Otra bricopantalla de LED

Hola a todos.

El día 26 de julio de 2009 instalé (por fin) mi nueva pantalla de LED. Por si a alguien le sirve de inspiración, y porque estoy orgulloso de ella, aquí os pongo un poco su historia.

Empecemos por citar el mejor trabajo que he encontrado en internet sobre el tema, y que ha servido de disparador para que un montón de gente, entre ellos yo, nos lanzáramos a la vorágine: https://reefcentral.com/forums/showth...readid=1587273

Y ahora, ¡vamos allá!

0. Situación de partida


1. Objetivos:


2. Lista de la compra

A partir de las premisas señaladas, la primera decisión de diseño es reutilizar la pantalla anterior, una Aqua Medic de 2x 150w y color aluminio, para mi gusto muy estilizada.

Basándome en la pantalla de SoundWave, en la literatura técnica del fabricante de los diodos, en lo que he leído por ahí, en otras pantallas que he visto, y en la temperatura media en la tundra siberiana durante los meses de julio y agosto de 1947 (o sea, a ojo de buen ingeniero), decidí utilizar 48 LED Cree XR-E de 4w, 24 azules (royal blue) y 24 blancos (cool white). Los azules dan un tono muy similar a los actínicos, y los blancos tienen la temperatura de color de la luz solar, así que por este lado no puede haber problemas.

En formato lista:

- 24 LED cree XR-E azul royal (www.cutter.com.au)
- 24 LED cree XR-E blanco frío (www.dealextreme.com).


- 4 disipadores de 10x 10 cm de aluminio anodizado negro (disipa más que el aluminio crudo) (www.amidata.es).

- 4 ventiladores para los disipadores (www.alternate.es).

- 4 sensores de temperatura (en realidad, 5, de ebay: )


- 4 drivers para los LED.


- 48 lentes y sus correspondientes soportes (www.carclo-optics.com). La lente es tipo ripple-wide (44º), con el fin de poder tener la pantalla más o menos a la misma altura que con las HQI.

- Para el montaje, pasta termoconductora (también de Cutter), tornillos y perfilería de aluminio (Leroy Merlin, ferreterías, y de casa).

- Para adaptar el control al iks (no es estrictamente necesario para la pantalla) algunos componentes electrónicos de Conectrol (www.conectrol.com) y Digital (www.digital-sa.com), ambas tiendas de Madrid.

¿El precio? Aproximadamente, el de ocho bombillas HQI Aqualine. Lo cual quiere decir que en cuatro años el coste se habrá igualado con el de la pantalla anterior. Si tenemos en cuenta que la duración teórica de los LED es de diez años (para una reducción de la luz al 70%; de todas formas, no me veo capaz de aguantar diez años sin cambiar nada), y que el consumo máximo será los 2/3 del actual, creo que la inversión merece la pena.

El montaje

Empecemos con la parte divertida: cómo pasar de un montón de dinero a una pantalla de acuario, sin obtener en el camino un montón de humo.

La idea es montar cuatro módulos iguales, de 12 LED, la mitad azules y la mitad blancos. Cada módulo se controlará con uno de los drivers. Decidí no separar los azules de los blancos para facilitar la modularidad. El inconveniente es que no se puede variar la temperatura de color (algo que sí se podría hacer si se controlaran los LED azules y los blancos independientemente).

Los LED van atornillados a los disipadores. El trabajo es mayor que si los pegamos (hay que hacer dos agujeros por led, y luego hacerles la rosca), pero el conjunto es totalmente desmontable, y la refrigeración del led es mejor (para mi, el tema de la refrigeración es clave, como estaréis viendo). Por otra parte, si los led van pegados y falla uno el desmontaje es complicado (de martillo y cortafríos, vamos. Y si están muy juntos, se puede dañar más de uno).

Así que cogí los refrigeradores...



... marqué los agujeros, con una plantilla de papel milimetrado, un martillo y un clavo...



... agujereé los disipadores (el soporte vertical de la Dremel me lo regaló la panda de amigos por mi cumple Y la Dremel es nueva porque quemé la otra porque la broca no estaba en condiciones. Con una broca buena, el aluminio de los disipadores se taladra como la mantequilla) ...





... rosqué todos los agujeros (¡qué gran invento es el macho de roscar! Y yo que no lo conocía) ...



y comprobé la rosca poniendo los correspondientes tornillos.



Después preparé unos perfiles de aluminio en L para colocar los disipadores en la pantalla, y los pegué (esta vez, sí) con pegamento bicomponente:





También preparé y corté los soportes para los ventiladores...



... y los pegué en su sitio:



Aquí se ve el conjunto mecánico terminado, con el ventilador en posición:



Como el conjunto leds+ disipador+ ventilador es muy alto y no cabe en la pantalla, con otro perfil en L monté unos soportes extra. Aquí no se nota muy bien para qué valen, pero al final quedará claro.



Siguiente paso: montar los led (aquí no hay dificultad: una fina capa de pasta termoconductora, se coloca en posición, se mueve un poco para extender la pasta, y se atornilla); y cablearlos.





Nótese que si se piensa un poco antes de colocar los led, el cableado puede quedar mucho más bonito (comparar las dos fotos anteriores).

Por último, colocamos los soportes para las lentes, que van pegados, y un conector de seis pines (dos para la alimentación, dos para el ventilador, y dos para el sensor de temperatura). Por supuesto, se puede prescindir del conector, pero por ochenta céntimos por módulo queda mucho más 'profesioná'.





Aquí, un detalle del montaje del ventilador: utilicé un pasacables de goma como silent-block, para evitar vibraciones y ruidos. Posiblemente, un "exceso de profesionalidad", pero sale casi gratis y da para escribir este párrafo



Por cierto, no lo he dicho en ningún sitio, pero en la pantalla anterior tenía tres led de 350 mw que hacían de luz de luna. Con las modificaciones los he dejado en sólo dos, pienso que es más que suficiente.

La luna la controla también el iks, que calcula las horas de encendido y apagado y la intensidad a partir de los datos de latitud y longitud, de forma que sigue fielmente el ciclo lunar. No he visto que sirva para nada, más que para 'epatar' a las visitas. Pero queda bonito.

Seguimos con la parte electrónica, que es bastante sencilla:

Los drivers de los led, primero uno y luego por parejas, montados en sus soportes (realmente, estos soportes luego los cambié por otros, pero la idea es similar):





Los sensores de temperatura; su tamaño es minúsculo. Van pegados al disipador, en el centro geométrico de la base, puesto que ahí es donde pienso que la temperatura será mayor. Un cablecillo los une al conector del módulo, y de ahí otro cable va hasta el lateral de la pantalla, de forma que pueda medir la temperatura directamente con el polímetro.

Un inciso para explicar el sensor: es un sensor de platino cuya resistencia es de 1000 ohmios a cero grados centígrados, y que aumenta 3,85 ohmios por grado. Así que basta medir la resistencia con el polímetro, restar mil y dividir por 3,85 para saber con precisión la temperatura del disipador (al menos, con una precisión razonable para el tema que nos ocupa: dos grados más o menos no van a ningún sitio). Yo simplemente he hecho una tabla con los valores de 50 ºC a 100 ºC, y lo miro ahí. Una cosa sencilla y barata, sin componentes adicionales.



La electrónica de control: parece mucho (¿realmente?) pero no es nada. Puesto que no sé el consumo de la entrada de control de los drivers, ni la corriente de salida del iks, he metido un integrado entre medias que los aísle (abajo). Del resto, la mitad superior izquierda controla los leds de luna, y la mitad superior derecha activa los ventiladores cuando se enciende "el sol".



¡Y llegó el gran día! (sábado pasado por la mañana). Descuelgo la pantalla y la coloco boca arriba en la mesa de operaciones (bueno, la mesa de la cocina, pero cada uno trabaja donde puede... y le dejan )



Las siguientes fotos son autoexplicativas:

La pantalla vacía:



La electrónica de control, en posición en el centro. Y los cuatro drivers, conectados al módulo electrónico. La 'cajita' pequeña entre ellos es el driver de los led de luna.



Dos drivers y el primer módulo, en posición. A la izquierda de la foto queda el módulo electrónico, tapado por la chapa de aluminio. No se ve, pero está metido en una caja de montaje que tenía por ahí. Como se puede comprobar, los led tiene ya montadas las lentes, y el módulo tiene montado el metacrilato de protección antisalpicaduras (va pegado al aluminio).



A partir de aquí hay un problema con las fotos, así que sigo de palabra.

El montaje es como sigue: en el centro de la pantalla está el módulo de control electrónico. Despues viene por cada lado un módulo de led, seguido de una pareja de drivers colocados en paralelo, como se ve en la última foto, y otro módulo de led. Para terminar, en los huecos que quedan (unos seis centímetros a cada lado), en el lado izquierdo está el driver de la luna (éste es un montaje antiguo) y en el lado derecho el transformador de 12 voltios (reutilizado, estaba por casa) que alimenta el módulo electrónico y los ventiladores.

También en el lado derecho están todos los cables de los sensores de temperatura, de manera que puedo medir la temperatura desde ese lado.

Aquí hay una foto de la pantalla terminada, montada y encendida; no se distingue, pero los led están protegidos de salpicaduras por un metacrilato transparente, que va pegado al soporte:



Por último, una foto de conjunto para que se aprecie la iluminación. Aunque como bien sabéis eso es algo imposible (al menos para mi, que de fotografía se más bien nada).



Y esto es todo por lo que se refiere al montaje.

... Y el resultado

En cuanto al acuario, de momento los peces pasan del tema, y los corales están más o menos como con la otra pantalla: los que se abrían se abren, los que no se abrían no se abren, y los verdes fosforecen algo más. Por ese lado, ningún cambio.

El color es bastante más azulado que antes. A mi me gusta, así que nada que objetar por aquí. Si alguien estima que el azul es mucho, o poco, se puede cambiar la proporción de leds azules/ blancos. O separar la alimentación de unos y otros, para poder jugar a voluntad.

Los drivers están ajustados de la siguiente manera: la corriente máxima la he fijado a 900 mA, para evitar que por error pueda freir algún led. Y el iks lo he programado para que, de momento, no encienda los led más allá del 60% (esto es, aproximadamente 540 mA). Así que tengo margen para dar más luz, bien ahora, bien si notara que los led pierden intensidad.

La pantalla está cinco centímetros más elevada que antes, pero también es verdad que los led están más abajo que las bombillas anteriores, así que podemos decir que la distancia de la fuente de luz al agua no ha variado.

Estéticamente, se nota que la luz está "dentro del agua"; no tengo muchos puntos de comparación, pero lo asemejaría a un acuario con tapa e iluminación T5. Con la pantalla anterior se iluminaba no sólo el acuario, sino un trozo de pared detrás y un trozo de suelo delante (digamos que el ancho del acuario, más diez centímetros por cada lado); ahora, la pared no se ilumina, y nunca más nos pelearemos para sentarnos cerca del acuario... a leer.

El efecto de los reflejos de superficie es igual que con los hqi, y mejor que con T5.

El calor de la pantalla es menor que antes, pero se calienta; eso sí, hacia arriba. Poniendo la mano cinco centímetros por debajo de los led no se nota calor, y en estos dos días de funcionamiento, particularmente calurosos, la evaporación se ha reducido. De todas formas, posiblemente tenga que forzar una corriente de aire, o hacer agujeros de ventilación, para intentar mantener la temperatura interior de la pantalla lo más próxima posible a la temperatura ambiente.

La temperatura de los módulos está entre 52 ºC y 56 ºC, en el punto de control (centro del disipador, en la parte inferior- donde están los led). Esto quiere decir que la temperatura de la unión (dentro del led) debe estar alrededor de 75 ºC, perfectamente tolerable (la temperatura de la unión puede estimarse como la de la estrella más 9 veces la potencia disipada por el led). La temperatura máxima de la unión debe ser de 150 ºC. Pero si se quiere alcanzar la máxima vida estimada de los led (unas 50.000 horas hasta que la intensidad cae al 70%) es recomendable que la temperatura de la unión no supere los 80 ºC (según el documento XLamp_reliability, de Cree).

El medidor de PAR me da alrededor de 800 en la vertical de cada módulo, en el mismo sitio donde antes las bombillas Blau daban alrededor de 400, y unas bombillas que compré en los USA y que tuve el año pasado daban 800. No he medido el PAR dentro del agua, porque como antes tampoco lo medía no tengo datos para comparar.

El consumo de momento no lo he medido, pero es fácil de estimar: unos 120 w/h (recuerdo que estoy trabajando al 60%), frente a los 300 w/h anteriores. El consumo máximo debería ser menor de 200 w/h, o 2 Kw/h por día (la pantalla está encendida diez horas diarias).

Bueno, pues creo que eso es todo. De momento, me voy de vacaciones, y a la vuelta ya os iré contando cómo evoluciona el conjunto, y las modificaciones que haga.

Un trabajo impresionante.Felicidades por tu obra.Ya nos contaras como sigue,yo estoy pensando en dar el salto a los leds.Un saludo y gracias.

Muy buen trabajo....si señor.

Madre mía, esto sí que es un brico, EXCELENTE!!!

un trabajo increible compañer una cosita cuanto te ha subido el coste de hacerte una pantalla asi?

un brico ??? esto es profesional !!!

buenísimo trabajo y explicación

Enhorabuena MAQUINA!!!!

Y yo que no sepa ni hacer un huevo frito.....

Saludos

Buen trabajo y buen briconsejo. La verdad que pareces un profesional.


Un saludo.

un buen brico y muy bien documentado,
la verdad hace poco que monte la
pantalla de t5 casera y estoy viendo que su futuro sera muy cortoooo
cada vez me decanto mas por los leds

te has ganado las 5 estrellitas por tu bricooooo

muy bueno ese brico.
un saludo

todo un profesional, si señor.esto es un brico de calidad.

oye, y no te merece la pena bajar un poco mas la pantalla hacia la superficie o dan mucho calor los leds?

cuanto han costado los materiales ... y me refiero a los ledes y a a los reactancias...?????

Excelente trabajo, si señor

Miguel eres un crack, pero digo yo, no habría sido mejor que los led estuviesen mas dispersos y no tan juntos, porque parece en las fotos que te quedan zonas con menos luz que las que hay justo debajo de los led. A parte también he comprobado que en la pagina que comentas tienen ya unas placas preparadas para juntar 4 de esos leds sin necesidad de las plaquitas en forma de estrella o redondas. Es mas esa plaquita parece que es la que monta una de las pantallas que presento Coral reef en el foro.

Hola

Me quito el sombrero...impresionante!!!. Eres un fenómeno!!!

Estoy con Mabeo...Igual tenia q a ver separado un poco mas los puntos de luz.
De esta manera la iluminacion seria mas uniforme. Tambien has de tener presente q al estar tan concentrados los puntos d luz la temperatura en el chasis d aluminio sera muy alta. Has pensado en colocar algun ventilador?

Espero no molestarte con mis comentarios.
Saludos.

MiguelR, exquisito!!!! (as usual)

por sacar algo de punta al tema:

ha faltado un briconsejo de jardineria, a modo de intermedio

yo sigo dandole vueltas a los anocheceres mas realistas (tonos anaranjados etc ), quizas algunos led de esos que cambian de color dependiendo de la tension de entrada.


ya nos contaras como evoluciona.