Fabrication Rampe à LED de puissance (V2 en page 2)

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hansolo
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Fabrication Rampe à LED de puissance (V2 en page 2)

Message par hansolo »

Bonjour,

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.

Image

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 :

Image

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

Image

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

Image

Le dissipateur collé sur le rail

Image

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 ! :oops: ))

Image

La rampe avec le couvercle

Image

Et le test lumière

Image

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))

Je ferais une photo de mon aquarium pour le rendu.
Modifié en dernier par hansolo le 11 nov. 2009, 23:52, modifié 2 fois.
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Re: Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

En projet

Outre réaliser une rampe à LEDS dans les 4000°K pour la température de couleur, si je parviens à trouver une minuterie gérant le lever et le couché du soleil par une commande 0-10V pas trop chère (les gestionnaire IKS et autre sont un peu trop chère); je remplace les alim à courant constant par des dimmable.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

première impression, ton radiateur me parait bien sous dimensionné.
La durée de vie des leds en sera bien réduite car tu va les faire fonctionner à une température de jonction trop haute.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Pour moi non, je suis en dessous des 80°C
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

j'avais regardé les leds luxeons (j'ai pas trouver l'info sur la datasheet des seouls).
si on dépasse 50°C au niveau de la jonction la led perd environ 50% de durée de vie.
Donc l'investissement devient nettement moins intéressant.

Tu fais comment pour mesure la température de jonction ?

En plus sur ton montage je vois que tu as collé les leds, c'est quoi comme colle ?
Si c'est de la cyano (bon conducteur termique) c'est pas mal et le top faire un bon vieux montage vis et mousse thermique.

Ton radiateur a quelle valeur de Rth ? suite à un calcul rapide à Tambiant de 25°C il faut un truc du genre 3.2°C/W ce qui donne un gros radiateur.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par vef445 »

A priori ses mesures de températures sont faites avec un thermomètre infra rouge. Attention à ce type de thermomètres, j'en utilise régulièrement (en modélisme) et il faut savoir que suivant la surface sur laquelle tu pointe l'infra rouge, tu dois régler ton thermomètre. D'origine, ils sont calibrés pour des surfaces noires mates, si tu pointe de l'aluminium, l'écart peut être de plus de 20° entre la valeur affichée et la température réelle!
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Alors:

Le radiateur rajouté est donné pour 5°K/W pour 150 mm de longueur mais il faut ajouter la barre en allu (l'ensemble doit faire un peu moins)

Pour la colle c'est de l'ARTIC SILVER de l'epoxy chargé en particules d'argent. J'ai pensé aux vis (en plus facile à remplacer si une LED lache) mais je ne suis pas équipé pour faire les trous de manière précise de les tarauder.

Pour la T° de jonction, 50° surface noire du radiateur (effectivement mon thermométre IR n'est pas précis il indique 2° de moins par rapport à un thermométre classique (pour 20°) mais ça me donne une bonne indication). Résistance thermique Jonction de la LED-semelle en alu du support en étoile 8,5°C/W (data sheet constructeur). Estimation de la résistance thermique des collages support en étoile/barre alu/dissipateur 5°C/W (j'ai mis une fine couche de colle mais bon). Donc pour 1.14W à dissiper par LED donne 16° à ajouter aux 50°C mesuré sur le dissipateur. en arrondissant encore me donne 70°C.

Dans les specs de la seoul je n'ai pas trouvé d'informations sur la durée de vie en fonction de la température, je me suis basé sur une spéc d'un autre modèle de LED d'une autre marque (qui donnait 30 000H si Tj <80°C) et sur le relevé de température d'une des LED remplacant une ampoule halogène dans ma cuisine: 80°C (dans les mêmes conditions de mesur sur mes rampes j'ai 50°C).

Pour le calcul du dissipateur, je me suis dit aussi que ça serait très juste mais je me suis lancé quand même en voyant la taille du dissipateur de la LED remplacant un halogène (25 mm de diamètre sur 3 mm d'épaisseur). J'ai recherché une température de fonctionnement plus basse, mais les dissipateurs aurait été trop imposant, du coup j'ai fait des compromis.

Enfin pour l'investissement j'ai trouvé les LEDs à 3,15€ pièce. 1 rampe me revient à environ 100€.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par vef445 »

Merci pour ces explications.
Concernant le coût, même si la durée de vie de tes leds tombe à 50%, disons 15000h, tu arrives donc à plus de 3ans d'éclairage à 12h par jour. Si l'on considère en plus la consommation réduite par rapport au tube néon classique, tu montage reste économiquement viable.

Reste à voir un critère des plus importants : l'impact sur les plantes. Pour ça, on attend ton retour :wink:
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

vef445 a écrit :Merci pour ces explications.
Concernant le coût, même si la durée de vie de tes leds tombe à 50%, disons 15000h, tu arrives donc à plus de 3ans d'éclairage à 12h par jour. Si l'on considère en plus la consommation réduite par rapport au tube néon classique, tu montage reste économiquement viable.

Reste à voir un critère des plus importants : l'impact sur les plantes. Pour ça, on attend ton retour :wink:
C'est le raisonnement que j'ai tenu, pour la conso je ne gagne que 7W par rampe mais pas besoin de changer les tubes tous les ans.

Pour les plantes, je confirmerais plus tard, mais l'impact me semble positif elles poussent bien et rougissent et surtout les filamenteuses semblent régrésser (3 ans que j'en ai :tete: )
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

Avant de dire 7W place un ampèremètre en entre de l'alim sur le 240V et la on pourra faire un comparaison.
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Damien
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Damien »

7W 12h par jour tout l'année realise une economie d'environ 3,50€

Sachant que les T5 se remplacent tout les 2 a 3 ans....

A combien s'élève le cout de ta réalisation ?

Pour ce qui est de l'irc, comme pour les tube fluo, ceux qui donnent le plus de lumiere sont ceux qui disposent d'un composé phosphorique simple... Donc un mauvais IRC pour un flux elevé. L'irc de ces LED doit donc etre du 70 ou 80% grand maxi... C'est notament pour ça que les rampe du commerce utilisent different type de led afin de competer le spectre.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

tiens sur le site de Lumirium, ou les led sont directement sur le radiateur.
On peut voir la taille du radiateur qui est monté.
Et il n'y a que 12 leds, donc pour moi ton radiateur est plus que sous dimensionner et en plus tu augmentes le resistance thermique de l'ensemble avec la colle et la première barre d'alu.

Image
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par vef445 »

Pas tout à fait d'accord avec toi Flintstones, la colle utilisée ici a aussi qualité de pate thermique. C'est parfois bien mieux qu'un simple montage vissé, là le contact se fait sur toute la surface de l'objet collé :wink:
Pour ce qui est du dimansionnement du radiateur, je te rejoins un peu, ça risque d'être limite.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Flintstones a écrit :tiens sur le site de Lumirium, ou les led sont directement sur le radiateur.
On peut voir la taille du radiateur qui est monté.
Et il n'y a que 12 leds, donc pour moi ton radiateur est plus que sous dimensionner et en plus tu augmentes le resistance thermique de l'ensemble avec la colle et la première barre d'alu.

Image

Sous quelle intensité sont alimenté les LEDs Lumirium?

D'aprés la doc seoul on peut aller jusqu'a 1A mais ilfaut conserver la Tj inférieure à 90°,la puisssance à dissiper est de 4W par LED.

Dans mon cas je limite à 350 mA soit 1,14W à dissiper par LED.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

de tête je crois que c'est des luxeon de 350mA couleur et 1A pour les blanches.

Tu fais une erreur dans ton calcul de puissance (mais dans le bon sens ;-))
ton 1.14W tu as fait P=UxI ?

Mais dans ton calcul tu oublies que la puissance qui sert a faire de la lumière doit être déduite.
Donc il doit y avoir moins de 1.14w de puissance de chauffage.

Par contre je pense que tu dois facilement dépasser les 90°C sur la jonction.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Damien a écrit :7W 12h par jour tout l'année realise une economie d'environ 3,50€

Sachant que les T5 se remplacent tout les 2 a 3 ans....

A combien s'élève le cout de ta réalisation ?

Pour ce qui est de l'irc, comme pour les tube fluo, ceux qui donnent le plus de lumiere sont ceux qui disposent d'un composé phosphorique simple... Donc un mauvais IRC pour un flux elevé. L'irc de ces LED doit donc etre du 70 ou 80% grand maxi... C'est notament pour ça que les rampe du commerce utilisent different type de led afin de competer le spectre.

Me suis mal exprimé, ce n'est pas pour le raisonnement des économies (effectivement minimes sur 1 an) mais sur la durée de vie et surtout l'intêret technique.

Comme indiqué plus haut, une rampe me revient à moins de 100€.


Pour l'IRC, il est de 70 pour les LEDs sélectionnées, c'est aussi pourquoi je n'ai pas supprimé mon dernier tube fluorescent en attendant de sélectionner des LEDs qui me conviennent pour complêter mes 2 rampes acutelles.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Flintstones a écrit :tiens sur le site de Lumirium, ou les led sont directement sur le radiateur.
On peut voir la taille du radiateur qui est monté.
Et il n'y a que 12 leds, donc pour moi ton radiateur est plus que sous dimensionner et en plus tu augmentes le resistance thermique de l'ensemble avec la colle et la première barre d'alu.

Image
Regarde ce lien http://www.lumirium.fr/Image/KIT/fiche_ ... opical.pdf en dernière page il y a les dimensions du dissipateur LUMIRIUM

LMIRIUM en mm 47 x 19 x 285 (hors équerres)
Mes rampes en mm 20 x 11,5 x 500

En comparant les "volumes" j'ai 35 % en moins (volume brut pour simplifier sans tenir compte des aillettes enmoins sur mon dissipateur) et 3 LEDs en plus. Je suis plus juste mais j'en suis conscient depuis le début. J'ai fait un compromis T° de fonctionnement/encombrement en restant dans les clous. Je verrais dans le temps si ça tient (je ferais profiter le forum de mon expérience)

Pour ma troisième rampe je devrais chercher un dissipateur plus grand, et j'ai une petite idée pour améliorer mes rampes actuelles.
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

c'est pas le volume qu'il faut regarder dans un radiateur mais la surface en contact avec l'air ambiant.
C'est pour cela qu'il a des ailettes.

Par contre tes leds et ton alim tu les eu ou ?
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par hansolo »

Flintstones a écrit :c'est pas le volume qu'il faut regarder dans un radiateur mais la surface en contact avec l'air ambiant.
C'est pour cela qu'il a des ailettes.

Par contre tes leds et ton alim tu les eu ou ?
Je sais bien, c'était pour faire une comparaison rapide d'ou les "" entourant le mot volume

L'alim sur http://www.led-tech.de/en/LED-Controlli ... 8_119.html (le prix à baissé :( )


Les LED sur http://www.ledrise.com/product_info.php ... -176-.html

Attention pour LEDRISE l'emballage est plutôt léger (enveloppe à bulles) si tu commande autre chose le risque d'avoir un trou et des pertes est élevé
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Re: Fabrication Rampe à LED de puissance

Message par Flintstones »

Merci pour les infos.
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