Делаем ЛЭД светильник сами. - Страница 3 - Аквафорум

Делаем ЛЭД светильник сами. · 23.02.2013, 16:03

Учитывая интерес форума к ЛЭД освещению предлагаю вместе спроектировать ЛЭД светильник для аквариума.
Это не так просто, как кажется на первый взгляд, но вполне выполнимо

Итак начнем.
Что нам понадобится для светильника.
1. Сами светодиоды (ЛЭД ленты и прочее сразу исключим. Почему, будет понятно ниже.
2. Радиаторы для светодиодов.
3. Драйвера (устройство включения светодиодов).
4. Контроллер.
5. Блок питания.
..............................
1. Светодиоды.
В теории светодиод это источник монохромного света, на практике зачастую светодиоды выпускаемые различными фирмами не являются монохромными, а имеют определенный спектр. Нам же нужен не любой спектр, а спектр поглощения растений.
Как это сделать. Да очень просто. Нужны не отдельные светодиоды, а так называемые сборки. Некоторые сборки выпускаются уже серийно, но это в основном для морской аквариумистики. Но никто не запрещает нам спроектировать свою сборку

Как это сделать. Нужен Excel и время. Нам нужно подобрать такие свнтодиоды и в таком количестве, чтобы их суммарный спектр повторял (в идеале) спектр поглощения растений.
Многие фирмы ы своих проспектах дают в виде графика спектр своих светодиодов. Его нужно оцифровать. Для этого в экселе строим табличку (см. вложение) и графики по ней.
Табличка представляет из себя зависимость излучения светодиода от длины волны. В графе ИТОГО это излучение умножается на количество светодиодов. По столбцам Длина волны и Итого строится суммарный график. Наша задача - сделать график наиболее приближенным к спектру поглощения растений. Все бы хорошо, но производители дают только сами графики в виде рисунка и не дают таблиц

Но есть выход - вырезать рисунок, вставить в эксель в "прозрачном" виде.
Допустим это "Светодиод 1".
Далее строим уже свой график зависимости излучения этого светодиода от длины волны, заполняя столбец Излучение - Светодиод 1 для начала произвольными значениями. Накладываем рисунок на наш график, перемещая и масштабируя рисунок совмещаем оси координат и их отсчеты. Теперь просто подбираем цифры в таблице, пока наш график не совпадет с нарисованным. Так нужно сделать для ВСЕХ светодиодов, которые мы предполагаем использовать.
Меняя количество светодиодов (0 - нет светодиода) мы можем подогнать график суммарного излучения к реальному спектру поглощения растений.
1.1. Количество светодиодов.
Зная общее излучение (в люменах) нашей сборки, можно посчитать, сколько сборок нужно на наш аквариум.
2. Радиатор.
Зачем он нужен. Ну понятно, чтоба светодиоды не перегревались.
Зная тепловыделение светодиода (см. даташит) и их количество можно посчитать площадь необходимого теплоотвода (радиатора). Затем просто выбрать радиаторы из числа серийно выпускаемых.
3. Драйвера.
В общем то для маломощных светодиодов они не нужны.
Для мощных (1 ватт и более) - обязательны. Почему. Светодиод имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. чем выше его температура, тем меньше его сопротивление и тем выше протекаемый через него ток. В обычной лампе накаливания этот коэффициент положительный, т.е. чем ниже температура спирали, тем меньше ее сопротивление и тем выше протекаемый через лампу ток (при неизменном напряжении сети). Это приводит к тому, что старые лампы с истончившейся спиралью перегорают как раз в момент включения (спираль холодная, сопротивление низкое, ток большой - спираль не выдерживает тока).
Чем грозит отрицательный коэффициент в светодиодах. Да тем, что они просто сгорят. Светодиод разогреется, ток через него увеличится, при неизменном напряжении увеличится отдаваемая светодиодом мощность. Поскольку у светодиода не 100% КПД (часть энергии идет на нагрев), то он еще больше разогреетсяи так пока ток через него не превысит допустимый, после чего светодиод сгорит.
Чтобы этого не было, светодиоды подключаются через специальные драйвера, которые контролируют и ограничивают ток через светодиод (диммируемые драйвера могут и управлять этим током, а следовательно и мощностью излучения светодиода).
4. Контроллер.
Ну это уже больше для удобства.
Задает время включения - выключения, можно регулировать спектр и т.д.
5. Блок питания.
Обычно используются блоки питания на 24-48 В с выходным током до 12-15 А.
.............................
Это вкратце теория. Если кому интересна практика - прошу в тему.

mazapura · 24.02.2013, 13:07

pimass, а я взагалі прочитав як питання від Starcomputer-а

Цитата:

Сообщение от pimass

а не модульную конструкцию?

тоді питання - що за модульна конструкція?

pimass · 24.02.2013, 15:20

mazapura, Такого типа

Скрытый текст

То есть грубо говоря несколько светильников в одном корпусе.... Радиаторного профиля нужно меньше, соответственно легче общий вес конструкции, опять же дешевле. Скрытый текст

mazapura · 24.02.2013, 17:45

а "шеренги" ребер - з чого зроблені?
тут невелика висота - що є дуже добре.
а діоди де/як прикріплені?
Скрытый текст

pimass · 24.02.2013, 17:58

Ну так и фото оттуда и выдрано

pimass · 24.02.2013, 18:22

Цитата:

Сообщение от mazapura

а "шеренги" ребер - з чого зроблені?

Радиаторный профиль

Starcomputer · 24.02.2013, 19:12

pimass, вес конечно получается приличный (около 15 кг), зато и тепловой режим очень хороший, даже кулеры не нужны.

pimass · 24.02.2013, 19:17

А пустота в центре не скажется на освещенности дна, али будут коллиматоры использованы?

mazapura · 24.02.2013, 19:29

Цитата:

Сообщение от pimass

Радиаторный профиль

висота профілю 24-38мм - "їжачки", на мій погляд, надто високо

піпли, лише не смійтесь

ліхтар для маленького акваріума, наприклад, 30х30х30 - з 7-ома діодами виглядає (у першому наближенні) приблизно так:

наразі підкладка - стальна пластина (це тимчасово, заміню на алюмінієву смужку)
кулер - для відеокарти 40х40 мм
блок живлення до нього - від ТБ-антени з регулятором напруги - можна виставити шум кулера.
на мінімальних обертах кулера, конструкція майже не нагрівається - "ледь тепла"
питання радіаторів майже відпадає.

pimass · 24.02.2013, 19:35

Цитата:

Сообщение от mazapura

питання радіаторів майже відпадає.

Ой ли.... Какие стоят "светики" и что самое интересное как они прикреплены к пластине?

mazapura · 24.02.2013, 19:38

"комплектуха":

Cree Cool White XTEAWT-00-0000-000000F51
Cree White(3000K) XTEAWT-00-0000-00000LBE7
Cree Red XPERED-L1-0000-00301
драйвер LPCH-18-700 на 7 світлодіодів

прикріплені на термопасту+гвинтиками (приблизно так):

pimass · 24.02.2013, 19:42

Ага про термопасту увидел, и какая температура пластины возле диода и самой подложки в процессе работы?

mazapura · 24.02.2013, 19:43

обов’язково - хороший шар термопасти + по два гвинта
місцями видно, як термопаста "вилізла" з-під зірочок

mazapura · 24.02.2013, 19:46

термометра під рукою не маю - без вентилятора -- довго руку тримати = пече, з вентилятором -- ледь тепле (на мінімальних обертах вентилятора = щоб не шумів)

pimass · 24.02.2013, 19:57

По хорошему что бы понять как работает охлаждение нужно померять температуру "звездочки" и температуру пластины рядом с ней, тогда можно понять как идет теплоотвод, по идее при хорошем монтаже разница температур должна составлять 0,5-1 градус. (На Аквалого вычитал)

mazapura · 24.02.2013, 20:03

pimass, рукою до СД я лізти не буду. 1С великої ролі не зіграє.
Вентилятор стоїть/прикріплений по-середині пластини, температуру "міряю" на краях пластини - шо мої батареї

ледь тепло -- це дуже добре, без вентилятора до пластини майже неможливо доторкнутися.

а "майже неможливо" і "ледь тепло" - це градусів з 50 буде