Sök på forumet

Jag tänkte sammanfatta mitt LED-bygge i en egen tråd nu när forumet har en egen avdelning för LED! ;-) Bakgrund Mitt akvarium har gått som mixat saltvattensrev ett par år men jag har aldrig fått någon riktig fart på tillväxten hos mina koraller... Mina befintliga MH-ramper är nog för klena för SPS (mycket tyder på det) och är dessutom 8 år gamla (köpte dom 2003), så det börjar bli dags för en uppgradering. Efter att läst det mesta som finns att läsa om LED-byggen för akvarium på en mängd olika forum på internet så bestämde jag mig för att försöka bygga min LED-belysning. Trots att det är ett stort bygge så försöker jag hålla nere kostnaderna genom att bygga rampen själv, och för att få den precis som jag vill så bygger jag den helt från grunden med egendesignade LED-drivare och egen kontroller för styrning. Kraftigare belysning i form av LED känns som ett steg i rätt riktning om jag vill ha fart på SPS-korallerna i mitt stora akvarium. Effekten för min nya LED-ramp är i storleksordningen 2x275W. Val av LED's och dess spektrum För att uppnå ett spektrum med bra färgåtergivning av alla färger har jag valt att förutom Cree XP-G Neutral white (NW) och Cree XT-E Royal blue (RB) också använda en liten mängd andra LEDs... Cree´s vanliga XP-E blå (CB) 475nm för att bredda det blå spektrat, Grön 495 nm för att fylla ut hålet i spektras hos Cree NW vid ca 500 nm, samt Luxeon Deep Red 660 nm och True Violet 420 nm LEDs för att pricka de aktiva områdena i klorofyllet. Deep red skall ej förväxlas med vanliga röda LED på 627 nm som inte prickar någon klorofylltopp. Valet av Cree XT-E Royal Blue över XR-E var enkelt då den förstnämnda både har bättre termisk design (enklare att kyla) och är effektivare. Plottade in alla spektrum i en bild. Från vänster ses: True Violet (TV), 420 nm Cree XT-E Royal blue (RB), 455 nm Cree XP-E Blue (CB), 475 nm Turkos (LC), 495 nm Cree XP-G Neutral white (NW) Deep Red (DR), 655 nm I bakgrunden har jag också lagt in spektrat för klorofyll. Layout Med väl valt antal LED i varje slinga har jag fått till individuell dimning på vitt, royal blue, blå och violett, och sedan kör jag röd och grön/cyan på en gemensam kanal. Med ett 24V spänningskälla uppjusterat till ca 25V så tänkte jag mata mina LED i 15 separata slingor enligt nedan: 1-5, 7x 3,3 V = 23,1 V / 115 W, Cree XP-G NW @ 1000 mA 6-12, 8x 3,0 V = 24,0 V / 118 W, Cree XT-E Royal Blue (455 nm) @ 700 mA 13, 8x 3,0 V = 24,0 V / 12 W, True Violet (420 nm) @500 mA 14, 7x 3,4 V = 24,0 V / 17 W, Cree XP-E Blue (475 nm) @ 700 mA 15, 2x 2,3 V + 4x 3,6 V / 3 W + 10 W = 19 V, Deep Red (660 nm) + Grön (495 nm) @ 700mA Som ni ser har jag ungefär 1:2 fördelning vit:blå. (räknar både blå, royal blue och violett som blått här) och 1:8 fördelning mellan blå:royal blue samt 1:8 fördelning mellan violett:blått (räknar både blå och royal blue som blå här). Minsta tänkbara antal röda som ändå ger yttäckning i hela akvariets yta. Allt enligt rekommendationerna i LED-astetics-tråden hos nano-reef. Med denna fördelning hamnar endast den 15:e slingan en bit från matningsspänningen så ett effektmotstånd på ca 7 ohm i serie med LED:arna borde kunna öka spänningen på den slingan till 24V och på så sätt avlasta LED-drivaren med några watts värmeutveckling. Alternativt klämmer jag dit två ytterligare LED's som får dela kylfläns med någon annan LED. De LED's som har en spridningsvinkel större än 60 grader kommer att förses med linser. Elektronik För att rampen skall bli slank och fin så har jag valt att fördela elektroniken på ett flertal små kort, (annars ryms inte elektroniken). Elektroniken fördelas på två olika kort; ett kontrollerkort, "Duodecima", med mikrokontroller för styrning och ett annat kort, "Hexa4101" med LED-drivare. Varje ramp har 1st kontrollerkort och 3st drivkort. Båda korten är ca 100x36mm för enkel montering i en minimalistisk LED-ramp. Duodecima - LED-Kontroller Duodecima är en Arduino-baserad 16-kanalers PWM-kontroller, med LCD, batteribackupad RTC, fläkstyrning och knappar. Kortet är designat för att monteras bakpå en standard 2x16 tecken LCD och har därför samma höjd på kretskortet. Kortet fungerar helt stand-alone. PWM-styrningen är baserad på en krets från NXP som kan dimma LED i 4096 nivåer (12-bitar). PWM-frekvens kan väljas mellan ca 40-1000 Hz. Hexa4101 - LED Drivare Hexa4101-kortet är en 6-kanalers LED-drivare baserad på CAT4101-kretsen. Den kan mata en slinga med LEDs med 0-1000 mA och en spänning upp till 25V. Kortet matas med 6st separata PWM-signaler och 5V för elektroniken samt 24V för LED:armas matning. Jag valde CAT4101-kretsen eftersom den är vanligt förekommande för LED-byggen och väl beprövad. Designen är mycket enkel och kräver endast ett fåtal komponenter. När kortet monteras mot en kylfläns på det sätt jag gör så kan kretsarna sättas ganska tätt på ett kort som endast är 100x36 mm. Kylning För att hålla nere vikt och kostnad valde jag en kylningslösning som består av ett stort antal små kylflänsar sammanskruvade till en stor. Varje LED monteras i praktiken på sin egen kylfläns. Detta liknar den lösning som en annan forumsmedlem använder (Maxium). Designen kräver en hel del arbete att få ihop mekaniskt men väl ihopskruvad känns den riktigt solid. Kylflänsen är mindre än vad många andra som byggt en egen ramp kör med men min kylfläns har betydligt tätare mellan bladen och med några tystgående fläktar på lågt varv som blåser över flänsarna kommer de att vara svala ändå. Bygget är dimensionerat för för 2x112 st Cree LED, som motsvarar ca 2x275W. Kylflänsen är tänkt att husera tre tysta fläktar som tillsammans skall kyla 7x16 LED's. Jag har valt Scythe Gentle Typhoon 120mm 1450rpm som skall vara tysta och dessutom prestera ett bra lufttryck även när de monteras direkt mot kylflänsar. Min kontroller slår på fläktarna så snart någon av LED:arna är aktiv. Power Jag har valt att köra med 2x400W - 24V spänningsagregat för spänningsmatning av LED. Jag har valt ett spänningsaggregat som kan leverera mer än det jag behöver så jag inte behöver köra aggregaten på deras maxprestanda. Många spänningsaggregat har en liten trimpot där man kan justera utspänningen. Jag kommer nog att behöva justera upp utspänningen till ca 24,5 V. För spänningsmatning av själva styrelektroniken har jag ytterligare ett spänningsaggregat som ger 12V. Bygge I dagsläget är kontrollerkort och drivarkort testade med enstaka LED:ar. Lödarbete med kabelanslutningar mellan LED:arna pågår och slutgiltig lösning för mekanisk inneslutning återstår...