www.swiatelka.pl

Chciałem sobie kupić dobre lampy do mieszkania w kształcie walców/tub. Zależało mi na tym aby sprawiały wrażenie solidnych, dawały odpowiednie dla moich potrzeb światło, ale przede wszystkim zależało mi na tym, aby poprzez obudowę było dobre odprowadzenie ciepła z LED'ów.
To co oferuje rynek z gotowych rozwiązań przy akceptowalnej cenie wg mnie jest marnej jakości. Dodatkowo drogie i teoretycznie lepsze lampy również pozostawiają wiele do życzenia. Zdecydowałem się więc wykonać lampy wg własnego pomysłu.

Korpus to tuba stalowa o wymiarach fi160x100 mm i grubości ścianki 2 mm. W korpusie na ciasno osadzone jest dno - również z blachy o grubości 2 mm. Ponieważ tuba nie była idealnie okrągła, to na styku dno-obudowa czasami powstawały szczeliny, więc dodatkowo elementy zostały zlutowane aby na drugą stronę dna nie przedostał się ani foton światła. Tworzyłoby to niechcianą poświatę na suficie. Drugi powód zlutowania to to, że chciałem poprawić wymianę ciepła z dna na obudowę.

Lampy zostały wykonane w dwóch wersjach - białe i czarne przy czym wersje pomalowane na czarno mają wewnętrzną część korpusu pomalowaną na biało, aby ograniczyć pochłanianie światła przez czarną farbę.
W handlowych rozwiązaniach, nawet tych drogich na podobne rozwiązanie nie udało mi się trafić.

W dnie od strony klosza zamocowany jest PCB z LED-ami. Z drugiej strony znajduje się driver. Pod PCB zastosowałem pastę termo-przewodząca. Całość zamknięta jest kloszem z plexi. Testowałem z 10 różnych materiałów, z których można by wykonać klosz. Również o różnych grubościach i ten okazał się najlepszy, tzn. przepuszczał możliwie dużo światła przy bardzo dobrym jego rozproszeniu.

Jako źródło światła wykorzystałem "żarówkę" LED z gwintem E24 o mocy 10W. Zasilanie pochodziło z drivera z tej samej sztuki. Pomiary wykazały, że taką moc pobiera z sieci, chodź nie sprawdzałem przy jakich stratach na przetwornicy.

Postanowiłem sprawdzić w jak dużym stopniu poprawią się warunki pracy LED'ów w porównaniu z oryginalnym produktem zamkniętym w żarówkowej obudowie. Przeprowadziłem testy porównawcze polegające na pomiarze temperatur i napięć w czasie 1 godziny w dwóch przypadkach:
a) samej "żarówki" zamontowanej w oryginalnej obudowie,
b) mojej lampy z zamontowanymi "bebechami" z "żarówki" j/w.

Napięcie mierzyłem multimetrem, a temperatury pirometrem. Dodatkowo na PCB mierzyłem porównawczo temperaturę termoparą. Poniżej tabela z wynikami pomiarów oraz wykres wykonany na jej podstawie. Miejsca pomiarów pirometrem zaznaczyłem na zdjęciach (nieco niżej).




Widać z nich, że LED'y w "żarówce" nie mają lekkiego życia i to w przypadku gdy ściągnięty jest z niej klosz rozpraszający. Podejrzewam, że podczas normalnej pracy temperatury są jeszcze wyższe.
Natomiast wynikami otrzymanymi z wykonanych przeze mnie lamp jestem więcej niż zadowolony. W tym momencie świecą u mnie prawie rok. Jeśli poświecą bezawaryjnie kolejnych 4-5 lat to uznam, że gra warta była zachodu.
Zachęcam do wyrażenia opinii na temat tego projektu. Wszelkie trafne uwagi będą dla mnie cenne. Mam w planie wykonanie jeszcze kilkunastu podobnych lamp, bo rodzinie się spodobały .

Poniżej kilka zdjęć samych lamp jak i z pomiarów.




















Do pomiarów temperatury pirometrem musiałem zakleić LED'y taśmą malarską ponieważ bez niej za każdym "strzałem" otrzymywałem inne wyniki. Prawdopodobnie spowodowane było to tym iż każdy pomiar mógł pochodzić z różnej powierzchni - o innym współczynniku odbicia.

Jeśli temat został umieszczony w nieodpowiednim dziale, to proszę o jego przeniesienie.

Fajne

Dla rodziny poszukałbym obudowy na sterownik, zabezpieczył kable przechodzące przez blachę (żeby na ostrej krawędzi nie przeciąć izolacji) oraz zamiast pokrywać cyną końcówki kabelków dałbym końcówki zaciskane (to opcjonalnie).

Pzdr.
M.

Zasilacz daj do obudowy która będzie izolatorem, ale zapewni obieg powietrza, oklejenie taśmą to nie najlepszy pomysł. Przy tak dużej powierzchni styku, stosowanie past typu MX2 nie ma sensu bo nie poprawi to znacznie osiągów i nie obniży temperatury. Tutaj sprawdzi się najzwyklejsza pasta sylikonowa.

Jak lampy się podobają, kolejną wersję zrób na ledach z lepszym CRI 😏

milkoo pisze:dodatkowo elementy zostały zlutowane

stalowe blachy? mógłbyś to rozwinąć?

Nie spodziewałem się tak dobrych wyników temperatur na stalowym podłożu. Nawet nigdy tego nie testowałem, zawsze zakładałem, że stal to nie najlepszy radiator.
Gratulacje udanego projektu.
Obrabiałeś na tokarce?

Szacun za pomysł i analityczny wkład pracy aby rozwikłać pewne problemy i znaleźć odpowiedzi (czy "żarówka" LED ma lepiej i dlaczego nie bardzo).

Zrobiłem krótki test i wydaje mi się, że ta temperatura T3 jest zbyt optymistyczna. Może wdał się błąd pomiarowy w metodzie (pirometr + taśma), może gdzie indziej?
Mam przy biurku praktycznie identyczną żarówkę 10W, również zdemontowaną, ale MCPCB jest osadzone na aluminiowym radiatorze od procesora (65mmx75mm) i po około 30 min temperatura radiatora, mierzona na żeberkach termometrem cyfrowym DS18B20 wynosi 42st, co oznacza, że samo MCPCB jest cieplejsze o co najmniej 5st.
Radiatora nie da się trzymać w ręce, więc chłodzenie aluminium uzyskało gorsze efekty niż stal?

Po kolei.
Najpierw w skrócie, bo szczegółowe wyjaśnienie wyszło mi bardzo obszerne.

1. Otwory są wypiłowane bez ostrych przejść. Ponadto lampa nie będzie drgać i tym samym uszkadzać izolacji.
2. Szukałem obudowy na driver, ale nic odpowiedniego nie znalazłem dlatego zostało tak jak widać na zdjęciach. Dodatkowy przepływ powietrza polepszyłby warunki pracy, ale uważam, że temperatury panujące wewnątrz (35-40 stopni) nie są dla niego bardzo szkodliwe.
3. Chciałem użyć jakiejś dobrej pasty. Gdybym robił tych lamp dużo więcej wtedy pewnie zdecydowałbym się na silikonową - niższe koszty.
4. W tych miejscach gdzie świecą lampy 80 CRI jest wystarczające.
5. Korpus to zwykła stalowa blacha zwinięta w rurę i zespawana automatem. Dno zostało wycięte laserem z tego samego arkusza. Obydwie części zlutowałem tak jak lutuje się stalowe rynny - cyną. Tokarki nie używałem.
6. Myślę, że taśma malarska mogła nieco zafałszować temperatury, ale nie je wypaczyć. Dotykałem palcem samych diod i częściowo MCPCB m.in. po godzinie świecenia. Nie przypominam sobie aby mnie parzyły.
Objętość metalu jak i sama masa lampy jest dużo większa niż Twojego radiatora. Może tutaj należy doszukiwać się przyczyny.

======================================================================================

Teraz szczegółowo dla dociekliwych.

1. Otwory wiercone przez blachę nie są ostre, grat został usunięty, a krawędzie załamane okrągłym małym pilnikiem. Poza tym lampa nie będzie drgać więc izolacja przewodów nie będzie się ścierać/przecinać.

2. Myślałem o obudowie na sterownik, ale po kilku nieudanych próbach znalezienia takiej "w sam raz" stwierdziłem, że skoro lampa jest do własnego użytku to sobie ją daruję. Zdaję sobie sprawę, że tutaj mogłem się bardziej postarać. Elektrycznie jest odizolowany od obudowy. Obudowa dodatkowo uziemiona.
W lampie od strony LED'ów chciałem uzyskać jak największą odległość do klosza aby poprawić rozpraszanie światła. Tym samym od strony zasilania miejsca nie jest za wiele. Kupując dostępną na rynku większą niż to konieczne obudowę na upakowanie drivera musiałbym zwiększyć całkowitą wysokość lampy, a tego nie chciałem. Jej proporcje są idealne .
Zgadzam się jednak ze skaktus, że dodatkowa wentylacja nie zaszkodziłaby. To rodziło jednak pewne komplikacje. Założenie było takie, że lampa ma idealnie przylegać do sufitu bez żadnej szczeliny, co udało mi się osiągnąć. W efekcie nie ma i nie może być wymiany ciepłego powietrza z większą przestrzenią. Przekonałem się dodatkowo do tego pomysłu po analizie warunków pracy drivera w oryginalnej obudowie "żarówki" i w mojej lampie. Różnica na korzyść jest ponad dwukrotna. Myślę, że temperatura ok. 35-40 stopni dla przetwornicy zabójcza nie będzie nawet w dłuższej perspektywie czasu.

3. Myślałem o innej paście termo-przewodzącej - tańszej. Zdecydowałem się na tą, bo w potrzebnych mi ilościach aż tak drogo nie wychodzi, a dodatkowo chciałem być pewny, że wymiana ciepła będzie jak najlepsza. Poza tym w perspektywie były do przeprowadzenia testy, w których chciałem sprawdzić skuteczność obudowy jako radiatora bez zbędnych strat na paście.

4. W pomieszczeniach gdzie świecą lampy nie było sensu dawać diod o wyższym CRI chociaż taki pomysł przemknął mi po głowie. Optycznie to źródło światła jest dla mnie wystarczające. Inni domownicy nie mają pojęcia, że istnieje coś takiego jak CRI, PWM, temperatura barwowa, itp. Myślę jeszcze o zrobieniu innych lamp do łazienki nad lustro. Jeśli się zdecyduję, to tam na pewno będzie przynajmniej CRI na poziomie 95.

5. Korpus to zwykła stalowa blacha zwinięta w rurę i zespawana automatem. Można powiedzieć, że jest to rura cienkościenna ze szwem. Dno korpusu to ta sama blacha wycięta na laserze o średnicy nieco większej niż średnica wewnętrzna rury. Rura została rozgrzana w piecu, aby się nieco rozszerzyła. W gorącą rurę na odpowiedniej wysokości zostało wstawione dno. Rura stygnąc obkurczyła się na dnie. Był to jeden z pomysłów na ograniczenie strat w przenikaniu ciepła z blachy do rury. Ponieważ okazało się, że rura nie była idealnie okrągła (były miejscowe szczeliny) zdecydowałem się jeszcze obydwie części zlutować. Jak wspomniałem wyżej nie chciałem aby światło przebijało na drugą stronę, oraz aby nie ograniczać przepływu ciepła z dna do rury. Zlutowane zostało to tak samo jak dawniej lutowało się rynny stalowe - cyną.
Tokarki nie używałem.

6. Takie wyniki mi wyszły i nie polemizowałem z nimi. Być może przez tą taśmę rzeczywiście nie są one w 100% zgodne z rzeczywistością.
Nie bawiłem się również z ustawianiem różnego współczynnika emisyjności dla różnych powierzchni. Przeprowadziłem szybki test i wyszło mi, że taśma malarska naklejona na lampę i malowana na biało obudowa ma podobną temperaturę podczas tego samego pomiaru.
Dotykałem palcem samych diod i częściowo MCPCB m.in. po godzinie świecenia. Nie przypominam sobie aby mnie parzyły.

Pod uwagę należy wziąć natomiast, że w taki sam sposób (z taśmą malarską) mierzyłem temperaturę na MCPCB zamontowanym w oryginalnej obudowie "żarówki". Nawet jeśli jest przekłamanie, to takie samo w obydwu przypadkach, a więc różnica w temperaturach i tak ogromna

Przewodność aluminium i stali to jedno, ale jeszcze mamy pojemność cieplną, inną masę obydwu radiatorów i jakąś powierzchnię wymiany ciepła z otoczeniem (nie wiem gdzie była większa). Również tutaj należy dopatrywać się zależności. Mały i cienki radiator bardziej i szybciej się nagrzewa od dużego.
Moje przemyślenia tak na szybko - być może błędne i w razie czego proszę o wyprowadzenie mnie z błędu.
Nagrzane radiatory w jednym i drugim przypadku oddają ciepło do otoczenia, a jak wiadomo powietrze jest kiepskim jego przewodnikiem i słabo go odbiera. Jest wręcz bardzo dobrym izolatorem. Co innego gdyby Twój radiator zanurzyć np. w wodzie i to takiej, która ciągle by go obmywała. Ciepło szybciej zostałoby przetransportowane z MCPCB poprzez aluminiowy radiator (większa przewodność cieplna) do wody i więcej nie oddziaływałoby na tą konstrukcję. W przypadku powietrza więcej energii cieplnej pozostaje w radiatorze z uwagi na jego słaby odbiór. Nie jestem pewien, ale wydaje mi się, że masa i wielkość radiatora w tym przypadku jest istotna.

Co z tego, że "żarówka" ma również aluminiowy radiator jak jest on bardzo mały i lekki. Przez to nagrzewa się do takich temperatur jak wskazałem w pierwszym poście. Dla uproszczenia obtrysk tworzywa na radiatorze można potraktować jak powietrze ze słabym przewodnictwem ciepła. Bardzo mała powierzchnia styku MCPCB z ów radiatorem również nie poprawia sytuacji.

Fajna konstrukcja.

Wiesz, to że inni domownicy nie mają pojęcia o CRI nie znaczy, że nie będą zachwyceni światłem o wyższej jakości : -) Pamiętam, jak duże wrażenie zrobiło na mojej żonie (która absolutnie nie zna się na parametrach światła) pierwsze uruchomienie lampy MH o świetle 942 napędzanej sterownikiem elektronicznym.

W kwestii łazienki - zwróć tylko uwagę na R9 i R13. R9 często leży i kwiczy w LEDach, nawet tych o wysokim Ra, a R13 jest odpowiedzialny za naturalne oddanie koloru ludzkiej skóry.

Interesuje mnie zastosowany przez Ciebie klosz.
Jakie materiały testowałeś i jakie osiągałeś efekty? Mierzyłeś w jakiś sposób straty światła na kloszu? Jak go zamontowałeś? Masz może zdjęcia porównawcze?

Jak wspomniałem wyżej testowałem ok. 10 różnych kloszów. Począwszy od transparentnych płytek z naklejonymi na nie różnymi foliami, a skończywszy na płytkach szronionych i barwionych w masie.
Na początku wyeliminowałem te, które nie rozmywały wystarczająco źródła światła i było przez nie widać pojedyncze punkty świetlne. Nie chciałem takiego efektu, zależało mi na ładnej równomiernej łunie/poświacie. Później na tych, które mi zostały sprawdzałem przenikalność światła. Robiłem to amatorskimi metodami za pomocą smartfonu i zainstalowanej aplikacji "mierzącej" natężenie światła. Nie zależało mi na konkretnej wartości (więc mogłem sobie na taki prymitywny test pozwolić), a jedynie na procentowym jego spadku w porównaniu ze źródłem nieprzysłoniętym kloszem. Najlepsza z tych które posiadałem okazała się płytka szroniona z przepuszczalnością światła na poziomie 87% i ten materiał zastosowałem na klosze.

Powoli zaczynam kompletować komponenty do oświetlenia łazienkowego. Jeśli wystarczy miejsca na zasilacz, to chciałbym aby lampa była podobna do tej poniżej. Jej cena to ok. 600PLN. Jakość wykonania bardzo dobra, ale światło tylko przeciętne. Wymiana w niej taśmy LED (i zasilacza) to bardzo trudna sprawa bo dużo rzeczy jest tam klejone. Boję się uszkodzenia klosza lub chromowanej obudowy przy demontażu, a przy tej kwocie zabolałoby to i to bardzo.



W tym momencie mam problem ze znalezieniem odpowiednio dużej osłonki/klosza. Z profilem sobie poradzę.
Największe jakie udało mi się znaleźć to takie jak poniżej, a poszukuję takich co miałyby ok. 40-50mm szerokości i przynajmniej tyle samo głębokości. Minimalna długość to +/- 900mm.




Czy spotkaliście się z większymi osłonkami od tych które wyżej pokazałem? Mogłaby to być nawet tania lampa jako dawca tejże.
@PawelPe: Mógłbyś wskazać dobrą taśmę LED z wysokim CRI, R9 i R13?

Przykładowy wynalazek w przystepnej cenie - słabszy - http://www.ebritop.pl/britop-kinkiet-dr ... 30003.html , mocniejszy - http://www.ebritop.pl/britop-kinkiet-dr ... 30004.html
Obydwa idzie wyhaczyć o 25% taniej (w róznych miejscach)
Jeśli chcesz innej barwy i pogrzebać (tasma fabryczna i zasilacz do wymiany zostaje tylko obudowa) to przykładowo:
1. http://www.fose.eu/produkt/tasmy-led/sm ... ed-sce-140 - jakieś 50 zł metr Ra 80+ i 2200lm/metr

Tu możesz poszukać natchnienia co do profili, wykonania opraw, i sposobu ich zasilania itd. https://klusdesign.pl

Tu są w stanie Ci wykonac i masz dodatkowo konkretne ceny bez rabatu https://gomarplus.pl/sklep/c,8,oprawy-p ... a-led.html

Klusia znam - nie mają nic szerokiego w osłonkach półokrągłych. Jedno ze zdjęć powyżej jest od nich. To jest największe co mają.
Gomar również z większych osłonek półokrągłych ma Klus'ia.
Wynalazek - gotowiec, o którym piszesz również niestety jest mi już znany. Ten ma 70 cm długości, a ja potrzebuje ok 90cm.
Generalnie klosza poszukuję już od ok. pół roku przy czym w czerwcu to były poszukiwania mocno intensywne. Niestety bez powodzenia.

Idealnie dla mnie osłonka miała by wymiary jak na poniższym szkicu.
a) idealne
b) zaraz po idealnych
Będę szczęśliwy jeśli uda mi się znaleźć coś chodź zbliżonego wymiarowo do niżej pokazanych.

Trochę odkop.. ale ja w łazience założyłem dwa takie metrowe profile:
https://www.conrad.pl/p/pokrywa-do-prof ... lsrc=aw.ds

Czy ktoś zbadał/wyliczył jaka jest sprawność takiej przetwornicy ?