Jump to content
petnym

LED PNY's 2x275 W Cree XT-E LED-ramp!

Recommended Posts

post-2486-14468924185117_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924188162_thumb.jpg

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:

post-2486-14468924186965_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924186724_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924186329_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924186183_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924186037_thumb.jpg

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.

post-2486-14468924187614_thumb.jpg

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...

post-2486-14468924185314_thumb.jpg

post-2486-14468924185462_thumb.jpg

post-2486-1446892418559_thumb.jpg

post-2486-14468924185743_thumb.jpg

post-2486-1446892418589_thumb.jpg

post-2486-14468924186524_thumb.jpg

post-2486-14468924186832_thumb.jpg

post-2486-14468924187199_thumb.jpg

post-2486-14468924187361_thumb.jpg

post-2486-14468924187483_thumb.jpg

post-2486-1446892418775_thumb.jpg

Edited by petnym

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ska bli en intressant tråd att följa.. Ser riktigt bra ut.

Med vänlig hälsning, Manne

Sent from my iPhone using Tapatalk

Share this post


Link to post
Share on other sites

Man skall inte underskatta tidsåtgången för att sätta samman en LED-ramp av den här digniteten. Bara att kapa till dom här första 100st kablarna i lagom längd tog mig en halvtimme eller så...

post-2486-1446892419909_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Grymt jobbat!!

Kommer du dra kabeln mellan dioderna på undersidan av rampen eller igenom kylflänsen

Share this post


Link to post
Share on other sites
Grymt jobbat!!

Kommer du dra kabeln mellan dioderna på undersidan av rampen eller igenom kylflänsen

Tack! De mesta kablarna, de mellan LED:arna dras på undersidan. "Returkablarna" dras på ovansidan inuti aluminiumprofilerna. De kommer inte synas för jag tänker fylla "kanalerna" med svart silikon.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Du kommer inte missa endel kylning när du fyller kanalerna med silikon?

Ja, men det är nog försumbart... Jag hoppas att kylflänsarna står för det mesta av värmeöverföringen.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Börjar "se ljuset i tunneln" vad gäller lödning av LED:ar... Har även kommit fram till hur jag skall montera elektroniken. Limmar kretskorten mote en aluminiumprofil så jag enkelt kan montera den på insidan av den ena kortsidan av rampen. Kvarstår nu bara att komma fram till hur jag skall kapsla in nätagregaten. Tror inte jag vill ha dom i själva rampen. Då slipper jag ha 230V i ett hemmabygge direkt över vattnet. Återstår också att hitta någon bra kylning att montera mot alla Cat4101-kretsarna.

post-2486-14468924332957_thumb.jpg

post-2486-14468924332615_thumb.jpg

post-2486-14468924332781_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Petnym: Hur stor är frontbiten? Min cnc-fräs tar en bit på ungefär 600x700x100mm. Jag behöver dock olja in maskinen innan nästa körning (har inte köpt olja än, ska försöka göra det ibörjan på nästa vecka). Men om du orkar vänta är du välkommen hit att fräsa.

Edit: skrev fel höjd på Z axel :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Petnym: Hur stor är frontbiten? Min cnc-fräs tar en bit på ungefär 600x700x100mm. Jag behöver dock olja in maskinen innan nästa körning (har inte köpt olja än, ska försöka göra det ibörjan på nästa vecka). Men om du orkar vänta är du välkommen hit att fräsa.

Tackar! Ber att få återkomma när jag fått hem lådan så jag vet exakt hur jag vill ha det... Kanske du kan hjälpa mig ta upp hålet för LCD'n också? Tills dess roar jag mig med lite annan metallslöjd, men jag har ju inga häftiga maskiner så det är borrmaskin och bågfil(!) som gäller... ;-)

Det på bilden skall bli ramen på själva rampen.

post-2486-14468924471543_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Tackar! Ber att få återkomma när jag fått hem lådan så jag vet exakt hur jag vill ha det... Kanske du kan hjälpa mig ta upp hålet för LCD'n också?

Det ska nog gå bra. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fett med ljus! Min initiala känsla är dessa ramper levererar mångdubbelt så mycket ljus som mina 250-watts MH-lampor, kan knappt bärga mig att få se dem över akvariet! ;-)

post-2486-14468924507325_thumb.jpg

(Av fototekniska skäl är bilden är tagen med alla LED neddimmade till någon procent av sin maximala ljusstyrka).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


Saltvattensguiden


Organisationsnummer: 802438-6222
E-post: admin@saltvattensguiden.se


  • Ordförande: nike83
  • Kassör: Tribiani
  • Tekniskt ansvarig: ormet
  • Medlemsansvarig: kaptenen
  • Annonsörsansvarig: danne031
  • Våra betalningsalternativ


  • Swish: 123 268 41 16
  • PayPal: kassor@saltvattensguiden.se
  • Bankgiro: 220-3503

  • Aktuell programversion


    IPS Community Suite 4.4.10
    Tapatalk 1.6.5

    ×
    ×
    • Create New...