Linterna LED de 100 W en tubo de PVC: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

De vuelta para la segunda ronda de mis linternas LED de 100W. Disfruté tanto el primero y lo usé lo suficiente que decidí construir otro que resolviera algunos de los molestos problemas con ese (duración terrible de la batería, monitoreo constante del voltaje de la batería, batería fuera de la carcasa principal). de construir esto desde hace unos meses, y desde el momento en que finalmente decidí seguir adelante y hacerlo, me tomó alrededor de 8 horas de trabajo completarlo. Eso incluye hacer la batería personalizada, probar todas las piezas y elegir valores de resistencia.

Este artículo no es necesariamente un instructivo y describe mis experiencias en la construcción de esta linterna, más como un 'registro de construcción'.

Este proyecto también se puede ver en mi sitio web aquí:

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

Paso 1: Partes

Comencemos con la elección de las piezas. Monté todo dentro de un tubo de PVC de 4 ″ porque lo había visto antes (enlace), y es mucho más resistente que el MDF que usé para el original. En cuanto a un disipador de calor, tuve que encontrar uno que encajara dentro del 4 ″. tubo. Un enfriador de CPU Intel estándar es perfecto para esto. Para el circuito de control, utilicé prácticamente las mismas partes que el anterior: un convertidor boost de 150W, un convertidor Buck Boost XL6009, 2 potenciómetros, y también agregué un interruptor adicional y un convertidor buck USB para tener un puerto de carga USB. Las baterías que utilicé son 12 grises Panasonic NCR18650 de computadoras portátiles antiguas, todas alrededor de 2800 mAh. El BMS es un BMS 4S 30A de aliexpress y funciona perfectamente, por lo que puedo decir. También agregué un monitor de voltaje en la parte posterior de la linterna. Y por supuesto, no podemos olvidarnos del LED de 100W y la lente que lo acompaña. Usé tuercas y pernos M3 para todos los accesorios, ya que tengo muchos por ahí y son muy comunes.

Paso 2: Enlaces de piezas

Todos los enlaces aquí son enlaces de afiliados.

Piezas de linterna

100W LED eBay

Lente de 60 grados eBay

Convertidor Boost 150W eBay

Interruptor basculante 10A eBay

Buck Boost Converter (ventilador) eBay

Convertidor USB Buck eBay

Interruptor deslizante eBay

Partes de la batería

4S BMS eBay

Indicador de batería eBay

Conectores XT-60 eBay

Paso 3: Ajuste de convertidores DC-DC

Comenzando con los circuitos de control, utilicé una herramienta giratoria para cortar un círculo de MDF un poco más pequeño que el diámetro interno del tubo de PVC para montar todos los componentes electrónicos. El convertidor elevador se usa para aumentar el voltaje de la batería. hasta un máximo de 32V para el LED. Cualquier cosa más alta que eso, y el LED comenzará a consumir demasiada corriente, se calentará y posiblemente explotará debido a diodos que no coinciden correctamente. Si desea obtener más información sobre por qué sucede esto, consulte el video de Big Clives. Siempre asegúrese de saber lo que está haciendo cuando juegue con LED chinos de alta potencia. El potenciómetro original del convertidor elevador es un potenciómetro de 10K, pero obviamente tenía que desaparecer si íbamos a poder ajustar el brillo desde el exterior de la carcasa. Comencé con un potenciómetro de 10K y descubrí qué resistencia causaba un voltaje máximo de 32V, que resultó ser de alrededor de 9K. Usé un potenciómetro de 5K en serie con un 4K de resistencias para maximizar el voltaje a 32V, pero aún tengo un voltaje ajustable. También quería poder controlar la velocidad del ventilador, así que hice el mismo procedimiento para el convertidor elevador reductor XL6009, voltaje máximo de 14 V para sobrecargar el ventilador de enfriamiento de 12 V y brindar el máximo rendimiento de enfriamiento. Temía que el pequeño disipador de calor de Intel no fuera suficiente para enfriar adecuadamente el LED de 100 W a su brillo máximo durante mucho tiempo. Resulta que el ventilador original de Intel tiene un controlador de velocidad incorporado, por lo que resultó ser inútil, pero sí freí un ventilador mientras averiguaba esto. Mientras probaba el convertidor reductor elevador para el ventilador, un potenciómetro falló y creó una resistencia infinita entre el limpiaparabrisas y los bordes. Esto provocó que el convertidor reductor elevador aumentara a su voltaje máximo, que resultó ser superior a 60 V. Esto dejó que el humo mágico del ventilador original de Intel, así que tuve que agarrar otro de mi contenedor, pero no lo volví a poner en circuito hasta que reemplacé el potenciómetro y probé el voltaje varias veces en la salida. Me sorprendió que el convertidor reductor elevador subiera a un voltaje tan alto, ya que su voltaje de salida máximo ajustable es de alrededor de 35 V, el mismo para el que están clasificados los condensadores. Estoy contento (y sorprendido) de no haber fundido ninguno de los condensadores, empujando 25V por encima de su límite a través de ellos. Solo otro ejemplo de ingeniería china. Si no hubiera captado esto antes de montarlo, los condensadores habrían estado tomando esos 60 V durante mucho más tiempo antes de que me diera cuenta de lo que había sucedido, y lo más probable es que se hubieran fundido.

Paso 4: combinación de LED

El convertidor USB Buck también se agregó con su propio interruptor y no requirió cableado especial. Curiosamente, no hay marcas en la placa para marcar la polaridad de entrada, así que saqué mi multímetro y probé la continuidad entre una almohadilla de entrada y la cubierta USB con conexión a tierra. Una nota rápida: controlar estos LED con un límite de voltaje no es la forma correcta de hacerlo. Un circuito limitador de corriente es mucho mejor y evitará que los LED se quemen sin importar cuál sea el voltaje. Sin embargo, son mucho más caros, por lo que me apego al control de voltaje, pero lo limito por debajo del voltaje máximo. Estos LED pueden tomar hasta un máximo de 36 voltios (creo) si se controlan adecuadamente con un dispositivo limitador de corriente. Recomiendo encarecidamente no conducir LED chinos con sus especificaciones máximas, ya que eso aumenta las posibilidades de peligro (nuevamente, vea el video de Big Clive que explica mucho mejor por qué esto es peligroso). Probé mis LED para asegurarme de que no estuvieran demasiado desequilibrados entre sí. Como puede ver en la imagen, los míos coincidieron bastante bien, mucho mejor que los que se muestran en el video de Big Clive. Estoy manejando mis LED a un máximo de aproximadamente 33V.

Paso 5: Montaje del LED en el disipador de calor

Para colocar el LED y la lente en el disipador de calor, perforé 8 orificios alrededor del centro, un juego de 4 para encajar el LED y el otro juego de 4 para encajar en los puntos de montaje de la lente. Usé tornillos M3, y se clavaron muy bien en el aluminio. Antes de atornillar el LED, puse una gota de compuesto térmico en el medio del disipador de calor. El mismo procedimiento que el de la CPU para el montaje de refrigeradores de CPU en una CPU.

Paso 6: Orificios de montaje y ventilación

Una vez que resolví todos los componentes electrónicos de control, corté la tubería de PVC y monté todo en ella. Perforé agujeros para los potenciómetros, interruptores y tornillos, luego salí para usar una herramienta giratoria para cortar los orificios de ventilación, cortar el tubo a medida y agrandar algunos de los orificios perforados. Es muy importante hacer esto en un área bien ventilada, y lo ideal es usar una mascarilla para evitar respirar el polvo de PVC.

Usando unos 6-32 tornillos, arandelas y algunos flejes galvanizados, creé un soporte para el tablero de control de MDF y luego lo monté en la tubería. Después de soldar el LED a la salida y verificar que funcionaba, lo puse también dentro de la tubería y perforé 2 orificios a través del soporte de plástico del ventilador para sujetarlo a la tubería de PVC con algunos tornillos M3.

Paso 7: construcción de la batería

A continuación, trabajé en la construcción y montaje de la batería personalizada. Como mencioné anteriormente, la batería es una configuración 4S3P, compuesta por celdas Panasonic NCR18650 de computadoras portátiles antiguas, alrededor de 2800mAh. Cada celda se fusiona individualmente en el extremo positivo con un fusible de 3 A, y los extremos negativos se soldaron con tiras de níquel.

La salida BMS está conectada a la entrada del convertidor elevador para el LED y el convertidor reductor para el puerto USB. También agregué un conector XT-60 adicional a los terminales principales de la batería, así como un arnés de equilibrio para poder cargar la batería con un cargador de hobby. Puse un trozo de espuma en la parte posterior de la linterna para cubrir todas las cabezas de los tornillos en el tablero de MDF, envolví la batería en 2 capas de espuma, luego coloqué la batería y otro trozo de espuma en la parte superior. Empacar la batería con espuma definitivamente no es lo mejor para el calor, pero no creo que sea un problema. Estas baterías pueden suministrar un máximo de aproximadamente 15A, y solo consumiré alrededor de 4A. Para evitar que se caiga por la parte posterior, agregué otro trozo de espuma y puse una rejilla de ventilador de 80 mm en la parte superior. Corté parte de la rejilla del ventilador para poner un monitor de voltaje 4S y un interruptor para tener una idea aproximada del nivel de la batería sin ningún problema. Los orificios de los tornillos en la rejilla del ventilador se doblaron hacia abajo y se empujaron alrededor de la parte exterior de la espuma para poder atornillar 4 tornillos del ventilador de la computadora al PVC donde había perforado previamente los orificios y mantener la rejilla del ventilador en su lugar.

Paso 8: agregar una manija

Todo lo que quedaba por hacer era agregar un mango, así que corté una forma aproximada de una pieza de 1x4 con una sierra de vaivén, luego la lijé con una herramienta giratoria y taladré un agujero en cada extremo de la linterna y el mango para móntelo de forma segura. Agregué una capa de pintura acrílica en aerosol transparente brillante al mango para darle un poco de protección contra la humedad.

¡Con eso, mi segunda linterna LED de 100W estaba completa! Si quieres ver el primero, puedes consultarlo aquí. Me gusta mucho más este, ya que está todo en una unidad autónoma, por lo que es mucho más fácil de usar y manejar que el anterior.