Radion fai da te
 

Spero che il mio lavoro, ancora da ultimare purtroppo, possa servire a qualcuno.

Data la necessità di rifare la plafoniera (led scadenti e troppo consumo elettrico)
ho deciso di copiare di sana pianta la Radion XR-30W Pro. Ho scelto tale modello perchè dovunque ho letto ne parlano bene anche se ritengo che abbia un costo decisamente troppo elevato.
La prima fase è stata ovviamente la ricerca dei materiali. La radion originale monta i seguenti led

• White: 8 Cree XT-E Cool White (5w each)
• Red: 4 Osram Oslon SSL Hyper Red, 660nm (3w each)
• Yellow: 2 Osram Oslon SSL Yellow, 590nm (3w each)
• Green: 4 Cree XP-E Green, 520nm (3w each)
• Blue: 8 Cree XP-E Blue, 468nm (3w each)
• Royal Blue: 8 Cree XT-E Royal Blue, 442nm (5w each)
• Indigo: 4 SemiLEDs UV, 415nm (2.5w each)
• Ultraviolet: 4 SemiLEDs UV, 405nm (2.5w each)

che sono tutti, tranne i SemiLEDs (praticamente introvabili), perfettamente reperibili on-line a prezzi estremamente variabili.
Scelti i siti dove acquistare i led sono andato su http://www.1023world.net/diy/spectra/ , ho impostato il tipo e numero di led e ho calcolato i lumen e i PAR totali emessi (teorici ovviamente). Questo è il grafico con i risultati confrontato con quello della radion:


http://s23.postimg.cc/vkeansr53/ecot...on_spettro.jpg


http://s23.postimg.cc/69ndcimp3/cara...iche_plafo.jpg

La lista completa dei led comprati, con relativi siti internet, è questa:

• White: 16 Cree XT-E Cool White, http://shop.niviss.com/product.php?id_product=23696
• Royal Blue: 16 Cree XT-E Royal Blue, http://shop.niviss.com/product.php?id_product=26351
• Red: 8 Osram Oslon SSL Hyper Red, http://it.rs-online.com
• Yellow: 4 Osram Oslon SSL Yellow, http://it.rs-online.com
• Green: 8 Cree XP-E Green, http://it.rs-online.com
• Blue: 16 Cree XP-E Blue, http://stores.ebay.it/acrchobby?_trksid=p4340.l2563
• Indigo: 8 Exotic 430 nm, http://www.ledgroupbuy.com/exotic-hy...let-led-430nm/
• UV: 8 Exotic 405 nm, http://www.ledgroupbuy.com/exotic-tr...let-led-405nm/

Una volta comprati tutti i led mi rimanevano da risolvere un po di problemi

a che distanza montare i led per avere una plafoniera il più possibile simile alla radion ?
come faccio a montare i led a distanza opportuna e a dissiparli a dovere ?
come li alimento senza usare un mare di alimentatori ?
come gestisco la dimmerazione e tutti i colori ?

Per ovviare al primo problema ho trovato la soluzione più facile in assoluto, ho comprato le TIR lens e con santa pazienza,un calibro e carta e penna ho preso tutte le misure necessarie per distanziare i led tra loro.
Fatto ciò mi sono messo pazientemente a riportare le misure su AutoCad e ho posizionato ogni singolo led (tramite schema del solder pad annesso al data-scheet).

Passo successivo è stato tracciare le piste di collegamento tra i vari gruppi di led, operazione che mi ha creato non pochi problemi dato il pochissimo spazio a disposizione. Una volta creato il file l'ho importato in un programma cad per PCB (DipTrace) e ho fatto tutte le piccole modifiche del caso.
Questo è il risultato finale


http://s7.postimg.cc/oz97jf8gn/Pad_radion_Page0.jpg


Per il montaggio dei led ho optato per dei PCB IMS (insulated metal substrate), acquistati su Ebay, e li ho "stampati" con la tecnica del "Toner Transfer", non avendo a disposizione un bromografo e la vernice UV (Positive20). Una volta trasferite (o meglio stirate) le tracce sulla basetta ho provveduto a rimuovere il foglio di carta e tutti i pezzettini di questa che erano rimasti attaccati (un bel bagnetto in acqua calda e una bella strofinata di 10 minuti con uno spazzolino da denti a setole morbide, da fare con molta delicatezza), ribattuto tutte le tracce e i pad con un pennarello indelebile per CD, protetto tutte le parti che non andavano corrose con dello scotch (va più che bene quello trasparente) e iniziato la corrosione con una mscela di acqua ossigenata e acido muriatico non volendo comprare il percloruro ferrico (tornando indietro lo comprerei). Una volta finito questo lavoro ho ripulito tutto con una spugnetta in acciaio (quella per le pentole) e ho fatto i quattro fori da 4,25 mm.

Non volendosi cimentare in tutto questo sbattimento (quasi un ora a stirare, un altra a ripassare le tracce e più di due ore a corrodere!!!!!) si possono far fare su misura da questa azienda http://www.mdsrl.it/catalog/default_mlb.php/cPath/13 ad un prezzo veramente ottimo. I led sono stati saldati utilizzando della Solder Paste, che altro non è che una dispersione di microsfere di stagno (Φ 25-45 μm) in una dispersione di pasta salda, utilizzando una pistola ad aria calda da 2000 Watt. Prima di saldare i led ho provveduto alla stagnatura di tutte le piste per evitare ossidazioni e aumentare ulteriormente la traccia conduttrice di elettricità. Dei quattro PCB che ho stampato solamente uno è venuto con le tracce leggermente troppo sottili (per colpa mia che ho utilizzato un pennello per velocizzare il processo di corrosione) e su questo ho dato un ulteriore passata di stagno su tutte le piste cercando di sovraelevarle il più possibile.
Una volta finito tutto il lavoro ho fatto la seconda prova elettrica (la prima dopo aver finito la corrosione utilizzando un multimetro impostato per la lettura della resistenza) collegando i led ad un alimenttore a corrente costante da 700 mA. Per mia fortuna (la fortuna del principiante) si sono accesi tutti senza problemi

http://s21.postimg.cc/n7aeb4dr7/IMG_20130604_201315.jpg


http://s16.postimg.cc/bre514le9/IMG_20130924_182215.jpg


http://s21.postimg.cc/891686dgj/IMG_20130924_182250.jpg


Una volta completato il tutto, compresa la saldatura dei connettori (JST PH 7 vie con passo di 2 mm), i PCB sono stati posizionati sui dissipatori della precedente plafoniera (650 mm di lunghezza, 200 mm di larghezza per 15 mm di altezza) tramite 4 bulloni M4 (corrispondenti ai fori di fissaggio delle lenti) e pasta termoconduttiva Artic ceramique 2. I dissipatori sono stati tagliati in base alle misure che mi occorrevano, cioè 300x135 mm. Per la ventilazione ho deciso di utilizzare 4 ventole Scythe Slip Stream da 120 mm e 1900 rpm (http://www.overclockers-store.com/sc...900-p-653.html ) che muovono 187 m3/h cadauna. Per il calcolo della temperaura ho utilizzato un simulatore on-line (http://www.r-tools.com/ ) e risulta, anche se non tiene conto di tutte le caratteristiche e delle variabili in gioco, una temperatura massima di circa 35 gradi.


http://s21.postimg.cc/46a593jc3/temp...issipatore.jpg

Per alimentare il tutto ho comprato dei driver dimmerabili della mean-weel (4 x DLL1000H per Bianchi e Royal Blue, 4 x DLL700H per Blue, Green, Yellow e Hyper Red e 2 x DLL500H per Uv e Hyper Violet) sempre da niviss e li ho alimentati tramite un alimentatore switching, sempre della mean-weel, NES-350-36 ( http://it.mouser.com/ProductDetail/M...pTqe%252bE4%3d ).


Avendo la necessità di pilotare 10 driver, e non volendo decine di fili sparsi, ho deciso di costruirmi anche per questi una basetta. Ho acquistato una basetta ramata in vetronite a singola faccia (rame da 70 µm) da 200 x 300 mm, ho disegnato su autocad la disposizione dei componenti (driver e i vari connettori) basandomi sulle dimensioni del datasheet, l'ho importato su DipTrace e ho creato il disegno definitivo. Anche questo è stato corroso con una miscela di acqua ossigenata e acido cloridrico. Finita la corrosione ho saldato i driver, i connettori di ingresso e uscita, quelli per il segnale PWM e delle resistenze smd da 1/4 di watt 10 kHom (che dovrebbero servire per lo spegnimento completo dei driver)

http://s22.postimg.cc/pryiiomzx/pad_driver.jpg

http://s24.postimg.cc/gh85qf1gh/IMG_20130924_182132.jpg

http://s22.postimg.cc/s0hadrjhp/IMG_20130924_182158.jpg

Per la gestione delle varie fasi (accensione, alba, tramonto etc.) ho deciso di usare arduino Mega (2560 R3) controllando indipendentemente i vari led (tranne Hyper Red e Yellow comandati insieme) per un totale di sei canali indipendenti più un canale per la luce lunare (led 5 mm blu). La visualizzazione è affidata ad uno schermo LCD da 20x4. Per la programmazione ho usato lo sketch del Typhon modificandolo in base alle mie esigenze, cioè aggiungendo tre canali di dimmerazione (uno per le fasi lunari) e il comando per l'utilizzo di un relay per le ventole (accensione appena parte la dimmerazione e spegnimento alla fine di questa)
L'accensione dei vari canali l'ho pensata cosi:

1. Hyper red + Yellow
2. Green
3. Blue
4. UV + Hyper Violet
5. Royal blue
6. White

e ovviamente al contrario in spegnimento.
Le fasi di dimmerazione durano 45 minuti in accensione e 45 minuti in spegnimento.

Il telaio misura 43x33x6 cm e l'ho fatto in legno utilizzando multistrato da 8 mm, per il fondo e il coperchio, e da 20 mm, per i laterali. Inizialmente volevo farlo in alluminio anodizzato nero ma i 100 euro che mi hanno chiesto ho preferito spenderli in led. Sul fondo sono presenti 4 fori per le TIR lens (da 78 mm) e un foro per la luce lunare mentre sul coperchio i 4 fori per le ventole da 120. Una volta fatti tutti i fori l'ho rifinito con stucco di vetroresina per eliminale le imperfezioni (4 mani di stucco e altrettante con carta vetrata), ho passato 3 mani di stucco spray intervallate di 24 ore (con una scartavetrata leggera tra una mano e l'altra), 4 mani di vernice nera a distanza di 24 ore l'una dall'altra (le prime tre con scartavetrata leggera) e 3 mani di vetrificatore per parquet intervallate sempre di 24 ore. Questo è il risultato finale:


http://s2.postimg.cc/omw9zs5xx/IMG_20130928_144955.jpg

http://s13.postimg.cc/lerc9gzhf/IMG_20130928_145026.jpg

Dovendo portare all'interno del telaio 12 cavi (2 per alimentare i driver, 2 per le ventole, 6 per la dimmerazione e 2 per il led lunare) ho acquistato un connettore MIL (14 poli x 30 Amp) che ho cablato con 4 cavi da 1,5 mm (per i driver e le ventole) e 8 cavi da 0,22 mm (per il demmeraggio e il led lunare).


http://s7.postimg.cc/nfhnq947r/IMG_20130928_145053.jpg

Non avendo trovato nessun tipo di cavo commerciale che rispondesse a queste caratteristiche ho semplicemente fatto passare tutti i cavi in un corrugato industriale da 20 mm.

http://s7.postimg.cc/4qzm2xdav/IMG_20130928_151509.jpg


http://s9.postimg.cc/ml5wlu717/IMG_20130928_151556.jpg

Quello che mi manca per finire sono i connettori già cablati (presi su ebay), una coppia di Tir Lens e
il kit di sospensione. Arduino mi dovrebbe arrivare a giorni insieme al display 20x4. Appena mi arriva vedo come gira il codice (provato sul 2009 con successo) e se serve a qualcuno lo posto sempre qui.

Wow #25

Complimenti.....
sarebbe interessante il discorso arduino....penso interessi a molti, a me in primis.....

Bravissimo! Tienici aggiornati :-)

Grazie per i complimenti. Per quello che riguarda arduino ho preso il Mega (2560 R3) per una questione di uscite PWM. Come codice ho utilizzato quello del boostled typhon modificando i pin per il display e per i tasti. Appena mi arriva faccio tute le prove di sorta e posto qui lo schema completo, tutta la componentistica usata e il codice.

Complimenti, lavoro eccezionale.
Ora vado a buttare la mia plafo autocostruita :-))


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Bel lavoro ho solo due cose da chiederti.....primo dove precisamente hai trovato i PCB IMS (se hanno varie misure) e secondo hai protetto il supporto di alluminio durante l'incisione? (in teoria la soluzione che hai impiegato come il cloruro frerrico e anche il persolfato di sodio...aggrediscono tutti i metalli compreso l'alluminio)

Li ho presi da questo venditore

http://www.ebay.it/itm/aluminium-PCB...item53f91b5afc

Su ebay li ha solo da 10x10 cm. Se gli mandi un messaggio privato te li taglia della misura che preferisci. Per la corrosione ho protetto tutto con nastro da pacchi. Se ti servono altre info non farti problemi

Marco se non sono indiscreto posso chiederti il costo totale?

P.S. Per fare il lavoro che hai realizzato sei progettista PCB (sbrogliatore) ? #70#70#70

Perchè indiscreto ???? Mi ero scordato di scriverlo:-D:-D
Il totale sto sui 650 euro, poi metto la lista con i prezzi dei singoli componenti. Per fare il pcb ho utilizzato inizialmente autocad, poi ho importato su dip-trace (cad gratuito per pcb) e ho collegato i vari led nella maniera più consona. Sfortunatamente non sono un progettista di pcb, sono ing. meccanico. Se a qualcuno servono i file gerber li metto disponibili qui sul post

Bè sicuramente bisogna masticare un pò di elettronica per fare un PCB ma con i mezzi attuali (vedi software)....non serve essere un professionista (almeno in cose non troppo complesse)....basta pazienza e occhio...e fare lo sbroglio manualmente (non fidarsi degli autorouter)....

Scusate se esco fuori post....forse sei fortunato ad essere ing. meccanico e non elettronico come me!!! Anni di progettazione PCB Italtel/Siemens buttati in CIGS #07#07#07

Scusa marco7879...ma se ti serviva pilotare "solo" sei canali in PWM...ti bastava l'arduino UNO senza scomodare il mega...... poi capisco che sei un ing. meccanico (tanto di cappello) ma per disegnare il PCB bastave usare un programma ad hoc tipo eagle che faceva già tutto lui senza passaggi intermedi (fra l'altro è gratis per piccoli formati tipo eurocard 100 x 160)...comunque ripeto un bel lavoro.....ho visto su ebay le piastre in alluminio ma sinceramente costano troppo per essere 10 x 10 e senza photoresist..... farò diversamente per la prossima plafo in costruzione.....

Inizialmente volevo usare il 2009 che già avevo ma mi servivano almeno 7 canali (uno lo uso per il display). Data la mia buona ignoranza ho preferito andare sul sicuro anche nella speranza di riuscire poi ad implementarlo per altri scopi (sonde ph, temperatura, mangiatoia automatica) e quindi con necessità di ulteriori porte. Eagle ho provato ad usarlo ma non ci capivo una cippa, quindi mi è risultato più facile fare cosi. Se avessi avuto più pazienza mi sarei smazzato per imparare ad usarlo. Poi dovendoci solo fare cose non troppo complesse mi risulta più intuitivo usare autocad, importare e fare le piccole modifiche di sorta. Una persona più pratica mi sputerebbe in faccia (giustamente) ma ognuno si arrangia come può. I PBC non sono molto economici effettivamente, ma non trovando altro e non avendo un bromografo è stata per me la scelta più conveniente. Facendomeli fare, con un risultato ovviamente infinitamente migliore, mi sarebbero costati 4 volte tanto, e poi il piacere del fai da te è anche questo:-)):-)):-)):-))

Ottimo lavoro

Grazie mille:-)):-))

Be' se vuoi usare lo stesso controller anche per sonde e altro allora va benissimo il mega....per l'eagle se ti interessa ci sono diversi tutorial su internet......anche in italiano.....poi volendo si puo' scaricare il manuale (in inglese) sul sito della cadsoft....

Quanto scrivete difficile.....
Gentilmente mi servirebbe il file o il disegno della disposizione dei led

Li avevo visti quando avevo cominciato a ragionare sull'idea, ma non avendo tanto tempo per imparare bene e non capendo molto bene (anche per svogliatezza #18#18) come disegnare i pad dei led (cosa mostruosamente facile con autocad) ho mollato praticamente subito. L'altro programma l'ho scoperto per sbaglio a forza di cercare un cad per pcb gratis e intuitivo. COmunque mi sono ripromesso che prima o poi, sicuramente molto poi, mi imparerò ad usare eagle dato che ha delle potenzialità fantastiche. Comunque grazie mille per l'interessamento #70#70#70
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Lo metto disponibile per tutti.#70#70

Allegato 272

per la sola visualizzazione uso GerberLogix

Complimenti per l'ottimo lavoro #70
Io avrei investito qualcosina in piu tulla scocca...visto che avevi fatto 30....magari in plexi....
Complimenti ancora comunque un lavorone #25

Avevo pensato anche al plexiglass, ma tra materiale, fori a richiesta, colla e spedizione erano circa 100 euro, esattamente come se l'avessi fatta in alluminio anodizzato nero. Con quei soldi ho preso una parte dei led. Grazie per i coplimenti

Grazie x il file....ma con il telefono aimè mi rimane difficile aprire quel file....
Comunque ottimo lavoro

se mi mandi la tua mail per mp te lo invio

Complimenti ! ...

Alla faccia del fai da te. Complimenti!

Chi ti scrive è un assoluto profano in materia led ed una zappa totale del fai da te... Mi complimento sinceramente per questo progetto. Gran bel lavoro, ci sai fare davvero con tutto dal cad all'elettronica alla "falegnameria"...

mi complimento anche io, grandissimo lavoro.
Il costo comunque rimane elevato, 650 euro, con 100 euro di differenza, si compra la radion Pro, e si risparmia molta fatica.
Se non fosse per la soddisfazione di realizzarla con le proprie mani, "il gioco non vale la candela".