Skocz do zawartości
loccutus

How Its Made - czyli o budowie lamp LED na poważnie ?

Rekomendowane odpowiedzi

Bardzo często przewija się temat lamp led, DIY itd. Często projekty te - co zrozumiałe - wykonywane są jak największym nakładem własnej pracy i po kosztach. Wiadomo nikt na kasie nie śpi. Dla odmiany jednak postanowiłem pokazać kilka ujęć ze swojej codzienności, żeby pokazać jak można moim zdaniem dosyć porządnie zrobić lampę LED - może kogoś natchnie i skorzysta, może ktoś podpowie coś ciekawego ...

 

W tym tutorialu będę pokazywał jak to się robi przy wykorzystaniu bardzo drogich narzędzi i zdecydowanie nie po kosztach, ale prawdę mówiąc nie stoi nic na przeszkodzie brak posiadania lasera do wypalania blach czy prasy krawędziowej. Istnieją dziś zakłady usługowe które wykonują usługowo takie prace. Niestety powtarzam tanio nie jest - ale jeśli ma być na lata...

Budowę lampy LED zaczynam od projektu. Potrzebne są dane na temat wielkości akwarium, obsady, biotopu. Zbieram zatem mały wywiad co do preferencji - jakie mocne światło, jaki kolor, jakie sterowanie. Następny jest projekt. Można zrobić to na kartce i podrzucić do firmy która wykona obudowę, można samemu w jakimś oprogramowaniu CAD. Projekt musi zawierać złożenie - czyli wirtualny model całej lampy, wraz z elektroniką, wszystkimi elementami wchodzącymi w skłąd urządzenia, każdą śrubką. To skomplikowane ale pozwoli uniknąć bardzo kosztownych problemów kiedy wykona się obudowę i okaże się że np. zasilacz nie wchodzi bo jest za duży.

projekt.jpg

Projekt wymaga naprawdę sporo pracy ale to jest inwestycja więc nie ma co załamywać rąk. Przechodzimy do wykonania obudowy - najdroższy i najbardziej pracochłonny element lampy.

Technik eksportuje z projektu pliki do poszczególnych maszyn - lasera, wykrawarki, prasy cnc - co tam potrzeba do sukcesu. Postaram się porobić zdjęcia a może nawet krótkie filmy jak to wygląda na maszynach w moim przypadku :)
Wycięta i wygięta obudowa trafia do malowania proszkowego- co prawda zrobiona jest z blachy nierdzewnej i nie musiałaby ale inox ma niewielu zwolenników.

1.jpg

Teraz przychodzi czas aby obudowę uzbroić. Składa się ona z 2 połówek które jakoś trzeba poskręcać ze sobą. Również elementy wewnątrz wymagają jakiegoś punktu zaczepienia. Osadzam więc w obudowie elementy mocowań zwane nitonakrętkami.

4.jpg

Potrzebna do tego jest specjalna praska. Dzięki tym "nitom" z gwintem wewnątrz montaż całej lampy będzie wogole możliwy. Jak to działa widać na kolejnych zdjęciach. Jedyny problem tylko przed przystąpieniem do prasowania nitów to stożkowanie otworów. Ponieważ laser tnie tylko prostopadle - stożki trzeba nawiercić ręcznie. Dzięki temu nit ładnie schowa się i wyrówna z powierzchnią blachy -ładniejszy montaż.

2.jpg

Przymierzamy nitonakrętke :

3.jpg

uzbrajamy praskę :

5.jpg

i strzelamy:)

6.jpg
7.jpg
8.jpg

Jeden gotowy - jeszcze 15 :)

9.jpg

teraz tymczasowo skręcamy obie połowy obudowy i odstawiamy lampę na kilka godzin żeby blacha się "ułożyła"

10.jpg

W tym czasie przystąpimy do montażu płyty radiatora i całej elektroniki...

na razie tyle - jeśli jesteście ciekawi reszty - będe temat kontynuował.


 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nakrętki kupi się dzisiaj wszędzie - są dostępne z aluminium, ocynku i nierdzewne. Nierdzewne wymagają największej krzepy przy zaciskaniu bo to nitownica ręczna jest. Na nitownicy nie warto oszczędzać - oglądałem kilka tańszych chińskich a zdecydowałem się na "półprofesjonalnego" Master-Fixa.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Co w lampie nie powstaje dzięki maszynom? Obudowa na maszynie, pcb na maszynie... Lutujesz chociaż sam?

Rozumiem, że przedstawiasz projekt po to żeby pokazać reszcie "złotych rączek" gdzie ich miejsce :-)

Na poważnie:

Czekam na więcej. Tym bardziej, że sam poważnie myślę o podobnym projekcie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

No nie sporo rzeczy wykonuje wciąż ręcznie i samodzielnie. Lutowanie, układanie i zarabianie wiązek kablowych, wiercenie (co prawda napunktowane jest przez ploter) otworów pod moduły, gwintowanie, fazowanie otworów.. pracy ręcznej jest wciąż mnóstwo. Maszyny robią swoje jedynie w tych miejscach gdzie ręką się nie da.... no i zlecić takie elementy może przecież każdy - nie dysponujesz parkiem maszynowym, daj swój pomysł do realizacji komuś kto ma czym - czy to wychodzi poza DIY?

 

No to jedziemy dalej. Ledy muszą być chłodzone - to wiedzą wszyscy. Większość buduje lampy na aluminiowych radiatorach, i słusznie aluminium nadaje się doskonale do odprowadzania ciepła. Kluczową rolę gra tu powierzchnia wymiany ciepła czyli powierzchnia radiatora. Czym większa powierzchnia wymiany ciepła, tym efektywniej chłodzone są ledy a to warunek konieczny do zachowania sprawności całej lampy przez długi czas. Grubość (masywność) radiatora wpływa zaś na pojemność cieplną - radiator może działać też jako akumulator, gromadząc ciepło. Czym więcej materiału (aluminium) tym dłużej trwa zanim radiator się nagrzeje i schłodzi również.

Praktyka wykazała, że powierzchnia jest jednak ważniejsza niż pojemność cieplna - dlatego co może niektórych zdziwić, w pewnych warunkach zwykły kawał blachy aluminiowej o odpowiedniej powierzchni działać może lepiej niż mniejszy radiator. I tu mamy tego przykład - arkusz blachy 4mm o wymiarach 30x90cm z powodzeniem jest w stanie odebrać i rozproszyć ciepło od 320W ledów nie przekraczając temperatury 48*C - oczywiście aktywnie chłodzony.

11.jpg

Mamy zatem wstępnie powiercony arkusz blachy - przygotowany pod moduły LED, który z powodzeniem będzie pracował jako radiator, chłodzony w razie potrzeby przez 2 wentylatory 120mm - ale o tym później. Radiator trzeba przygotować do montażu - sporo gwintowania i powiększania otworów pod wiązki przewodów. Zawsze gwintuję otworki pod śruby M3 i używam śrub. Można by było iść na łatwizne i użyć wkrętów samogwintujących ale to nie to.

13.jpg

Do boju wkracza więc zwykła wkrętarka, gwintownik fanar M3 przelotowy-maszynowy i wio. Po godzinie (otworków jest sporo) mamy piękne gwinty wszędzie gdzie trzeba.

12.jpg

Do smarowania gwintownika używam specjalnego smaru:

14.jpg

Na koniec jeszcze każdy jeden otworek musi zostać "sfazowany" żeby nie było żadnych zadziorów i moduły LED leżały idealnie na płycie a śrubki wkręcały się bez oporów. Różnice we wykończeniu otworów widać na fotkach

15.jpg

Teraz radiator idzie do malowania a zając się można przygotowaniem elektroniki. Na początek serce systemu czyli sterownik. Elektronikę montuje samodzielnie, drukarka do pasty, montaż ręczny, piec do lutowania (hot-plate). Efekt przed i po na zdjęciu poniżej

16.jpg

Płytka nie jest całkowicie zmontowana - ponieważ są to płytki których zrobiłem wcześniej sporo za dużo do pewnego projektu (jak to często bywa), a że projekt się nie bedzie kontynuował - materiału szkoda wyrzucić. Niepotrzebne elementy nie są zamontowane i gra muzyka. Kontroler modułów LED zawiera moduł WiFi do komunikacji bezprzewodowej. Lampą będzie można sterować przez sieć, przy pomocy laptopa czy innego urządzenia które będzie w stanie odpalić program sterujący. Ponieważ lampy mogą ze sobą "rozmawiać" jeśli jest ich więcej niż jedna - można też zbudować całą sieć lamp które będą zachowywały się jak "jeden organizm".

Kontroler steruje modułami LED. Moduły są również montowane przeze mnie od zera ręcznie. Projekt, wydruk podłoży metalowo-ceramicznych w (Faldruk Warszawa)

17.jpg

Każdy moduł jest sterowany cyfrowo i posiada własny adres ustawiany przełącznikiem. Dzięki temu można zbudować system 6cio kolorowy wykorzystując 2 takie same płytki 3 kolorowe. Oczywiście każda ma zamontowane inne diody LED. Stosuję jedynie ledy Cree. Moduły łączy się w pary i na przemian montuje na radiatorze.

Elektronika i ledy są - teraz montaż okablowania - ale to już nie dzisiaj :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

1mm jest wystarczająco sztywna, do tego sama konstrukcja powoduje że całość jest znacznie sztywniejsza niż zwykły arkusz blachy

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ha, pamietam jak na N-R krzyczeli ze chinskie beee bo blacha zamiast radiatora :-)

A pamietam ze tam bylo z 5mm tej blachy - fakt dawali d...y bo zalewali to gluegunem ale ... :-)

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Zgadza się  - było, i nadal twierdzę że w tamtym wypadku to był duży błąd - już tłumacze dlaczego:

 

1 - grubość blachy nie robi absolutnie żadnej różnicy w skuteczności chłodzenia, poza taką ze przy blasze 5mm temepraturę X osiągniesz po czasie większym niż w przypadku blachy tej samych rozmiarów  o grubości 4mm. To jest właśnie pojemność cieplna. Ale tu nie chodzi o ciepło do zmagazynowania tylko o prędkość jego rozpraszania - a to jest kwestia powierzchni radiatora a nie jego objętości.

 

2 - powierzchnia - tu jest klucz do sukcesu - popatrz 120W w chińskich lampach przyklejone do kawałka aluminium o wymiarach 20x30cm. Moja lampa - 192W przykręcona na blachę o wymiarach 90x30... powierzchnia wymiany ciepła się liczy przy jego rozpraszaniu a tu jest ponad 4x więcej.

 

3 - sprawność ledów chińskich a sprawność ledów Cree - zgodzisz się że te drugie w praktyce przy mocy 190W generują tyle ciepła co 120W chińczyków ?

 

4 - wentylatory - 3 małe świstokliki kontra 2 duże wentylatory - skuteczność rozpraszania ciepła jest nieporównywalnie lepsza.

 

 

Wierz mi że zanim zdecydowałem się na takie rozwiązanie odrobiłem zadanie domowe i zrobiłem testy :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nie no wiem, ja ich nie neguje tylko wspominam. Mi tez blacha jako radiator nie przezkadza :_)

Ledow nie oceniam z tych chinskich bo to shit i to wiadomo :_)

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Przy okazji opisu proponuję wprowadzić adekwatne słownictwo. Np rezystancja termiczna :-)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

początki z ledami były jak chodzenie po omacku - pamiętasz jak mantre powtarzane hasło "czerwone zabija" w kontekście użycia ledów czerwonych? A dziś lampa bez wycinka czerwonego światła to prawie nie lampa :)

 

ktomek - owszem, można. Można też wzory na Rthjc/Rthca wprowadzić - kiedyś nawet próbowałem, efekt był taki że ludzie sie wystraszyli "terminologii" i temat zdechł :P

W innych warunkach np. przy driverach możemy podyskutować o dobroci, o sprawności w funkcji częstotliwości czy indukcyjności dławika, o prądach tętnień. Dojdziemy do radia (WiFi) to możemy sie porozwodzić nad tym czy antena w rezonansie, o natężeniu pola, listkach głównych i pobocznych charakterystyki, SWR a długość kabla i wiele innych szalenie ciekawych tematów adekwatnych... tylko dla kogo? to nie jest elektroda.pl

 

Dlatego wybacz, ale pisał będę bez zachowania branżowego słownictwa na forum tam gdzie naprawdę nie trzeba go używać. Ty jako elektronik wiesz o czym mowa, a pozostała większość nie będzie ziewała z nudów - do czego miałaby w przeciwnym wypadku uzasadnione prawo.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Piekna sprawa. W powyższym opisie wszystko wydaje się takie proste.

Ja ostatnio próbowałem gwintować otworki w mojej lampie ale szybko stwierdziłem że jednak klej termoprzewodzący da lepsze rezultaty :crazy:

Twoje gwinty są zawodowe (jak i cała lampa).

Czekamy na dalszy ciąg.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ciekawy temat, trochę led'owej kuchni :) .
Ile zajmuje Ci poukładanie tych wszystkich puzzli na płytce?

 

Ja ostatnio próbowałem gwintować otworki w mojej lampie ale szybko stwierdziłem że jednak klej termoprzewodzący da lepsze rezultaty :crazy:

Twoje gwinty są zawodowe (jak i cała lampa).

Pewnie nie miałeś specjalnego niemnieckiego szpraja :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Szpraj niemiecki być nie musi, teoretycznie starczy zwykłe WD40 ale ten akurat działa fajnie i wydajnie (puszkę mam już prawie rok) - nie jest gęsty a nie trzeba często smarować gwintownika. Nie jest też bardzo tłusty - po wszystkim szmatka + woda z ludwikiem  i śladu nie ma. Generalnie w gwintowaniu tą metodą najważniejsze jest żeby wkrętarka wytrzymała pstrykanie przełącznikiem lewo/prawo i nie rozleciała się zanim nagwintuje się 60 otworków :)

No i sam gwintownik - nie ma co kupować badziewia w marketach za grube pieniądze, W takim OBI czy Praktiker gwintownik tego typu to jakieś śmieszne wynalazki z dziwnego materiału za ok 40zł a w typowych narzędziowych sklepach prowadzonych przez "dziadka", kupi się porządny, polski sprzęt za całe 15zł http://www.fanar.pl/

 

 

Płytki LEDowe - samemu układam 6 sztuk czyli na typową lampę - około godziny. Łącznie z pastowaniem na DIY sitodrukarce do pasty i wypalaniem w piecu. W dwie osoby czas ten skraca się do 20 minut:)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

×