El llum de l’aquari

ANTECEDENTS
A la meva filla li van regalar dos peixos pel seu aniversari. A la peixera on els hi van portar estaven molt estrets, o sigui que vam recuperar un vell aquari que teníem guardat. Després de netejar-lo es veia força bé; el més important era que no tenia cap fuita, i que la bomba del filtre funcionava bé. Pels peixos va ser com per nosaltres passar d’un pis de trenta metres quadrats a una casa de cent-cinquanta.

L'aquari muntat

El llum de l’aquari, però, havia passat a millor vida. No sé si era pel tub fluorescent, l’encebador o la reactància, però el cas és que no s’encenia. Podria haver canviat el tub i l’encebador, i potser no hauria aconseguit res. Després de fer-li una inspecció a totes les peces, vaig decidir que no valia la pena, estava massa deteriorat. Els portabombetes, l’interruptor… tot estava fet malbé i hi havia rovell per tot arreu. No semblava que valgués massa la pena arreglar aquest llum; a més, crec recordar que la llum que feia no era gran cosa, tampoc. Mireu com estava:

El llum espatllat

De més a prop Encara més a prop

L'interruptor està fatal Els portabombetes també fan por

ANEM PER FEINA
Arribats a aquest punt, ja deveu saber com continua la història, oi? Exacte, he decidit que és hora de fer un llum nou, enlloc de mirar d’arreglar aquest.

Començo per fer una mica de planificació. Tinc l’intenció de fer la llum més clara i ben repartida que abans, però sense que consumeixi més que abans (el tub fluorescent era de 15W); o sigui que em decanto pels leds. Avui en dia hi ha tires adhesives prou econòmiques i que fan força llum. Funcionen a baixa tensió i fins i tot n’hi ha que tenen una certa protecció contra l’aigua (tranquils, de moment no tinc intenció de posar-les dins de l’aigua). Tot fent una ullada a algunes pàgines dedicades a l’aquariofília, sembla que els colors blancs més freds són els més adients. Hi ha qui fins i tot il·lumina amb alguns leds blaus, però això es sol fer en aquaris d’aigua salada, pel que he vist. Al final em decanto per una tira de leds SMD5050 que funcionen a una tensió segura de 24V, i que fan una llum de color blanc molt fred, d’uns 10000K.

Em preocupa molt on posar els leds, ja que un envoltori adient em solucionarà molts problemes a la llarga. La carcassa del llum fluorescent era massa estreta, cosa que impedia a la llum escampar-se correctament. Jo m’imagino una mena de caixa plana, llarga, baixa i ampla, que contingui els leds i la font d’alimentació. Millor que no sigui metàl·lica, pels temes elèctrics i de corrosió; però tampoc pot ser de fusta, o en dos dies l’humitat de l’aigua la farà malbé. Amb aquesta idea em dirigeixo a la caixa de restes d’autòpsies, esperant trobar quelcom que compleixi els requisits.

La caixa de l'escàner

Em sorprèn que bé m’ha anat aquesta vegada! He trobat la peça ideal, la carcassa d’un vell escàner HP que vaig desmuntar fa un temps per recuperar-ne els components. He mirat les mides i hi va com anell al dit! És ideal perquè té una cara amb vidre, per on pot sortir la llum, i la resta és de plàstic, aïllant i no es rovella. He de pensar com ficar-hi els leds a dins i ja ho tindré. La tapa no em farà cap falta, la llenço a la deixalleria, junt amb el llum vell.

La caixa ideal Anirà perfecte

La primera idea que em ve al cap és enganxar les tires de led a una planxa d’alumini, que els farà de suport i alhora de radiador (no són leds molt potents, però n’hi ha molts i una mica es poden escalfar). Aquesta planxa ha de fer més o menys les mides del vidre de l’escàner, que he mesurat en 310x220mm. La font d’alimentació la puc situar a l’espai on hi havia els motors i l’electrònica de l’escàner, de manera que no es veurà una vegada estigui tot muntat. Ho veig tan clar que no he fet ni un dibuix a mà alçada.

Ara he de saber quants leds he de posar. Tenint en compte que l’eficiència d’aquests leds no és res espectacular (per ser leds, és clar), suposaré que és la mateixa que la del fluorescent T8, que ja és molt bona comparada amb la resta d’opcions que tenim per una il·luminació casolana. Així, tenint en compte que la tira de leds ens indica que té una potència de 14,4W per cada metre, necessito una mica més d’un metre per fer la mateixa llum que feia el llum antic. Prenc la decisió de fer quatre tires de 30cm, que faran 120cm, per tant 17,28W. Això em permet tallar la planxa d’alumini, les tires de leds, i escollir una font d’alimentació: en trio una de commutada de 20W, que serà eficient i no tindrà cap problema de potència. També està protegida contra la humitat, això també m’agrada.

Els leds La planxa d'alumini

Per acabar d’arrodonir la llista de components, fan falta un parell de coses més: un cable amb clavilla per endollar, un interruptor per poder-lo parar, i un retenidor de cable. La resta de cargols, separadors, topalls de cautxú, cable i demés peces de poca importància, ja ho tinc per aquí. Començo doncs, a escalfar el soldador.

La clavilla i l'interruptor

Tallar la cinta de leds a mida és molt fàcil, ja té marques per on es pot tallar el circuit. Unes tisores fan la feina, i el cutter permet eliminar la protecció de silicona transparent per fer les soldadures. En aquest punt, només he hagut de tenir en compte la polaritat, això no es pot soldar de qualsevol manera; per això he triat cable de dos colors. L’última soldadura és pels cables de la font, que he retallat una mica perquè eren massa llargs.

Els leds, situats Així ho he soldat

Després de soldar, he repartit les tires de manera equidistant damunt la planxa d’alumini, i les he enganxat amb el seu propi adhesiu. Aquesta és una feina molt fàcil i ràpida.

Un altre detall Primera prova d'encesa

He fet una connexió provisional amb la font per provar-ho tot, i funciona perfectament. La quantitat de llum és sorprenent, jo diria que molt més que el tub fluorescent, però és una impressió subjectiva, ja que no tinc cap aparell per mesurar-ho, i el tub fa molt de temps que no el veig encès. El color dels leds és efectivament molt fred, un blanc que tira cap a blau descaradament; m’encanta, farà brillar els peixos i es veuran molt bonics. Les pedres del fons, que són blanques, també ho agrairan.

La següent feina és ficar-ho tot dins la caixa de l’escàner. Netejar el vidre és primordial, sobretot des de dins, on només s’hi podrà accedir obrint la carcassa. He marcat la ubicació de la planxa perquè coincideixi amb el vidre que tindrà damunt. Una vegada marcat, he fet els forats pels cargols, tant a la planxa d’alumini com a la carcassa de plàstic. També he marcat el lloc on ha d’anar la font d’alimentació, però aquesta l’enganxaré simplement amb cinta adhesiva de doble cara.

El vidre ben net Aquí faré els forats

Presentant la posició Amb els forats fets

Com que vull que els leds quedin ben a prop del vidre perquè la llum es pugui escampar millor, poso uns separadors, els clàssics que es fan servir en electrònica per fixar plaques de circuit imprès a les caixes. Els collo per sota, i llavors hi collo la placa per sobre. N’hi he posat sis, i ha quedat perfectament fixe, i prou amunt.

Separadors muntats Detall del muntatge

Així és com queda I així es veu per sota

He connectat la font d’alimentació de manera definitiva amb un born de pressió, després de passar el cable de la clavilla pel passa-cables. Ha anat molt bé, doncs l’he pogut fixar al forat que ja tenia l’escàner per connectar-hi el seu transformador.

Connexió de la font a la clavilla Retenidor de cable a l'entrada

Com ja he dit, la font la fixo amb cinta de doble cara, i queda ben forta. Tanco la carcassa de l’escàner i ja ho tinc. El penúltim detall és posar uns topalls de goma al costat del vidre, a la cara anterior; per aquí és per on es recolzarà el llum al vidre superior de l’aquari.

La font al seu lloc Topalls de goma

L’últim detall és muntar l’interruptor al cable d’entrada de corrent, per poder apagar el llum sense haver de manipular la clavilla. Una feina molt fàcil que dec haver fet milers de vegades.

Muntatge interruptor

Finalment, fico l’engendre al seu lloc definitiu, damunt el vidre superior de l’aquari, i de cap per avall. Veieu com les mides eren perfectes?

Al seu lloc Clavat de mides!

I ara ja només resta veure’l funcionar. Us deixo unes fotos de l’aquari amb llum i sense per veure la diferència a continuació. Cal dir que la càmera difícilment fa justícia aquí, al natural es veu millor.

Que bonic!

Els peixos es veuen molt brillants, i les pedres del fons també queden molt bé. A la família li ha encantat, i he de dir que n’estic molt satisfet, malgrat hagi estat tan fàcil de fer. A més, el podem fer servir com a llum de nit a la sala d’estar.

Abans Després

Res més per avui, ja veieu que aquest ha estat un mini-projecte molt ràpid i fàcil, que qualsevol pot fer a casa seva. Us deixo totes les fotos al flickr, com sempre.

Anuncis

El llum del sostre del bany

EL PROBLEMA
Fa uns dies que el llum del sostre de la cambra de bany de casa no va massa bé. A estones s’apaga sol, de vegades no s’encén, i funciona intermitentment dia si dia també. Sembla que la solució és ben simple, només caldria canviar la bombeta, però això no és tan senzill; no vull dir que sigui difícil canviar la bombeta, al contrari, però és que té un altre problema, el llum. Mireu quin.

plafo 01

Ho heu encertat! Sembla tret d’un antiquari del segle XVI, concretament de la secció d’ofertes “vintage”. En altres paraules, que és lleig i vell. Per si amb això no n’hi hagués prou, resulta que una vegada obert ens revel·la que està fet pols: un dels dos portabombetes no va, i els dos estan trencats i mig cremats, els cables són massa prims i estan trencadissos… en fi, un desastre. I encara tinc dos motius més per canviar-lo: que gasta massa per la llum que fa (ara porta una bombeta E27 incandescent, d’aquestes que ja no es podrien vendre), i que en vull fer un de nou. I contra aquests dos arguments no hi ha res a fer.

plafo 02

LA SOLUCIÓ
Començo per una visita al garatge, el lloc on acumulo els trastos que algun dia poden servir (llavors no són trastos, no? O si?). Allà guardo un llum semblant que vaig comprar a l’Ikea fa uns mesos; era per substituïr el del rebedor, però una vegada a casa va resultar que no li podia posar, degut al sistema de fixació, totalment diferent. No em va saber massa greu no poder-lo fer servir, doncs si no recordo malament estava d’oferta a 2,99€. Ara li treuré partit.

plafo 03

Resulta que el llum dels suecs tampoc no és un prodigi d’eficiència (porta el mateix tipus de portabombetes), a no ser que s’hi posi una bombeta de baix consum d’aquestes que fan una llum tan lletja, són tan grosses, i no duren ni la meitat del que diu a la caixa (i perquè no podem mesurar el que gasten, que tampoc deu ser veritat). Ja tinc una excusa per embolicar-me una mica més, doncs canviar un llum per un altre tampoc no justificaria un post aquí, no?

La solució evident són els LEDs. I no parlo de llumets de colors de 5mm, sinó d’un altre tipus, una cosa amb més canya! Com no, també en tinc uns quants al garatge, aquests provinents d’uns prototips de llums de cuina llençats al contenidor per la deixalleria (coses de la feina). Són tres plaques de PCB, cadascuna amb quatre leds d’1W, posats en 2 grups en paral·lel de 2 leds en sèrie. Això vol dir, com ja sabreu els que esteu una mica ficats en aquests temes, que els he d’alimentar amb corrent i no amb tensió, i com a molt a 700mA. De fet, si ho faig així he de connectar les plaques en sèrie, que ja és la manera més adient de tractar aquests leds.

MATEMÀTIQUES
Per saber si en tindré prou per il·luminar la cambra de bany, he de fer quatre números. En total hi ha 12 leds que en teoria donen 1,2W cadascun (això dependrà de la corrent que fem servir per alimentar-los després, com veurem tot seguit). Ens n’aniriem a 14,7W en total, per saber la llum que farien ho multipliquem per la seva eficiència. Aquesta dada no la tinc (no tinc el datasheet), però puc suposar que està entre els 60 i 80 lumens per watt (són molt vells, aquests leds, res dels 100 o 120 lm/W que ara són tan normals) en aquesta temperatura de color, que és blanc fred. Això ens porta a un total d’uns 1000 lumens, cosa que resulta massa exagerada, tenint en compte que ara hi havia una sola bombeta incandescent de 40W, és a dir, uns 400 lumens (quina diferència d’eficiència, oi? 10 lm/W!).

Ara bé, tot això seria alimentant les plaques a 700mA, és a dir, 350mA cada led. Per aquest tipus de led aquest és el seu màxim, però podem anar una mica per sota, i aconseguirem dos grans beneficis: menys consum i menor temperatura. Aquest últim factor és la clau de la durabilitat dels leds, o sigui que si ho faig prou bé, no hauré de posar l’escala a la cambra de bany mai més. Pel que fa al consum, evidentment també ens interessa baixar-lo, doncs aquest era un dels bons motius per fer el canvi del llum. L’inconvenient de reduïr la corrent és, òbviament, que aconseguirem menys llum, però de fet d’això es tractava. Tampoc cal baixar fins als 400 lumens però, perquè voldria una mica més de llum que la que hi havia ara, que era una mica pobra.

Per alimentar tot el llum (les tres plaques alhora) havia pensat en un alimentador que tranforma els 230V de corrent alterna que hi ha a la xarxa d’aquí en 24V de corrent contínua. Ho heu endevinat, en tenia un al garatge. També en tinc a 12V i a 5V, però amb aquesta tensió no hauria estat suficient per encendre els leds. El que passa és que no és tan senzill, com ja he dit els leds s’han d’alimentar amb corrent i no amb tensió, o sigui que cal un limitador de corrent o driver per fer aquesta funció.

Ja em disposava a fer una placa de PCB amb un regulador de corrent pels leds, quan vaig tenir un cop de sort: vaig rebre a la feina una mostra d’un driver que passa directament de 230Vca a 500mA de corrent contínua regulada; un doble cop de sort, doncs tenia una mida força adient i la potència idònia (15W). Com que a la feina no n’hauria fet res, cap a casa se’n va!

Amb aquest driver farem anar cada led a uns 250mA (500/2), la qual cosa vol dir, refent els càlculs anteriors, que anirem a parar a uns 10,5W i 730 lúmens. Més que la llum que hi ha ara, i una quarta part del consum. Bé, tampoc és això, perquè el driver té les seves pèrdues, però ben segur que no arribarem a 15W i farem gairebé la mateixa llum que hauria donat l’original amb les dues bombetes E27 de 40W (80W). Finalitzada la secció de matemàtiques que tots vosaltres haureu passat per alt ràpidament, tornem al que ens interessa, que és fer bricolatge.

ANEM PER FEINA
En primer lloc, desmunto el llum de l’Ikea i li trec el portabombetes. He de fer dos forats nous que coincideixin amb els del llum vell, que ja tinc els ganxos posats al sostre (prefereixo foradar el lum que no el sostre). Ara és qüestió d’ubicar el driver i marcar-ne la posició a la base.

plafo 04

plafo 05 plafo 06

La idea que tinc és que el driver estigui a la part de baix del llum (just a tocar del sostre, posat a lloc), i els leds damunt, és a dir, una mica més avall tal com es munta el llum cap per avall. Les plaques amb els leds haurien d’anar damunt de l’alimentador. Perquè els leds puguin fer el màxim de llum i no es vegi el driver ni molesti, faré un suport on fixar-los. Si el faig d’alumini o coure, a més, podran dissipar millor l’escalfor, per tant duraran més i faran més llum. Per separar la part de baix (on hi ha el driver) d’aquesta placa on hi ha els leds, faré servir uns simples separadors de PCB dels de tota la vida. El driver l’enganxaré amb cinta de doble cara, per no fer més forats a la base.

Ara toca fer els forats a la carcassa del llum i collar-hi els separadors, feina que no dona cap problema. M’apunto la distància entre els separadors per foradar la placa més endavant.

La planxa d’alumini per fer de suport i radiador dels leds, com ja deveu tenir clar a aquestes alçades, la tenia pel garatge. Vés a saber d’on provenia i quina mida tenia originalment, perquè ja l’he fet servir unes quantes vegades. Fa 2mm de gruix, que pel que ha de fer potser és una mica massa, però no em queixo, més feina a tallar i prou. El reflector original del llum de l’Ikea feia 0,3mm de gruix, perquè us feu una idea de fins a quin punt són estalviadors aquests suecs. Per tallar la placa d’alumini faré servir la serra de metalls, l’amoladora i la llima. Però per dibuixar la forma faré servir una eina que no utilitzava des dels meus temps de l’institut: el compàs!

plafo 07 plafo 08

Tallar aquesta mena de cercle ha estat la feina més llarga i pesada amb diferència de tot aquest petit projecte. Encara sort que era alumini, que si arriba a ser acer inoxidable, encara hi seria! Ha estat brut i lent, però estic content, ha quedat força bé.

plafo 09

Gairebé rodó, gairebé pla, gairebé perfecte! L’he llimat amb cura i fins i tot l’he netejat. I ara per marcar els forats per subjectar les plaques dels leds ens ajudarà una vella amiga, la geometria! Regle, llapis, punxó, taladre… llest! Ja tinc totes les peces i estic a punt pel muntatge.

plafo 10 plafo 11

És hora de situar els leds a lloc, però abans un detall que ens ajudarà a que dissipin el màxim d’escalfor: la pasta tèrmica. Els afeccionats a l’electrònica ja deveu saber perquè serveix aquest compost blanc i enganxós, i segur que l’heu fet servir més d’una vegada en mosfets, transistors i demés integrats de potència. Fins i tot els informàtics sabeu de què us parlo, oi? Aquesta pasta blanca entre el pentium de torn i el radiador negre ple d’aletes sota el ventilador…

plafo 12 plafo 13

Una vegada empastifades les plaques les munto a la placa rodona d’alumini amb cargols i femelles de M3. El següent pas és canviar els cables provisionals que unien les plaques de leds per uns tallats a mida (si, de color groc, i què?). Comprovat que tot funciona, me’n vaig cap al bany a muntar-ho.

plafo 14

plafo 15 plafo 16

INSTAL·LACIÓ
Desmuntar el llum vell ha estat fàcil, fixeu-vos si està fet malbé:

plafo 17

Pel que sembla, tots els problemes venien de la bombeta, que s’ha trencat separant-se la bombolla de vidre de la rosca metàl·lica, i penja d’un fil.

Ara toca penjar el llum nou. Els forats que hi he fet per penjar coincideixen perfectament, fins aquí cap problema. He passat els cables que he tallat abans per sota i els he fet entrar per un forat que té la base a aquest efecte.

plafo 18

Els cables els empalmo al driver, que fixo al seu lloc, i comprovo que tot funciona amb l’interuptor de la paret. Ja només queda situar la planxa amb els leds, que collo als separadors amb dos cargols més, i mireu que bé queda.

plafo 19

El toc final és posar la pantalla de vidre i ja ho tenim. M’agrada molt com queda el color blanc fred dels leds al bany, i de veritat que fa molta més llum que el llum que hi havia abans. La meva família també s’ha sorprès de la diferència, i estan encantats! I ara si algú es deixa el llum encès, no ho notarem a la factura. Parlant de diners, us heu adonat que només m’he gastat 2,99€ per tot el projecte? Si simplement hagués canviat la bombeta espatllada per una de baix consum, encara m’hauria cosat més! En total hi he estat menys de tres hores, comptant que he anat fent les fotos.

plafo 20

plafo 21

Per cert, us heu adonat de la dificultat que té fer fotos a llums encesos?
Això ha estat tot per avui, fins a la propera! Totes les fotos al Flickr, com sempre.