tradotto con google:
1) Perché costruire un LED?
Una breve storia.
Con la mia prima vasca di 400 litri (120 x 60x 60 cm) che ho comprato all'inizio del 2002, una rampa con 2 Arcadia HQI 150W 10.000 K + 2 blu tubi Osram 30W 67 di cui mi ha dato soddisfazione. Il traghetto è visibile da 4 lati, il fotovoltaico si trova nel centro con la parte anteriore e posteriore pendii piuttosto ripidi e chiudere le finestre. Per "dare aria", eliminando le finestre del fotovoltaico nel 2004 ho costruito un serbatoio di 750 litri (150 x 90 x 65 di altezza): la costruzione è descritto qui.
Ho mantenuto la stessa illuminazione, ma ho dovuto andare al ovvio: era diventato inadeguato per il nuovo volume, così ho sostituito alimentatori e HQI 150W con i modelli da 250W, la descrizione di conversione può essere trovato qui. I coralli in crescita e anteriore e posteriore del fotovoltaico è ora disponibile ho voluto mettere nuovi ospiti, ma le fonti sono troppo limitati HQI, questi lati erano scarsamente illuminate, ho considerato la costruzione di una rampa 2 x HQI 400W grandangolare riflettori che finalmente sembrava troppo massiccia.
Ho anche considerato la costruzione di una rampa da 96 LED 3W: + 32 64 ciano bianco, ma mi sono reso conto che con la tecnologia del tempo l'intensità della luce è insufficiente ed ero riluttante a essere lavoro a LED più. Alla fine ho scelto la via più facile: una rampa con 12 Giesemann Matrix T5 da 54W che ero inizialmente molto felice per resa cromatica, anche se l'assenza di onde (onde) rendono il serbatoio meno "vivo".
Quando ho ordinato la rampa, allo stesso tempo ho ordinato la "finestra" di protezione (60 €) Giesemann consegnato la rampa ma non il "plexiglas" e poi ha ammesso di aver problemi di distorsione , hanno cercato una soluzione, sto ancora aspettando (2 anni).
Data la splash, ho aggiunto un 4 vetrino mm sotto la rampa, ma è riflettori non è più ventilato che copre tutta la superficie (senza spazi fra loro) e separando i tubi dei reattori situati in- sopra, quindi i tubi di raffreddamento può avvenire solo dal basso (già non molto logico), il vetro non si muove, ma è sempre più caldo tra il vetro e riflettori, ho cercato un ventilatore per soffiare tra la tangenziale vetro e il parallelo riflettore per i tubi, ma il guadagno in temperatura è minimo.
Se Giesemann consiglia un altezza minima di 30 cm è tale da impedire spruzzi sopra i tubi e riflettori, ma a 30 cm, certo che illumina l'intera stanza, ed è per questo l'ho messo a 20 cm (al di sotto del l'accesso al cassetto è difficile e poi non passa tra le pompe di circolazione esterna Tunze 4002) e un sacco di luce passa ancora sopra il vassoio.
Alla fine ho concluso che questo Giesemann rampa, molto ben rifinito e molto attraente inoltre, è mal progettato. E poi mi sono reso conto che il T5 rampe, anche in acqua di marea, ha un altro inconveniente: se l'angolo di incidenza dei raggi luminosi sulla finestra laterale supera i 48,8 ° si ha riflessione totale (il la luce torna completamente in padella).
Tutti i calcoli (rifrazione aria-acqua, acqua-vetro, vetro-aria: vedi sotto il mio programma di distribuzione della luce), se l'angolo di apertura della luce supera i 122 ° non la luce torna nel cassetto, si attraverso l'interfaccia vetro-aria e illumina il tappeto, o rampe T5 probabilmente hanno un angolo maggiore (il mio è 140 °), questa simulazione, il fronte e di profilo, aiuta a spiegare perché il 17% della luce si perde fuori vassoio.
In breve
confronto tra vantaggi e svantaggi di rampe HQI e T5 che ho (avuto)
e quello che spero la rampa in costruzione a LED (0 = povero, 1 = medio, 2 = buono) 250W HQI 2 54W T5 12 12 LED 50W
Colore 1 2 2
Distribuzione della luce 0 2 2
Perdita di luce 2 1 2
Wavelets 2 0 2
Illuminazione 1 2 2
Totale 7 10 giugno
Rispetto alla mia rampa T5 attuale e HQI mia vecchia rampa, i miei obiettivi sono
1. colore del tutto simile a T5;
2. luce diffusa in tutto il vassoio, ma meno consistente rispetto al T5, almeno non come un tempo 2 HQI;
3. perdita 'di luce sul serbatoio e verticale attraverso le finestre per rifrazione;
4. effetto increspature;
5. luce un po 'superiore al T5.
2) Scelta del LED
Sono rimasto l'idea della 3W molti LED, noioso da implementare, quando mi sono imbattuto in un articolo affermando 50W LED: era molto meno, è ciò che riaccende la mia progetto.
Ho cercato e trovato due fornitori: ac-rc Satisled e che ho chiesto (resa, colore, lente, ...).
Non avendo ricevuto alcuna risposta dal primo ho deciso di acquistare un LED in ac-rc che, anche se più costoso, non è stato avaro di informazioni, ha venduto 10.000 modelli K e 20.000K, l'apparente prima a me un po 'debole Ho scelto la seconda, con 60 ° lente
Prime prove con un PC come dissipatore del processore più fresco (TDP (Thermal Design Power) 77w) dando un aumento della temperatura ambiente - 13 ° C. unica
Potenza: 1,75 A per la tensione del terminale non raggiunge 31V poi 54,25 W
Obiettivo: Ho un bel cerchio di 23 cm di diametro a 20 cm dal chip è un angolo di 60 ° come pubblicizzato.
Flusso luminoso: 101.000 lux su un cerchio di 23 cm (0,0415 m) o 4196 lumen o 77,35 lm / W. Poi il mio rifugio, ora illuminato da una HQI 70W Aqua Medic Aqualine 13000K.
Sembrava male, ma avevo bisogno di un modo per controllare un dispositivo per la misurazione del colore, e ho trovato due metodi empirici, uno dei Camy Mc che funziona bene in teoria fino a 12.500K, il un altro di Javier Hernandez-Andres, Raymond L. Lee, Jr., e Javier Romero va molto più in là (l'errore non sia superiore a 0,62% tra il 9000 e 17.000K e 1,02% tra 17.000 e 50.000K), ma ha dato risultati aberranti!
In due casi il metodo è quello di calcolare la temperatura del colore (CCT temperatura di colore = correlati) dai componenti RGB. Così ho preso le immagini di un oggetto bianco, cioè un foglio di polistirolo espanso (non è certo un "riferimento" bianco assoluto, ma uso sempre lo stesso modo che i risultati sono relativi coerenti) , hanno analizzato le componenti RGB utilizzando il software fotografico (Jasc Paint Shop Pro) ed è entrato nella formula di Mc Camy in un foglio di Excel.
Nel frattempo, un membro della barriera Cap trovato l'errore nella seconda formula che ho usato in un programma che esegue automaticamente oltre 15.000 punti, in termini di tempo passo del RGB analisi.
Questo programma può essere scaricato da qui Scarica
Ed ero un po 'sorpreso per i risultati:
• illuminazione T5: 16.500K
• 13.000K HQI: 7.400K
• LED 20.000K: 13.200K, il risultato del programma sostenuto da un'azione da un fotografo professionista con una DXO software professionale. I passi del calcolo
1. misurare le tre componenti R, G, B
2. calcolare i valori tristimolo X, Y, Z
X = 0431 * 0342 * R + G + B * 0178
Y = 0222 * 0707 * R + G + B * 0071
Z = 0020 * 0130 * R + G + B * 0939
3. Calcolare coordinate x, y nello spazio colore (cons grafico)
x = X / (X + Y + Z)
y = Y / (X + Y + Z)
4. CTC calcolo utilizzando l'equazione di Mc Camy
T = 3525 449n ³ n ² n 6.823,3 5.520,33
n = (x-xe) / (ye-y)
xe e voi siete le coordinate dell'epicentro di riferimento per conoscere 6.500K
Bene, il LED non viene fuori che 13.000 20.000K, anomalia che ho riportato al venditore che era molto sorpreso, ma a questo punto sembrava che avrei potuto mescolare questi con alcuni LED blu 455nm, che esistono anche in questo modello per ottenere il CCT desiderato. Così ho deciso di mantenere il primo LED per il mio rifugio e ho ordinato altri tre a 20.000K per ulteriori test, ma il venditore che ha riportato il problema e il LED nuovo al fornitore, questi nuovi tre led erano molto più blu: 40.000K!
Così ho deciso di fare l'opposto: il mix con LED "bianco", 10.000, e ho ordinato uno per vedere, ho associato due azzurre e una bianca e varia il rapporto di intensità, io ' Ho ottenuto questo può essere visto con un bianco al blu ottengo circa 4 17.000K, nei pressi del CTC alla mia rampa di corrente T5 (Obiettivo 1).
Ho anche rappresentato nel grafico il colore di un blu (0%), uno bianco (100%), e un bianco al blu 3 (25% bianco).
Questa proporzione mi si adatta bene a causa della geometria della rampa.
3) Distribuzione della luce
Ricordo che l'obiettivo principale è quello di trovare un compromesso tra la luce e l'illuminazione HQI posto troppo TL troppo divisa.
Nel mio primo studio sul LED 3W (LED con molti angolo stretto), ho confrontato le luci HQI e LED usando un programma di disegno.
Questo metodo grafico è troppo noioso per cercare di opzioni di facile, ho ancora spiegato e scritto un programma disponibile qui
Da una parte il LED selezionato è disponibile con un obiettivo 60 o 90 °, angolo di dimostrare che il test esatto a 20 cm di distanza, ben definito cerchio di 23 e 40 cm rispettivamente.
D'altra parte stavo giocando con la forma particolare del vassoio (angoli tagliati) e la presenza del troppo pieno per essere in grado di luce nella parte posteriore, sono giunto alla seguente disposizione contro
4 LED blu al primo posto con 60 ° lente;
5 LED 2a fila:
un blu 60 °
3 bianco 90 °
un blu 60 °;
3 LED blu al 3 ° posto con 60 lenti °.
Queste lenti raggiungere l'obiettivo 3.
Noi vediamo che la luce è ben distribuito (Obiettivo 2) tra le pareti anteriore e posteriore del fotovoltaico sono ben illuminati dai dispositivi a LED, e la parte superiore del reef riceve luce sia meno potente e meno blu (angolo di apertura 3 LED di potenza superiore).
Sotto il lavandino centrale (3 LED bianchi al centro, uno in ogni lato) in confronto con la rampa T5.
4) di potenza
Il mio attuale rampa T5 luci con 28.000 Lux reale (misurato) è 37.800 lumen (1,35 m) o 58 lm / W (650 W) voglio un po 'di più.
Ho comprato il LED danno 77,35 Lm / W numeri, con 12 LED 600W o mi sarebbe quindi 34.378 a 46.410 Lux Lumen media (23% in più della attuale illuminazione T5).
Io voglio, tuttavia, l'uso dei LED alla loro massima potenza, ad esempio 1,5 o 46,5 A @ 31V LED W, totale 558W, provocando circa 32.000 o 43.161 Lumens Lux (15% in più rispetto l'illuminazione T5 Current: Obiettivo 5).
5) Raffreddamento
La maggior parte della potenza erogata al LED viene dissipata sotto forma di calore.
Sapendo che un watt di potenza luminosa pari a circa 667 lumen, e che la mia rampa si prevede di fornire circa 43.000 lumen, questo è equivalente a 64,5 watt.
Il LED sarà quindi produrre 558-64,5 = 493,5 W di calore è una resa del 11,5% (LED: 5,4 W a 41W luce e calore).
Aggiunto a 3 x 3 x 1,5 V A = 13,5 W per i piloti.
In altre parole, evacuare 507 W attraverso lavandini.
Penso che il metodo più efficace per il LED è quello di utilizzare dissipatori dotati di ventole per raffreddare i processori con il PC (CPU cooler), utilizzato come rifugio sopra e in più abbiamo trovato per meno di 10 €.
Non escludo questa possibilità, ma ha lo svantaggio di attuazione 12 tifosi: temo il rumore sarebbe proibitivo.
Anche con i tifosi producono 18dB a 1m, 12 i fan di produrre 29 dB (18 + 10 log x (12)).
Per questo motivo ho ritenuto successivamente
dissipatore passivo o per evitare che la temperatura del LED va beyond 25 ° C dovrebbe essere una resistenza termica inferiore a 0,5 ° / W, che è possibile ma a costo di un costo superiore a 300 € non per lavelli;
o soluzione ibrida: tre lavandini 1 m con una singola ventola, ventole incluso il costo è ridotto della metà, perché è contro la costruzione di un "tunnel" sul lavandino in modo che l'aria che segue la ferrovia fino alla fine; così ho provato questa soluzione.
I dati contenuti su siti affonda mercantile sembra un po 'fantasiosa a seconda della lunghezza della guida, ho usato la calcolatrice disponibile qui, che fornisce, per la scelta di tipo ML25 lavandino, una resistenza termica di 0,75 ° / W per 25 cm di lunghezza (distanza tra i LED).
D'altra parte la diminuzione k coefficiente di resistenza termica da un flusso di aria (grafico contro) è data dalla formula
k = 0.24 + e-v / 1,17
v è la velocità dell'aria in m / s. Il DFS802512M ventola è stato scelto per il suo diametro pari alla larghezza del dissipatore e soprattutto per il suo silenzio (28 dB) e la sua velocità di 55m ³ / he una velocità di 6,25 m / s grazie alla sezione di tunnel, che fornisce un fattore di 25% per la resistenza termica è 0,18 ° / W.
La temperatura media del dissipatore di calore non deve superare 50 x 9 = 0.18 ° C sopra la temperatura ambiente, naturalmente, data la conduzione di alluminio sarà più alto per ogni LED.
La ventilazione del tunnel è composto da due staffe 25x25 mm alluminio e un piatto di 50 mm formando una U rovesciata, tutti ombrello dipinto di nero e il dissipatore. I vari componenti sono avvitati (fori filettati, 3 viti mm) senza dimenticare il lubrificante termico. La prima ferrovia lungo 83 centimetri, il tunnel della ventola e LED 3 e il driver della ventola soffia verso la ferrovia.
Il sensore di temperatura è inserita tra le alette del dissipatore, forzando qualche (buon contatto termico), temperatura di prova ha dato i seguenti risultati:
Temperatura iniziale: 21 ° C.
Dopo un'ora di funzionamento
Al centro, sotto la ventola: appena tiepida (non misurato);
lato destro del lavello: 31 ° C;
a sinistra: 47 ° C, un po 'alto per i miei gusti, migliorare, anche se la scheda di connessione del LED, che non dovrebbe essere lontano dalla temperatura del substrato, non ho più di 48 °;
Max differenza: 48 - 21 = 27 ° C.
Il centro si trova nella turbolenza della ventola e la ricezione di aria "fredda" (ambiente) è ovviamente meglio che le estremità raffreddata ricevere l'aria già riscaldata, così ho semplicemente restituito al ventilatore che fa schifo centro; risultato:
Temperatura iniziale: 20,1 ° C;
Dopo un'ora di funzionamento nessuna parte del lavandino non sia superiore a 40,4 ° o una differenza di 20,3 ° C: non proprio spettacolare ma ho ancora vinto 7 ° C e non costa niente!
Avevo già aggiunto un U in alluminio, come mostrato in grigio sul disegno, che funge da supporto meccanico, ma contribuisce anche alla dissipazione del calore, ho pensato anche guadagnare qualche grado con l'aggiunta di due "ali" (in rosso).
Tuttavia il lavandino 2 (5 LED), dopo un'ora di funzionamento, ha raggiunto 59 ° C (ambiente di 19 ° C t) è un delta troppo alto di 40 ° C, tranne per la sostituzione della ventola che avrebbe inevitabilmente più rumore, non vedo soluzione.
Mi aveva preso in considerazione l'uso di dissipatori, ma aveva respinto l'idea a causa della loro altezza e il loro rumore. Domanda Ho trovato questo modello altezza Akasa AK-865, che misura solo 50 mm per un TDP di 89W e costa solo 7 €, per il rumore, 12 dispositivi di raffreddamento di questo tipo si verificano in meno di un dB in più rispetto i miei 3 ventilos oggi!
Infine avrei vinto 5 kg (15 invece di 20).
Ho un LED montato direttamente e rende il test della temperatura, variando la tensione di alimentazione della ventola.
In basso a destra, un alimentatore di Meanwell LPC-60-1400 effettivamente emissione 1,43 A (44,33 watt sul LED), anche se costante indipendentemente dalla temperatura (si riscalda molto poco).
Per una temperatura ambiente di 18,6 ° C, variando la tensione del ventilatore da 7 a 14V temperatura della suola varia 35,2-28,7 ° C Dt è un 16,6-10,1 ° C (grafico contro).
Fino a 7V, il rapporto sembra quasi lineare: Dt = 24 - Vventilo
Ad una tensione inferiore, Dt aumenta significativamente il rischio di cadere ventilatore.
In altre parole, se penso di vivere una normale temperatura di 20 ° C posso tenere la base a meno di 33 ° C, alimentazione a 10V i tifosi, come la tensione, la ventola è udibile a incollare mentre sotto l'orecchio 12V sta cominciando a percepire che da 50 cm ho un metro dB, ma la ventola è sotto il rumore anche se è calmo.
D'altra parte se la temperatura della vita era 30 ° C, il che è raro qui, con una tensione massima per la mia alimentazione a 13,3 V temperatura della piastra non dovrebbe superare 44 ° C.
6) Potenza
Avevo previsto in origine un alimentatore di 700 VA (2 Alimentatore switching 350 VA, ho comprato uno per test) e una fonte di corrente in ciascun LED di utilizzare uno dei loro vantaggi: la accensione e l'estinzione progressiva e anche la simulazione di nuvole.
Lo svantaggio è un consumatore e un notevole dissipazione di circa il 10% nelle fonti corrente.
Sarebbe più facile alla luce dei LED in successione ma in digitale (tutto o niente, poi improvvisamente). Ho poi chiesto le domande sulla scogliera Cap forum e compagnia Alfeo specializzata in luci a LED per acquario.
Le risposte sono chiare: si è molto utile, soprattutto nelle prime fasi di accensione e la fine di estinzione, ma anche esteticamente prima (cito) sono periodi crepuscolare dei punti salienti del reef. Fase tra giorno e notte molti cacciatori fase sono particolarmente attivi, il loro comportamento è così interessante da guardare. Sfilate, ponti, ecc. anche luoghi di questi tempi
La mezz'ora prima della caduta di luce al tramonto è unica. Quindi, anche se c'è poca attività prima, durante quella mezz'ora c'è un aumento di agitazione da parte di fauna selvatica, pesce fuor furtivamente cambiando il loro posto, entusiasta di loro buchi o lastre di ... e poi niente, tutti gli animali diurni scomparire, la situazione si è calmata prima di lasciare il campo in seguito nella notte. Ciò indica che questo periodo è quello di preparare il pesce o la notte è di fondamentale importanza per lui. Ha bisogno di tempo per adeguarsi a questo grande cambiamento ogni giorno, cancellare la fase di adattamento dovrebbe essere per lui una fonte di stress.
Così in discussione l'approccio iniziale a questo
Fade alcuni LED
successivo avvio dei LED altri
variazione forse casuale di LED dimmerabili per simulare le nuvole
alla fine del fotoperiodo, estinzione successive
e infine l'ultima LED dimming
Così la dissipazione nelle gocce sorgente di corrente al 2,5% del totale.
In pratica, così ho mantenuto l'alimentazione 350 VA a 3 LED dimmerabile, e acquistato potenza LPC-9 60-1400 per gli altri LED, con una resa del 87% Quanto costa un po 'di corrente bassa (1,4 A 43W o LED), ma è particolarmente a buon mercato e ci sono un buon modello 1,75 A (54W LED) ma questo è troppo, e modelli potenziometro regolabile (PLC-60 e CA-60) che doppio costo!
Il driver (diagramma contro) è costituito da
in alto a destra: un trasformatore 2x6V ac, un ponte e due condensatori 1.000μF la consegna di due tensioni di 8,5 V -8,5 V e-5V DC;
in basso a destra: due divisori 4040 e 4012 che producono due porte dal segnale settore 50Hz per il controllo del LED bianchi, il momento è quasi fisso, tranne il totale che può essere scelto tra 8:55 ET 10:18, i valori dispari di poteri più 2 x 20 ms (50 Hz), la durata di "nuvole" può essere selezionato da 10 o 20 minuti o annullato (senza nuvole);
alto al centro: due interruttori analogici 4066 che si applicano, a seconda del segnale di controllo, una tensione di 1,25 V e -1.25 V sull'ingresso
in alto a sinistra: l'integratore (amplificatore operazionale TL074) che produce la rampa di tre fonti di corrente (transistor BD649 e le loro associate op amp), il collettore del transistor è collegato al catodo di ciascun LED e il suo emettitore a massa attraverso la resistenza di 0,47 W, che misura la corrente;
basso al centro: LM311 comparatore assicura che la corrente del LED non superi il deposito richiesto dalla resistenza regolabile S2, D6 LED indica se il potere è in aumento;
Infine, i connettori in basso a sinistra sono usati per alimentare i fan della serie 3 per 3, la tensione prodotta dal regolatore LM317 K20 secondo le NTC, che misura la temperatura sul dissipatore centrale.
7) Progettazione Meccanica
Accatastamento modello dei diversi elementi, le lenti rientrano in un taglio scanalatura nella piastra. Primo test di accensione del LED 12. La scanalatura nella piastra inferiore. La cassaforma pannello inferiore.
Per la piastra finale inferiore, Ho esitato tra
tenere la piastra casseforme, pesante e probabilmente non per resistere schizzi, anche verniciato;
una lastra di polistirene bianco opale, poco costoso ma fragile;
uno in PMMA opale piatto bianco, con eccellenti proprietà meccaniche, facile da lavorare, ma anche più costose, come ho avuto un piatto di 2m ² (1m x 2m) solo per uso di 0,75 m² (1m20 x 0m60).
Ho optato per il piatto di PMMA in 1m x 1m con il compromesso per raggiungere il fondo in 3 parti collegate da profili in plastica bianca.
8) I test: le foto sono scattate in manuale del bilanciamento del bianco 6.000K.
Panoramica di confrontare l'illuminazione con illuminazione a LED T5 è più intenso nel cassetto e meno dispersa fuori dagli schemi.
In primo luogo il 3 LED bianco con lente centrale a 90 °
inclusa l'accensione e spegnimento sarà graduale, e 4 LED blu con lente a 60 ° ed infine il 5 LED blu con lente laterale di 90 gradi.
La rampa è installato a 15 cm di acqua, perché non volevo smontare la rampa T5 per questo test e dovrebbe essere installato a 20 cm, forse più, che ridurrà i coni di luce.
9) Budget