viernes, agosto 19, 2022
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Medición de temperatura en mini módulo de iluminación LED

Medición de temperatura en Mini módulo de iluminación LED

por Luis

Medición de temperatura del mini módulo de iluminación LED de 18W y comparación con modelos comerciales

La semana pasada construimos un mini módulo de iluminación LED de 18W para nano arrecifes o mini acuarios de arrecife de 80 o menos litros, y para la construcción o ensamblaje de lo sería su sistema de disipación de calor, decidimos utilizar unos disipadores de calor nuevos que aparecieron en el marcado, hechos con una aleación de aluminio anodizado que si bien no es nuevo en el mercado, no habían sido utilizados para disipación de calor. Cuando vi y tomé uno de esos disipadores con la mano, me di cuenta que era algo nuevo, porque jamás había visto un heatsink tan liviano como eso. Pensé al principio que la reducción del peso se debía a los cortes transversales en las piezas, hasta que me informaron que no era tan solo por eso, sino por la aleación de aluminio y magnesio con el que fue fabricado “aluminio 6063“.

Heatsink o disipador de calor de aleación de aluminio 6036 con cortes transversales

Heatsink o disipador de calor de aleación de aluminio 6036 con cortes transversales

Quedé impresionado con el diseño del disipador de calor, pero el tamaño de los heatsinks solo permiten el uso de LEDs de 1W o 3W montados en los llamados “Star Board”, y no están hechos para instalaciones en serie. Pero luego al revisarlos de cerca, noté que sus laterales con ángulos casi perfectos de 90º con textura anodizada, podría permitir el uso de pegamento epoxico o silicona termotransferible, para armar y crear piezas de mayores tamaños, y decidí darle un chance para ver si su precio ($0,25) correspondía con su capacidad o rendimiento.

Tengo hasta la fecha, más de año y medio experimentando con LEDs de alto brillo o alto poder, y durante este tiempo he puesto a prueba casi todos los heatsinks o disipadores de calor de calor disponibles en el mercado, y jamas había visto un modelo que pudiera operar a tan solo varios grados centígrados por encima de la temperatura ambiental, ni con la ayuda de ventiladores o extractores eléctricos. La eficiencia de estos modelos de heatsink es tan asombrosa que simplemente no tiene explicación, y en el momento de tomar las muestras de temperatura, llegué a dudar varias veces del funcionamiento del medidor, hasta que verifiqué luego con medidor de temperatura infrarrojo con guía láser, que no aparece en las fotos, porque no lo tenía a mano en el momento de la prueba.


Verificación de temperatura en componentes y distintos puntos del mini módulo de iluminación LED de 18W

Medición de temperatura en mini modulo de iluminación led

Medición de temperatura en mini modulo de iluminación led

El disipador de calor que utilizamos en esta oportunidad para este proyecto, es probablemente el heatsink que ofrece mejor disipación térmica, entre todos los disipadores de calor de 1W y 3W, que hemos probado o que pueda existir en estos momentos en el mercado.

Es difícil explicar con palabras, y cuesta creer el nivel de eficiencia que este diseño puede alcanzar con esta aleación de aluminio, así que vamos a tratar de demostrar con hechos la eficiencia de este modelo de heatsink o disipadores de calor, y para ello vamos a realizar una prueba con el módulo que construimos, para compararlo contra los modelos o formatos comerciales de iluminación LED, más eficientes y de mayor producción o consumo en el mercado.


Focos y reflectores PAR

Focos y reflectores LED PAR20, PAR30 y PAR38

Focos y Reflectores LED PAR20, PAR30 y PAR38

Los focos o reflectores PAR en sus formatos PAR20, PAR30 y PAR38, son sin lugar a dudas los modelos más comercializados en el mercado, en el sector de la iluminación comercial. La demanda y el alto nivel de competencia entre los productores, hacen que los modelos en estos formatos sean sumamente eficientes y avanzados. Las empresas fabricantes de luminarias LED, invierten enormes cantidades de dinero, recursos humanos y esfuerzo, para mantener actualizados sus diseños o modelos comerciales, con el propósito de ofrecer la mayor confiabilidad posible en esta línea de producto, y la clave para ganarse esa confiabilidad, está en la habilidad que tengan los fabricantes para controlar y administrar la temperatura de los LEDs en estos modelos o formatos.

Para la prueba que vamos a realizar, encenderemos cada reflector PAR por espacio de 10 minutos, para tratar de elevar la temperatura a su punto máximo, antes de tomar las muestras de temperatura. Las muestras en los reflectores PAR, serán tomadas en la superficie del disipador de calor, y no sobre la superficie de los LEDs, que es en donde están ubicados los puntos más alto de temperatura. Hubiera sido bueno tomar las muestras en esos puntos, pero era complicado desarmar los focos para llegar a sus componentes internos, y por eso desistimos de la idea. La prueba será realizada a una temperatura ambiente de 23°C, en un cuarto sin ventilación para evitar factores que pueda incidir en la eficiencia de las unidades o resultados de la prueba.


Resultados de la prueba:

Focos PAR
1 – PAR20 – modelo de 3W (3 x 1W) : 47°C grados centígrados en la superficie del disipador de calor después de 10 minutos de encendido.
2 – PAR30 – modelo de 7W (7 x 1W) : 44°C grados centígrados en la superficie del disipador de calor después de 10 minutos de encendido.
3 – PAR38 – modelo de 15W (15 x 1W) : 47°C grados centígrados en la superficie del disipador de calor después de 10 minutos de encendido.

Módulo LED 18W
1 – 26°C grados centígrados en el aire proveniente del extractor en la parte posterior del módulo
2 – 27°C grados centígrados en la superficie del disipador de calor después de 10 minutos de encendido.
3 – 28°C grados centígrados en la superficie de la base del chip o LED de 3W después de casi 20 minutos de encendido.

Resumen:

Los reflectores o focos PAR tuvieron un incremento de 24°C en los modelos de PAR20 y PAR38 de 3W y 15W respectivamente, y un incremento de 21°C en el PAR30 de 7W que al parecer es el que tiene el mejor sistema de disipación de calor debido al diseño de las aletas ultras delgadas de su disipador.

El mini módulo de iluminación LED apenas incrementó 3°C en el aíre proveniente del extractor, 4°C grados en el centro de la superficie del grupo de disipadores de calor, y 5°C en la superficie de la base del LED de 3W después de “20 minutos de encendido”. Extendimos el funcionamiento del mini módulo para ver si lograbamos obtener una lectura más alta, pero no fue posible.

Sabemos que el mini módulo de iluminación LED tiene un pequeño ventilador en su parte posterior, pero hay que tomar en cuenta que son chips de 3W funcionando al 100% de su capacidad. Los PAR no tenían ventiladores pero eran chips de 1W que son famosos por su baja generación de calor, y trabajando quizás a tan solo 80% – 90% de su capacidad máxima.

Y por último, hay que recordar que aunque nuestro modelo de módulo de iluminación LED se llame “Mini”, tiene en realidad 18W de consumo, el cual es superior al reflector PAR más grande que utilizamos en la prueba.

Los heatsinks o disipadores de calor que utilizamos en este proyecto estarán pronto para la venta, y las personas interesadas en distribuirlas en Latinoamérica o en España me pueden contactar para mayor información.


Galería de fotos

Medición de temperatura en mini modulo de iluminación led

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