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12/05/2013 #1


Proyecto paneles iluminación Led de alto rendimiento
Hola amigos,

Me he registrado en el foro en busca de conocimiento y aprender acerca de este apasionante mundo. Siempre me ha interesado mucho el mundo de la electrónica aunque no tengo formación académica en el mismo, por tanto busco aquí consejo de todos ustedes para llevar a cabo un pequeño proyecto.

Queremos llevar a cabo el montaje de paneles de iluminación Led para distintas aplicaciones como acuarios y horticultura especialmente. Tengo un amigo aficionado a los acuarios y yo he estudiado botánica, por lo que ambos estamos muy interesados en este proyeto. Estamos muy concienciados con el ahorro energético y la energía verde y también estamos al tanto de los últimos avances con los chips leds de última generación y alto rendimiento, los cuales dan grandes resultados para la construcción de paneles de iluminación de gran eficiencia y ahorro energético, muy adecuados para estos usos en acuariofilia o horticultura, donde las características de los Leds y sus posibilidades, los convierten en una gran opción para esto.

Nuestro objetivo, es diseñar una serie de paneles y probarlos para diferente usos. Hemos estado investigando bastante acerca de los leds, los espectros y radiometría de la luz y sus usos características que han de tener para diseñar lámparas que puedan emplearse tanto en horticultura como acuicultira.

Pero en este punto, encontramos carencias de conocimientos electrónicos para llevar a cabo este proyecto. Hemos buscando y encontrado bastante información y tutoriales o ideas en foros del extranjero pero creo que aquí será mucho más sencillo intercamibiar información y consejos con otros aficionados y profesionales de la electrónica, y tal vez con su ayuda, conseguir llevar nuestro proyecto a buen puerto.

Los leds usados, serán leds de alta potencia de 1w a 3w, con unas curvas radiométricas y unos perfiles CRI y un rendimiento fantásticos. Ahora mismo, los mejores leds disponibles para estos usos son entre otros y principalmente:

-Cree XP-E bin P3
-Cree XM-L2 bin T3
-Cree XP-G2
-Cree XT-E bin R3

-Osram Oslon SSL

-Philips Luxeon ES

Todos ellos tienen unas características similares. Se usarán de diferentes colores como rojo, rojo profundo, azul, azul profundo, blanco frío, blanco neutro o blanco cálido. Buscamos en cada color, el mejor rendimiento posible, lo cual nos permitirá el mayor ahorro energético a la vez que lograr el mejor espectro de luz y la mayor cantidad de fotones emitidos por cada uno. También hay mucho que experimentar con las combinaciones de colores, pero esto realmente solamente es cuestión de cambiar unos leds por otros y no supone problema.

Otra cuestión importante, es que deberán usarse drivers con los leds para que estos funcionen a unos mA determinados (también importa que sea el de mejor rendimiento).

Una vez seleccionados los componentes, debemos soldar los leds en bases de PCB tipo estrella o múltiples para varios chips. Por lo que hemos visto en foros de internet del extranjero, es posible usar algunas bases para leds que tengan la misma base como los Oslon y los Cree:



También pensamos en montar cada led individualmente en PCBs tipo estrella, o en paneles PCB para muchos leds, pero pensamos que esto podría ser un problema para la correcta disipación del calor y sobretodo para la mezcla adecuada de los diferentes colores y el espectro. En las lámparas que se venden para este tipo de usos, normalmente se concentran varios colores en un solo punto formado por varios leds para que los colores del espectro necesario se mezclen perfectamente.

La disipación de los leds, que aunque emiten poco calor, debemos mantenerlos a una temperatura lo más baja posible para que su rendimiento lumínico sea el mejor; será pasiva con radiadores de aluminio de tipo barra y tal vez algunos ventiladores pequeños tipo CPU, si es necesario. Hemos optado por disipación pasiva para reducir ruidos y complicaciones al máximo. Si se necesitan muchos ventiladores, hay más conexiones, más posibilidad de componentes averiados, etc. Debemos también intentar calcular el poder de disipación de los radiadores de aluminio antes de poder llevar a cabo el diseño de los paneles y el reparto de los leds sobre los mismos.



Los drivers, serán del tipo de los Mean Well o Harvard. No tengo muy claro todavía este aspecto, que tipo de driver deberíamos usar, si variable o no, etc... supongo que esto depende de los leds usados y de si todos deben correr a los mismos mA o a diferentes intensidades. En ese caso supongo que habría más complicaciones.

Asimismo, sería interesante disponer de algun interruptor en las series de leds para poder apagar o encender unas secciones o colores al gusto y según las necesidades.

Bueno gracias a todos por su tiempo y espero que me puedan ayudar con este ambicioso proyecto para que llegue a buen puerto! Seguro que poco a poco van surgiendo más dudas y cuestiones.

Un saludo amigos y gracias de nuevo!!

P.D: algunas imágenes con ideas en las que nos inspiraremos:







12/05/2013 #2


Mira, hay muchas formas de conectar los leds. Si todos necesitan la misma corriente, los pones en serie aunque sean de varios colores. Si son de distinta corriente puedes ponerlos en serie, no recomendable, y en forma individual de cada uno.
En serie te beneficia que las corrientes a manejar son menores, y de a uno, las corrientes serán mas grandes.
¿Tienes pensado el voltaje necesario o alguno en especial?
Una buena combinación sería series de tres mas una resistencia limitadora alimentados con 12V, que es una tensión de uso general incluso de baterías.
El disipador de aluminio está bien y si tiene varias aletas no necesitarás ventiladores.
Los 12 V pueden salir de una fuente simple o una variable para poder bajar la corriente con fines de experimentación. Si no conoces mucho de electrónica no te recomiendo otra solución. Aunque te queda la de comprar los drivers en China, que son baratos. Y los leds Cree tambien se compran en China.
Espero que con esto te sea mas claro tu arreglo. Saludos y suerte.
12/05/2013 #3


Hola amigo,

Muchas gracias por tus consejos... en cuanto a la fuente, pues realmente no he pensando en eso todavía, he estado dedicando el tiempo a investigar principalmente acerca de los modelos/marcas leds y su eficiencia y ahora poco a poco, con el resto.

Me he informado acerca de los disipadores de aluminio, con aletas como dices, de unos 50cm de largo, tengo que preguntar en varios sitios a ver precios... aunque no sé todavía que poder de disipación tienen para calcular la distancia mínima entre los leds y las medidas exactas de la pieza de aluminio que necesito. La idea es poner varios grupos de 7-8 leds en cada disipador. Tendrían que ir los grupos en paralelo si pongo por ejemplo 4 grupos de 7/8 leds por la pieza de aluminio?

Probablemente los montaré en serie, lo importante es que funcionen todos igual porque he visto algunas lámparas donde hacia el final del panel los leds brillaban con menos intensidad, la verdad la razón ya se escapa a mis conocimientos. Estoy tratando de seleccionar leds que puedan trabajar bien a la misma corriente, por tanto como dices, me podría valer una fuente de poco voltaje de unos 12 o 24v del estilo de las Mean Well ELN 60-24 o las HARVARD

http://uk.farnell.com/harvard/cl500-...max/dp/1974167.

Las he visto dimmeables pero bueno, tampoco es tan importante poder variar eso la verdad. Sería más cómodo en ese caso tener un interruptor que apagase unos cuantos para poder correr la luz a potencia media y al máximo si fuese necesario tener dos modos de iluminación distintos.

Supongo que un dato a tener en cuenta es que el panel tendrá leds para dar una potencia de unos 60w. Todavía no tengo claro si hacer dos paneles de 60W o uno grande de unos 90-100W. Pero bueno la cosa será así.

Tengo un amigo que es ingeniero técnico eléctrico y espero que me pueda echar un cable también, aunque realmente de esto y electrónica ya me dijo que no controlaba demasiado tampoco.

El material, ahora hay bastantes tiendas online de electrónica, tanto aquí como en alemania, china como dices, USA, etc... buenos precios en leds y componentes en general. Ya he visto algunas interesantes donde venden los bines de leds que busco. Incluso algunas que venden kits ya para acuarios y otros usos y para montar tú mismo, pero claro a precios mucho mayores que comprando y montando todo por tu cuenta. Lo más caro serán todos los leds sin duda y el disipador de alu.



Bueno muchas gracias y poco a poco sigue la cosa en marcha!
13/05/2013 #4


Por cierto alguien sabe si es posible realizar soldadura tipo "reflow" en casa de alguna manera? es que los Leds Osram Oslon SSL solo se pueden soldar de esta forma y su reducido tamaño dificulta este trabajo.

He visto a gente hacerlo con planchas de ropa en casa pero no sé si hay formas mejores.
13/05/2013 #5


Te conviene usar leds tipo estrella como los que pusistes en tu primer dibujo. Esos van atornillados al disipador y te asegura un buen contacto. Yo trato de usar ese tipo de diodos siempre por esa razón.
Y no te conviene hacer cadenas muy largas. De 3 o 6 como máximo. Con ese tipo de soldadura lo que lograrías en casa es quemarlos. Los leds son muy sensibles a la temperatura al contrario de los transistores que aguantan hasta 150 g.
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