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.

¿Rendimiento o Duración LED?

La reciente retirada a la venta de las bombillas de filamento, ha creado una gran demanda de bombillas LED. Esto ha provocado la aparición de nuevos fabricantes, intentando hacerse un hueco en el mercado con sus bajos precios. Por falta de normativa, los fabricantes de lámparas LED no tienen la obligación de informar de la tecnología que emplean para fabricar sus lámparas. Ahora existen muchas bombillas LED con muy buen aspecto exterior, utilizando en su interior el mínimo número de componentes posibles y de muy baja calidad.

Iluminación eléctrica

La iluminación eléctrica está con nosotros desde la época de Edison, hace ya más de 100 años. Desde entonces hemos estado utilizando bombillas de incandescencia.

Con el paso del tiempo, los sistemas de iluminación han ido evolucionando poco a poco, y siempre buscando el mejor rendimiento eléctrico. Bombillas halógenas, bombillas y tubos fluorescentes, bombillas de descarga xenón… y desde hace muy pocos años la iluminación LED.

Iluminación LED

Con la tecnología actual es posible fabricar sistemas de iluminación LED de alta potencia a un precio muy competitivo. Las ventajas del LED superan con creces la inversión inicial que se tiene que hacer en su compra.

Retirada a la venta de las bombillas de filamento

Debido al gran ahorro energético que se obtiene con la iluminación LED, la mayoría de los Gobiernos han creado Leyes para que se dejen de fabricar las bombillas de mayor consumo. Se ha empezado por las bombillas de filamento, pero poco a poco sucederá lo mismo con las demás.

La alta demanda de bombillas LED ha provocado la aparición de muchos fabricantes nuevos, y todos ellos compitiendo con el mejor argumento de ventas: bajar los precios. Pero como no existe una normativa acorde a esta nueva tecnología, esa bajada de precio suele ir acompañada con una pérdida en la calidad y ahorro en los diseños, reduciendo así la duración y fiabilidad teórica que podría aportar la iluminación LED.

Comprar hoy una bombilla LED de marca reconocida, a pesar de que sea más cara que otra aparentemente igual, podría ser una buena inversión.

¿Rendimiento o duración?

Los sistemas de iluminación los podemos dividir en dos grupos. Uno de ellos sería el dedicado al alumbrado, dónde lo más importante es obtener un alto rendimiento lumínico, reduciendo al máximo el consumo energético.

Y el otro sería el destinado a la señalización y decoración, dónde lo más importante es la fiabilidad y duración, pasando a un segundo plano el rendimiento y consumo.

Para diseñar una bombilla LED destinada al alumbrado, los fabricantes apuran al máximo las prestaciones de los LED, haciéndolos trabajar en el punto de mayor rendimiento lumínico, a pesar de que esto implique una reducción considerable de su vida útil. Otro problema es que dentro de la propia lámpara tiene que alojar una pequeña fuente de alimentación para convertir la tensión alterna de la red en continua, controlando a su vez que los LED trabajen en su punto más óptimo

¡Maldito foco LED! – Damn LED spotlight!

Avería de un foco LED de 12V, después de 72 horas de funcionamiento continuo. La reparación anterior se hizo sustituyendo la matriz LED original del foco, por 4 diodos LED SMD de 1W en serie. Debido a un mal contacto térmico de los diodos con el bloque disipador del foco, uno de los diodos se quemó. Se vuelve a reparar el foco, mejorando mecánicamente el contacto térmico de los diodos con el disipador, y reduciendo ligeramente su corriente de trabajo.

A pesar de que este tipo de reparaciones no compensa, decido acabar con la reparación que comencé, ya que no dio buen resultado. Como era de esperar, uno de los 4 diodos LED se ha quemado, provocando el apagado del foco. Teniendo en cuenta que la corriente de trabajo de este foco es de 256 mA, corriente dentro de los límites del LED utilizado, el problema puede estar relacionado con la mala disipación térmica.

Reparación

La reparación consiste en sustituir el diodo LED quemado por uno nuevo, y unir de nuevo la serie de 4 diodos con masilla de dos componentes. Con el fin de mejorar el contacto térmico con la carcasa del foco, ya que esta hace de disipador, en esta ocasión el conjunto de los 4 diodos lo monto sin utilizar la placa soporte del diodo original. Una vez seca la masilla, es conveniente aplanar todo el conjunto con una lija de grano fino (imagen siguiente).

Reducir la corriente del LED

A pesar de que la corriente de trabajo del foco (256 mA) está dentro del margen de funcionamiento de los diodos LED utilizados (250 – 300mA), decido reducir ligeramente su valor. El circuito de control ajusta la corriente de trabajo con 2 resistencias en paralelo, una de 1 ohmio y la otra de 6,2. Al eliminar la resistencia de 6,2 ohmios, la corriente del circuito se reducirá de 256 mA hasta 220 mA.

A pesar de que esta corriente no varía mucho con respecto a la original (-13%), la temperatura de funcionamiento del LED se reducirá bastante… pero también caerá de forma exponencial el rendimiento lumínico del diodo LED.

Rendimiento lumínico

Después de reparar el foco y modificar su corriente de funcionamiento, realizo una prueba comparativa del rendimiento lumínico. Esta medida de luminosidad no sirve para conocer el valor real en lúmenes del foco LED, pero nos permite conocer la relación que existe entre el valor de la reducción de corriente y su pérdida de luminosidad.

Como podemos apreciar en la imagen anterior, al reducir la corriente del LED en un 13%, el rendimiento lumínico se ha reducido en un 50%.

¿Cómo funciona un foco LED?

Desmontaje de un foco LED averiado, con el fin de conocer el por qué ha fallado con apenas un mes de uso. Se analiza el funcionamiento del circuito de control del foco LED, buscando la información técnica del fabricante. También se realizan medidas en otro foco nuevo de las mismas características que el averiado, con el fin de comprobar si realmente es un foco de 15W (según el vendedor)… posible estafa, o despiste del vendedor.

XL6001 – Controlador de corriente constante

Se desmonta el foco LED para comprobar el circuito de control que lleva montado en su interior.

Este foco LED puede ser alimentado con tensión continua o alterna, ya que incluye un puente de diodos a la entrada, y puede funcionar con apenas 3,6V en su entrada. Con una tensión ligeramente superior a 2 voltios ya se enciende el LED, pero con menos brillo.

Como se puede ver en el esquema anterior, el circuito integrado XL6001 es un controlador de corriente constante. El valor de la resistencia en serie con el diodo LED, es el que determina la corriente de trabajo. El valor de la resistencia de este circuito, está configurado para que suministre al LED una corriente constante de 256 mA.

Medidas en un foco de 15W

Se realizan medidas de potencia en un foco nuevo de 15W (MR16), con el fin de comprobar si la potencia que indica el fabricante en su envoltorio, es la potencia consumida por el foco, o es la potencia suministrada al diodo LED (potencia efectiva).

Se comprueba que existe una gran diferencia entre la potencia que indica el fabricante y la potencia medida. Aunque esto suele ser habitual, en este caso la diferencia es excesiva.

Localización de la avería

Antes de desmontar de todo el foco LED, se alimenta con una fuente de alimentación de 12V y se mide la tensión en los puntos de soldadura del diodo LED (desmontando el cristal y el cono reflector del frontal). Al diodo LED le llegan 51 voltios, por lo que se determina que el problema está en el propio diodo LED. Este foco LED está compuesto por 10 pequeños diodos en serie, los cuáles se hacen visibles dentro del encapsulado de gel amarrillento. Uno de los 10 puntos de color gris está casi negro, por lo que se supone que se trata de un LED quemado.

Se retira el gel que cubre el diodo más negro, se elimina el diodo quemado y se realiza un puente entre sus terminales. De esta manera, el foco LED se compone de 9 diodos en serie, en lugar de 10. Pero como el foco incluye un circuito de corriente constante, la tensión de alimentación se adaptará perfectamente al número de diodos LED que se conecten en serie.

La corriente que circulará por los diodos será la misma, y lo único que se notará es una ligera pérdida en la luminosidad del foco LED… un 13% según las medidas realizadas.

Más detalles en el video siguiente:

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