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[Guida] COME FARE UN PANNELLO LED (HOW TO DIY LED)

jikko77

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Questa guida è un estrapolato di diversi link trovati sul web.
Tutti progetti di pannelli DIY per growing.
I crediti vanno a:

Gaius originale: diy-led-grow-lights-with-cree-cxa3070-cobs-and-cpu-coolers

Rives originale: The VolksLED - The People's DIY Fixture e originale: DIY Hybrid LED/PL-L Luminaire

REALSTYLES originale: REALSTYLES DIY CXB3590 TUTORIAL

Dion originale: LED FAQ) Building and DIY

OldGuyInOregon Parallel diode circuits and current limiting

Per primo seguiremo il lavoro di Gaius, per poi passare a quello di Rives.
I lavori di Rives sono particolarmente ben fatti, ben spiegati, ma hanno una compente di design che ne alza il grado di difficoltà.

le “info generiche” sono prese dal post di Dion, che reputo uno dei meglio spiegati.
le spiegazioni sui circuiti in parallelo e le limitazioni sono di OldGuyInOregon (ma devo dire grazie a Dion se ho trovato questa piacevole lettura) oltre tutto mi ha fatto scoprire una sezione che ignoravo: Growroom Designs & Equipment

Non ci saranno commenti in merito alle scelte di design o dei componenti. L’ evoluzione in questo campo è così frenetica che è quasi impossibile conoscere a menadito tutti possibili led usabili in campo growing.
In maniera generica si suggerisce l’ uso dei led della Cree serie cxa o cxb, con relativo adeguamento dei drivers e delle componenti di dissipazione, con degli holder appositi per tali chip.
Attualmente questi led sono considerati tra i migliori sia per efficacia che per rapporto prezzo/qualità.
Il motivo per cui vengono consigliati gli holder è per una maggior facilità di cablaggio e fissaggio, oltre che molti offrono un isolamento tra fili/led e agenti esterni, vi ricordo l’ alta umidità e possibili schizzi d’ acqua nella grow box.

questa guida non è assolutamente da intendere come un manuale o altro di questa natura, serve solo per darvi un idea di come fare il vostro pannello a led e di come assemblarlo.






qui sopra i due possibili metodi per assemblare un sistema luminoso, nei disegni è rappresentato un CXA2011.
Di tutta la famiglia CX è l' unico che ha due asole nella parte in ceramica alla base del chip.






Info generiche prima di iniziare:

Se decidete di farvi un pannello a led:
- Valutate quali sono i vostri bisogni.
- Valutate lo spazio che volete illuminare.
- Studiate come volete posizionare i led dentro la grow box.
- Studiate bene le temperature che avete sia nel box che nella stanza in cui tenete il box.
Quando avrete le idee ben chaire allora potrete partire con la lista della spesa.
prima decidete quali chip LED usare, poi valutate come li volete collegare (serie o parallelo) e quindi comprate il driver/s e poi un heatsink/s (dissipatore per CPU) adeguato al massimo valore di temperatura a cui quel chip può arrivare, non lesinate sul dissipatore può fare un buon o cattivo pannello.
i migliori dissipatori sono quelli in rame, ma sono molto costosi.
Quelli che vanno per la maggiore, ora, hanno un cuore in rame, che rimane in contatto con la cpu e delle “ali” in aluminio.
Esistono due tipologie di dissipatori, quelli attivi, cioè con ventola e quelli passivi, cioè senza componenti meccaniche mobili.

non mi sento di consigliarvi nessun dissipatore passivo per questo lavoro, anzi verificate che la ventola sia performante, sia in termini di rotazioni che di flussi d’ aria mossi, se siete dei pignoli del rumore verificate anche la rumorosità di questa.

Esistono tante ventole, più o meno rumorose e più o meno performanti, alcune hanno i classici due fili (positivo e negativo) e altre possono arrivare ad averne adirittura 4;
Le ventole a 3 fili sono le classiche, semplicemente gli dai tensione e loro girano. Il terzo filo è il segnale tachimetrico, serve a poter monitorare la velocità a cui gira la ventola.
come dicevo esistono anche quelle a 2 pin, che sono le stesse ventole di cui sopra, ma senza sensore tachimetrico.

Quelle a 4 pin, per funzionare necessitano di un circuito PWM.
hanno bisogno di una tensione costante, nel caso delle ventole per PC 12V, e la velocità è controllata, non variando la tensione, ma variando un segnale elettronico a impulsi (detto appunto PWM), che viene inviato alla ventola tramite il 4° filo.
Maggiore è il numero di impulsi, e maggiore è la velocità.

Queste ventole hanno il vantaggio di riuscire a girare a velocità molto basse avendo sempre 12V; ma hanno lo svantaggio che serve un circuito particolare per gestirle.

La capacità di regolare la velocità di queste ventole dipende dall'hardware. Devo avere un circuito che mi permetta di lavorare con il segnale PWM.
un modo veloce per verificare che il dissipatore sia piatto è quello di usare una lametta per rasoio.
Per andare a correggere questo difetto si andra ad applicare uno strato di pasta termica.
Attenzione: se abbondate troppo con la pasta termica otterete l’ effetto contrario, cioè andrete a cereare uno scudo termico tra il dissipatore e il led.
Il compito della pasta termica non sarà solo quello di favorire lo scambio di calore tra led e dissipatore, avrà anche il compito di aumentare la superficie di contattato tra dissipatore e led, quindi andare a riempire gli spazi vuoti che ci saranno per le imprecisioni del dissipatore:




Qui un esempio di dissipazione tra i led CX e delle superfici dei dissipatori.
Notate il variare del flusso di calore al variare della superficie di contatto e l'uso di pasta termica:




Per completezza di informazioni ecco un esempio di come installare il led con un holder, questo vuole essere un esempio e non raffigura nessun holder per i led della cree:






Se potete prendete un holder e usate quello per il cablaggio e il fissaggio del led al dissipatore, dal mio punto di vista rimane il lavoro più preciso e sicuro.
In caso avete problemi a reperire un holder per quel chip valutate il kapton, non le conosco, ma credo esistano delle alternative a quel nastro.

Come maneggiare i chip led, non usate viti sul chip e non toccate la superficie di emessione luminosa:

 
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jikko77

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Materiale (pannello di Gaius):

1) 6x CREE CXA3070 @ 3000K – led
2) 2x CREE CXA3070 @ 5000K – led
3) 8X Meanwell LPC-60-1400 Drivers – alimentazione per I led
4) 8 Arctic Cool CPU Coolers – dissipatori con ventole
5) Rhino 12v External HDD Power supply - alimentazione per le ventole
6) Pasta termica di buona qualità
7) 3'x1' White Shelving board
8) 4x Bottom Sliders for Drawers
9) 3x 2-way Switches 4 heavy-duty stainless eye bolts
10) 10 Pack In-sure easy wire connectors
11) 6-Pack Blue Mid-line connectors
Materiale vario:
1) Prolimatech PK3 or similar
2) Kapton tape
3) Zinc chain
4) 50V hookup wire for LED string 18ga (or use 600V wire from old xmas lights)
5) 600V wire for AC connections 18ga
6) slide connectors .25" (bare, crimp on)
7) heatshrink tubing .25
8) Solder 63/37 lead
9) Solder flux gel syringe - MG chemicals

Schema di cablaggio LED e FAN:



Il vantaggio di tenere i led con alimentatori separati è che i ncaso di rottura di un singolo led/alimentatore il resto della lampada continuerà a funzionare.
Se decidete di aumentare il numero di ventole, radoppairle, sarebbe consigliabile fare due serie, con due alimentatori separati, in modo da averne ridondanza.
Lo schema va replicato fino a che non avrete cablato tutti i componenti.


Qui sotto un immagine del pannello cablato visto da sopra:




in questo caso i led sono stati fissati con il kapton tape e i fili direttamente saldati sui contatti dei LED, poi isolati dal kapton, in questo modo non ci sarà contatto con umidità/liquidi :




Immaggine del pannello visto dal sotto:





Tasti per accendere/spegnere una porzione di led:

 
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jikko77

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Led accesi:




Materiale (pannello di Rives) :
- 2x Meanwell LPF-60D-54 units – alimentazione led
- 1x noctua NF-B9-1600 – ventola per pc
- LEDs:
o LedEngin 10 watt cad (questi led arrivano con una lente).
o 660nm red sono I LZ4-00R200 – hanno una lente da 95°
o I bianchi sono LZ4-00W00 – hanno una lente da 105°
- Arctic Silver thermal – pasta termica
- Chassi
- Disspipatore – in questo caso in alluminio
- 2x potenziometri
- 2x trimpot (non ho idea di come si chiamino in italiano)
- AC DC Converters 12V 1W
- Tasto on/off (2 posizioni)
- Un connettore elettrico a tre pin per power cord
Rives non ha usato holder o nastri adesivi, ha praticato dei buchi e avvitato i led aggiungendo la pasta termica.
Avverte che, secondo lui, questo è il metodo più pulito, ma che è anche molto “lavorioso” e tendenzialmente se fate errori potrete avere ripercussioni poi, tipo buchi del dissipatori che possono abbasarne l’ efficacia termica ecc ecc. (oltre che essere una rottura fare tutti i buchi che servono).

Qui lo chassi usato da Rives:




Preparazione dello chassi:




Qui come collegare tasto on/off alla presa a 3 poli per il cavo d’ alimentazione del pannello:



Come potete notare dalla foto sotto la ventola ha 3 fili (3pin) mentre I cavi connessi al connettore sono solo due, funziona lo stesso (a patto che venga alimentata in maniera corretta):

 
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jikko77

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Siccome useremo una ventola per PC, che si alimenta a 12V, servirà un alimentatore a 12v, la soluzione da lui adottata ha funzionato bene perché i due drive della Meanwell possono usare un segnale 0-10vdc (potreste usarlo per una resistenza oppure il Pulse Width Modulation) per controllarne la velocità di rotazione.
Usando tale opzione rende ancora più facile Il limitare la corrente massima che arriverà ai led. In questo caso usiamo i due trimpot monatati sulla piccola bread board.
Questi trimpot sono configurati come partitori di tensione (se viene applicata una tensione, essa si ripartirà sulle stesse componenti in base al loro valore), il loro output è stato connesso direttamente ai due potenzionetri accessibile da sopra lo chassi.
La ventola necessita di circa 1.3 watts, mentre il circuito solo un paio di milliampers.



I drives scelti sono dei Meanwell LPF-60D-54, capaci si fornire 60w a 54v.
Se decidete di usare questi driver sappaite che sono REALMENTE limitati a 54 volts.
Altri drivers possono andare oltre il loro voltaggio nominale, a patto che il wattaggio totale rimanga entro le specifiche del produttore.
Rives fa notare che i 4 led bianchi avrebbero avuto un consumo di 57v e 900ma a 57w. Quindi un solo drive non sarebbe bastato.



I LEDs usati sono LedEngin da 10w, queste unità vengono vendute montate su un MCPCBs. (una basetta per monatre i led).
I rossi a 660nm sono I LZ4-00R200, mentre I bianchi sono I LZ4-00W00. Questi vengono venduti con delle lenti in vetro, il rosso ha una lente da 95° mentre il bianco ha un angolo di 105°.
Piuttosto che incollarle Rives ha usato 4 viti “self-tapping” (non so come tradurlo) con testa Torx, insieme alla pasta termica della Arctic Silver, per aiutare il trasferimento di calore.
Attenzione che avvitare questi led può essere problematico, in primis per via di tutti i buchi che bisognerà fare e seconda cosa perchè non isola i contatti da agenti esterni.



Qui il pannello finito:

 
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jikko77

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note varie:

cree raccomanda di seguire le indicazioni del produttore, per ottenere le migliori performance in dissipazione termica.
prestate attenzione quando fissate i led della famiglia CX su TIM relativamente spessi, quali pad o nastri termici, evitate di toccare la fonte luminosa del led.
I led della famiglia CX NON sono disegnati per essere installati con dei "fermi" metallici, tipo: viti, pin, ganci/uncini, rivetti, direttamente a contatto con il corpo del led.



led cxa3070 + holder te connectivity 2-2154857-2


la famiglia CX ha un punto per la misurazione termica, vicino l' anodo o il pad del +. cree raccomanda di attaccare il cavo "thermocouple" (è un cavo particolare per le misurazioni termiche, composto da due fili di "metalli" diversi, la lettura della temperatura avviene li dove c'è la giunzione dei due fili) con una resina conduttiva, dal mio punto di vista una buona saldatura, veramente BUONA, potrebbe sostituire la resina.



Le frecce rosse indicano il punto su cui saldare i fili per il rilevamento della temperatura.

viene raccomandato un saldatore con un controllo sulla temperatura della punta.
la dimensione, consigliata, di tale punta è di 1.8*mm (0.07*inch).
I led CXA1310, CXA1520, CXA1850, CXA2011 sono stati saldati a temperature di 300*°C (572*°F)
I led CXA2590 LEDs a 250*°C (482*°F)
Per gli altri led della famiglia CX sono stati usati saldatori lead-free.
Dopo le saldature si raccomanda di lasciare tempo, al chip, di tornare a temperatura ambiente prima di procedere con altre lavorazioni.
I led della famiglia CX non devo essere esposti a temperature più alte di 350 °C (662*°F).

In fase di test si è notato che:
- acqua
- alcol isopropilico (IPA)
NON HA IMPATTI DI ALCUNA NATURA sul led.

mentre queste sono da ritenere DANNOSE (li lascio in originale perche non ho competenze in chimica, sorry):

• Chemicals that might outgas aromatic hydrocarbons (e.g., toluene, benzene, xylene)
• Methyl acetate or ethyl acetate (i.e., nail polish remover)
• Cyanoacrylates (i.e., “Superglue”)
• Glycol ethers (including Radio Shack® Precision Electronics Cleaner - dipropylene glycol monomethyl ether)
• Formaldehyde or butadiene (including Ashland® PLIOBOND® adhesive)

considerate che la dannosità non è solo il liquido in se, ma anche i fumi prodotti da tali liquidi.

i CXA 2011 sono gli unici previsti con due fori per il fissaggio diretto sul dissipatore.
 
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Brasilian

Psychedelic Marijuana passionate
Moderator
Veteran
Da ignorante in materia ,mi sembra,un ottimo lavoro di condivisione.

Aggiungo all'archivio Guide e Manuali.

:thank you:
 

jikko77

Active member
da completare.


come assemblare un led della famiglia CX in un sistema luminoso:
fonti:
- COB_Application_Notes
- CXA_design_guide



1. preparazione del dissipatore
- scegliere un dissipatore piatto, liscio, con delle proprietà termiche adeguate all' impiego.
- se decidi di usare un holder fora e chiudi tutti i buchi in accordo alla specifiche del fornitore.
- pulisci e strofina il dissipatore, rimuovi ogni materiale estraneo, che siano liquidi, impronte, particelle estranee rimasugli dei fori.

2. applicazione del TIM (Thermal Interface Material (TIM))
- selezionare un tipo di TIM dipendente dal tipo di applicazione e potenza.
- segui le raccomandazioni del fornitore per la stesura del TIM.
- Segui le raccomandazioni del fornitore per tagliare, precondizionare e la pressione da applicare dopo la stesura del materiale.



In questa immagine vediamo la rappresentazione della base del led e del dissipatore.
In grigio il led.
In nero il dissipatore
in verde il TIM.
Se il vostro dissipatore ha una piastra posteriore e applica un sacco di pressione, la pasta si diffonde ulteriormente. Come regola generale, minore è la viscosità della pasta, maggiore è la pressione di montaggio del dissipatore, e più il composto scelto si diffonderà.
Non applicatene troppa, altrimenti la pasta fuoriesce da tutti i lati. Se la vostra pasta è elettricamente conduttiva, potete danneggiare l'hardware.
se abbondate troppo nell' applicazione potreste creare uno strato isolante tra dissipatore e chip.
verifichiate che non ci siano intrusioni d' aria tra il chip e il dissipatore



3. applicazione dei led CX
- se il LED è stato esposto a impurità soffiate via il materiale estraneo, in maniera molto gentile cercate di rimuoverlo con un panno senza pelucchi prima di assemblarlo.
- se i fili saranno saldati a mano, si raccomanda di pre saldare i pad di contatto in modo da facilitare la saldatura prima dell' installazione sopra il dissipatore, se possibile.



Nessuna delle due saldature va bene.
Nella prima i cavi sporgono dal pad, nella seconda la saldatura è sporca, va pulita.
posiziona il led sopra il TIM applicato al dissipatore, allignalo in maniera tale che l' holder possa essere facilmente installato




4. uso degli Holder



il disegno qui sopra vuole illustrare le differenze di applicazione dei led con e senza holder
come riportato nel disegno di sinistra il cablaggio del filo sarà fatto direttamente sui pad del led.
Il corpo del led sarà esposto direttamente a possibili agenti esterni.
L' adozione di un holder facilita il cablaggio, non ci saranno saldature sul led direttamente, una protezione ulteriore tra led ed agenti esterni



- fare riferimento alle istruzioni fornite con l' holder, per la corretta installazione.
- quando l' holder sarà allineato con il led fissarlo con le viti.

5. Optic assembly
- If a secondary optic is being used, follow the supplier’s recommendations for attachment.

6. Electrical connection
a. Make a proper electrical connection from the LED driver to the CX family LED. Common methods to connect are to solder the wires, use quick‑connect terminal blocks, or directly connect the wire to the LED connector.

Observe the following practices to maximize the performance of CX family LEDs.
• Work with CX family LEDs in a clean environment, free from any foreign material that could come into contact with and damage the
LED.
• Do not touch the LES of a CX family LED.
• Wear clean, lint-free gloves when handling CX family LEDs.
• Use a connector to attach the CX family LED to a flat, smooth and clean heat sink.
• Apply a TIM, preferably thermal grease or thermal pad, between the CX family LED and the heat sink.
• Use optical grade plastics for lenses used with CX family LEDs.
• Operate a CX family LED within its operating limits, as shown in the LED’s data sheet, to maximize light output and LED lifetime.
• If multiple CX family LEDs are being used, connect them in series.
• Cree Solution Providers can provide components that work well with CX family LEDs and guidance on best practices to use the
components.


I led possono essere connessi in serie E IN PARALLELO, la cree sconsiglia l' installazione in parallelo di questi chip, anche se con le dovute accortezze è fattibile.

vi invito a verificare il post di OldGuyInOregon




 
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Craig1982

Member
ciao Jikko77,
bel post! In questi giorni sto cercando nei forum americani e ho trovato proprio gli stessi che menzioni tu.

Ho scoperto i che i CREE CXA, hanno avuto una evoluzione e sono usciti quest'anno i CXB che sulla carta leggendo i dati tecnici hanno piu' resa in lumen e meno consumo, e sono disponobili nelal stesse tonalita'.

Ho sempre avuto la passione per l'overclocking dei processori. Diciamo che il rame non e' che raffreda meglio, ma propaga la temperatura piu' velocemente. Se ben ricordo viene usato per i raffredamenti a liquidi della CPU, perche' e' a contatto con l'acqua o nei sistemi privi di ventola. Un processore per computer non va sempre al 100% come consumi, ha una temperatura incostante, perche' dipende che tipo programmi esegue. Con poco carico cioe' a riposo abbassa pure la frequenza di funzionamento.
In un utilizzo di lampade a led, che hanno temperatura praticamente costante, e pure la ventola, praticamente non fa differenza rame o alluminio. Molti fra i migliori dissipatori ad aria per overclocking dei processori sono tutti in alluminio, al massimo il rame lo usano nelle heat-pipe. Sono dei tubi colleganti al dissipatore riempiti di liquido speciale (non so dirti di che tipo) che circola per convezione al suo interno, muovendosi grazie allo scambio termico, portando il freddo in alto

Ovviamente al dissipatore gli colleghi il led, forando il dissi e mettendogli della pasta per processori e avvitandolo ad esso. Qui viene la nota dolente, cioe' alcune paste per overclocking lavorando al per 20 ore di fila a pieno regime, tendono a rilasciare sostanze non proprie carine. Sicuramente paste comuni sotto questo punto di vista sono le piu' sicure. Della pasta ce ne va un velo sottilissimo, perche' serve a riempiere le piccole microimpurita dell'alluminio fra il led e il dissipatore, in modo siano perfettemente aderenti a livello di micrometri e aumentare la superficie realmente a contatto.

Per quanto riguarda l'alimentatore e' molto importante di buona qualita, anche per i computer c'e' la stessa storia. Alimentatori/driver in fase di accensione possono dare over voltaggi o modulazioni di onda elettrica che a lungo andare non fanno bene ai led.

Non e' facile trovare questi led ad un buon prezzo e sicuri che siano originali...

Ohh finalmente ho detto la mia da novellino coltivatore :laughing:
 

jikko77

Active member
ot: il capitolo sui dissipatori sarebbe lungo, complesso e interminabile, visto le evoluzioni.
la termodinamica, applicata ai dissipatori, non conteggia solo i materiali, ma le forme, dimensioni e composizione degli stessi dissipatori.
un paio di maniche è il trasporto del calore, un altro paio è la dissipazioni.

quella che ho dato era un indicazione di massima, cerca un heatsink "true copper" e dimmi quanto costa ... spendi "quasi" di meno con un kit ad acqua all in one ...
 

Craig1982

Member
ot: il capitolo sui dissipatori sarebbe lungo, complesso e interminabile, visto le evoluzioni.
la termodinamica, applicata ai dissipatori, non conteggia solo i materiali, ma le forme, dimensioni e composizione degli stessi dissipatori.
un paio di maniche è il trasporto del calore, un altro paio è la dissipazioni.

quella che ho dato era un indicazione di massima, cerca un heatsink "true copper" e dimmi quanto costa ... spendi "quasi" di meno con un kit ad acqua all in one ...


ot: il capitolo sui dissipatori sarebbe lungo, complesso e interminabile, visto le evoluzioni.
la termodinamica, applicata ai dissipatori, non conteggia solo i materiali, ma le forme, dimensioni e composizione degli stessi dissipatori.
un paio di maniche è il trasporto del calore, un altro paio è la dissipazioni.

quella che ho dato era un indicazione di massima, cerca un heatsink "true copper" e dimmi quanto costa ... spendi "quasi" di meno con un kit ad acqua all in one ...

ciao jikko77,
ti assicuro che spendi meno con dissipatori certificati per led.
Ho scoperto che c'e' tutto un mondo dedicato alla dissapazione dei led industriali, un po' come per i dissipatori delle cpu, con aziende specializzati solo in dissipatori per led.

Ci sto guardando seriamente per autocostruirmi il pannello led, sto girandomi le schede tecniche di tanti produttori da led, alimentatori e via dicendo.

Per i led ci sono dei dissipatori dedicati, corredati di scheda tecnica di tutto punto, che vanno in base al wattaggio del led o lumen erogato, un po' come per il tdp delle cpu. Il vantaggio dei dissipatori da led dedicati e' per la forma, bassi e larghi, ottimi da inscatolare. Non portano via spazio in altezza, totalmente diversi da quelli delle cpu che sono di forma piu' stretta e alta per rispettatre le specifiche delle motherboard da computer e porterebbero via troppa altezza.

A parte i led cree cxa/cxb ce ne sono altri che permettono l'utilizzo di viti per collegare il led al dissipatore, e i vari produttori te lo forniscono dedicato in base al modello del led. Ci sono pure dissi fanless ma sono molto lunghi di 20/25 cm, con la possibilita' di montare in cima alcuni drivers della mean well, a sua volta dotati di sensori di temperatura che tolgono corrente in caso di overhead.

Sto strippando dietro a ste robe :D :D
 
A

alisiaisila

mi converrebbe saldare prima i fili al chip e poi fissare al dissi con pasta termica e klapton???
 

jikko77

Active member
mano mano finisco di aggiungere le info che trovo, anche cose che davo per scontato.
vorrei sottolineare che le fonti sono tutte ufficiali cree, manuali pubblicamente scaricabili dal loro sito, anche le spiegazioni di Dion sono state prese dagli stessi manuali.
 

jikko77

Active member
segnalo:

https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=308160

di OldGuyInOregon.
argomento: design delle lampade.
interessante lettura su come far funzionare dei chip in parallelo.

appena possibile traduco ed aggiungo

Thanks Dion for the link :)


la prima parte del post verte su consigli, a mio avviso molto validi, che spesso e volentieri tendo a non applicare neanche io (maledetta fretta :p):
- prima di comprare le componenti pensate!
- che cosa volete ottenere?
- come lo volete ottenere
- studiate la vostra soluzione
- avete tutto ben chiaro? avete delineato necessità/bisogni? ok allora ORA potete comprare le parti che vi servono.

un circuito a led affidabile richiede un limitatore di corrente per ogni serie di led installato.
senza un limitatore di corrente una serie di problematiche può influenzare la performance del circuito, indi ANDARE A LIMITARE la prestazione del pannello che stiamo costruendo.
tutti queste problematiche derivano dal fatto che i led variano, anche modelli uguali fatti dallo stesso produttore.

se siete intenzionati ad usare una serie di led (quindi non uno per driver), questi non avranno lo stesso "Vforward" a una data temperatura; per assurdo questi potrebbero avere delle differenti (minime) caratteristiche termiche, quindi anche se partono con lo stesso valore di "Vforward", a meno che la corrente non sia particolarmente bassa, si riscalderà ed inizierà ad avere una variazione del valore di "Vforward".
anche se il "Vforward" parte allo stesso valore, anche se le proprietà termiche fossero identiche, a variare del tempo il led cambierà in funzione di altri fattori tipo i materiali usati, le tolleranze di progettazione, i raggi cosmici (questa era troppo bello per non metterlo :p), qualsia cosa vi venga in mente.
anche ammettendo che abbiano gli stessi valori iniziali i valori che avranno in fase di esercizio non saranno gli stessi.

se il led parte con valori simili, o se la corrente è molto bassa in comparazione al Imax del led, inizialmente si accenderanno.
prima o poi, non si accenderanno più. questo per via delle differenze in "Vforward", sufficienti per far si che uno o più led non si accendano più.
quando questo accade tutti i led che si saranno accesi riceveranno tutta la corrente che il power supply (psu = power supply unit) può fornire.

Il caso più semplice sono due led identici in parallelo. supponiamo che Vcc è leggermente più grande di "Vforward", che Icc è uguale al valore massimo di Imax. siccome i due led sono in parallelo ognuno dovrebbe ricevere metà della corrente erogata. tipicamente, il 50% è Itest per il led nel foglio delle specifiche teniche, normalmente la cree usa 2/3 di Imax.
assumiamo che per via delle limitazioni solo Imax può circolare.

se la differenza del valore "Vforward" dei due led è più grande di 1v, il led con il "Vforward" più basso si accenderà mentre il secondo rimarebbe spento. siccome i due led sono in parallelo quello acceso prenderà tutta la corrente fornita. così che il led è acceso al 100%, mentre l' altro è spento. a meno che il led acceso è capace di dissipare l' intero valore di Imax, per l' intero periodo di tempo in cui rimane acceso, questo fallirà.
quando quello acceso fallirà l' altro led si accenderà, fino a che anche questo non subirà un amento di temperatura tale che lo manderà in fault.

per avere un limite di corrente in ogni ramo del circuito, devi:
1) un driver per ramo.
2) un driver con più canali
3) driver con proprietà di "current-limiting" e differenti limitatori di corrente per ramo.

il metodo più effettivo per massimizzare le performance della lampada è il 3.
o meglio è il metodo che OldGuys andrebbe ad usare, suggerendo che sia il più efficiente dei tre, aggiungendo una serie di resistenze.

qui sotto uno scambio di domande e risposte tra Dion e OldGuys, per il momento le copio e incollo in originale, appena possibile provo a tradurre anche queste:


i think mostly ppl will run driver per string with the meanwell HLG series if i understand this is option 1 which you recommend?

Yes, one driver per series string is option one. This approach gives the best current regulation at great efficiency. The only bad thing is the cost of the driver. Meanwell gets great efficiency (0.95), thermally solid, and they are by no means a fragile part. This would be a highly recommended approach.



but peeps wanna run 2 or 3 cobs on a cheaper driver that they have already (option 2?) so you are suggesting it can be done as long as the current doesnt exceed the max current of the chip if/when 1 fails?

Hmm. I doubt anyone will have a multi-channel LED driver laying around. Four smaller drivers should be cheaper than one big one. If the four smaller drivers are in the same chip, it could even be cheaper. For the IC designer, not us, the trade-off is the value in re-using internal components versus the thermal cost of having multiple FETs in one IC. If you have multiple diodes per circuit, then you would likely prefer a multi-channel driver because of cost. The selection of multi-channel drivers for applications using amps of current is not that great.


eg like a 5A driver with chips that have a max current of say 2A so we could run 3 but if one blows the other 2 will be at 2.5A(above max) so better to run 4 so if 1 blows the 3 will be below max?

Exactly. That is a true statement. There are other reasons in addition to the diode failure issue, for example when you consider the power the current-sensing resistor in the driver has to sink. In other words, when one branch of a circuit carries more power, this extra power is dissipated in the current-sensing resistor, so you can loose a diode, then have thermal issues in another branch driver. Back at the end of the lamp 3 thread, if you look what happens in R2 and R3, these two resistors get all the extra current. That is not good. The same thing happens inside a meanwell or any other LED driver because they all work this way.


id think there could be issues with more than 1 not lighting up right away(during startup etc) or blowing out at some point

I agree. What happens when one diode fails is more of a guideline than a hard rule. We both know if you hit a Cree diode with Imax for a minute, it is still fine. But I would need a good reason to violate the guideline. Sure, multiple diodes might fail, and they do not actually have to fail as you guessed. The key is to worry about what happens if the first fails. Then catastrophic failures are not nearly so likely as long as a small problem does not make things worse. If you just want the diode to light up, you don't have to care about this. Kinda like if you just want to get stoned, you don't need great weed. I want to help poor people build cheap lamps that rock. So think of my diode circuits as being covered with trichomes.



anyways if i understood correctly you are advising to run 4 in the scenario above right?


Yes. For Cree CXB3590, Idesign is 2/3 Imax. If I were going to use this part in a parallel circuit I would want no fewer than four branches in parallel so that imbalances between branches do not cause unstable operation. Two or three of the parts I would run in series. I might add to this idea in a future post.
 
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jikko77

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"forward current"
è la corrente che transita tra l' anodo e il catodo per far accendere il led. si rappresenta con un "If"


immagine 1

come si nota dal disegno sopra, un voltaggio positivo deve essere applicato al led, partendo dal anodo (+ positivo) fino ad arrivare al catodo (- negativo).
questo fa transitare una "forward current (If)" dentro il led.
se il voltaggio è inverso (reverse) il led non si accenderà.

diversi led hanno diversi valori di "forward current".
prestate attenzione di non applicare più corrente al led, rischiereste di distruggere il led.
le specifiche sono, di solito, nel datasheet che mostra il massimo valore di corrente che il led può ricevere.
questo è il picco massimo di "forward current" continua, MAI applicare più corrente di quella riportata nel datasheet.

visto che abbiamo preso a campione un cxa3070 della cree:

dc forward = 2800mA (valore massimo)
reverse current = 0.1 mA (valore massimo)
a 1900mA e una T° di 85° abbiamo un voltaggio medio di 38,5v
a 1900mA e una T° di 25° abbiamo un voltaggio massimo di 42v

Caratteistiche del: CXA3070-0000-000N00AB30F (prese da mouser.it)

Temperatura colore: 3000 K
Flusso luminoso/Flusso radiante: 8500 lm
Indice di resa cromatica (CRI): 80
Intensità uminosa: -
Angolo di visualizzazione: 115 deg
If - Corrente diretta: 1925 mA
Vf - Tensione diretta: 38.5 V
Stile di montaggio: SMD/SMT
Serie: CXA3070
Confezione: Tube
Package/involucro: COB - Chip-on-Board
Marchio: Cree, Inc.
Caratteristiche: -
Altezza: 1.7 mm
Dimensioni LED: 27.35 mm x 27.35 mm x 1.7 mm
Lunghezza: 27.35 mm
Temperatura di lavoro massima: + 85 C

caratteristiche della famiglia cxa prese dal datasheet della cree:

Characteristics Unit Minimum Typical Maximum
Viewing angle (FWHM) degrees 115
ESD withstand voltage (HBM per Mil-Std-883D) V 8000
DC forward current mA 2800*
Reverse current mA 0.1
Forward voltage (@ 1900*mA, Tj = 85*°C) V 38.5
Forward voltage (@ 1900*mA, Tj = 25*°C) V 42

• Flux measured during binning, which is a pulsed measurement at 1900*mA at TJ = 85*°C.
un CXA3070 che misura 8500*lm durante il binning produrrà 6800*lm (8500 * 0.8) alimentato con un If a 1300mA con una Tc di 25*°C.

legge di ohm: R = V / I; V = R·I; I = V / R (fonte: http://ishtar.df.unibo.it/em/elet/resistenza.html).
I = corrente
V = voltaggio
R = resistenza

per calcolare la resistenza dovrete usare la legge di ohm, riportata sopra.
dove I (corrente) = V/R.
V è il valore del voltaggio e R il valore della resistenza da usare nel circuoito.
a questo punto dovreste riuscire a vedere se la corrente che state applicando è giusta o no per il led che volete far accendere.



"Constant Voltage source"

Una "constant voltage source" è una fonte d' alimentazione che fornisce un un voltaggio costante anche a variazione delle resistenze in carico al circuito.
in altre parole fornisce lo stesso valore di voltaggio anche se le resistenze cambiano.
la teoria dietro questi componenti è che la loro resistenza interna è molto bassa, comparata a quella a cui sta fornendo alimentazione.

Un alimentatore può lavorare in corrente o in tensione.

L'alimentatore a corrente costante eroga una corrente impostata fissa e una tensione che varia in base al carico collegato.

L'alimentatore a tensione costante, viceversa, mantiene una tensione costante al variare del flusso di corrente.

In parole più semplici se si ha un alimentatore "in corrente", la resistenza R varia, la tensione cambia in funzione della corrente che deve rimanere costante; mente un alimentatore "in tensione", quando varia la resistenza R, l'alimentatore varia la corrente per mantenere costante la tensione.

Prendete in considerazione un tubo ed un flusso d'acqua che scorre al suo interno. Nel caso dell'alimentatore a corrente costante, Il diametro ( ovvero la Tensione) può variare quello che rimane costante è il flusso d'acqua (ovvero la corrente). Nel caso dell'alimentatore a tensione costante, il flusso d'acqua (corrente) potrà variare mentre rimarrà costante il diametro (tensione) del tubo.

quindi ricapitolando:

Maximum forward current: è la corrente massima che il led può sopportare senza danneggiarsi. Questo dato solitamente viene indicato con If
Nominal forward voltage: è la tensione di funzionamento del led ovvero quando il led diventa conduttivo accendendosi. Questo dato solitamente è indicato con Vf
Maximum forward voltage: è la caduta di tensione massima ai capi del led. Questo dato solitamente è indicato con Vf.max
Maximum reverse voltage: Questo è un dato che non sempre è presenta ma può essere molto utile se collegate in modo errato i led. Vr.max indica la tensione massima che il led può sopportare se collegato in modo errato.
 
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jikko77

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non ricordo più la simbologia, e sono robe fatte alla buona, altre sono prese da https://andrea-m.me/sito/2014/07/led-in-serie-e-led-in-parallelo.html (elettronica in generale e non specifica per il growing (no non sopno io) ).

circuito in serie puro con relativa posizione della resistenza:



Nel circuito in serie il forward voltage di ogni led viene sommato, mentre la corrente che attraversa i led resta la stessa

un circuito in parallelo con una resistenza messa male:



per collegare correttamente più led in parallelo ci vorranno più resistori, ovvero se si vogliono accendere 5 led avremmo bisogno di 5 resistori, i resistori hanno dei limiti, cambia la potenza dissipata dal resistore, cambia il calore che dovremmo dissipare dal pannello. ricordiamo anche delle possibili differenze tra un led e l' altro (assumendo stesso maker e modello ovviamente), per questo la corrente distribuita al led potrebbe non essere uniforme.
Avendo una sola resistenza si ha pochissimo controllo sulla corrente che attraversa ogni singolo led. Se un led dovesse bruciare, la corrente totale che prima attraversava 5 led ora ne attraversa 4 e questo effetto a catena può portare via via ad un danneggiamento dei led sempre più veloce

posizione delle resistenze in un circuito parallelo puro:



Ogni led deve avere il suo resistore in modo da avere un risultato migliore con una luminosità più uniforme e un maggior controllo sul circuito. Questo è molto importante se ad esempio dovete creare più copie dello stesso circuito, oltre tutto avremmo meno calore da dissipare suddiviso in più punti.

Posizione delle resistenze in un circuito con 3 led in serie messi in parallelo ad un altro ramo con altri tre led in serie:



Entrambi i metodi hanno i loro vantaggi e svantaggi infatti nel collegamento in serie se un led dovesse bruciare tutti gli altri led non si accenderebbero più ed inoltre con molti led collegati in serie avremmo bisogno di una tensione di alimentazione molto elevata, mentre con il collegamento in parallelo avremmo bisogno di una corrente molto elevata e di molti resistori ed inoltre per collegare led di colore diverso avremmo bisogno di resistenze di valore diverso, l’unico requisito per collegare i 2 gruppi in parallelo è quello che il nostro circuito di alimentazione sia in grado di erogare una corrente di almeno "n*2" mA dal momento che ogni tripletta di led è attraversata da "n" mA e nei collegamenti in parallelo le correnti si sommano.
 
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