
1ª rev: 24/Set/2013
- Leds e Fontes de Alimentação
- Sub rubrica - Alfândega
- adição de mais uma opção em termos de fontes de alimentação
- limitadores de corrente.
- PCB - produção, resistências e suportes
- Ventoínhas para Arrefecimento
- Alimentação para Ventoínhas de Arrefecimento
- Dissipadores
- Massa Térmica
- Lentes
- Cola para Lentes
- Nota sobre as Lentes
Partilhando a experiência do muito que aprendi com a construção da minha calha LED mas também com a construção dos canhões do João Tomás aqui fica a lição.
Não vou conseguir escrever tudo de uma vez por isso vou actualizando este mesmo tópico inicial.
LEDs
Dreamchips de 90W Bridgelux
Estes são compostos por:
- Canal #1 - 20x 1W led 10000K - 30-36V 700mA
- Canal #2 - 20x 1W led 15000K - 30-36V 700mA
- Canal #3 - 10x 1W 420nm - 30-36V 350mA
- Canal #4 - 20x 1W 455nm - 30-36V 700mA
- Canal #5 - 20x 1W 445nm - 30-36V 700mA

Este led pode ser comprado aqui: Dreamchip 90w
Lumia 5.1 Full Spectrum
Estes são os chamados Full Spectrum porque incluem leds vermelhos, brancos, branco frio, etc.
Estes são compostos por:
- Canal #1 - 10x 2W led 4500K- 30-36V 700mA
- Canal #2 - 10x 2W led 450-453nm - 30-36V 700mA
- Canal #3 - 10x 2W led 427-430nm - 30-38V 700mA
- Canal #4a - 5x 2W led 660-665nm - 30-32V 700mA
- Canal #4b - 5x 2W led 492-495nm - 30-32V 700mA
- Canal #5a - 5x 2W 410-412nm - 30-38V 700mA
- Canal #5b - 5x 2W 470-472nm - 30-38V 700mA

Este led pode ser comprado aqui: Lumia 5.1
Antes de adquirirem os LEDS acedam à página e falem online com o Felix Su e negoceiem o preço do LED. Ele faz sempre um descontozito!
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é muito baixo. Entre o João e Eu já "importamos" quatro chips e nenhum parou. Aquilo cabe num envelope nas calmas.
Fontes de Alimentação
Nunca devem dimensionar a fonte à conta. Se precisam de 3.5A comprem a fonte de 5A. É dar sempre uma margem de manobra!
Quanto às fontes é na prática fazer contas. Cada canal será ligado em paralelo pelo que serão necessários para alimentar o:
Dreamchip
- Uma fonte que faça 36V (geralmente são reguláveis até aos 39V e isto é importante)
- Que suporte a corrente suficiente para alimentar todos os canais.
- 4 canais a 700mA = 2.8A
- 1 canal a 350mA = 0,35A
- TOTAL = 3.15A
Lumia 5.1
- Uma fonte que faça 36V (geralmente são reguláveis até aos 39V e isto é importante)
- Que suporte a corrente suficiente para alimentar todos os canais.
- 5 canais a 700mA = 3,5A
- TOTAL = 3.5A
Agora se quiserem com a mesma fonte controlar dois canhões é só multiplicar por 2 ... 6.3A e 7A respectivamente ...

Podem ver as fontes aqui: eBay
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é alto. Das duas que "importei" ficaram as duas na alfândega mas por causa do preço acabei por não pagar nada.
Fontes de alimentação sem circuito Dimmable
Em alternativa a estas fontes de alimentação, também poderão ser usadas as Meanwell LPC-35-700 Constant Current Driver

Neste caso será necessária uma fonte por canal e nada mais para o caso do Lumia 5.1 e para o Dreamchip serão 4x LPC-35-700 e uma LPC-20-350.
Podem encontrar estas fontes aqui:
LPC-20-350
LPC-35-700
Limitadores de corrente
Bem, tem que existir limitadores de corrente por cada canal caso não se use fontes de alimentação de corrente fixa.
Sem querer entrar em detalhes de electricidade ou electrónica se colocarem uma fonte de 36V a 3,5A a fonte vai tentar entregar essa corrente quando a trabalhar a essa tensão. O resultado num led que só suporta 700mA ???? PUM !!!!
Queima. Por isso a importância dos limitadores de corrente. Estes irão garantir que por muito que a fonte dê a corrente que passa naquele canal nunca ultrapassa os 700mA ou 350mA.
Existem várias opções no mercado mas para várias pessoal (relatos internacionais) os mais fiáveis são os Meanwell LDD700H e os LDD350H

Podem ver as especificações aqui: Meanwell LDD Constant Current Driver
Lembram-se mais acima de dizer que era importante a fonte dar os 39V? é que estes DC-DC converters com limitação de corrente provocam uma queda de tensão de 3V por canal. Assim para alimentar o canal a 36V precisamos que a fonte esteja a trabalhar nos 39V.
Atenção que existe o modelo LDD-700HW que é com fios em vez de usar pinos. Prefiram o de pinos se optarem por montagem em PCB e com fios se optarem por montagem directa sem PCB (falaremos disto noutra secção)
Podem encontrar disto por cá em loja nacional ou podem contactar a Melissa (melissa@nuohan.com) da nuohan electronics e pedir cotação. O tempo de entrega por esta via é enorme. Chega a ser de dois meses com pagamento adiantado.
A grande, grande vantagem destes limitadores de corrente é que tem um pino de controle para PWM que pode ser ligado directamente ao Arduino pois aceita sinais de PWM 0-5V e o consumo disto é na ordem micro Amperes pelo que podem ligar nas calmas 25 LDD por porta de PWM sem problemas para o Arduino.
Quem precisar de um programita simples muito simples para fazer o ciclo de ramp-up / ramp-down pode pedir que eu mando.
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é baixo. Como cabe num envelope geralmente passa bem. Ainda nenhuma encomenda de lá me ficou parada.
PCB para montagem dos LDD
Para quem quiser ter tudo bonitinho sem montes de fiarada à solta na calha pode optar por mandar fazer um PCB para colocação dos LDD.
Existem de 4, 5 ou 6 elementos já com pino de controle de PWM, resistência de 10K como pulldown (necessário para garantir que quando PWM é 0 a luz está mesmo desligada)
4 Elementos: Post 1088

5 Elementos: Post 1349
Nos URL acima existem os Gerber files que tem que se mandar para impressão. Os de 4 elementos é para ser impresso em placa de 10x5cm e os de 5 elementos em placas de 10x10cm.
Podem fazê-lo na Iteadstudio:
Para 4 elementos: 2LAYER GREEN PCB 5CM X 10CM MAX
Para 5 elementos: 2LAYER GREEN PCB 10CM X 10CM MAX
As opções a escolher são:
- PCB Thickness: 1.6mm
- Surface Finish: HASL
- E-test: 100%
- Open Source And Get 2 More Additional Boards: Yes
Aqui tenho que agradecer aos membros do Reefcentral rrasco e O2Surplus que tem sido incansável no desenho dos PCB
Entretanto tem a possibilidade de soldar o LDD directamente ou usar estes suportes (escolham o de 24)
DIL/DIP 40Pin/32Pin/28Pin/24Pin 0.6''Turned Pins, Precision Sockets IC
E vão precisar também se quiserem ligar isto ao Arduino resitências SMD de 10k. Escolham o valor de 10k
10x 25x 50x Resistors SMD/SMT 1206 100R to 1M
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é baixo desde que não venha por DHL. A DHL usa a alfândega do aeroporto e cobra tudo e mais algumas coisa. Pediram-me por 26 USD em compras cerca de 120€ para desalfândegamento. Mandem antes por FEDEX ou US Post Office que passa na boa sem parar na casa de partida.
Arrefecimento
Dependendo das estruturas de dissipadores de calor que forem usadas (ver próximo capítulo) poderão ter que adquirir ventoínhas ou então alimentar as ventoinhas existentes.
Alimentação
Para alimentação de ventoínhas existem várias alternativas.
- Fonte de alimentação de 12V do chinês regulável (eu pessoalmente não aconselho muito esta alternativa e já explico pq)
- Fonte de alimentação externa de 12V
- DC-DC Step Down Converter
O inconviniente de se usar fontes de alimentação de 12V externas reguláveis ou não poderá trazer um problema em caso de falha da fonte de alimentação. Se esta falhar e os LEDs continuarem a trabalhar vão derreter concerteza.
Estes LEDs aquecem mesmo muito e portanto tudo o que se puder fazer para garantir que nada falha é uma mais valia.
No entanto aqui ficam as opções:
Fonte de Alimentação de 12V regulável
O tempo de vida destes transformadores não é muito alto e o facto de serem reguláveis não beneficia em nada pois dependendo da ventoínha vamos mesmo queres aquilo a funcionar no máximo para garantir o arrefecimento.
Encontram isto nas lojas dos chineses relativamente barato.
Fonte de Alimentação de 12V
Não é preciso nada de especial dado que a corrente de alimentação de ventoínhas é tipicamente baixa.
Podem encontrá-las aqui: 12V DC 2A Regulated Switching Power Supply
DC-DC Step Down Converter
Com estes DC-DC Step Down converter podem ligá-los directamente o seu input à fonte de alimentação dos LEDs e na saída com um multimetro calibrar para 12V para o circuito de alimentação da ventoínha.
Podem encontrá-lo aqui: LM2596 DC-DC Converter 4-40V to 1.5-35V Step-down Voltage Regulator module
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é baixo ou nulo mesmo que venha por DHL. Como o valor é abaixo dos 20€, desde que o provem junto da DHL não pagam mais nada de desalfandegamento.
Quanto às ventoínhas em si ...
Mais uma vez dependerá do dissipador de calor que usarem. Se usarem um cooler de PC estes tipicamente já vem com ventoínha.
Senão terão que as adquirir à parte.
Para dissipadores de 95mm arranjei umas "Artic Fan 9L" que para além de baratas são super silenciosas. Infelizmente já estão descontinuadas.

De qualquer maneira podem ver aqui: Aqua PC - Aircooling
Ou então podem procurar no eBay. A escolha é imensa entre os tamanhos, níveis de ruído e preço bem como mariquices como iluminação e outros.
Se não pretendem colocar mariquices como controlar a temperatura do dissipador com um Arduino (ou outro) e depois controlar a velocidade da Ventoínha em função disso então fujam dos modelos com fio de PWM pois assim conseguirão ventoínhas mais baratas.
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é nulo se compradas cá ... Como nunca mandei vir de fora não tenho experiência para aconselhar.
Dissipadores
Quanto a dissipadores há várias alternativas mais caras ou baratas conforme a vontade e o engenho DIYselfer ... resumindo consoante o factor "esposa"
Não esquecer de colocar as ventoínhas onde preciso. Não usem qualquer um destes dissipadores sem ventoínhas ligadas sobre pena de queimar o LED.
Na prática se quiserem outros dissipadores que não estejam aqui garantam que o dissipador é capaz de dissipar pelo menos 220W.
BIS95
Nacionalmente podem encontrar na BISALARMES o famoso BIS95. Pela informação que tenho ainda não confirmada (mas a fazer o meu vou experimentar) seis polegadas (cerca de 15cm) de dissipador chegam para arrefecer qualquer um dos LEDs.
Atenção que a BISALARMES cobra caros os portes e cobra também o corte das peças! Este dissipador precisa de ventoínhas.

Podem encontrá-lo aqui: BIS95
ARCTIC COOLING FREEZER 13 ou semelhante
Outra alternativa relativamente barata é um cooler de PC já com ventoínha integrada. Para os canhões do João Tomás usamos os "ARCTIC COOLING FREEZER 13" modelo antigo. Aqui é preciso inventar um pouco para colocação do LED pois a base do dissipador é mais pequena que o LED. Nos canhões do João colocá-mo-los fazendo um angulo de 45º face à base do dissipador mas os LEDS em si ficaram todos sobre o dissipador.
Em alternativa poder-se-á colocar uma chapa de alumínio que será fixada à base do cooler e onde acentará o LED.
De qualquer maneira é necessário ter muito cuidado na colocação do LED e na sua fixação!

Podem encontrá-lo aqui: ARCTIC COOLING FREEZER 13
Multichip LED Cooler
Aqui entramos nas gamas um pouco mais caras mas que já estão pré-furados para quem não tem jeito para DIY. É só colocar massa térmica (ver próximo capítulo) colocar o LED e aparafusar.
Não deixa de ser um dissipador de PC mas bastante eficaz este e silencioso.

Podem encontrá-lo aqui: Multichip LED Cooler
MakersLED
Este sinceramente é o meu preferido. Os portes para cá é que são um pedaço puxados mas é uma questão de avaliarem
Este é o dissipador com o selo "WIFE APPROVED" é só montar e fica logo bonito sem ter que se andar a inventar ...

Aliás quando fôr aos States faço tenções de trazer um para mim.
Podem adquirir também o kit de suspensão e a ventoinha e fica perfeitinho com "Splash guard" e tudo.
Mais uma vez 6" são suficientes por LED confirmado pelos senhores da LED GROUP BUY

Podem encontrar estes aqui: makersled designer heatsink kit
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é Alto. Aliás nem sequer é alto. É certo devido ao peso e tamanho.
Massa Térmica
Muito importante é não montar os LEDs sem usar massa térmica para garantir uma correcta transmissão de calor entre o LED e o dissipador.
Podem encontrar cá facilmente nas grandes superfícies. Só precisam de garantir que o rendimento da massa térmica é capaz de >= a 7.5W/m-k
Podem encontrar aqui: Massa Térmica Cooler Master
Alternativamente se quiserem mandar vir de fora ou no caso de já estarem a fazer uma encomenda à AC-RC.

Podem encontrar aqui: 7.5W/m-k Super High Conductive Thermal Grease
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é baixo ou nulo mesmo que venha por DHL. Como o valor é abaixo dos 20€, desde que o provem junto da DHL não pagam mais nada de desalfandegamento.
Lentes
Relativamente as Lentes as coisas devem ser estudadas. A opção de colocação de lentes ou não e o seu ângulo depende muito do Layout da Rocha, depende da altura da coluna de água, depende do número de canhões, da altura a que os querem manter e da sobreposição de luz e depende das leituras de PAR que se querem manter.
Aconselho a leitura de alguns artigos sobre iluminação publicados aqui no fórum pelo Marco Madeira.
Segundo estes e a palestra do Danna Ridlle o PAR deverá situar-se entre os 200 e os 400 PAR.
Assim como opção poderão optar por nem sequer colocar lentes em aquários até aos 40cm de altura. Para aquários mais altos tem as lentes de 90 - 120º a 20/30cm da água e lentes de 50 - 80º para uma altura maior.
De qualquer maneira aconselho a não tomarem decisões sem medir efectivamente o PAR. Preparem-se até para comprar lentes só para experimentar antes de optar pelas definitivas.
Adicionalmente não esquecer que as lentes deverão ser coladas e para isso é necessário cola de silicone que suporte temperaturas elevadas. (medimos 120 graus à frente do LED e derretemos uns óculos de sol



Quanto a lentes existem as lentes fixas ou reguláveis.
Lente fixa 60º

Lente fixa 90º

Nota importante: Estas lentes ajustáveis tem suportes em plástico que tendem a "derreter" com o calor gerado pelo LED. Assim a recomendação vai para as lentes fixas.
Lente ajustável de 50 a 80º

Lente ajustável de 90 a 120º

Todas estas poderão ser encontradas aqui: Optic Lens/Reflector
Alfândega: Probabilidade de ficar na alfândega é baixo.
Cola de Silicone
A cola para segurar as lentes é quase que mandatória e deverá ser uma cola resistênte a altas temperaturas.

Podem encontrar aqui: Silicon Thermal Adhesive
Ou aqui: silicon lens / optic adhesive
(continua ...)
Abraços,
Rui