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Barras de Iluminación LEDs de Alto Brillo para Acuarios de Arrecife - Barra de Iluminación LED de 27W - Conexión en serie de 3 X 3 LEDs sobre un Disipador o Heatsink de 28cm para uso en Acuario Kits, Nano Cubo o Nano Reef.


Diagrama de conexión de LEDs de alto poder en arreglos de 3 chips de 3w y 9 chips de 3wEnsamblaje de una Barra de Iluminación LED de 27W - Selección de transformador y tipo de conexión
Antes de realizar o planificar el tipo de conexión y número de series para nuestra barra de iluminación LED de 27W, tenemos que saber qué tipo de transformador vamos a usar para alimentar esas redes. En el mercado se consiguen transformadores de 12V, 24V, 36V y 48V entre otros. Los transformadores más comunes son los de 12V y es el que vamos a utilizar para esta conexión. Vamos a utilizar un transformador de 12 Voltios (12V) de 2 canales de 8 Amps (Amperes). Para 27W de consumo un transformador de 3 amperios estaría bien, pero vamos a usar el de 8 Amps porque no tengo otro disponible.


Listado de componentes, instrumentos, herramientas y materiales

Componentes
5 - LEDs Blancos de 3W (3.6V - 3.8V) de 700mA de aprox. 7000K
4 - LEDs Azules de 3W (3.6V - 3.8V) de 700mA de aprox. 465nm
1 - Heatsink o barra disipadora de calor de 28cm de largo x 3cm de ancho y 1.5cm de alto
1 - Tira de cable para conexión electrónica de 8 lineas de 30cm de largo
1 - Transformador de 12V ~ 8 Amps
3 - Resistencias de 1.8 ohms de 1 watt c/u
6 - Clavijas o Conectores para conexión con terminales machos y hembras
2 - Conectores planos en forma Y para las lineas que van al transformador

Materiales
1 - Tubo de compuesto termotransferible siliconizado o silicón termotransferible
1 - Rollo de estaño para soldadura eléctrónica con centro o alma de resina (resin core)
1 - Resina deosxidante
1 - Pincel con celdas de nylon y punta plana
1 - Rollo de tape eléctrico
1 - Fórmula limpiador - desengrasador de uso doméstico

Instrumentos y herramientas
1 - Tester electrónico digital para electrónica
1 - Cautín o Soldador para uso en electrónica con puntas intercambiables
1 - Puntas para soldadura electrónica planas y cónicas
1 - Pinza para soldar
1 - Picador de cable
1 - Pelador de cable
1 - Crimpeadora de terminales
1 - Base de asistencia para soldadura con pinzas, brazos giratorios-articulados, soporte para cautín y lupa o lente de aumento. (este módulo de asistencia es opcional pero, recomendado para quienes no tengan práctica con soldadura electrónica)

>> haga click para ver las imágenes del listado de componentes, instrumentos y materiales


Ensamblaje de barra de iluminación LED de 27W

Paso 1 - Preparación del Heatsink o Disipador de Calor

Ensamblaje de Barra de Iluminacion LED de 27 Watts - Chips colocados sobre la barra para marcar su posición antes de ser retirados para la aplicación del termotransferible1 - limpiar el heatsink con un paño y una solución desengrasadora, enjuagar y secar.
2 - posicionar los LEDs sobre la barra de heatsink intercalando la colocación de los LEDs Blancos con los Azules, dispersar, centrar y alinear los chips hasta que queden distribuidos de forma pareja.
3 - ordenar la polaridad de los chips, dirigiendo todos los terminales (+) positivos hacia el lado izquierdo, y todos los terminales (-) negativos hacia el lado derecho de la barra.
4 - alinear los chips longitudinalmente sobre el heatsink y marcar su posición con un marcador de punta fina.


Paso 2 - Colocación de Silicón Termotransferible

Colocación de Silicón Termotransferible1 - retirar los chips a un costado de la barra sin perder su orden y orientación para aplicar el silicón termotransferible sobre la barra disipadora de calor.
2 - aplicar un pequeño punto de compuesto o silicón termotransferible sobre el espacio en donde serán colocados los Chips de 3W, la marca que hicimos en el paso anterior servirá de guía para determinar la posición de cada chip.
3 - colocar los chips nuevamente sobre la barra disipadora de calor, procurando que queden justo encima del punto que silicón termotransferible.
4 - utilizar la pinza de soldar para alinear los chips y llevarlo a la marca que habíamos hecho anteriormente.
5 - sujetar los chips con la pinza en los costados de los diodos y comenzar a hacer presión con un movimiento circular para presionar y dispersar el compuesto termotransferible bajo el chip, ejerza presión hasta que todo el compuesto termotransferible haya salido por los bordes del chip.
6 - verificar y cerciorarse que la posición del chip concuerde con la marca sobre la barra disipadora, repetir los pasos anteriores con cada chip hasta que todos queden colocados sobre la barra de aluminio o heatsink.
7 - observar la alineación de los chips sobre la barra desde una vista de perfil, y utilizar una regla para alinear aquellos que estén fuera de posición en caso de ser requerido.
8 - reposar la instalación y no trabajar sobre ella por lo menos en la siguiente media hora para permitir la solidificación del compuesto siliconizado y evitar que los chips pierdan su posición.


Paso 3 - Preparación de los Cables para el Circuito de Iluminación LED

Cable de 8 canales o líneas con 8 colores independientes1 - tomar un trozo de cable para electrónica de 8 líneas con colores independientes para cada canal y cortarlo a 30cm de largo para que sea ligeramente más largo que el heatsink o barra disipadora de calor.
2 - tomar los 3 primeros canales de la parte superior (rojo, verde y negro) y separarlos de la tira para ser utilizado en la parte superior de la barra.
3 - tomar los canales o líneas marrón, violeta y anaranjado, y separarlo del canal amarillo y blanco.
4 - colocar los canales o líneas (negro, verde y rojo) en la parte superior de la barra y alinear el extremo del cable con el terminal positivo del último chip del extremo izquierdo (noveno chip contando de derecha a izquierda).
5 - el canal o cable negro será utilizado para la conexión con el "ánodo" o polo (+) positivo del noveno chip y no necesitará ser recortado, el canal verde será conectado al "ánodo" o polo (+) positivo del sexto chip, y deberá ser cortado justo al lado del puerto de conexión del mismo, y finalmente el canal rojo será utilizado para la conexión con el polo positivo del tercer chip de la serie, y el cable deberá de ser recortado a la altura de su punto de conexión. Por favor revisen la galería de fotos de la parte inferior de esta sección para guiarse con cada uno de los pasos.
6 - los canales naranja, violeta y marrón serán utilizados para conectar el retorno de las 3 series de 3 chips que tenemos sobre la barra, y serán conectados al "cátodo" o polo (-) negativo de cada serie. El cable anaranjado no necesita corte y va alineado con el "cátodo" o polo (-) negativo del séptimo chip, el canal violeta va alineado con el "cátodo" o polo (-) negativo del cuarto chip, y el canal marrón va conectado al "cátodo" o polo (-) negativo del primer chip. Los canales violeta y rojo deberán ser recortados justo al lado de su puerto o punto de conexión. Ver la galería de fotos al final de esta sección.

Paso 1 - Cortar cable a 30cm Paso 2 - Separar cable  (rojo, verde y negro) Paso 3 - Separar cable  (naranja, violeta y marrón) Paso 4 - Colocar cables de la parte superior e inferior en la barra de aluminio Paso 5 - Medir y cortar los cables para los terminales positivos de la parte superior de la barra disipadora de calor Paso 6 - Medir y cortar los cables para los terminales negativos de la parte inferior de la barra disipadora de calor

Paso 4 - Preparación de los Terminales de los Cables y Chips del Circuito para su Conexión

Preparación de los Terminales de los Cables del Cirtcuito para su Conexión1 - tomar los cables (rojo, verde y negro) y (naranja, violeta y marrón) y separar un poco sus puntas de la tira que lo une al grupo de cable al que pertenece, con la punta de la pinza para cortes de cables, separar 2cm aproximadamente.
2 - usaremos las pinzas de sujeción de la base o módulo de asistencia para soldadura, para sujetar los terminales de los cables acabamos de preparar, y esto nos permitirá tener las dos manos libre para sujetar el estaño con una mano y el cautín o soldador con la otra.
3 - conectamos el cautín o soldador con la punta plana y esperamos hasta que el extremo de la punta comience a echar humo como se muestra en el set de foto al final de esta sección. En este momento el cautín ha alcanzado su temperatura mínima para soldar y antes de comenzar, aplicamos un poco de estaño en la superficie plana de la punta, para humedecerla y protegerla de la oxidación.
4 - colocamos la punta del cautín justo debajo del cable como se muestra en el set de fotos, y hacemos contacto simultaneo en la parte inferior del cable con la punta del cautín o soldador y la parte superior del cable con el extremo de la pieza de estaño, para permitir que los filamentos del cable alcancen temperaturas para soldar y el estaño en la parte superior se pueda fundir y fusionarse entre los filamentos metálicos del cable eléctrico. Soplamos la pieza para enfriarla, colocamos el cautín en su base para evitar accidentes y quemaduras, y retiramos el terminal del cable ya fue soldado para continuar con el resto de los cables.
5 - tomamos el pincel de nylon y colectamos resina desoxidante con su punta, para aplicarlo sobre los terminales de los ánodos y cátodos de los chips que serán conectados.

Paso 1 - Pelar terminales en los cables (rojo, verde, negro, naranja, violeta y marrón) Paso 2- Sujetar el cable a conectar con las pinzas del modulo de asistencia para soldar Paso 3 - Calentar cautín o soldador y humedecer la punta con estaño Paso 4 - Posición y Métodos para soldaduras con estaño Paso 5 - Colectar resina Deosxidante con la punta del pincel Paso 6 - Aplicar Resina sobre los puntos en donde serán conectados

Paso 5 - Conexión de Cables y LEDs en el Circuito

Conexión de Cables y LEDs en el Circuito de 27W1 - comenzamos con la conexión de los polos (+) positivos del circuito uniendo los cables rojo, verde y negro en la parte superior de la barra con los polos (+) positivos de los LEDs. El ánodo de la parte superior del noveno chip será conectado al cable negro, el ánodo de la parte superior del séptimo chip será conectado al cable verde, y por último el cable rojo será conectado al ánodo de la parte superior del tercer chip para completar con las conexiones del polo positivo.
2 - los cables naranja, violeta y marrón serán utilizados para conectar el polo negativo (-) o retorno de las 3 series de LED en el circuito. El cátodo o polo (-) negativo de la parte superior del séptimo chip será conectado al cable anaranjado, el (-) cátodo de la parte superior del cuarto chip será conectado al cable violeta y el (-) cátodo de la parte superior del primer chip será conectado al cable marrón, para completar los retornos de las 3 series que serán conectados al polo (-) negativo del transformador.
3 - a continuación vamos a preparar 6 trozos de cables de aproximadamente 3cm c/u para puentear los chips de las 3 series que tenemos, y para ello vamos a utilizar el cable blanco que nos sobró, y vamos a utilizar el pelador de cable para preparar los extremos de cada cable, para luego bañar sus puntas utilizando el módulo de asistencia para soldadura, y utilizando los métodos del "Paso # 4".
4 - para completar el circuito, tenemos que puentear el noveno, octavo y séptimo chip con dos trozos de cable que unirán el (-) cátodo del noveno chip con el (+) ánodo del octavo chip, y luego uniremos el (-) cátodo del octavo chip con el (+) ánodo del séptimo chip para completar o cerrar el circuito en esa serie. Las otras 2 series formados por el (sexto, quinto y cuarto chip) al igual que el (tercero, segundo y primer chip) deberán de seguir el mismo esquema para ser completados. Por favor observen el set de fotos de la parte inferior para guiarse.
Nota: Siempre utilice la pinza para soldar para sujetar los cables que valla a soldar, porque los cables pueden alcanzar temperaturas que causan quemaduras en la piel y punta de los dedos.

Paso 1 - Conexión de cables de polo positivo Paso 2 - Conexión de cables de polo negativo Paso 3 - Conexión de los cables de polo positivo y negativo ya conectados a las 3 series de 3 chips Paso 4 - Cortar y pelar cables de 3cm de largos para puentear los LEDs entre las series Paso 5 - Cables ya pelados y bañados con estaños Paso 6 - Conexión de los puentes en las 3 series

Paso 6 - Instalación de Resistencias y Clavijas y Conectores

Instalación de Resistencias y Clavijas y/o Conectores1 - tomamos 3 resistencias de 1.8 ohms de 1 watt c/u y hacemos un pequeños recorte en uno de sus terminales, para soldar esas resistencias en los cables anaranjado, violeta y marrón.
2 - forramos las resistencias con tape eléctrico.
3 - amarramos los tres terminales de las resistencias entre si para luego soldarlas con estaño.
4 - pelamos los terminales de los cables rojo, verde y negro y lo amarramos entre si para soldarlas con estaño.
5 - tomamos una clavija azul (macho) e insertamos los terminales de las resistencias en ella, hacemos lo mismo con los terminales de los cables (rojo, verde y negro) y lo insertamos en una clavija roja (macho). Aseguramos las clavijas con la ayuda de la herramienta llamada "Crimpeadora de terminales", y así terminamos todas las conexiones en la barra de iluminación.

Paso 1 - Instalación de resistencias en circuito de retorno Clavijas (macho) azul y rojo Paso 3 - Preparacion de terminales Paso 4 - Bañar terminales con estaño Paso 5 - Utilizar Crimpeadora para segurar terminales Instalación completada en la barra de iluminación

Paso 7 - Conexión e Instalación del Cable del Transformador y Ajuste del Voltaje

Conexión e Instalación del Cable del Transformador1 - instalamos 2 clavijas (hembras) en uno de los extremos del cable que va del transformador a los terminales de la barra de iluminación LED.
2 - instalamos 2 conectores planos en forma de horqueta o Y en el otro extremo del cable que va hacia en transformador.
4 - conectamos las entradas de AC 110V~220V (Corriente Alterna) con un cable que va del tomacorriente hacia las entradas "L" y "N" (Línea y Neutro) en el extremo izquierdo del transformador, y con la ayuda de un tester electrónico digital verificamos el voltaje en la salida de 12V DC (Corriente Directa) que usaremos para alimentar la barra de iluminación LED de 27W.
5 - con la ayuda de un destornillador para electrónica, giramos la perilla de ajuste que está ubicada en el extremo derecho del transformador en ambas direcciones hasta obtener una lectura de 12.00.
5 - como chequeo final, usaremos el tester electrónico con la selección en "ohmiómetro" para verificar la continuidad en las 3 series de LED que tenemos en el circuito de la barra, antes de conectarlo al transformador.

Paso 1 - Instalación de 2 clavijas hembras para uno de los extremos del cable que va del transformador a la barra de iluminación LED Paso 2 - Instalación de clavijas en el extremo del cable que será conectado a las salidas de 12V DC del transformador Paso 3  - Ajuste del Voltaje proveniente de las salidas del transformador  Lectura de voltaje cercana a 15V provenientes del transformador Lectura de 12.03V  indicado en la pantalla digital del Tester Electrónico Paso 5 - Medición de la continuidad en cada uno de las 3 series que conforman el circuito en la barra de iluminación LED de 27W

Barra de Iluminación LED de 27W y 12.000K aprox.

Barra de Iluminación LED de 27W 12.000KConectamos los cables, prendimos el transformador y el resultado es el que ustedes ven en la foto. Al lente de la cámara le costó mucho captar la luz y la coloración de los LEDs, sin que todo quedase negro y oscuro a su alrededor. La luz que salen de esos LEDs es extremadamente brillante y segadora, y para poder hacer la toma que ustedes ven, tuve que iluminar mi escrito con dos reflectores LED PAR30 de 7W (14W de iluminación LED), apagar el automático de la cámara y hacer una toma manual con la velocidad del obturador de la cámara a todo lo que da (1/4000/s) y apertura F-13 en el lente para poder mostrar la instalación y captar la luz y los colores que salen de los chips de esos LEDs.

La luz que sale de la barra de iluminación es muchísimo más intenso que lo que se puede apreciar en la foto, y la luz que resultó con la combinación de 5 LEDs Blancos de 7.000K y 4 LEDs Azules de 465nm fue una luz con una coloración de aproximadamente 12.000K. La luz que se percibe sobre el techo de la habitación (con el resto de las luces apagadas) es una luz blanca con una tenue tonalidad azulada y con algo de sensación de tonos cálidos.


Resumen y alternativas para conexiones más simples
El ensamblaje de la barra de iluminación de 3 series de 3 LEDs c/u no es el circuito o la solución más sencilla para construir, pero es el único que se puede emplear cuando no se cuenta con un transformador de 36V o un LED Driver con el vatiaje(watt) y el amperaje (mA) correcto o correspondiente, el cual es el caso en muchas localidades.

Una persona con conocimientos de soldadura electrónica y con todas las herramientas y equipos requeridos, se podría tardar una o dos horas para completar la instalación. Yo conozco de soldadura electrónica y sabía exactamente lo que estaba haciendo, y con todo y eso me tomó como 3 horas para terminar esa pieza. Quizás me distraje un poco con la sección de fotos, y con la Carrera de Formula 1 en ese fin de semana (Shanghai), pero igual no es fácil.

La próxima semana armaré una barra de 27W con un circuito mucho más sencillo que puede ser alimentado con un "Transformador de 36V" o un "LED Driver de 700mA". No tengo transformador de 36V pero si varios drivers, así que armaremos la barra y la probaremos con los LED drives "Si" no logro conseguir el transformador de 36V durante el transcurso de la semana.

>> Les dejo el set de fotos que se tomó durante el ensamblaje de la barra de iluminación LED de 27W para que puedan observar con detenimiento todos los pasos, y para que vean algunos nuevos chips de 12.000K y 15.000K que pronto aparecerán en el mercado, y para que vean adelantos de algunos prototípos de barras de iluminación LED con los que estoy trabajando en estos momentos, y que "Si Diós quiere" pronto aparecerán en el mercado también.


   Galería de Fotos

Ensamblaje Barra de Iluminación LED 27W - Conexión en series de 3 x 3 LEDs - 12VEnsamblaje de Barra de Iluminación LED de 27W - Conexión en 3 series de 3 LEDs - Fuente de Alimentación Transformador 12V

>> Ver también construcción de barra de iluminación LED de 27W con una sola conexión en línea de 36V

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