Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 3 marca 16, 12:03

Z powodów nie do końca dla mnie jasnych postanowiłem zainstalować akwarium w mojej pracowni . Zainstalowałem . Powstał nieodłączny „problem” oświetlenie tegoż.
Pomijając opis bardziej lub mniej niefortunnych prób oświetlenia tego czymś co mi zalegało postanowiłem zbudować od podstaw oświetlenie dedykowane temu zbiornikowi o nie całkiem typowych wymiarach (70x45x35).

Obrazek

Jak widać jest szersze niż wyższe – niby dobrze ale pojedyńcza belka /swietlówka się nie sprawdziła (ważne później) .
Z uwagi na to że Internet zasypany jest opisami projektów DIY przeczącym mozolnie przyswajanymi przez całe dziesięciolecia prawom fizyki postanowiłem sprawdzić czy da się one (te prawa fizyki) w całości wykorzystać. (ubiegając rozwój wypadków : da się ) .
O co mi chodzi ?
Ano zwykle budowniczy takiego systemu podnieca się energooszczędnością oświetlenia po czym buduje np. taką pokrakę techniczną (przykład „wzorcowego” układu z konkurencyjnego forum – niestety nie odosobniony) : zasilacz 240/12-24VDC (straty ) do tego podłacza przetwornicę step-up (straty) do podniesienia napięcia do powiedzmy 35V i tym po przez opornik ( straty) zasila łańcuch diod dbająć aby były wysterowane 350mA (rzadziej 300) bo „tak podaje producent” oczywiście podosząc temperaturę do wartości 55-65stopni (bo tak podaje producent) powodując że zamiast oświetlenia tworzy nieświadomie bardziej grzejnik niż oświetlenie (straty)

Moje wnioski:
Aby uniknąć zbędnych strat (zminimalizować) należy :
- ograniczyć do niezbędnego minimum przewarzania zasilania
- zasilić układ możliwie najwyższym napięciem aby zmniejszyć różnice napieć 240V – Uo (wykorzystanego)
- zmniejszyć temperaturę diod
Moje założenia :
Zbiornik oświetlony pow. Mitycznej wartości 0,5W/l (ok. 0,7-0,8W/l) ,
Zbiornik jest stosunkowo niski więc uznałem że należy posługiwać się dalej wymiarami zastępczymi 70x35x35 tj. przeliczeniowymi 85l co daje graniczne 42W a oczekiwane 85l x 0,75W/l = 64 W.
Z uwagi że wartośc powyższa dotyczy świetlówek i to w dodatku nie jest oczywiste jakich należy moc diod zmniejszyć choćby z uwagi na ich kierunkowa charakterystykę .
Kolejnym powodem korekty jest użycie diod do korekty widma oraz jednocześnie diod które zachowują się powściągliwie w zakresie światła zielonego (charakterystycznego dla lamp wyładowczych ) .
Postanowiłem obniżyć moc o ok. 30%
Tak więc założona moc pobierana przez diody dla zbiornika HT powinna oscylować wokół 40W.Realizując kolejne moje założenie dotyczące zmniejszenia strat postanowiłem zasilić bezpośrednio (prawie bo przez mostek prostowniczy http://allegro.pl/mostek-prostown-dip-1 ... 87868.html lub http://allegro.pl/mostek-prostowniczy-2 ... 50278.html ) z sieci 240V
Sprawdźmy czy się da:
I = P : U więc 40: 240 = 0,1666A czyli ok. 170mA
Planując standardowe PL (Power LED) 1W o typowym prądzie maksymalnym 300 – 350mA sprawdźmy co się stanie przy zwiększenie prądu z karty katalogowej :
220mA x 240V = 52W
Wniosek : bezpiecznie da się zbudować niegrzejącą lampę o mocy 40-50W z pominięciem przetwornic i innych zasilaczy a wiec BINGO!


Obrazek


Jak wynika z rysunku jedynym elementem jest mostek prostowniczy (własciwie dowolny byle na napięcie pow 400V)
Krytyczną kwestią jest ilość diod .
Z wyliczenia wynika że diod powina być powyżej 80 (pamiętając że mamy do czynienie z prądem zmiennym – tetniacym po prostowniku a wartość 240V jest wartością skuteczną która jest o ok. 1,4 razy mniejsza od wartości szczytowej )
Bez zbędnego teoretyzowania podaje wyniki pomierzone (zgodne z grubsza z wyliczeniami)
90szt 183mA 44W
89szt 207mA 49W
87szt 230mA 55W
85szt 248Ma 60W
83szt 290mA 70W
81szt 330mA 79W
Tak więc zmniejszenie liczby diod powoduje zwiekszenie prądu zasilającego a co za tym idzie mocy wypromieniowanej przez diody .
Pułapka: napięcie zasilania jest sztywne (o dowolnej wydajności) a diody wraz z temperaturą zmniejszją swoją rezystancję wewnetrzną powodując zwiększenie pradu/mocy powodując lawinowe zwiększenie mocy i temperatury
Z tego powodu wazne jest zabezpieczenie przed wzrostem temp przez radiator a na wszelki wypadek należy zainstalować bezpiecznik termiczny http://allegro.pl/wylacznik-termiczny-6 ... 75003.html lub o inne wartości (np 50st) .


Tak wygląda cała elektronika i zasilanie:
Obrazek

Obrazek

Zastosowanie 86 (82-86szt) diod wraz z ogranicznikiem 350mA ( http://allegro.pl/ogranicznik-pradowy-d ... 76404.html lub http://allegro.pl/ogranicznik-pradowy-d ... 46727.html ) skutkować będzie ustaleniem prądu na poziomie 200mA
(pamiętajmy o wartościach skutecznych i szczytowych – ogranicznik ogranicza wartość szczytową do wartości 350mA czyniąc prąd skuteczny tj mierzony na poziomie podanym)

Obrazek

Zmiana ilości diod w łańcuch powoduje nieznaczne wahania pradu :
86 – 175
84 – 192
85 – 197
80 – 206
78 – 207
Przy wiekszej ilości diod ingerencja ogranicznika jest minimalizowana a wiec i straty są minimalizowane stąd mój wybór to 86 diod
W efekcie otrzymałem układ wynikowy:
- napięcie zasilania 240V (sieć)
- prad diod : 195mA
- moc lampy : 46,8W ( z opcją zwiekszenia)
-spadek napięcia na układach sterowania : 5,5V
-Strata mocy na układach zasilania : 1W tj ok. 0,5% (!)
-Temperatura (mierzona od wewnątrz przy zamkniętym kloszu) – 41st C
-Temperatura (mierzona czujnikiem przyklejonym na zewnątrz) – 39 st C
(temperatura otoczenia : 22,7st. C )

Jak wynika z powyższych wypocin istotną rolę odgrywa bilans cieplny i skuteczne odprowadzenie ciepła wytworzonego przez LED-y ( „elektronika” nie wytwarza mierzalnego ciepła).
Z punktu widzenia mechanicznego wykonania tej belki wybrałem takie coś http://allegro.pl/profil-aluminiowy-rad ... 73285.html (zwłaszcza że w tym samym miejscu kupowałem diody)
Niestety parametry tego „radiatora” są nieznane a to co opowiadają sprzedawcy to raczej poezja .
Z tego powodu zmuszony byłem do przebadania we własnym zakresie :

Obrazek
Układ pomiarowy to 1 dm2 radiatora (10x10cm) z przyklejonymi 6 diodami oraz czujnikiem temperatury do układu sterownika pradu zasilania w funkcji temperatuy radiatora oraz oddzielnym czujnikiem do termometru .
Do tego oczywiście pomiar napięcia i prądu .
W efekcie radiator ten można opisać uproszczonym (bardzo) wzorem :
P=(tr – to)/D=5,2
Gdzie :
P- moc wydzielona na elementach zainstalowanych na radiatorze
Tr – temperatura radiatora
To – temperatura otoczenia
D – stała wymiany dla radiatora (w badaniach 5,5 do 5,6 ale zmnieszono z uwagi na zakłocenie konwekcji wynikłe z przeciętnej długości profila oraz zamknięcia przez klosz - wukładzie bez klosza można zastosować ok. 5,4 – 5,5 )
Z takiego wyliczenia wynikło że nie mogę wszystkich diod umiecić na jednym odcinku 70cm i zdecydowałem się zastosować ukąd tandem co zresztą pozytywnie wpłynęło na całokształt z uwagi na szerokość zbiornika

mikorcz
Aqua Forum
Aqua Forum
Posty: 234
Rejestracja: 18 czerwca 15, 11:51

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: mikorcz » 3 marca 16, 20:27

Bardzo fajny i profesjonalny opis.

byron
Narybek
Narybek
Posty: 32
Rejestracja: 28 sierpnia 14, 21:46
Lokalizacja: Łódź

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: byron » 3 marca 16, 21:13

mikorcz pisze:Bardzo fajny i profesjonalny opis.


Witam.

Jest to najgorszy możliwy sposób, autor podaje wierutne bzdury nie mając pojęciach o podstawach teorii obwodów. Tego posta należało by skasować, aby nikt tego rozwiązania nie powielał gdyż grozi ono śmiercią. Podstawowa sprawa kolego izolacja galwaniczna, cala belkę masz na potencjale sieci. Tragedia.

Marcin

Awatar użytkownika
Hunter
Administrator
Administrator
Posty: 11156
Rejestracja: 25 stycznia 09, 17:25
Lokalizacja: NW
Kontaktowanie:

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: Hunter » 3 marca 16, 22:01

mikorcz pisze:Bardzo fajny i profesjonalny opis.

Może profesjonalny, a może nie - nie wiem, nie znam się na tym i niewiele zrozumiałem z opisu :ok:
No cóż, jesteśmy na forum akwarystycznym a nie typu elektroda.pl, ale nie wykluczone, że to po prostu ja jestem zacofany.
Dla potencjalnego prostego akwarysty (jak ja) wystarczy mi informacja jak dobrać odpowiedni driver i na tym kończy się "cała trudność" ;) IMO opis OK, tych prostych, zrozumiałych i łopatologicznych na zasadzie "przylutuj to z tym a będzie działać" jest już pełno w sieci.

Abiba, robimy zakupy u tego samego sprzedawcy :ok: Ten radiator to super sprawa. O wiele wygodniejszy w lutowaniu, schludniejszy i o sporej powierzchni chłodzenia niż te popularne aluminiowe profile led.

Fajne nóżki ;) Z czego zrobiłeś uchwyty radiatora+plexy i te, które nachodzą na szybę akwarium? Można to gdzieś łatwo dostać?
Neon Innesa piszemy wielką literą, podobnie jak Endlera, Ramireza, Blehera i inne nazwy ryb pochodzące od nazwiska.
Ponadto "Innesa" piszemy przez dwa "n" i jedno "s".

Moje akwaria:
1. Czterdziestka-piątka
2. Było LT, jest CW:

Zapraszam na Oficjalny FanPage naszego forum! Kliknij "Lubię To!"

Cykl azotowy w akwarium- w pigułce

Inspirujesz I Fascynujesz
Obrazek
Obrazek

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 3 marca 16, 22:35

No własnie ta konstrukcja jest prosta do bólu - prostsza od tego co mówisz .
Własnie na forach akwarystycznych sa takie straszydła że postanowiłem to zaprezentować .

Przytoczenie tych obliczeń i testów miało być pomocne dla "niefachowców"

Mogę to jakoś przeedytować aby wyróżnić to co niezbędne od materiałów dla konstruktorów (jeśli jest taka potrzeba)

to jest ceownik aluminiowy z praktikera plus tabliczka "uwaga zły pies " z której wyciałem te boki i wszystko prysnąłem czarnym lakierem w spreyu .

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 3 marca 16, 22:47

byron pisze:odstawowa sprawa kolego izolacja galwaniczna, cala belkę masz na potencjale sieci


Taak ? a gdzież to ?

Przed zamontowaniem tego nad akwarium została sprawdzona rezystancja izolacji za pomoca IMI-2 i zapewne wiesz co to oznacza

Owszem, masz racje że nie jest wspomniane o zerowaniu jakie wymagane jest w kazdym metalowym urządzeniu . Tutaj przewód zerowy jest podłączony i ten aspekt w opisie jest faktycznie pominiety.
Pewnie nie zwróciłeś uwagi na 2 bezpieczniki (dlaczego dwa?)

byron pisze:autor podaje wierutne bzdury


Może dla przykładu jedną .

byron pisze: nie mając pojęciach o podstawach teorii obwodów.


no to pojechałeś :)
.

Awatar użytkownika
deXter
Moderator
Moderator
Posty: 15791
Rejestracja: 7 grudnia 08, 23:29
Lokalizacja: Grójec

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: deXter » 5 marca 16, 21:06

Powiem szczerze, że się nad tym już kiedyś zastanawiałem, tylko koszta zakupu takiej ilości diód trochę mnie przeraziły :)

Ja na aspekty porażenia prądem nie patrzę bo moje belki pływały w akwarium i też sobie z tym radziłem.

Jak dla mnie projekt na plus bo nie wywala się kasy na zasilacz, który mało nie kosztuje.
Aigel pisze:deXter, jaki ty cham jesteś


http://instagram.com/dexsuj_pierc <--FOLLOW ME!
Estimative Index
Nawozy Blue-Line kocur stuffik dla naszych chwastów

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 5 marca 16, 22:31

Per saldo wychodzi budowa taniej mimo zwiekszonej ilości diod .
Nikt też nie rozważa kwestii żywotności diod:
diody z luminoforem mają ok 10 krotnie mniejszą trwałość od diod "czystych" a ich spektrum zmienia sie w czasie w zależności od temperatury złacza własnie z uwagi na zużycie luminoworu .
Przy mocach bliskich maksymalnych zachodzi zjawisko znane ze świetlówek .

Tak więc budując silnie obciażony cieplnie układ niweczymy jedno z załozeń : długa i stabilan praca.

Wracając do kwestii bezpieczeństwa: Ukłąd zaprojektowany został zgodnie z obowiązującymi normami w zakresie ochrony przeciwporażeniowej.

Jako ochronę podstawową zastosowano izolację galwaniczną (odizolowanie obwodów od obudowy) oraz zabezpieczenie przed dotknięciem obwodów pod napięciem.
Klosze i tak stosujemy domyślnie z tym że w konstrukcjach 12V mają cronić przed wilgocią tutaj sa obowiazkowym elementem ochrony .

Elementem ochrony przeciwporażeniowej wzmocnionej jest zerowanie i zastosowanie 2 bezpieczników (szybkich) na kazdym z zasilających przewodów które w przypadku awarii (przebicia w tym wypadku) odcinaja napięcie niebezpieczne .

A tego mondralińskiego w dalszym ciągu wzywam do wskazania miejsc niebezpiecznych lub jakiejkolwiek bzdury w moim opisie.

Zainteresowanym w try miga podam linki do odpowiednich norm w tym zakresie a także do karty katalogowej zastosowanego drivera firmy National Semikonductors w którym czarno na białym znajdziemy schemat oraz warunki aplikacyjne do pracy pod napięciem 240v AC

Tak czy inaczej służe pomocą (każdemu)

Awatar użytkownika
Hunter
Administrator
Administrator
Posty: 11156
Rejestracja: 25 stycznia 09, 17:25
Lokalizacja: NW
Kontaktowanie:

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: Hunter » 7 września 16, 15:51

Czy ktoś z Was orientuje się może jak ogarnąć temat czasowego rozjaśniania i wygaszania diod? Planuję pewne przeróbki mojej beleczki, marzy mi się wschód i zachód słońca. Wiele opinii czytałem na ten temat. Jedni mówią, że najprościej napięciowo, inni krzyczą, że broń Boże i polecają arduino + zegar.
Jest coś "gotowego", do wygodnego zastosowania przed/za driverem?
Neon Innesa piszemy wielką literą, podobnie jak Endlera, Ramireza, Blehera i inne nazwy ryb pochodzące od nazwiska.
Ponadto "Innesa" piszemy przez dwa "n" i jedno "s".

Moje akwaria:
1. Czterdziestka-piątka
2. Było LT, jest CW:

Zapraszam na Oficjalny FanPage naszego forum! Kliknij "Lubię To!"

Cykl azotowy w akwarium- w pigułce

Inspirujesz I Fascynujesz
Obrazek
Obrazek

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 7 września 16, 16:33

Jest mnóstwo rozwiązań ale nie każde do każdej belki . Sporo zależy od tego jak masz ową belkę skonstruowana oraz ew. jakie środki na to chcesz przeznaczyć .
Kilka sterowników widziałem na Aliexpresie . Jest też ciekawa konstrukcja polbrasu (na forum malawi gośc sie reklamował oraz tam szukał testerów)
To jest fajne i niedrogie rozwiazanie i z uwagi na to że sam takie coś integrowałem z powodzeniem mogę Ci to polecić .
W pewnych konstrukcjach (czyt. mojej prezentowanej na tym forum) koszt dorobienia świtu to ok 2 PLN

Tak więc jak w przypadku np porad o obsady potrzebne jest kilka informacji

Awatar użytkownika
Hunter
Administrator
Administrator
Posty: 11156
Rejestracja: 25 stycznia 09, 17:25
Lokalizacja: NW
Kontaktowanie:

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: Hunter » 7 września 16, 17:24

Konstrukcja bardzo prosta. 20 szt 1W diod, wszystkie szeregowo na chińskim tanim driverze 350mA z możliwością podpięcia 12-20szt 1W diod. Napięcie prądu wyjściowego DC 36-72V, wejściowego bezpośrednio 230V. Cała belka jest na jednym obwodzie.

Na Alli widywałem właśnie Arduino (zapewne podróbki), ale czarno to widzę. Wstępne rozeznanie w temacie robiłem - raczej nie ogarnę, nie zaprogramuję, zresztą driver chyba wyklucza ten sterownik.
Neon Innesa piszemy wielką literą, podobnie jak Endlera, Ramireza, Blehera i inne nazwy ryb pochodzące od nazwiska.
Ponadto "Innesa" piszemy przez dwa "n" i jedno "s".

Moje akwaria:
1. Czterdziestka-piątka
2. Było LT, jest CW:

Zapraszam na Oficjalny FanPage naszego forum! Kliknij "Lubię To!"

Cykl azotowy w akwarium- w pigułce

Inspirujesz I Fascynujesz
Obrazek
Obrazek

Awatar użytkownika
jowtek
Aqua Forum
Aqua Forum
Posty: 216
Rejestracja: 15 czerwca 16, 13:07

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: jowtek » 7 września 16, 18:15

Na YT jest kanał o nazwie mn-tech z jego filmów można się dużo dowiedzieć i zawsze napisać na PW o jakieś podpowiedzi

https://www.youtube.com/watch?v=9dVLpPAbhv8

Awatar użytkownika
Hunter
Administrator
Administrator
Posty: 11156
Rejestracja: 25 stycznia 09, 17:25
Lokalizacja: NW
Kontaktowanie:

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: Hunter » 7 września 16, 20:10

Taak, właśnie oglądałem film :) Po godzinie zrezygnowałem, a gdzie tam do końca ;)
Neon Innesa piszemy wielką literą, podobnie jak Endlera, Ramireza, Blehera i inne nazwy ryb pochodzące od nazwiska.
Ponadto "Innesa" piszemy przez dwa "n" i jedno "s".

Moje akwaria:
1. Czterdziestka-piątka
2. Było LT, jest CW:

Zapraszam na Oficjalny FanPage naszego forum! Kliknij "Lubię To!"

Cykl azotowy w akwarium- w pigułce

Inspirujesz I Fascynujesz
Obrazek
Obrazek

abiba
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 2194
Rejestracja: 3 lutego 15, 14:43

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: abiba » 8 września 16, 18:41

W opisanej przez Ciebie belce nie jesteś w stanie zrobić ani regulacji ani tym bardziej symulacji świtu .
Wprawdzie jak sam piszesz nico wyżej jest to konstrukcja banalnie prosta (?) ale nie daje absolutnie żadnych możliwości rozbudowy.

Z tego powodu włąsnie umieściłem opis mojej konstrukcji która oprócz prostoty oraz większej niezawodności od Twojej i tym podobnych konstrukcji charakteryzuje sie możliwościami regulacji na kilka sposobów :
- regulacja napieciem
- regulacja fazowa
- regulacjia PWM
dostępne gotowe regulatory do takiej belki to koszt 11-30zł z tym że te droższe oparte na układzie U2008 dają możliwośc pseudo świu za ok 1-2 zł oraz posiadają wejście PWM którego wykorzystanie daje właściwie nieograniczne możliwości i jak ktoś chce świrować to może tam podłączyć komputer czy inne cos (np arduino)

W Twoim przypadku pozostaje Ci pozbyć sie tego drivera lub marzeń o świcie/zmierzchu


PS
Odsyłając Cię do http://palabras.pl/#/leddimmer lub aliexpress nie miałem na myśli jakiś układów arduino bo to moim zdaniem poroniony pomysł lecz do gotowych regulatorów których koszt zamyka sie w kwotach poniżej 100zł i umozliwia własnie programowe ustawienie świtu/zmierzchu

Awatar użytkownika
Hunter
Administrator
Administrator
Posty: 11156
Rejestracja: 25 stycznia 09, 17:25
Lokalizacja: NW
Kontaktowanie:

Re: Belka LED do roślinnego - inne spojrzenie

Postautor: Hunter » 30 listopada 16, 13:13

Rozważam możliwość wykorzystania opisanego sposobu w nowej belce nad 240l.
Mogę prosić o aktualizację zdjęć, oraz przykładowe linki do regulatorów świtu/zmierzchu napięciem?
Neon Innesa piszemy wielką literą, podobnie jak Endlera, Ramireza, Blehera i inne nazwy ryb pochodzące od nazwiska.
Ponadto "Innesa" piszemy przez dwa "n" i jedno "s".

Moje akwaria:
1. Czterdziestka-piątka
2. Było LT, jest CW:

Zapraszam na Oficjalny FanPage naszego forum! Kliknij "Lubię To!"

Cykl azotowy w akwarium- w pigułce

Inspirujesz I Fascynujesz
Obrazek
Obrazek

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości