Proyecto DIY – Instalación de una barra de iluminación LED de 27W en una lámpara Boyu TL-550

Iluminación original del acuario chino boyu

Habíamos dicho anteriormente que la iluminación original del acuario chino Boyu TL-550, no estaba diseñada para los acuarios de arrecife, debido a que la intensidad de su sistema original de iluminación era de apenas 48 watt, y solo serviría para sostener algunos corales blandos con muy bajos requerimientos de iluminación. La razón de esta deficiencia no está en el consumo de 48W, sino en los formatos que utilizan estas lámparas. Estos formatos de iluminación (power compact) pierden cerca del 50% de su intensidad a tan solo 19 pulgadas de profundidad, y después de 6 meses de uso habrá que restarle otro 50% más, debido al acelerado proceso de desgaste en estos formatos, y cuando eso ocurra, solo llegará el 25% de la iluminación original al fondo del acuario, y eso no nos serviría ni para mantener corales blandos.
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Aparte del déficit en la intensidad, la luz producida por los power compacts originales del Boyu TL 550 es exageradamente azul y su temperatura de color debe de estar muy por encima de los 20.000K, lo cual podría servir inicialmente (lámpara con power compact nuevos) para un acuario de corales blando con muy bajos requerimientos de iluminación, pero no serviría ni para mantener corales de pólipos grandes (LPS) “Large Polyp Stony”, así como tampoco anémonas con requerimientos estándares de iluminación, y mucho menos corales duros (SPS) “Small-Polyp Stony” o almejas gigantes “Tridacna Clams”.
>> ver fotos del acuario en el momento de su instalación con su iluminación original

Barra de iluminación original del proyecto

Primer barra prototipo de iluminación LED de 27W

Cuando iniciamos este proyecto de acuario, estábamos consciente de las debilidades del sistema de iluminación del acuario chino, y habíamos previsto la utilización de iluminación LED para  compensar su deficiencia, pero no fue hasta el segundo mes, después de la introducción de las anémonas, los zoantidos y algunas piezas de anémonas discos, que los defectos presentes en el sistema de iluminación se volvieron evidentes, y para detener el deterioro acelerado de la salud en las anémonas y en los otros organismos fotosintéticos del acuario, decidimos construir e instalar una barra de iluminación LED de forma urgente en el acuario. En nuestro afán por terminar la instalación lo más pronto posible, tuvimos que trabajar con los componentes que teníamos a mano, para improvisar la fabricación de una barra de iluminación LED, y en medio del apuro se nos pasó por alto documentar los pasos de la construcción e instalación de la barra de iluminación LED que ven en la foto.

Debido a la falta de material para documentar la modificación del sistema de iluminación, tuvimos que crear una sección de proyectos de iluminación, en donde ensamblamos 2 barras nuevas para documentar los pasos para su construcción, y también tuvimos que comprar 2 nuevos acuarios para realizar las guías de instalación en esas lámparas o tapas. La barra de iluminación LED que se está utilizando en estos momentos en el acuario, es la que ustedes ven en la foto de la parte superior, y como podrán notar, es distinta a las 2 barras que construimos luego para la sección de proyectos de iluminación, las cuales son superiores en la calidad del espectro, y mucho más eficiente con la disipación del calor o manejo de la temperatura:
 >> barra de iluminación LED con conexión en series de (3×3)
 >> barra de iluminación LED de 1 sola conexión en línea de 9 LEDS (1×9)

Parte 1 – Desarme del compartimiento de la lámpara

Desmontaje lámpara Boyu TL 550

Para desarmar la lámpara solo necesitamos un set de destornilladores de estría, y un paño o una lámina de anime para colocar la tapa en posición invertida sin que se mueva. Los tornillos que trae la lámpara no son de muy buena calidad y tienden a aislarse con suma facilidad, y por eso es importante mantener la tapa inmóvil, para poder aplicar una presión pareja y continua sobre los tornillos para evitar que se dañen.

En la galería de fotos que aparece al final del artículo, podrán ver ustedes que se utilizó un taladro inalámbrico con velocidad variable, para facilitar o agilizar el desarme de la tapa, pero su uso es opcional y es solo para facilitar el trabajo. Lo que si les recomiendo es que tengan a mano uno o dos estuches de plásticos, para separar los tornillos a medida que vayan desarmando la lámpara, ya que hay varios tamaños y tipos de tornillos en varias secciones de la lámpara.

1. Remover todos los tornillos que sujetan la pantalla de acrílico y colocarlos en un estuche o caja.
2. Remover la pantalla de acrílico.
3. Desconectar y remover los 2 power compact 50/50.
4. Remover los tornillos que cubren los bordes de la pantalla reflectora.
5. Remover los 2 tornillos que se encuentran en el centro y en la parte posterior de la pantalla reflectora.
6. Levantar la pantalla reflectora y remover los 2 LEDs azules, que el fabricante denomina “luz de luna”, que se encuentran en medio de los 2 power compacts, girar las tuercas por la parte posterior de la pantalla reflectora para liberar los 2 tornillos que sujetan la base de los LEDs azules.
7. Colocar la barra de iluminación LED sobre el espacio en donde estaban ubicadas los 2 LEDs azules que acabamos de remover.
8. Conectar y poner de vuelta los 2 power compacts en su posición original para asegurarnos que la barra no interfiera con su colocación.
9. Marcar la posición de las esquinas de la barra de iluminación LED.
10. Retirar los 2 power compacts para proceder con la instalación de la barra de iluminación LED.

Utilización de LED driver

LED Driver de 700mA 27W~54W

El LED driver que ven ustedes en la foto es de 27 ~ 47V 700mA (miliamperes), y puede alimentar a 1 o 2 barras de iluminación LED de 27W. No me he puesto a experimentar con el driver aún, pero en teoría es variable y puede alimentar desde 1 hasta 18 LEDs de 3W.

La ventaja que tienen los drivers es que son sumamente flexibles a la hora de diseñar los circuitos, y son por lo general muchos más compactos que los transformadores o fuentes de poder. La barra de iluminación LED que vamos a instalar va a ser la de 1×9 LEDs de 27W, y es la que había sido diseñada originalmente para ser alimentada con una fuente de poder de 36V. La barra en cuestión trae una resistencia de 3 ohmns, que vamos a eliminar durante la instalación, porque no va a hacer falta cuando se trabaja con un LED driver como el que estamos utilizando.

Nota: La barra de iluminación que vamos a colocar en esta ocasión, será instalada con una cinta o tape termotransferible en vez de tornillos, porque vamos a utilizar esta misma lámpara más adelante, para instalar 2 barras de iluminación LED, que ayudé a desarrollar para un proyecto comercial en el que estoy participando.

Parte 2 – Conexión del LED driver y fijación de la barra de iluminación LED

Fijación o montaje de barra de iluminación LED

1. Colocar la barra de iluminación LED entre los 2 power compact y centrar la barra dejando el mismo espacio en ambos extremos.
   
2. Retirar uno de los power compact sin mover la barra de iluminación LED, para hacer una marca en forma de cruz en cada esquina o extremo de la barra.
   
3. Retirar la barra de iluminación LED una vez que estén hechas las marcas sobre la pantalla reflectora.
   
4. Levantar la pantalla reflectora de la lámpara e ubicar los 3 cables que provienen de la línea o cable de alimentación. Los cables de alimentación en las lámparas boyu, deberían ser azul, marrón y amarillo. El cable amarillo con la línea verde es la tierra, el cable azul es el neutro y el cable marrón es línea o fase.
   
5. Seguir las ramificaciones del cable azul (neutro) y el cable marrón (línea o fase), para ubicar a los cables blancos y negros que conectan con el switch de los 2 LEDs azules, que están en el lado izquierdo de la tapa (viendo la tapa de frente con el reflector dirigido hacia el suelo).
   
6. Los cables que alimentan al switch, entran desde la parte inferior del switch que queremos ubicar, pero no vamos a trabajar con esos cables, sino con los cables de salida que están justos encima de ellos, y que normalmente están marcados con tinta roja en la base de sus conectores, como se puede apreciar en la galería de fotos que está al final de esta sección.
   
7. Seguir los cables que salen de la parte superior del switch, y ubicar el transformador y el circuito integrado que alimenta a los 2 LEDs azules. El transformador, el circuito y los 2 LEDs azules pueden ser removidos de la lámpara, para aliviar el peso de la misma, pero este paso es opcional y su permanencia en la tapa no afecta la instalación que estamos realizando.
   
8. Cortamos el cable blanco y negro que salen de la parte superior del switch. Los dos cables que provienen de la linea de alimentación en la parte inferior, son los que alimentarán al LED driver y no serán tocados.
   
9. Pelar y colocar estaño en los cables blancos y negros de la parte superior del switch, colocar un trozo de tubo termoencogible de 3 milímetro en cada cable, y moverlos hacia abajo para que no interfieran con la conexión.
   
10. Tomar los dos cables blancos que salen del LED driver y aplicar estaño en ambas puntas. La polaridad en los 2 cables que alimentan al driver que estamos utilizando, no están diferenciados y pueden ser conectados a la línea o al neutro del switch.
    
11. Conectar el cable negro y blanco que sale del switch con el cautín o soldador, rodar los termoencogibles hasta el centro de la conexión e instalarlos con un lápiz o pistola de calor. Tenga cuidado de no sobrecalentar los otros componentes dentro de la tapa cuando esté trabajando con una pistola de calor, porque su flujo es amplio y su temperatura muy alta. El lápiz de calor es mucho más recomendable en estos casos o situaciones.
    
12. Aplicar estaño en los terminales de los cables rojo y negro que salen del LED driver. Ubicar un sitio dentro del compartimiento de la lámpara, para sujetar al driver con un tornillo en cualquiera de las dos pestañas que dispone para tal fin. El espacio libre que dejó el transformador de los 2 LEDs azules podría servir para colocar al driver, pero en esta oportunidad preferimos instalarlo debajo de la pantalla reflectora, porque podíamos aprovechar la perforación que utiliza uno de los cables del power compact, el cual trae un cuello de plástico que nos servirá para proteger a los cables de la salida del LED driver.
    Nota: el material de la pantalla reflectora es de acero inoxidable, y hay que tener mucho cuidado cuando se trabaje con ella porque los bordes son sumamente filosos, después de haber sido perforados o cortados. En esta oportunidad no perforamos la lámina, pero de haberse hecho, hubiéramos tenido que lijar el interior de la perforación, para evitar que produzca cortes accidentales en la cubierta protectora de los cables, que pueda causar un corte circuito dentro de la lámpara.
    
13. Pasamos el cable rojo y negro proveniente del LED driver a la parte superior de la pantalla reflectora, a través del collar de plástico que utilizan los cables del power compact. Colocamos de vuelta todos los tornillos que sujetan a la pantalla, y colocamos 2 trozos de termoencogible en los cables rojo y negro, que nos servirán luego para proteger la conexión entre la barra de iluminación LED y el LED driver.
    
14. Colocamos cinta o tape termotransferible en la parte posterior de la barra de iluminación LED. El tape termoencogible nos servirá para sujetar con firmeza la instalación, y como beneficio adicional, transferirá parte del calor colectado por la barra disipadora de calor, para dispersarlo sobre la pantalla de acero inoxidable, lo que hará que la disipación de calor sea mucho más efectiva.
    Nota: en vez de tape termotransferible, se podría utilizar también silicona termo-transferible para obtener el mismo resultado, pero omitimos esta opción para no dejar marcas en la pantalla reflectora.
    
15. Con la cinta termotransferible ya colocada en la parte posterior de la barra de iluminación, la sostenemos sin tocar la pantalla reflectora, y alineamos una de sus puntas con una de las marcas que habíamos hecho con anterioridad en el paso (2), después de esto, alineamos la otra punta o extremo de la barra, sin soltarla ni dejarla caer para evitar que se adhiera a la pantalla. Después de verificar que ambos extremos de la barra coincidan con las marcas que se habían realizado, la soltamos y presionamos contra la pantalla para que quede sujetada con firmeza.
    
16. Cortamos la resistencia de 3 Ohmns que se encuentra en el retorno del polo negativo de la barra de iluminación LED, porque no lo vamos a necesitar, “si” la barra va a ser alimentada con el LED driver.
    
17. Pelamos y colocamos estaño en el cable verde y rojo de la barra de iluminación LED, conectamos el cable rojo que sale del LED driver con el cable rojo de la barra, y el cable negro que sale del driver con el cable verde de la barra. Utilizamos los termoencogibles que colocamos previamente sobre los cables en el paso (13) para proteger la conexión. Posicionamos los termoencogibles sobre la conexión de los cables y aplicamos calor para que encojan queden pegados sobre los cables.
18. Colocamos de vuelta la pantalla de acrílico y los tornillos lo sostienen para finalizar la instalación.

Parte 3 – Verificación de temperatura en la lámpara y componentes del sistema de iluminación

Medición de temperatura con termómetro infrarrojo con guía láser

Con la instalación ya completada, vamos a proceder con el chequeo de la temperatura en la lámpara del acuario chino, porque sabemos que la misma tiene tendencia a recalentarse. La vez anterior cuando instalamos la primera barra de iluminación LED en la primera tapa, no contábamos con tantos equipos de medición, y solo pudimos chequear la temperatura en la superficie de la lámpara, y en el flujo de aire que provenía de la parte superior de la tapa. No me acuerdo con exactitud cuánto medía, pero si me acuerdo con claridad, que tuvimos que apagar la lámpara para evitar daños en los LEDs. En esta oportunidad vamos a utilizar un tester con una sonda térmica y un termómetro infrarrojo con guía láser, para detectar con más exactitud la temperatura de los componentes, y para saber con certeza el origen o causa de su recalentamiento.

Método de medición

1. Encendemos la lámpara por espacio de 2 o 3 minutos antes de tomar las muestras de temperatura.
2. Comenzamos con el centro de la barra de iluminación LED dentro del compartimiento. Para no cegarnos con la luz tapamos los LEDs con 2 sobres de papel, y dejamos una pequeña abertura entre ambos sobres para medir la temperatura con el termómetro láser. La lectura obtenida fue de 40.8°C.
   
3. Volteamos la tapa e introducimos la sonda térmica del tester en la salida del extractor. Obtuvimos una lectura de 46°C en el aire que sale por la rejilla de la tapa, para estar seguro verificamos también con el termómetro láser y nos dio la misma lectura, la cual es casi 5 grados más alto que la temperatura del centro de la barra LED. Consideramos que esto no era normal, así que apagamos la lámpara y la volteamos nuevamente para chequear la temperatura de sus componentes.
   
4. Con los LEDs apagados pudimos tomar las muestras de temperatura con mayor facilidad. Comenzamos con el extremo izquierdo de la barra y nos dio 51.5°C, el centro de la barra está ahora en 42.4°C y el extremo derecho en 36.7°C. La diferencia de temperatura en los extremos de la barra, nos indica que el flujo de aire dentro del compartimiento es escasa o insuficiente para dispersar el calor, y nos podría indicar también que el flujo de aire que llega a esa parte del compartimiento, sea la causa del recalentamiento de la barra en el extremo izquierdo.
   
5. Medimos la temperatura en uno de los extremos del power compact, para ver si había alguna diferencia de temperatura en ellas, y el extremo izquierdo nos dio una lectura de 48.7°C mientras que el derecho indicaba 37.7°C. La diferencia de temperatura es de casi 10°C entre los extremos.

Al igual que en la barra de iluminación LED, el power compact también experimenta un diferencia de temperatura de casi 10°C entre el extremo izquierdo y derecho del compartimiento.

Este fin de semana voy a buscar 2 extractores, que tienen las mismas dimensiones que los extractores originales del acuario chino (boyu tl-550), y se lo vamos a instalar a la lámpara porque creo que en verdad le hace falta. No quiero saltar a ninguna conclusión sin antes abrir el compartimiento de la lámpara nuevamente, pero creo saber exactamente a que se debe la diferencia de temperatura.

En nuestra próxima actualización instalaremos los extractores nuevos, y verificaremos algunos componentes dentro de la cámara de la lámpara.

>> Modificación del sistema de ventilación. Instalación de ventiladores de alta capacidad y optimización del flujo interno

Galería de fotos

Desmontaje de lámpara Boyu TL 550
Pasos para el desmontaje de una lámpara del Boyu TL-550, para darle paso a la instalación de una barra de iluminación LED de 27W.  Fotos del proceso de desmontaje y reensamblado de las partes o piezas del sistema de iluminación, y colocación …
>> Desmontaje lámpara Boyu TL 550

 Instalación de LED driver para barra de iluminación de 27W
Instalación de LED Driver para una barra de iluminación LED 1×9 (1 serie X 9 LEDs) de 27W de aproximadamente 10.000K que instalamos recientemente, en la lámpara del acuario chino Boyu TL-550, para aumentar la intensidad en el acuario …
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