Lanterna LED 100W em tubo de PVC: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

De volta para a segunda rodada de minhas lanternas LED de 100W. Gostei tanto do primeiro e usei-o o suficiente que decidi construir outro que resolvia alguns dos problemas irritantes daquele (vida útil da bateria terrível, monitorando constantemente a tensão da bateria, bateria fora da caixa principal). Estive pensando de construir isso por alguns meses agora, e a partir do momento em que finalmente decidi ir em frente e fazer isso, demorei cerca de 8 horas de trabalho para concluí-lo. Isso inclui fazer a bateria personalizada, testar todas as peças e escolher os valores do resistor.

Este artigo não é necessariamente um manual e descreve minhas experiências construindo esta lanterna - mais como um 'registro de construção'.

Este projeto também pode ser visto no meu site aqui:

a2delectronics.ca/2018/06/20/100w-led-flas…

Etapa 1: peças

Vamos começar com a escolha das peças. Montei tudo dentro de um tubo de PVC de 4 ″ porque já tinha visto feito antes (link), e é muito mais resistente do que o MDF que usei no original. Quanto a um dissipador de calor, tive que encontrar um que coubesse dentro do 4 ″ tubo. Um cooler para CPU Intel original é perfeito para isso. Para o circuito de controle, usei praticamente as mesmas peças do último - um conversor boost de 150 W, um conversor Buck Boost XL6009, 2 potenciômetros e também adicionei um switch extra e um conversor buck USB para ter uma porta de carregamento USB. As baterias que usei são 12 Gray Panasonic NCR18650 de laptops antigos, todas em torno de 2800mAh. O BMS é um 4S 30A BMS da aliexpress e funciona perfeitamente, pelo que eu posso dizer. Eu adicionei um monitor de voltagem na parte de trás da lanterna também. E, claro, não podemos esquecer o LED de 100W e as lentes que o acompanham. Usei porcas e parafusos M3 para todos os acessórios, pois tenho muitos deles espalhados e são muito comuns.

Etapa 2: Links de peças

Todos os links aqui são links de afiliados.

Peças de lanterna

100 W LED eBay

Lente 60 graus eBay

Conversor de impulso 150W eBay

10A Rocker Switch eBay

Conversor Buck Boost (ventilador) eBay

USB Buck Converter eBay

Slide Switch eBay

Peças de bateria

4S BMS eBay

Indicador de bateria eBay

Conectores XT-60 eBay

Etapa 3: Ajustando os conversores DC-DC

Começando com o circuito de controle, usei uma ferramenta rotativa para cortar um círculo de MDF ligeiramente menor que o diâmetro interno do tubo de PVC para montar todos os componentes eletrônicos. O conversor de reforço está sendo usado para aumentar a tensão da bateria até um máximo de 32 V para o LED. Qualquer coisa mais alta do que isso e o LED começará a consumir muita corrente, esquentará e possivelmente explodirá devido a diodos combinados incorretamente. Se você quiser saber mais sobre por que isso acontece, confira o vídeo de Big Clives sobre isso. Sempre certifique-se de saber o que você está fazendo ao brincar com LEDs chineses de alta potência. O potenciômetro original do conversor boost é um trimpot de 10K, mas que obviamente tinha que sair se quiséssemos ajustar o brilho do lado de fora do gabinete. Comecei com um potenciômetro de 10K e descobri qual resistência causava uma tensão máxima de 32V, que acabou sendo em torno de 9K. Usei um potenciômetro de 5K em série com um 4K de resistores para maximizar a tensão em 32 V, mas ainda tenho uma tensão ajustável. Eu também queria ser capaz de controlar a velocidade do ventilador, então fiz o mesmo procedimento para o conversor buck boost XL6009, tensão máxima de 14V para sobrecarregar o ventilador de 12V para dar o máximo desempenho de refrigeração. Eu temia que o pequeno dissipador de calor da Intel não fosse suficiente para resfriar adequadamente o LED de 100W com brilho total por muito tempo. Acontece que o ventilador padrão da Intel tem um controlador de velocidade embutido, então isso acabou sendo inútil, mas eu fritei um ventilador enquanto tentava descobrir isso. Ao testar o conversor buck boost para o ventilador, um potenciômetro falhou e criou uma resistência infinita entre o limpador e as bordas. Isso fez com que o conversor buck boost aumentasse para sua tensão máxima, que acabou sendo superior a 60V. Isso fez com que a mágica do ventilador da Intel fumegasse, então tive que pegar outro da minha lixeira, mas não o coloquei de volta no circuito até substituir o potenciômetro e testar a tensão várias vezes na saída. Fiquei surpreso que o conversor buck boost subiu para uma tensão tão alta, já que sua tensão de saída ajustável máxima é em torno de 35 V, a mesma para a qual os capacitores são classificados. Estou feliz (e surpreso) por não ter explodido nenhum dos capacitores, empurrando 25 V acima de seu limite através deles. Apenas mais um exemplo de engenharia chinesa. Se eu não tivesse captado isso antes de montá-lo, os capacitores estariam levando aqueles 60 V por muito mais tempo antes que eu percebesse o que tinha acontecido, e provavelmente teriam explodido.

Etapa 4: Combinação de LEDs

O conversor USB Buck também foi adicionado com seu próprio switch e não exigia fiação especial. Curiosamente, não há marcações na placa para marcar a polaridade de entrada, então peguei meu multímetro e testei a continuidade entre um pad de entrada e a cobertura USB aterrada. Uma observação rápida - controlar esses LEDs com um limite de voltagem não é a maneira correta de fazer isso. Um circuito de limitação de corrente é muito melhor e evitará que os LEDs acendam, independentemente da voltagem. Eles são muito mais caros, então, estou me limitando ao controle de tensão, mas limitando-o abaixo da tensão máxima. Esses LEDs podem levar até um máximo de 36 volts (eu acredito) se controlados adequadamente com um dispositivo limitador de corrente. Eu recomendo fortemente não dirigir LEDs chineses em suas especificações máximas, pois isso aumenta as chances de perigo (novamente, veja o vídeo de Big Clive que explica muito melhor por que isso é perigoso). Testei meus LEDs para ter certeza de que não estavam muito desequilibrados entre si. Como você pode ver na foto, os meus foram combinados razoavelmente bem - muito melhores do que os mostrados no vídeo de Big Clive. Estou conduzindo meus LEDs a um máximo de aproximadamente 33V.

Etapa 5: Montagem do LED no dissipador de calor

Para conectar o LED e as lentes ao dissipador de calor, fiz 8 orifícios ao redor do centro, um conjunto de 4 para encaixar o LED e o outro conjunto de 4 para encaixar os pontos de montagem da lente. Usei parafusos M3 e eles se encaixaram muito bem no alumínio. Antes de aparafusar o LED, coloquei uma gota de pasta térmica no meio do dissipador. Mesmo procedimento de montagem de coolers de CPU em uma CPU.

Etapa 6: Orifícios de montagem e ventilação

Depois de descobrir todos os componentes eletrônicos de controle, cortei o tubo de PVC e montei tudo nele. Fiz orifícios para os potenciômetros, interruptores e parafusos, depois saí para usar uma ferramenta rotativa para cortar os orifícios de ventilação, cortar o tubo no comprimento certo e aumentar alguns dos orifícios perfurados. É muito importante fazer isso em uma área bem ventilada e, de preferência, usar uma máscara facial para evitar respirar o pó de PVC.

Usando alguns parafusos 6-32, arruelas e algumas fitas galvanizadas, criei uma montagem para a placa de controle MDF e, em seguida, montei-a no tubo. Depois de soldar o LED na saída e verificar se funcionava, coloquei-o também dentro do tubo e fiz 2 furos no suporte de ventilador de plástico para prendê-lo ao tubo de PVC com alguns parafusos M3.

Etapa 7: Construindo a bateria

Em seguida, trabalhei na construção e montagem da bateria personalizada. Como mencionei antes, a bateria é uma configuração 4S3P, composta por células Panasonic NCR18650 de laptops antigos, tudo em torno de 2800mAh. Cada célula é individualmente fundida na extremidade positiva com um fusível 3A e as extremidades negativas foram soldadas com tiras de níquel.

A saída BMS é conectada à entrada do conversor boost para o LED e ao conversor Buck para a porta USB. Também adicionei um conector XT-60 extra aos terminais principais da bateria, bem como um chicote de balanceamento para poder carregar a bateria com um carregador de hobby. Coloquei um pedaço de espuma na extremidade traseira da lanterna para cobrir todas as cabeças dos parafusos na placa de MDF, envolvi a bateria em 2 camadas de espuma, coloquei a bateria e outro pedaço de espuma por cima. Encher a bateria com espuma definitivamente não é o melhor para aquecer, mas não acho que seja um problema. Essas baterias podem fornecer um máximo de roughyl 15A, e estarei desenhando apenas cerca de 4A. Para evitar que ele caísse para trás, adicionei outro pedaço de espuma e coloquei uma grade do ventilador de 80 mm por cima. Cortei parte da grade do ventilador para colocar um monitor de voltagem 4S e um switch para ter uma ideia aproximada do nível da bateria sem nenhum incômodo. Os orifícios dos parafusos na grade do ventilador foram dobrados para baixo e empurrados ao redor da espuma para que 4 parafusos do ventilador do computador pudessem ser aparafusados ao PVC onde eu havia feito os orifícios anteriormente e segurassem a grade do ventilador no lugar.

Etapa 8: Adicionar uma alça

Tudo o que faltou fazer foi adicionar uma alça, então cortei uma forma grosseira de um pedaço de 1x4 com uma serra, em seguida, lixei com uma ferramenta rotativa e fiz um orifício em cada extremidade da lanterna e a alça para monte-o com segurança. Eu adicionei uma camada de tinta spray acrílica de brilho transparente ao cabo para dar um pouco de proteção contra a umidade.

Com isso, minha segunda lanterna LED de 100W ficou completa! Se você quiser ver o primeiro, pode conferir aqui. Eu gosto muito mais deste, pois está tudo em uma unidade independente, portanto, é muito mais fácil de usar e manusear do que o anterior.