutia ieftina + extrem de fiabila + suficienta ca putere, fara ca sa produca semnificativ caldura.

Am folosit un alimentator mai vechi de Nokia, nominal de 400mA si care la curentul preconizat debita in jur de 7V, suficient.

https://s25.postimg.org/xpg0swou7/image.jpg

Leduri + punct de functionare:

- din start am hotarat sa folosesc leduri ieftine si deja probate ca fiind foarte bune, de la Edison (firma din Taiwan, cu istoric semnificativ). Edison 2T0301NW11000012

- alegerea ofera din start una dintre solutiile cu raport pret/calitate foarte bun.

- ledurile au in capsula cate doaua jonctiuni inseriate, deci Vf~6V. Curentul nominal 150mA / 1W., unde randamentul este ~150lm/W. CRI>80

- punctul de functionare ales a fost de numai 60mA, la care avem un randament excelent - 180lm/W si Vf tipic 5,7V. Puterea per capsula = 340mW

- am folosit 4 capsule, deci o putere totala spre leduri de 1,4W

Schema:

- transformatorul de Nokia a venit din start cu o punte redresoare + filtrare si un PTC de limitare (existenta lui nu adauga decat o protectie in plus).

- tensiunea obtinuta la cei 240mA (4 x 60mA) este suficienta, spre 7V deci raman peste 2V disponibili pentru driver.

- am folosit driver cu o schema clasica, cu 2 tranzistori. Schema este cea de mai jos, insa al doilea tranzistor a fost cu jonctiune, un NPN.

Daca se folosea Mosfetul figurat in schema driverul ar fi fost capabil sa functioneze bine cu o cadere de tensiune mai mica, chiar si de 1V. Dar nu a fost necesar.

https://www.ultraimg.com/image/nztq

(in schema tranzistorul de putere este Mosfet cu canal N, dar in fapt a fost folosit un NPN tip BD135)

- in teste s-a dovedit ca driverul mentine bine curentul, chiar si daca tensiunea de la iesirea transformatorului scade cu 0,5V, ceea ce este multumitor.

- cele 4 leduri sunt cablate in paralel, insa pentru echilibrarea curentului s-a dispus in serie cu fiecare led o rezistenta de 4,7 Ohmi.

Racire:

- dorinta este ca tot subansamblul sa fie rece ca sa mentinem jonctiunile permanent sub 85 grade Celsius, ceea ce aduce speranta de viata de 50.000 ore.

- problema majora este ca proiectorul va sta afara, deci trebuie sa fie perfect etans, si asta ingreuneaza racirea.

- totusi carcasa metalica turnata are aripioare de racire si asigura disipatie destul de mare.

- avem si un avantaj oarecum "extern" pentru ca lumina este comandata automat, de un senzor de crepuscul.

Asta garanteaza ca daca reflectorul este incalzit direct de razele solare, in acel moment ledurile nu vor fi in functie.

Pasul 1

Trebuie sa avem grija ca incinta sa nu se incalzesca de la alte surse de caldura in afara de leduri:

- transformatorul abia se incalzeste la o sarcina de 2W pe durata nedeterminata. In plus este montat direct in contact cu carcasa metalica deci poate evacua caldura direct prin conductie. OK.

- driverul "arde" 2V / 0,24A deci cam 0,5W si este prevazut cu un mic radiator, montat si el in contact termic cu carcasa metalica. OK.

Pasul 2

Ledurile primesc fiecare 340mW, deci pe toate 4 revin 1,4W.

Necesarul de racire ar fi destul de redus, insa aici preferam risipa, adica o racire temeinica, care ar putea sa faca fata la puteri de 3-4 ori mai mari. Asa este mai sigur.

- ledurile sunt cositorite toate pe o interfata termica tip "star" din MCPCB, care ar putea transfera eficient putere de 5 ori mai mare.

- starul este montat cu TIM si fixat cu nituri izolate cu saibe din plastic. O montura mai buna ar fi fost cu suruburi autofiletante, pentru ca permitea revenirea / strangerea / slabirea.

Cu niturile trebuie sa nu ai ezitari si sa sti ce faci.

- suportul starului este o placa de aluminiu groasa de 2,5mm. Ca suprafata deja este binisor supradimensionata.

In plus, placa este fixata pe carcasa cu silicon, ceea ce asigura si un cuplaj termic, deci se transfera caldura spre carcasa, prin conductie directa.

In mod secundar aceasta placa functioneaza si ca reflector al razelor de lumina spre directia utila.

https://s25.postimg.org/ns4zzv4dr/image.jpg

Optica secundara:

Nu am folosit optica secundara (reflector, lentila) pentru ca dezideratul era unghi de emisie maxim. Optica secundara nu ar face decat sa ingusteze acest unghi.

Totusi ceva raze "ratacite" sunt reflectate in directia utila de catre radiatorul de aluminiu, dar nu cred ca asta sa adauge ceva semnificativ.

Asamblare finala:

Dupa terminarea testelor functionale am ajuns la etansarea incintei.

Am folosit silicon transparent.

Incinta perfect etansata are la interior aer captiv unde convectia este limitata. Din aceasta cauza am supradimensionat toata racirea.

https://s25.postimg.org/k8j2a1m8f/image.jpg

Cost:

Ledurile sunt cumparate si au un cost cam de 1 leu bucata. Starul de transfer termic costa cat 3 leduri.

In rest toate componentele sunt recuperate.

Adica cost aproximativ 7 lei.

Aspect comercial:

Probabil ca se putea aplica mai cu grija siliconul.

Desigur ca si firele de la leduri puteau fi ascunse cumva.

Insa tot ce conteaza in acest caz este functia, aspectul nu are nici o importanta.

Proiectorul este amplasat pe zid, cam la 3m inaltime iar calea de acces este stanga-dreapta raportat la proiector, din cauza asta nu doream focalizare ci unghi de emisie maxim.

Exploatare:

- montajul functioneaza fara probleme de un an si jumatate.

- zona iluminata este cam de 50 metri patrati. Desigur ca pentru un consum de aproximativ 2W lumina este la minimum necesar, dar in acelas timp suficienta.

- pe viitor, daca va fi necesar sa se dea atentie la ceva va fi verificarea / refacerea etansarii, pe partea de iluminare nu intrevad probleme cel putin 10 ani...

[cristi_908]

Puterea cam mica pentru un proiector dar e o modificare buna, ledurile o sa reziste chiar mai mult de 50.000 de ore pentru ca au un regim de fuctionare lejer

am si eu proiectoare modificate care erau de 500w halogen am inlocuit halogenu cu 12 leduri fiecare de 3w dar tot cu un curent mic si fuctioneaza de mai bine de 5 ani aprinse de un senzor clepuscular au undeva peste 21.900 de ore de fuctionare dar nu a cedat nici un led.

[Dxxx]

Pai de aia este un "proiector altfel"

 

Probabil ca nu ar fi trebuit mari modificari ca sa dublez puterea, insa pentru situatia concreta atat este suficient, dupa DS ar fi 250 lumeni (1,4W x 180lm/W).

 

Evident ca dimensionarea / punctul de functionare / componentele selectate trebuie foarte bine judecate de fiecare data - cam asta am reusit in acest caz, pentru ca am ajuns "din prima" exact la ce am dorit.

Presupun ca in mare parte conteaza si experienta, dar, oricat de experimentat ai fi, este de multe ori necesar sa revii si sa aduci schimbari pentru ca rezultatul sa fie exact ce doresti.

[cristi_908]

La proiectoarele pe care leam modificat am folosit o combinatie de cite 6 leduri cu lumina calda si 6 leduri cu lumina rece

tensiunea de alimentare 24vcc.