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Barras de Iluminación LEDs de Alto Brillo
para Acuarios de Arrecife - Barra de Iluminación LED de
27W - Conexión en serie de 3 X 3 LEDs sobre un Disipador
o Heatsink de 28cm para uso en Acuario Kits, Nano Cubo o Nano
Reef.
Ensamblaje
de una Barra de Iluminación LED de 27W - Selección
de transformador y tipo de conexión
Antes de realizar o planificar el tipo de conexión y número
de series para nuestra barra de iluminación LED de 27W,
tenemos que saber qué tipo de transformador vamos a usar
para alimentar esas redes. En el mercado se consiguen transformadores
de 12V, 24V, 36V y 48V entre otros. Los transformadores más
comunes son los de 12V y es el que vamos a utilizar para esta
conexión. Vamos a utilizar un transformador de 12 Voltios
(12V) de 2 canales de 8 Amps (Amperes). Para 27W de consumo un
transformador de 3 amperios estaría bien, pero vamos a
usar el de 8 Amps porque no tengo otro disponible.
Listado
de componentes, instrumentos, herramientas y materiales
Componentes
5 - LEDs Blancos de 3W (3.6V - 3.8V) de 700mA
de aprox. 7000K
4 - LEDs Azules de 3W (3.6V - 3.8V) de 700mA de aprox. 465nm
1 - Heatsink o barra disipadora de calor de 28cm de largo x 3cm
de ancho y 1.5cm de alto
1 - Tira de cable para conexión electrónica de 8
lineas de 30cm de largo
1 - Transformador de 12V ~ 8 Amps
3 - Resistencias de 1.8 ohms de 1 watt c/u
6 - Clavijas o Conectores para conexión con terminales
machos y hembras
2 - Conectores planos en forma Y para las lineas que van al transformador
Materiales
1 - Tubo de compuesto termotransferible siliconizado
o silicón termotransferible
1 - Rollo de estaño para soldadura eléctrónica
con centro o alma de resina (resin core)
1 - Resina deosxidante
1 - Pincel con celdas de nylon y punta plana
1 - Rollo de tape eléctrico
1 - Fórmula limpiador - desengrasador de uso doméstico
Instrumentos y herramientas
1 - Tester electrónico digital para
electrónica
1 - Cautín o Soldador para uso en electrónica con
puntas intercambiables
1 - Puntas para soldadura electrónica planas y cónicas
1 - Pinza para soldar
1 - Picador de cable
1 - Pelador de cable
1 - Crimpeadora de terminales
1 - Base de asistencia para soldadura con pinzas, brazos giratorios-articulados,
soporte para cautín y lupa o lente de aumento. (este módulo
de asistencia es opcional pero, recomendado para quienes no tengan
práctica con soldadura electrónica)
>>
haga click para ver las imágenes del listado de componentes,
instrumentos y materiales
Ensamblaje
de barra de iluminación LED de 27W
Paso
1 - Preparación del Heatsink o Disipador de Calor
1
- limpiar el heatsink con un paño y una solución
desengrasadora, enjuagar y secar.
2 - posicionar los LEDs sobre la barra de heatsink intercalando
la colocación de los LEDs Blancos con los Azules, dispersar,
centrar y alinear los chips hasta que queden distribuidos de forma
pareja.
3 - ordenar la polaridad de los chips, dirigiendo todos los terminales
(+) positivos hacia el lado izquierdo, y todos los terminales
(-) negativos hacia el lado derecho de la barra.
4 - alinear los chips longitudinalmente sobre el heatsink y marcar
su posición con un marcador de punta fina.
Paso
2 - Colocación de Silicón Termotransferible
1
- retirar los chips a un costado de la barra sin perder su orden
y orientación para aplicar el silicón termotransferible
sobre la barra disipadora de calor.
2 - aplicar un pequeño punto de compuesto o silicón
termotransferible sobre el espacio en donde serán colocados
los Chips de 3W, la marca que hicimos en el paso anterior servirá
de guía para determinar la posición de cada chip.
3 - colocar los chips nuevamente sobre la barra disipadora de
calor, procurando que queden justo encima del punto que silicón
termotransferible.
4 - utilizar la pinza de soldar para alinear los chips y llevarlo
a la marca que habíamos hecho anteriormente.
5 - sujetar los chips con la pinza en los costados de los diodos
y comenzar a hacer presión con un movimiento circular para
presionar y dispersar el compuesto termotransferible bajo el chip,
ejerza presión hasta que todo el compuesto termotransferible
haya salido por los bordes del chip.
6 - verificar y cerciorarse que la posición del chip concuerde
con la marca sobre la barra disipadora, repetir los pasos anteriores
con cada chip hasta que todos queden colocados sobre la barra
de aluminio o heatsink.
7 - observar la alineación de los chips sobre la barra
desde una vista de perfil, y utilizar una regla para alinear aquellos
que estén fuera de posición en caso de ser requerido.
8 - reposar la instalación y no trabajar sobre ella por
lo menos en la siguiente media hora para permitir la solidificación
del compuesto siliconizado y evitar que los chips pierdan su posición.
Paso
3 - Preparación de los Cables para el Circuito de Iluminación
LED
1
- tomar un trozo de cable para electrónica de 8 líneas
con colores independientes para cada canal y cortarlo a 30cm de
largo para que sea ligeramente más largo que el heatsink
o barra disipadora de calor.
2 - tomar los 3 primeros canales de la parte superior (rojo, verde
y negro) y separarlos de la tira para ser utilizado en la parte
superior de la barra.
3 - tomar los canales o líneas marrón, violeta y
anaranjado, y separarlo del canal amarillo y blanco.
4 - colocar los canales o líneas (negro, verde y rojo)
en la parte superior de la barra y alinear el extremo del cable
con el terminal positivo del último chip del extremo izquierdo
(noveno chip contando de derecha a izquierda).
5 - el canal o cable negro será utilizado para la conexión
con el "ánodo" o polo (+) positivo del noveno
chip y no necesitará ser recortado, el canal verde será
conectado al "ánodo" o polo (+) positivo del
sexto chip, y deberá ser cortado justo al lado del puerto
de conexión del mismo, y finalmente el canal rojo será
utilizado para la conexión con el polo positivo del tercer
chip de la serie, y el cable deberá de ser recortado a
la altura de su punto de conexión. Por favor revisen la
galería de fotos de la parte inferior de esta sección
para guiarse con cada uno de los pasos.
6 - los canales naranja, violeta y marrón serán
utilizados para conectar el retorno de las 3 series de 3 chips
que tenemos sobre la barra, y serán conectados al "cátodo"
o polo (-) negativo de cada serie. El cable anaranjado no necesita
corte y va alineado con el "cátodo" o polo (-)
negativo del séptimo chip, el canal violeta va alineado
con el "cátodo" o polo (-) negativo del cuarto
chip, y el canal marrón va conectado al "cátodo"
o polo (-) negativo del primer chip. Los canales violeta y rojo
deberán ser recortados justo al lado de su puerto o punto
de conexión. Ver la galería de fotos al final de
esta sección.
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Paso
4 - Preparación de los Terminales de los Cables y Chips
del Circuito para su Conexión
1
- tomar los cables (rojo, verde y negro) y (naranja, violeta y
marrón) y separar un poco sus puntas de la tira que lo
une al grupo de cable al que pertenece, con la punta de la pinza
para cortes de cables, separar 2cm aproximadamente.
2 - usaremos las pinzas de sujeción de la base o módulo
de asistencia para soldadura, para sujetar los terminales de los
cables acabamos de preparar, y esto nos permitirá tener
las dos manos libre para sujetar el estaño con una mano
y el cautín o soldador con la otra.
3 - conectamos el cautín o soldador con la punta plana
y esperamos hasta que el extremo de la punta comience a echar
humo como se muestra en el set de foto al final de esta sección.
En este momento el cautín ha alcanzado su temperatura mínima
para soldar y antes de comenzar, aplicamos un poco de estaño
en la superficie plana de la punta, para humedecerla y protegerla
de la oxidación.
4 - colocamos la punta del cautín justo debajo del cable
como se muestra en el set de fotos, y hacemos contacto simultaneo
en la parte inferior del cable con la punta del cautín
o soldador y la parte superior del cable con el extremo de la
pieza de estaño, para permitir que los filamentos del cable
alcancen temperaturas para soldar y el estaño en la parte
superior se pueda fundir y fusionarse entre los filamentos metálicos
del cable eléctrico. Soplamos la pieza para enfriarla,
colocamos el cautín en su base para evitar accidentes y
quemaduras, y retiramos el terminal del cable ya fue soldado para
continuar con el resto de los cables.
5 - tomamos el pincel de nylon y colectamos resina desoxidante
con su punta, para aplicarlo sobre los terminales de los ánodos
y cátodos de los chips que serán conectados.
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Paso
5 - Conexión de Cables y LEDs en el Circuito
1
- comenzamos con la conexión de los polos (+) positivos
del circuito uniendo los cables rojo, verde y negro en la parte
superior de la barra con los polos (+) positivos de los LEDs.
El ánodo de la parte superior del noveno chip será
conectado al cable negro, el ánodo de la parte superior
del séptimo chip será conectado al cable verde,
y por último el cable rojo será conectado al ánodo
de la parte superior del tercer chip para completar con las conexiones
del polo positivo.
2 - los cables naranja, violeta y marrón serán utilizados
para conectar el polo negativo (-) o retorno de las 3 series de
LED en el circuito. El cátodo o polo (-) negativo de la
parte superior del séptimo chip será conectado al
cable anaranjado, el (-) cátodo de la parte superior del
cuarto chip será conectado al cable violeta y el (-) cátodo
de la parte superior del primer chip será conectado al
cable marrón, para completar los retornos de las 3 series
que serán conectados al polo (-) negativo del transformador.
3 - a continuación vamos a preparar 6 trozos de cables
de aproximadamente 3cm c/u para puentear los chips de las 3 series
que tenemos, y para ello vamos a utilizar el cable blanco que
nos sobró, y vamos a utilizar el pelador de cable para
preparar los extremos de cada cable, para luego bañar sus
puntas utilizando el módulo de asistencia para soldadura,
y utilizando los métodos del "Paso # 4".
4 - para completar el circuito, tenemos que puentear el noveno,
octavo y séptimo chip con dos trozos de cable que unirán
el (-) cátodo del noveno chip con el (+) ánodo del
octavo chip, y luego uniremos el (-) cátodo del octavo
chip con el (+) ánodo del séptimo chip para completar
o cerrar el circuito en esa serie. Las otras 2 series formados
por el (sexto, quinto y cuarto chip) al igual que el (tercero,
segundo y primer chip) deberán de seguir el mismo esquema
para ser completados. Por favor observen el set de fotos de la
parte inferior para guiarse.
Nota: Siempre utilice la pinza para soldar para sujetar los cables
que valla a soldar, porque los cables pueden alcanzar temperaturas
que causan quemaduras en la piel y punta de los dedos.
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Paso
6 - Instalación de Resistencias y Clavijas y Conectores
1
- tomamos 3 resistencias de 1.8 ohms de 1 watt c/u y hacemos un
pequeños recorte en uno de sus terminales, para soldar
esas resistencias en los cables anaranjado, violeta y marrón.
2 - forramos las resistencias con tape eléctrico.
3 - amarramos los tres terminales de las resistencias entre si
para luego soldarlas con estaño.
4 - pelamos los terminales de los cables rojo, verde y negro y
lo amarramos entre si para soldarlas con estaño.
5 - tomamos una clavija azul (macho) e insertamos los terminales
de las resistencias en ella, hacemos lo mismo con los terminales
de los cables (rojo, verde y negro) y lo insertamos en una clavija
roja (macho). Aseguramos las clavijas con la ayuda de la herramienta
llamada "Crimpeadora de terminales", y así terminamos
todas las conexiones en la barra de iluminación.
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Paso
7 - Conexión e Instalación del Cable del Transformador
y Ajuste del Voltaje
1
- instalamos 2 clavijas (hembras) en uno de los extremos del cable
que va del transformador a los terminales de la barra de iluminación
LED.
2 - instalamos 2 conectores planos en forma de horqueta o Y en
el otro extremo del cable que va hacia en transformador.
4 - conectamos las entradas de AC 110V~220V (Corriente Alterna)
con un cable que va del tomacorriente hacia las entradas "L"
y "N" (Línea y Neutro) en el extremo izquierdo
del transformador, y con la ayuda de un tester electrónico
digital verificamos el voltaje en la salida de 12V DC (Corriente
Directa) que usaremos para alimentar la barra de iluminación
LED de 27W.
5 - con la ayuda de un destornillador para electrónica,
giramos la perilla de ajuste que está ubicada en el extremo
derecho del transformador en ambas direcciones hasta obtener una
lectura de 12.00.
5 - como chequeo final, usaremos el tester electrónico
con la selección en "ohmiómetro" para
verificar la continuidad en las 3 series de LED que tenemos en
el circuito de la barra, antes de conectarlo al transformador.
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Barra
de Iluminación LED de 27W y 12.000K aprox.
Conectamos
los cables, prendimos el transformador y el resultado es el que
ustedes ven en la foto. Al lente de la cámara le costó
mucho captar la luz y la coloración de los LEDs, sin que
todo quedase negro y oscuro a su alrededor. La luz que salen de
esos LEDs es extremadamente brillante y segadora, y para poder
hacer la toma que ustedes ven, tuve que iluminar mi escrito con
dos reflectores LED PAR30 de 7W (14W de iluminación LED),
apagar el automático de la cámara y hacer una toma
manual con la velocidad del obturador de la cámara a todo
lo que da (1/4000/s) y apertura F-13 en el lente para poder mostrar
la instalación y captar la luz y los colores que salen
de los chips de esos LEDs.
La luz que sale de la barra de iluminación
es muchísimo más intenso que lo que se puede apreciar
en la foto, y la luz que resultó con la combinación
de 5 LEDs Blancos de 7.000K y 4 LEDs Azules de 465nm fue una luz
con una coloración de aproximadamente 12.000K. La luz que
se percibe sobre el techo de la habitación (con el resto
de las luces apagadas) es una luz blanca con una tenue tonalidad
azulada y con algo de sensación de tonos cálidos.
Resumen y alternativas para
conexiones más simples
El ensamblaje de la barra de iluminación de 3 series de
3 LEDs c/u no es el circuito o la solución más sencilla
para construir, pero es el único que se puede emplear cuando
no se cuenta con un transformador de 36V o un LED Driver con el
vatiaje(watt) y el amperaje (mA) correcto o correspondiente, el
cual es el caso en muchas localidades.
Una persona con conocimientos de soldadura electrónica
y con todas las herramientas y equipos requeridos, se podría
tardar una o dos horas para completar la instalación. Yo
conozco de soldadura electrónica y sabía exactamente
lo que estaba haciendo, y con todo y eso me tomó como 3
horas para terminar esa pieza. Quizás me distraje un poco
con la sección de fotos, y con la Carrera de Formula 1
en ese fin de semana (Shanghai), pero igual no es fácil.
La próxima semana armaré una barra
de 27W con un circuito mucho más sencillo que puede ser
alimentado con un "Transformador de 36V" o un "LED
Driver de 700mA". No tengo transformador de 36V pero si varios
drivers, así que armaremos la barra y la probaremos con
los LED drives "Si" no logro conseguir el transformador
de 36V durante el transcurso de la semana.
>> Les dejo el set de fotos que se tomó
durante el ensamblaje de la barra de iluminación LED de
27W para que puedan observar con detenimiento todos los pasos,
y para que vean algunos nuevos chips de 12.000K y 15.000K que
pronto aparecerán en el mercado, y para que vean adelantos
de algunos prototípos de barras de iluminación LED
con los que estoy trabajando en estos momentos, y que "Si
Diós quiere" pronto aparecerán en el mercado
también.
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Ensamblaje
de Barra de Iluminación LED de 27W - Conexión
en 3 series de 3 LEDs - Fuente de Alimentación
Transformador 12V |
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>> Ver
también construcción de barra de iluminación
LED de 27W con una sola conexión en línea de 36V
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