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Fabrication Rampe à LED de puissance

 
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Fabrication Rampe à LED de puissance
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Ayant souhaité remplacer les tubes fluorescents de mon aquarium par un éclairage à LED, j’ai testé une rampe toute faite pas chère et pas très efficace et terme de puissance lumineuse. Du coup je me suis lancé dans la réalisation.

Ne voulant pas d’une solution avec des LEDs classique ou il faut en mettre des centaines, j’ai opté pour des LEDs de puissance. Ce qui à guidé mon choix, c’est l’achat d’ampoule à LED pour remplacer des halogènes sous mes meubles de cuisine. J’ai été agréablement surpris par la puissance lumineuse.

Mon choix c’est porté sur des Seoul Z-Power P4 Star LED (100 lumen pour 350 mA, température de couleur 6300 °K) montées sur un support en aluminium en étoile. La puissance à dissiper est de 1.14W par LED.



Pour le nombre de LED, j’ai cherché sur le NET la puissance lumineuse de mes tubes fluorescents (T5 24W de JBL) : environ 1500 Lm (d’après ce que j’ai trouvé) soit pour mes rampes 15 LEDs (par rampe).

En farfouillant sur le NET j’ai aussi trouvé un support qui convient très bien à mon projet, un rail en aluminium de 50 cm (pile poil la bonne dimension) et un capot en plexiglas. Pour y fixer les LEDs j’ai pris de la colle thermique (colle deux composants chargée en argent).

Pour alimenter une rampe j’ai pris une alimentation à courant constant de 350 mA (c’est la tension qui varie automatiquement) comme ça pas de résistance pour limiter le courant et donc pas de perte inutile.

La première rampe construite, je me suis vite rendu compte que le rail en aluminium n’est pas suffisant pour dissiper la chaleur générée par les LEDs (j’ai arrêté quand au bout de 30 mn le rail atteignait 60°C mesuré avec un mini thermomètre à Infra Rouge). J’ai trouvé un dissipateur en barre de 1 m dont la largeur correspondait à mes besoins, j’ai vérifié par calcul si la résistance thermique convenait. Après l’avoir coupé en deux (soit deux morceaux de 50 cm) j’en ai collé un à l’arrière de la barre en aluminium. La température au bout d’une heure se stabilise à 50°C (soit environ 60-70 °C pour la jonction de la LED, 145 °C max).

Voici en photos ma réalisation :



Depuis le bas :
Le rail et le couvercle en plexi
50 cm de dissipateur
L’alim à courant constant
Les cotés de rail
Les 15 LEDs

Détails Alimentation à courant constant



Les LEDs collées sur le rail avec les tubes de colle (à mélanger en égale quantité)



Le dissipateur collé sur le rail



Les LEDs montées en série (faire gaffe lors du collage des LEDs de les mettre dans le bon sens (ma première rampe n’est pas aussi propre !
))



La rampe avec le couvercle



Et le test lumière



Mes deux rampes à LEDs remplacent deux tube fluorescent JBL T5 24 W SOLAR Ultra NATUR 9000°K avec réflecteurs.
Je n’ai pas remarqué de gros écart en terme de puissance lumineuse, mais j’ai encore un tube fluorescent JBL T5 24W SOLAR Ultra TROPIC 4000°K en attendant de trouver des LEDs dans les 4000°K avec le même rendement que les 6300°C (à 4000°K il faut dissiper 3W pour avoir 100Lm !!! donc petit problème pour dissiper la chaleur).

Je n’ai que trois semaines avec une rampe à LEDs et quelques jours avec deux rampes à LEDs, mais les plantes semblent apprécier et les algues filamenteuses moins (mais j’attends d’avoir plus de recul pour crier victoire (sur les algues))


Dim 15 Nov - 21:30 (2009)
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Dim 15 Nov - 21:30 (2009)
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Message Fabrication Rampe à LED de puissance Répondre en citant
Voici des photos de mon aquarium avec mes rampes à LEDs (cuve de 60x60x70 cm)
Les trucs sur la vitre avant: des autocollants mis par le gamin.
Je sais il y a des algues sur le gravier et les pierres, mais beaucoup moins qu'avant depuis que j'ai mis en route la seconde rampe à LEDs.
Ne pas se focaliser sur les plantes, je les ai taillées il y a une semaine.

Pour comparer toutes les photos ont été prise à 1/60 de seconde et le diaphrame à 4.5

Les 2 rampes à LEDs (devant et derrière) et le tube fluo JBL T5 SOLAR ULTRA TROPIC 4000K (entre les rampes à LEDs)


Les 2 rampes à LEDs (devant et derrière)


1 rampe à LEDs (devant)


tube fluo JBL T5 SOLAR ULTRA TROPIC 4000K (milieu)



Dim 15 Nov - 21:33 (2009)
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Message Fabrication Rampe à LED de puissance Répondre en citant
J'ai attaqué ma dernière rampe à LEDs de puissance, mais avant tout une photo de mon aquarium après 2,5 semaines d'éclairage avec 2 rampes à LEDs et un tube fluo. Les plantes ont poussées et bullent en fin de journée (mais moins qu'avant quand même).



Pour ma dernière rampe j'ai sélectionné des LEDs (toujours en SEOUL) 6 en blanc chaud 4000°K, 5 bleus et 4 rouges. L'objectif étant de remonter l'indice IRC. Pour la quantité de LED rouge et bleu je me suis inspiré des informations récupérées sur http://www.lumirium.fr/optique.html 3% de bleu et 5% de rouge du flux lumineux total (je tiens compte des 30 Leds en 6500°K des deux premières rampes).

Une des problématiques des LEDs autre qu'en 6500°K est le rendement plus faible (pour un courant de 350mA les blanches à 4000°K donne 61 lm, les bleues 22lm et les rouges 48 lm à comparer au 100lm des 6500°K).
Une seconde problématique et que la température de jonction est élevée plus le flux lumineux diminue (pour les 6500°K pour une Tj de 80°C = 10 à 15% de lux lumineux en moins) surtout pour les rouges plus de 20% de perte à Tj 80°C! La température TJ donnant 100% du flux lumineux est de 40°C; donc il faut un refroidissement conséquent pour maintenir Tj à 40°C. Sans compter sur la durée de vie qui augmente notablement (mais pas trouvé d'infos pour les seoul)

J'ai donc cette fois-ci surdimensionné le dissipateur: dimension 150mm X 45mm X 1000mm


La scie à métaux donne l’échelle.

J’ai commencé à couper le dissipateur en deux morceau de 500mm à la scie à métaux, mais au bout d’une heure je suis allé acheter en GSB un disque à tronçonner le métal et ma meuleuse !



Pour mes deux premières rampes, j’ai collé les LEDs avec de la colle conductrice de chaleur, c’est rapide mais en cas d’erreur ou de LED HS je suis un peu mal ! Pour la V2 : perçage et taraudage. Voici une photo avec les outils utilisés.



Pour fixer les LEDs, j’ai pris des vis en nylon ; pas de problème de court-circuit ou de rouille. (Avec de la graisse thermique NOCTUA NT-H1)



Et pour finir ce soir ; le test lumière :



Il me reste à commander une alimentation à courant constant de 350mA pour cette dernière rampe avant de la mettre en place et à modifier les deux autres pour améliorer le refroidissement.


Dim 15 Nov - 21:34 (2009)
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