LED in acquario

Scritto da Diego, Luigidrumz e Scheccia il . Postato in Tecnica in acquario

medaglia2 2° classificato al articoli concorso di Acquariofilia Facile

Plafoniera a LED di esempio


La luce bianca dei LED, come abbiamo visto, non è come la luce bianca del Sole.
In particolare, abbiamo visto importanti lacune nello spettro dei LED, specialmente nelle frequenze del rosso; qui è stimolata la clorofilla A, il principale pigmento presente nelle piante superiori.
Questo è talvolta motivo di risultati poco soddisfacenti.

Come direbbe qualcuno... la domanda nasce spontanea:
- Ora che ho acquistato lampade di soli LED bianchi, che faccio? Li butto?

La risposta non vi piacerà... A meno che non integriate con la luce rossa, quei LED potrebbero non rendere bene.
È per questo che molte lampade commerciali, composte da soli LED bianchi, non danno risultati entusiasmanti.

Per questo motivo, conviene acquistare i singoli chip di vario colore, per ricostruire uno spettro più completo e montare questa plafoniera di esempio, che riesce a dare risultati... li vedrete!

Materiale necessario

  • LED Epistar blu, rosso, bianco caldo e bianco freddo.

LED_Epistar

  • Piastra prestampata per fissaggio di quattro chip LED.

Piastra 4 LED

  • Saldatore a stagno e filo per saldatura.
  • Cavo bipolare.
  • Pasta termoconduttiva.
  • Forbici da elettricista.

Anche se teoricamente sarebbero sufficienti le frequenze del blu e del rosso, per compiere la fotosintesi, abbiamo inserito anche le due tonalità di bianco per migliorare l'aspetto visivo.

Assemblaggio

Innanzitutto è bene testare i LED con la funzione diodo presente sui multimetri, solitamente identificata da questo simbolo:

Se il LED è funzionante e avete rispettato la polarità, emetterà una debole luce; in caso contrario, è rotto.

Test LEDTest del funzionamento di un LED.

Dopo questo controllo preventivo, iniziamo il lavoro vero e proprio. Prendiamo un LED e mettiamoci un po' di pasta termoconduttiva.

Pasta termica su LED

Rispettando le polarità, lo sistemiamo sulla piastra facendo una leggera pressione. Quindi saldiamo i due poli, facendo attenzione che la saldatura non sia "fredda": lo stagno deve sempre sembrare lucido, mai opaco, e non deve formare palline rialzate.
Viceversa, non bisogna stare troppo tempo a contatto dele piazzole, con il saldatore: qualche secondo sarà più che sufficiente per ottenere una buona saldatura.

Posizionamento LED

Avvertenza

Il saldatore, il filo di stagno e il componente stesso da saldare diventano roventi durante l'operazione di saldatura.
Per evitare ustioni, raccomandiamo di porre la massima attenzione mentre si usa tale strumento.

Ripetiamo l'operazione per tutte e quattro le colorazioni e dovremmo aver ottenuto una prima piastra completa.

Base 4 LED

Prendiamo ora il cavo bipolare e tagliamo un piccolo strato di guaina, poi procediamo con la stagnatura dell'estremità scoperta.
Sempre con le forbici, tagliamo le due estremità stagnate affinché abbiano la stessa lunghezza.

Mettiamo una goccia di stagno sulle piazzole della piastra che ospiteranno i fili e quindi saldiamo i fili sulla piastra.

Proviamo il tutto e, se abbiamo rispettato tutte le polarità, avremo questo risultato.

LED accesi

A questo punto, abbiamo il primo faretto pronto all'uso: basterà assemblarne altri fino ad ottenere la potenza d'illuminazione necessaria.

Alimentazione

Questi singoli chip hanno una caduta di tensione diversa, ma mettendoli tutti e quattro in serie (come previsto dalla piastra) abbiamo una caduta complessiva di poco più di 12 V.
Contavvenendo a qualsiasi scuola di Elettronica, abbiamo quindi evitato di mettere una resistenza "zavorra", come spiegato nel capitolo precedente.
Chi volesse seguire il nostro esempio... lo farà a suo rischio, perché la risposta di un LED non è lineare: basta una frazione di volt per far schizzare in alto il valore di corrente.
La conseguenza potrebbe essere immediata, con i LED bruciati in pochi secondi; oppure può manifestarsi nel tempo, facendoli lavorare a temperatura troppo alta.

Se ci si riesce, però, si risparmia tempo e denaro sul montaggio della resistenza; inoltre si ottimizza la potenza disponibile, senza disperdere in calore una parte dell'energia elettrica.
Rovesciando la frittata, possiamo metterla così: a costo di una piccola perdita di efficienza, l'alimentazione con la resistenza in serie offre maggiore sicurezza.

A prescindere dalla presenza o meno delle resistenze, possiamo usare un qualsiasi alimentatore da 12 V, a patto che la potenza erogabile sia sufficiente ad alimentare tutti i LED, come abbiamo visto nel precedente capitolo.

Dissipazione del calore

La dissipazione del calore è una parte molto importante nell'uso dei LED, perché scaldano parecchio.
Dalla foto, possiamo vedere che dopo 15 minuti di funzionamento, la piastra è arrivata a circa 130°C, temperatura inaccettabile per la vita dei LED.

Temperatura LED

Per questo motivo, dobbiamo progettare un sistema di dissipazione del calore.

Nel nostro caso, abbiamo usato una lastra di alluminio spessa 3 mm, sulla quale sono state incollate le varie piastre LED, interponendo della pasta termoconduttiva.
Le piastre coi LED sono state posizionate in corrispondenza delle piante più esigenti.

Plafoniera LEDLa plafoniera LED di esempio. Su alcuni LED è stata montata una lente in corrispondenza di piante particolarmente esigenti.

 Questa è la plafoniera accesa...

Plafoniera LED accesa

 ... e questo è l'acquario illuminato dalla plafoniera:

Nel prossimo capitolo faremo alcune considerazioni economiche sull'opera realizzata.

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