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Panel LED – 25W

Sustitución de un punto de luz con bombilla por un panel de iluminación LED de 25 W. La ventaja principal de montar un panel LED, es el poco espacio que abulta y su gran reparto de luz. El panel LED que he montado es de 220 x 220 mm, tamaño casi idéntico al plafón que tenía montado, pero a cambio su luminosidad y reparto de luz es mucho mejor que antes.

Rendimiento lumínico del LED

El rendimiento lumínico es el cociente entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz, y la potencia consumida por dicha fuente. La unidad de medida es el lumen por vatio (Lm/W). El rendimiento lumínico de un LED es muy alto, normalmente varía entre 80 y 120 Lm/W. La tecnología LED es la mejor opción a la hora de sustituir cualquier tipo de luminaria antigua.

Panel de iluminación LED

Los paneles de iluminación LED son los más adecuados para sustituir las antiguas luminarias de techo con tubos fluorescentes. Otra opción, si no se quiere sustituir la carcasa de la luminaria, sería sustituir los tubos fluorescentes por tubos LED.

Actualmente se fabrican paneles LED de diferentes tamaños y formas: cuadrados, rectangulares, redondos.

El tamaño de un panel está directamente relacionado con su potencia, lo que se traduce en luminosidad. Los paneles LED son muy adecuados para estancias con techos muy bajos, y donde se requiera un gran reparto de luz sin sombras.

Panel LED de 25 W

Con el fin de mejorar la iluminación en una estancia que tiene el techo muy bajo, he comprado un panel LED de 220 x 220 mm. Como no tenía muy claro si la sustitución iba a ser definitiva, busqué la opción más barata para hacer la prueba, y luego decidir si el cambio es definitivo o no. La habitación tenía dos puntos de luz en el techo, dos plafones redondos con bombillas LED de 9W, y he sustituido uno de ellos por un panel LED de 25W.

Como el panel LED que compré es de empotrar, he tenido que hacer una carcasa para poder sujetarlo en el techo. La carcasa está hecha a medida con la impresora 3D, y el material que he utilizado es PETG.

El soporte del panel LED está sujeto al techo con 4 tornillos, uno en cada esquina. El driver de corriente constante y el cableado también los he sujetado al techo con tornillos. El sistema de fijación del panel LED con la carcasa está compuesto por 8 imanes de neodimio, 4 de ellos pegados en el panel LED y los otros cuatro fijados por el exterior del soporte con cinta adhesiva de doble cara.

Una vez enfrentados los imanes, las 4 caras del panel quedan inmóviles y se sujetan con fuerza a la carcasa. La diferencia lumínica entre el plafón que tenía antes y el panel LED es notable. Además de aumentar la luminosidad, el reparto de luz es mucho más uniforme que antes, y se producen menos sombras.

Descarga del fichero 3D

Ceiling support, to mount a LED panel of 220×220 mm.

Base de trabajo LED

Construcción de una pequeña base luminosa LED, para utilizarla en trabajos de electrónica. Esta plataforma es similar a las tabletas luminosas LED que se venden para dibujar. El tamaño es de 120×120 mm y está hecha con una impresora 3D. El material que he utilizado es PETG, así la base es más robusta y se puede trabajar encima apoyando circuitos impresos, pequeños mecanismos, etc. Esta plataforma es muy útil para comprobar las soldaduras de un componente SMD, o comprobar el estado de las pistas del circuito impreso, teniendo las dos manos libres para reparar lo que hiciera falta.

Tableta LED

Comercialmente existen unas tabletas luminosas LED, que van alimentadas a 5V mediante un conector USB. Estas tabletas tienen muchas utilidades, porque aparte de iluminar, se pueden utilizar para calcar un dibujo o circuito impreso, revisar negativos o diapositivas fotográficas.

También son muy útiles para comprobar el estado de las soldaduras de un componente SMD, sin tener que colocar una linterna debajo. Podríamos apoyar el circuito impreso encima de la tableta y tener las dos manos libres para reparar lo que hiciera falta.

Fabricar una base LED

Fabricar una base luminosa no es muy complicado. Colocando unas tiras LED entre dos láminas de plástico sería suficiente. Para conseguir un mejor acabado, las piezas de plástico las he hecho a medida con una impresora 3D. El material que he utilizado es PETG, por ser más resistente y aguantar mas temperatura que el PLA. Esta base puede utilizarse para algunas reparaciones o montajes, en los que es necesario iluminar la pieza desde abajo.

Al ser esta base luminosa tan pequeña (120×120 mm), se podría utilizar como si fuera una linterna. Otra ventaja es que también es estrecha, y así podría iluminar desde dentro cualquier equipo sin apenas ocupar sitio.

Alimentación de la base LED

Esta base LED se alimenta con 5 VDC, pudiendo utilizar cualquier cargador USB o una Power Bank. Para que esto sea posible, es necesario que el cable de alimentación termine en un conector USB macho de tipo A. Los hilos de alimentación hay que conectados en los extremos del conector USB, y respetando la polaridad.

Descarga del ficheros 3D

LED work platform (120x120mm)

Construye tu bombilla LED

Un buen diseño en una bombilla LED, es fundamental para alargar al máximo su vida útil. En la actualidad hay muchos fabricantes que ahorran en la calidad y número de componentes en sus diseños. En muchos casos fuerzan al máximo las prestaciones de los LED, con el único fin de buscar su máxima luminosidad posible al menor precio. A pesar de que nunca merezca la pena fabricar algo que comercialmente ya exista, si ya tenemos todos los materiales necesarios para fabricar una bombilla LED, sí podría ser interesante diseñar y fabricar nuestra bombilla… con altas prestaciones y lo más fiable posible.

Diseño de una bombilla LED

Cuando se diseña una bombilla destinada a la iluminación, lo más importante es buscar el mejor rendimiento lumínico. Pero también es muy importante buscar un equilibrio, entre el rendimiento y su vida útil. Si hacemos un diseño haciendo trabajar al LED en su punto máximo, sin dejar un pequeño margen de seguridad, sucederá lo mismo que con un motor de F1.

Las prestaciones de un motor de F1 son excelentes, pero a cambio su vida útil es muy corta.

Bajo mi punto de vista, nunca merece la pena fabricar algo que comercialmente ya exista. Si compramos los componentes y materiales necesarios para fabricar una bombilla LED, siempre nos saldrá más cara que lo que pagaríamos por otra que tuviera las mismas prestaciones, mejor acabada y además de marca reconocida. A pesar de esto, si ya tenemos todos los materiales necesarios para fabricar una bombilla LED, podría ser interesante fabricar una a medida… con alta luminosidad y lo más fiable posible.

Driver de corriente constante

Descarga del fichero 3D

Build your LED bulb

RENOVAR PACK DE BATERÍAS

Cambio de las baterías de Níquel-Cadmio por otras de Iones de Litio, en un taladro eléctrico. El conjunto de baterías original está compuesto por 12 elementos de Ni-Cd (1,2V), proporcionando el conjunto una tensión nominal de 14,4V. Al utilizar baterías de Li-ion (3,7V), sólo es necesario instalar 4 módulos. Se utilizan 4 baterías de tipo 18650, con una capacidad de 9800 mAh (según el fabricante, porque es falso). A pesar de que la capacidad real de estas baterías es mucho menor, estas baterías son perfectamente válidas para alimentar un destornillador eléctrico. Dentro del paquete de baterías se instala el módulo de protección y carga YH11047A, y se construye un soporte a medida con una impresora 3D. Este paquete de baterías es totalmente compatible con el original, y puede utilizarse el mismo cargador que venía con el taladro

Circuito de protección y carga: YH11047A

S-8254A

El circuito integrado S-8254A es un circuito de protección para baterías recargables de polímero de litio / iones de litio, para 3 ó 4 baterías en serie. Incluye un detector de voltaje de alta precisión y un circuito de retardo.

La serie S-8254A tiene el pin SEL para cambiar entre protección de 3 y 4 celdas. Cuando el pin SEL está a nivel bajo (VSS), la detección en la celda V4 se deshabilita y no se controla su estado. Así se puede utilizar este módulo para la protección de 3 celdas.

Cuando el pin SEL está a nivel alto (VDD), el módulo controla el estado de las 4 celdas.

Estado normal

Cuando el voltaje de cada una de las baterías está en el rango de VDLn a VCUn (2,5V … 4,25V) y la corriente de descarga es menor que el valor especificado (el voltaje del pin VINI es menor que VIOV1 y VIOV2, y el voltaje del pin VMP es más alto que VIOV3), los MOSFET de carga y descarga están encendidos.

Estado de sobrecarga

Cuando el voltaje de una de las baterías supera el valor VCUn (4,25 ± 0,25 V) y el estado se mantiene durante tCU o más tiempo, el pin COP se pone en alta impedancia. El pin COP se eleva hasta el voltaje pin EB + mediante la resistencia externa RCOP, y el MOSFET de carga deja de conducir para detener la carga. El condensador conectado en el pin CCT retrasa el tiempo de la detección de sobrecarga. El estado de sobrecarga finaliza cuando se cumple una de las dos condiciones siguientes:

El voltaje de cada una de las baterías desciende a VCLn (4,15 ± 0,5V) o más bajo.
El voltaje de cada una de las baterías es VCUn (4,25 ± 0,25 V) o menor, y el voltaje del pin VMP es 39/40 × VDD o más bajo .

Cuando se conecta una carga externa, se inicia la descarga a través del diodo interno del MOSFET de carga.

Estado de sobredescarga

Cuando el voltaje de una de las baterías llega a ser más bajo que VDLn (2,50 ± 0,8 V) y el estado se mantiene durante tDL o más tiempo, el voltaje del pin DOP toma el valor de VDD, y el MOSFET de descarga deja de conducir para detener la descarga. El condensador conectado en el pin CDT retrasa el tiempo de la detección de sobredescarga.

YH11047A

El módulo de protección YH11047A monta el circuito integrado S-2854A con 4 transistores MOSFET de canal P. Este módulo permite el control de 4 baterías en serie y soporta un consumo constante de 10A, pudiendo llegar a 15A con disipador.

Construcción del conjunto

En este montaje he utilizado 4 baterías de Li-ion (3,7V) tipo 18650. A pesar de que todo el conjunto, baterías y módulo de carga, puede conectarse soldando los cables y aislando el conjunto dentro de la carcasa de la batería, he optado por hacer algo más profesional.

He diseñado un soporte a medida del hueco, para albergar las 4 baterías 18650 y el módulo de carga YH11047A.

Aunque las baterías podrían ir soldadas dentro del soporte, he utilizado los muelles y contactos de un portapilas viejo. De esta manera es muy fácil desmontar las baterías para comprobarlas o sustituirlas en caso de que alguna falle.

Soporte para las 4 baterías y su módulo de control

El fichero (.stl) de este soporte lo puedes descargar desde el siguiente enlace:

Battery compartment for 4x 18650 batteries and its protection and charge control circuit