Forum acquariofilia facile: allestimento e gestione facile dell' acquario, tutto sui pesci tropicali

Ciao a tutti,

voglio condividere qui sul forum questo mio lavoretto fai da te per una plafoniera installabile sotto il coperchio del mio acquario AQUA 60 della ASKOLL.

L'acquario di base è dotato di una striscia singola da circa 6/7W di LED bianchi a 7000°K, il mio obiettivo era realizzare una plafoniera con le seguenti caratteristiche:

1 - Altezza massima 30 mm (per Installazione a scomparsa sotto il coperchio originale)
2 - Almeno 40W di potenza LED con chip singoli da 1W
3 - Raffreddamento passivo senza ventole
4 - Almeno 3 linee separate e dimmerabili
5 - Basso costo
6 - Impermeabile almeno contro schizzi e umidità

Insomma, una cosetta da poco

Elenco i materiali utilizzati:

- 4 Profili in alluminio 10x20mm di lunghezza 1 metro
- 2 profili a L in plastica bianca 10 x 20 mm di lunghezza 1 metro
- Vetro sintetico spessore 5 mm sagomato
- Grasso termoconduttivo
- Colla Bostik con temperatura di esercizio fino a 100*C
- Fascette
- Chip LED da 1W (dettaglierò in seguito modelli e tipologie)
- Supporti in alluminio per chip LED
- Cavo elettrico da 0.75mmq bipolare
- Spina tripolare
- Alimentatore 24V 50W con regolazione di uscita
- Scatola plastica da elettricista
- 3 Potenziometri da 100Ohm
- Varie Resistenze a reoforo 1/4W (valori bassi 1 - 15 Ohm)
- Silicone trasparente
- Viti Varie M3

In termini di attrezzatura, la dotazione base deve prevedere trapano, punte, maschi, cacciaviti, pinze, forbici, saldatore stagno, termocoppia, pistola silicone (c'è sicuro dell'altro che ora non ricordo).

Cercherò di descrivere il tutto suddividendo la descrizione in varie parti e non seguendo l'ordine temporale.

PARTE MECCANICA

Per prima cosa ho realizzato la base in funzione delle dimensioni massime disponibili sotto al coperchio senza intaccare la struttura esistente, del vincolo sull'altezza (tra coperchio e pelo dell'acqua ci sono 5/6 cm max), e della dissipazione passiva senza l'utilizzo di ventole.
Le dimensioni da realizzare sono 14x45 cm per cui ho ritagliato e ottenuti i 7 profili, li ho incollati in serie sul lato corto in 3 punti (estremità e centro) con il bostik. Tra i punti di incollaggio ho provveduto a stendere uno strato sottile di grasso termoconduttivo. Inoltre avevo preforato alle estremità tutti i profili sempre sul lato corto per aggiungere all'incollaggio un fissaggio meccanico tramite fascette.
Il risultato è il seguente, una piastra di alluminio 14x45 cm termicamente conduttiva:
In seguito ho incollato tutti i supporti in alluminio dei LED disponendoli su tutta la superficie in modo uniforme. Anche in questo caso l'incollaggio è stato eseguito su 2/3 punti e tra il supporto e la piastra ho steso il solito grasso termoconduttivo per ottimizzare lo scambio di calore.
Dopo tutta la realizzazione elettrica, ho provveduto a fissare sui 4 lati i profili laterali a L in plastica per ottenere la base di appoggio per il vetro di protezione da schizzi e umidità. Il vetro è stato incollato e siliconato (la chiusura è l'ultimo STEP dopo aver testato per bene il tutto). Tutti i cablaggi di uscita passano all'interno dei profili e sbucano sul lato corto. Il coperchio è dotato di 2 percorsi di uscita giusti per i miei 2 cavi bipolari utilizzati.
Per il fissaggio a coperchio, ho realizzato 6 fori filettati M3 sulla piastra ed i corrispettivi fori passanti sul coperchio. Per evitare l'infiltrazione di umidità tra coperchio e piastra, ho inserito lungo i bordi uno strato di gomma (Neoprene) morbida adesiva su un lato in modo tale che serrando la piastra al coperchio si schiacci. Ulteriore silicone è stato posto lungo tutte le aperture rimanenti per evitare infiltrazioni.
PARTE ELETTRICA

La realizzazione elettrica è più complessa rispetto a quella meccanica. Soprattutto perché l'obiettivo è realizzare 3 linee indipendenti e dimmerabili con un unico alimentatore regolabile solo in tensione di pochi Volt in uscita (farlo in corrente è più semplice ma più costoso, soprattutto con 3 linee indipendenti). Il tutto cercando di rispettare la massima corrente dei LED, proteggendoli e senza mandare a fuoco le resistenze.

Prima di descrivere il tutto, è necessario fornire tutte le informazioni sui LED.

Dopo aver cercato di documentarmi il più possibile su temperature di colore, spettri ecc ecc ho deciso di suddividere le 3 linee indipendenti in questo modo:

1 linea con LED rossi (valori dichiarati: 660nm - 1W - 40/50 LM - 350mA - Caduta 2,4/2,6V)
1 Linea con LED Full Spectrum bianchi e classici (valori dichiarati: 400-800nm - 1W - 100/110 LM - 350mA - Caduta 3,2/3,6V)
1 Linea con LED bianchi freddi a 6500 °C e bianchi naturali a 4500 °C (valori dichiarati: 1W - 100/110 LM - 350mA - Caduta 3,2/3,6V)

tutte e 3 indipendenti e con possibilità di regolare la potenza dal 10% al 100% tramite potenziometri.

Prima di partire, ho utilizzato un tool di simulazione free (LTSPICE) dove ho ricreato il modello del LED (caduta vs corrente) in funzione dei valori di targa per cercare di capire quanti LED potevo inserire per linea, che resistenza di limitazione dover utilizzare e a quanto dovevo tarare la tensione di alimentazione. Allego lo schema così risulterà più chiaro anche il seguito:
DR= diodo RED - DFS = Diodo Full Spectrum - DW = Diodo White

Successivamente alla simulazione, una volta arrivati ho caratterizzato meglio i LED con varie prove tensione/corrente (i valori che ho riscontrato sono leggermente diversi da quelli dichiarati) e sono giunto alla seguente configurazione:

1 Linea RED composta da 8 LED rossi, 1 LED bianco freddo e 1 LED full spectrum
1 Linea FULL SPECTRUM composta da 14 LED Full spectrum (7 white e 7 normali) e 2 LED rossi
1 Linea WHITE composta da 16 LED bianchi (8 freddi e 8 natural)

Come vedete le linee non sono "Pure" ma ho dovuto inserire alcuni LED diversi per cercare di bilanciare la caduta totale e contenere la dissipazione nelle resistenze di limitazione. Ad ogni modo, la parte più sostanziosa è suddivisa.

La tensione di alimentazione è stata impostata a 26,7 Volt e sono state inserite le resistenza di limitazione direttamente su piastra in ingresso alle linee in modo tale da limitare la corrente massima a 350mA nel caso in cui il potenziometro di regolazione sia a 0 (100% della potenza). Le resistenze sono opportunamente dimensionate in valore e wattaggio in modo tale da contenerne il surriscaldamento massimo nel caso peggiore (350mA per ramo)...questo aspetto è cruciale e molto importante.

Allego qualche foto:
TEST

Una volta realizzata tutta la parte elettrica ho condotto una serie di test per verificare la bontà del progetto. Prima di tutto la verifica che le correnti nelle varie linee non superassero la soglia massima di 350mA alla massima potenza, quindi la corretta implementazione delle Resistenze di limitazione e soprattutto la loro temperatura massima raggiunta. Il tutto ritorna con quanto ipotizzato.

Successivamente ho caratterizzato i potenziometri delle 3 linee in modo tale da avere una determinata potenza luminosa in funzione della posizione dei potenziometri. Tutte e 3 le linee sono regolabili dal 10% circa al 100%.

In ultimo, ma certamente la cosa più importante, la dissipazione totale della piastra quando il tutto è al 100%. Nella configurazione di massima potenza luminosa, con un totale di 47W erogati dall'alimentatore, dopo oltre 2 ore di funzionamento (condizione di regime termico) la piastra ha raggiunto una temperatura massima tra i 70 ed i 75 °C, valori che sono del tutto accettabili per i LED e soprattutto senza l'utilizzo di ventole...pericolo scampato

COSTI

La lista della spesa con i costi è la seguente (non so se posso scrivere dove...se si nel caso lo aggiungo dopo):

- 4 profili in alluminio - 14€
- 2 profili L plastica - 2€
- LED - 5€ (sono anche avanzati...)
- Dissipatori/supporti LED - 2,5€
- Alimentatore 24V 50W - 14,5€
- Potenziometri 3€
- Vetro sintetico 5mm tagliato 5€
- Scatola plastica 3€
- Cavo bipolare 0.75mmq 5m 4€
- Spina 1€
- Varie 5€ (giusto per racchiudere le minuterie)

Non ho inserito quello che avevo già a disposizione come grasso termoconduttivo, neoprene, silicone, fascette, ecc ecc

il totale quindi si aggira sui 60€. Direi che per potenza disponibile, funzionalità dimmer su 3 linee e installazione sotto coperchio a scomparsa non è male

I tempi meglio che non ne parliamo....

CONCLUSIONI

Per chiudere, allego qualche foto della lampada con il suo effetto luminoso in acquario. C'è qualche riflesso di rosso che sinceramente non mi dispiace.
Ho omesso moltissimi dettagli per cercare di non dilungarmi ancora di più nella descrizione (già lunga), ad ogni modo chiunque voglia avere più dettagli sono disponibile

Ora avrò bisogno di tutto il supporto del forum per gestire al meglio la transizione da una striscetta semplice e bianca da 7W accesa per 6/7 ore, ad un mostriciattolo da 42W totali, 3 linee differenti in termini di caratteristiche (rossi, full spectrum e bianchi) che andranno utilizzate con criterio per evitare disastri (speriamo che l'acquario non diventi un algario )

Fantastico, con un acquario come il nostro lavorare non è facile, io mi sono accontentato di appiccicare i profili giusto x tenerli sul coperchio, ma ho lavorato con le strip proprio x il motivo dello spazio a disposizione che e di 5 cm fino al pelo dell'acqua! Bravo, penso che copiero', ma mi mancano giusto quelle nozioni di elettronica, x cui non riuscirei a lavorare con questi LED, ma prima o poi ci provo!

Aggiunto dopo 1 minuto 33 secondi:

joey ha scritto: ↑

05/03/2020, 23:45

Ho omesso moltissimi dettagli per cercare di non dilungarmi ancora di più nella descrizione (già lunga), ad ogni modo

Non lo avevo letto... aspettati i miei messaggi!

Ciao @joey
Grazie per aver condiviso con noi le fasi della costruzione della plafoniera, sarà di grande aiuto a tutti coloro che intendono costruirsi/modificare l'illuminazione .
Ottimo lavoro, ben fatto

Aggiunto dopo 10 minuti 49 secondi:
Adesso le domande
Scelta dello spettro.
Ho visto che hai utilizzato quattro temperature di colore : white (6500k) , natural (4000k) , full spectrum e rossi.
Puoi darci delle info in merito ??

Nzr ha scritto: ↑

06/03/2020, 7:16

Non lo avevo letto... aspettati i miei messaggi!

eheh tranquillo quando vuoi contttami.

siryo1981 ha scritto: ↑

06/03/2020, 8:36

Puoi darci delle info in merito ??

Che tipo di info aggiuntive?

In termini di lumen, a parte i rossi dichiarati per 40/50 lumen a LED (quindi per Watt), i restanti vengono dichiarati 100/110

Ho a disposizione 10W Rossi, 15W Full spectrum e 17W White da poter regolare.

Quello che mi preoccupa è il cambio drastico di luce che ho, quindi volevo cercare di gestirlo nel miglior modo possibile con una transizione. Che mi consigliate?

Grazie

joey ha scritto: ↑

09/03/2020, 10:30

Che mi consigliate?

Parti riducendo il fotoperiodo, e aumenti mezz'ora a settimana fino a quando ne hai bisogno

Nzr ha scritto: ↑

09/03/2020, 10:34

Parti riducendo il fotoperiodo, e aumenti mezz'ora a settimana fino a quando ne hai bisogno

In termini di regolazione invece? quanti Watt imposto inizialmente?

joey ha scritto: ↑

09/03/2020, 10:39

quanti Watt imposto inizialmente?

A quanti lumen sei arrivato?

Nzr ha scritto: ↑

09/03/2020, 10:42

A quanti lumen sei arrivato?

considerando i dichiarati ho:

400/500 lumen per Rosso
1500/1650 lumen per Full Spectrum (la metà sono White FS e la metà sono FS classici)
1700/1870 lumen per White (metà sono freddi e metà sono natural)

Totale 3600/4020 per un acquario con 50/55 litri effettivi e altezza 30cm (25 effettivi)

Anche considerando il minimo hai circa 70lumen/litro, che sono già un bel numero, io sono partito con 60 lumen/litro ma non avevo possibilità di gestire la luminosità quindi da 4 ore via via mezz'ora in piu tutte le settimane fino arrivare a 8, ma ho avuto e ho tutt'ora qualche filamentosa verde... forse qualcuno di più esperto può magari farti gestire meglio la fase iniziale con la regolazione della luminosità!aspettiamo @siryo1981!

Aggiunto dopo 1 minuto 29 secondi:

joey ha scritto: ↑

09/03/2020, 10:39

regolazione invece?

Ma se regoli la luminosità, gestisci canale x canale o un circuito unico?