Cómo fabricar una lámpara LED en casa

La iluminación LED es la gran desconocida que ha revolucionado el mercado en apenas unos pocos años. No han pasado muchos años desde que aparecieron esas primeras lámparas LED denominadas UFOs por su forma circular, las cuales nos hacían creer que con solo 60w de consumo podían ofrecernos una iluminación equivalente a la de una lámpara de Sodio de alta presión de 600w.

Obviamente se trataba de estrategias comerciales totalmente infundadas que solo buscaban aumentar el número de ventas. Lo cierto es que ni tan siquiera hoy en día, con todos los avances que hemos visto a lo largo de estos años, aun hoy no existe ninguna lámpara LED que consumiendo 60w sea equiparable a un sodio de 600w.

Buscando por Internet o en tiendas físicas como Grow Shops, podemos encontrar multitud de pantallas LED, desde los clásicos UFOs a los nuevos paneles rectangulares de hasta incluso 1.000w de consumo. Todos ellos ofrecen por supuesto la mejor calidad en iluminación, o eso nos quieren hacer creer…..

Lo cierto es que muchos de estos paneles, por no decir la inmensa mayoría, están fabricados en China de forma industrializada utilizando leds de muy bajo rendimiento. No importa que usemos paneles de 300w si el rendimiento de los leds es malo, porque una lámpara con el mismo consumo (300w) pero fabricada con leds de alta calidad, iluminará hasta cuatro veces más nuestro cultivo.

 

En el mercado existen muchas empresas dedicadas a la fabricación de leds, pero las más destacadas por su calidad y emisión de fotones por watio consumido son sin lugar a dudas Osram y Cree, que curiosamente son las que más invierten en I+D. Ambas cuentan con leds de altísima calidad que incorporan la última tecnología de este campo.

Sus leds son más caros pero merecen la pena ya que si montamos dos lámparas, una con leds Osram o Cree y la otra con leds de cualquier otro fabricante, manteniendo el mismo consumo, la primera será mucho más eficiente que la segunda. Es por ello que si queremos montar una lámpara led de calidad debemos tener estos fabricantes como referencia.

En este artículo vamos a trabajar con leds de Osram; para ser más exactos con el modelo Golden Dragon Plus, que nos ofrece una buena relación consumo/eficiencia. Es bastante complicado encontrar establecimientos físicos que nos suministren estos leds por unidades, así que una buena opción es adquirirlos mediante distribuidores webs tales como rs-online.com o mouser.com, donde podremos encontrar un amplio abanico de marcas y modelos.

Y cuando hablamos de iluminar nos referimos obviamente a la emisión de fotones, ya que como todos sabemos, la iluminación se mide en fotones. El luxometro es solo un aparato de medida para medir los lúmenes, pero las plantas lo que absorben son fotones; es un dato a recordar.

Un luxometro es un aparato que mide la cantidad de flujo luminoso apreciable por el ojo humano, es con lo que normalmente se tomas las medidas a las lámparas de sodio de alta presión. Pero los leds no funcionan igual, no ofrecen una gran cantidad de lúmenes sino que ofrecen una gran cantidad de fotones.

Los fotones son las partículas que utilizan las plantas, lo que usan para realizar la fotosíntesis sin ir más lejos. Y en relación fotones emitidos / consumo, no hay nada que gane a las lámparas led de alta calidad. Por eso aunque una lámpara led no emita tantos lúmenes como una lámpara de sodio, es en realidad mejor que el sodio.

Hay dos grandes empresas conocidas en el mundo entero, que gracias a las cuantiosas cantidades económicas invertidas en I+D (investigación y desarrollo), pueden ofrecernos LEDS de alta calidad y rendimiento a un precio aceptable. Hablamos obviamente de las empresas Osram y Cree.

No debemos dejarnos engañar por la falsa publicidad que usan muchos fabricantes indicando que una lámpara LED de 90w de consumo fabricada con leds de alta calidad y rendimiento, equivale a una lámpara de sodio de 600w de consumo, porque no es real. Sin embargo, sí que podemos afirmar que una lámpara LED de entre 300w y 400w es superior a una lámpara de sodio de 600w. Siempre y cuando, insistimos hasta la saciedad, se utilicen leds de buena calidad.

Es muy importante saber cómo funcionan los LED, para poder valorar su funcionamiento y sobre todo, para poder comprender cómo fabricar nuestra propia lámpara led de forma sencilla y utilizando los mejores componentes posibles.

Los leds emiten fotones, los cuales solo podemos apreciar si su longitud de onda está entre los 400 y los 700 nanómetros. Los LEDS son la fuente de iluminación actual que mejor rendimiento en fotones aporta por watio de consumo, es decir, es la mejor fuente de iluminación que se conoce.

Por poner un ejemplo sencillo, si en un armario de cultivo ponemos 9 plantas de Marihuana y las iluminamos con una lámpara de vapor de sodio de alta presión de 400w y en otro armario ponemos 9 plantas de Marihuana idénticas a las anteriores y las iluminamos con 400w LED, en este segundo armario obtendremos sin lugar a dudas una cosecha muy superior, porque la cantidad y calidad de la luz es superior en todos los aspectos.

Antes de comenzar a comprar los materiales para construir la lámpara LED, debemos conocer a fondo todos los detalles, como por ejemplo la longitud de onda o el bin. La longitud de onda nos sirve para conocer el espectro electromagnético del led y se mide en nanómetros (nm). Hablando en cristiano, es algo que nos indicará el tono / color exacto de la luz led.

Las longitudes de onda más comunes son el rojo 625-780nm, azul 430-490nm y blanco, yendo desde el blanco frío hasta el cálido, teniendo también disponible una mezcla de ambos llamado blanco neutro.Sobre el color rojo, se utilizan dos opciones: el rojo cercano que va desde los 625 a los 700nm y el rojo lejano que va desde los 700 a los 780nm. Es importante utilizar ambos ya que las plantas necesitan los dos tipos de rojo.

Los colores o espectros más utilizados en la fabricación de lámparas led son los rojos, azules y blancos. En realidad el rojo es el color que más va a demandar nuestra planta de Marihuana, seguido del azul y de la amplia gama de espectros que nos puede ofrecer el blanco frío o neutro (como por ejemplo el rojo lejano, incluido ya en el blanco).

Ahora que ya sabemos cómo funciona el tema de los colores/espectro en los leds, debemos aprender que no todos los leds son igual de eficientes, aunque sean del mismo fabricante. Por eso se ejecutó un proceso denominado BIN, que indica la proporción entre consumo y eficiencia de cada led.

Cuanto mayor sea el BIN de un led, mayor será su calidad (su eficiencia). Este dato lo aportan todos los fabricantes de leds de alta calidad. Si vemos un fabricante que no aporta este dato, es mejor no comprarle.

El BIN es una serie de letras o números y letras que podemos encontrar junto a la descripción del led. Esta lámpara Led la vamos a fabricar con leds de alta calidad de Osram, usando leds de la gama Golden Dragon Plus. Algunos de estos leds vienen con la descripción LR W5AM-HZJZ-3-F”. HZ-JZ es el BIN de este led. Si encontramos otro led idéntico pero con el BIN JZJZ por ejemplo, nos indicaría que su calidad es superior al anterior.

Las letras del BIN nos van indicando la calidad en orden alfabético. Sin embargo hace ya unos años comenzaron los nuevos modelos T, siendo las nuevas numeraciones BIN similares a esta: LR W5AM-1T3T-1 , donde 1T3T es sinónimo de mucha mayor calidad que JZJZ por ejemplo. Es una generación de leds muy superior la catalogada como 1T ó 3T.

Es importante comprender esto porque a la hora de comprar leds, podemos encontrar el mismo modelo con el mismo precio pero con diferente BIN. Y debemos obviamente, elegir el BIN más avanzado, el led de mayor calidad. Si ambos consumen lo mismo…. ¿por qué elegir el que peor rendimiento da? No tiene sentido.

Ahora que sabemos todo lo necesario. ¡¡Vamos a ponernos manos al a obra!! Lo primero es saber qué tipo de luz quieren las plantas para sentirse cómodas y desarrollarse correctamente. Las plantas demandan una gran cantidad de rojo lejano, por lo que el rojo lejano será el color / espectro que más usaremos en nuestra lámpara led casera.

También necesitaremos algo de azul y algo de blanco. El blanco como hemos indicando, nos aportará los colores que no usamos de forma directa, tales como el rojo lejano, el naranja, el amarillo, etc.

Una configuración equilibrada puede constar de 9 leds de rojo cercano, 2 leds de blanco frío o neutro y 1 led azul. Con esto tendremos una serie de 12 leds que suponen un consumo medio de unos 19w.

Vamos a construir una lámpara led de tamaño mediano, para utilizarla en un armario de cultivo de 60x60x120, lo que se conoce como un mini. La fabricaremos de forma cuadrada, de forma que abarque el máximo espacio posible. Es un gran error que cometen muchos fabricantes, querer concentrar todos los leds en uno o varios puntos. La mejor lámpara led es la que usa leds de alta calidad, pero también la que los distribuye homogéneamente por toda la superficie de cultivo.

Una lámpara casera de este tamaño, tendrá un consumo de entre 90w y 100w. Por lo que necesitaremos unas 5 series de los leds anteriormente comentados, así que debemos comprar 45 leds de espectro rojo cercano, 10 leds de color blanco frío o neutro y 5 leds de espectro azul. Hay quien también incorpora algún led de infrarrojos. Si te animas, puedes colocar unos 5 leds infrarrojos repartidos por la lámpara casera que estamos construyendo.

Con estos leds podremos fabricar una lámpara casera que nos servirá para la etapa de crecimiento y para la etapa de floración, podremos regular la intensidad de cada color a nuestro antojo. Los leds se alimentan de corriente continua generada por drivers. Los drivers son transformadores que convierten la corriente alterna en continua, y que además, nos permiten regular el amperaje de salida, de forma que podemos controlar la potencia del led. Si le damos más amperaje de salida se iluminará con más intensidad y si la reducimos, con menos intensidad.

¿Para qué nos sirve esto? Pues para seleccionar por ejemplo la etapa de crecimiento y la de floración, sin ir más lejos. Si usamos un driver para alimentar los leds rojos y otro driver independiente para alimentar los leds blancos y azules, podremos regular la intensidad de los colores de nuestra lámpara de forma independiente.

En la etapa de crecimiento debemos aflojar un poco la intensidad de los leds rojos, así que gracias al driver podemos ajustarla. En la etapa de floración podemos hacer lo contrario, subir la intensidad de los rojos al máximo y bajar la de los blancos y azules si lo creemos conveniente. Normalmente dejamos los driver a máxima potencia con cualquier color durante la floración.

Podemos comprar los drivers en la misma tienda donde compremos los leds. Los drivers deben poder soportar el máximos de watios que consuman los leds, algo que sabremos sumando las potencias del total. Si no os enteráis bien de esta parte, simplemente consultad en la tienda y os darán el driver adecuado. En Internet encontraréis varias tiendas online de calidad como rs-online.com, mouser.com o farnell.com, todas ellas especializadas en electrónica y componentes leds.

Además de los leds y los drivers, vamos a necesitar comprar un conjunto de cintas especiales para asilar la electricidad y poder montar un circuito sobre la propia lámpara con cinta de cobre. Necesitamos comprar un rollo de cinta Kapton, que nos servirá de aislante, un rollo de cinta de cobre con una cara adhesiva, que nos servirá para crear el circuito y un rollo de cinta térmica adhesiva de doble cara, para disipar los leds.

Ahora mismo puede parecer todo un lío muy grande, pero en realidad es muy sencillo. Una vez que tenemos los materiales básicos, necesitamos montar una buena estructura para poder montarlos. El aluminio galvanizado es nuestra mejor opción, porque disipa muy bien el calor que generarán los disipadores de nuestros leds.

A la hora de montar una estructura podemos optar por hacerla con refrigeración asistida, es decir, una estructura a la que tendremos que acoplar ventiladores que la refrigeren, o montar una estructura auto-suficiente, capaz de disipar sin problemas el calor que generen los leds.

Los leds apenas emiten calor hacia la planta, pero en su parte trasera tienen unos disipadores que sí emiten cierto calor. En este artículo vamos a montar una lámpara que sea auto-suficiente, para evitar así el molesto ruido de los ventiladores. De esta forma, será una lámpara súper silenciosa.

Sabiendo la cantidad de watios que consumen los leds que hemos comprado (entre 90w y 100w en este caso) y que una buena unidad de disipación puede ser 80cm2/w de material visible, podremos saber que con unas sencillas barras huecas de aluminio galvanizado podemos disipar correctamente todos nuestros leds.

Como veis, hemos optado por una estructura cuadrada de cinco barras huecas de aluminio galvanizado, que uniremos con la ayuda de unas pletinas que irán atornilladas por la parte posterior. Al hacer una lámpara de estas dimensiones, cubriremos toda la superficie de cultivo del armario de 60w60w120 con una iluminación muy homogénea.

El siguiente paso es trazar con lápiz dónde colocaremos los leds y qué color de led usaremos en cada espacio. Lo importante es distribuir homogéneamente todos los colores, no hay que separar por un lado los rojos de los blancos, aislándolos… lo correcto es mezclarlos.

Una vez marcadas las posiciones, cubriremos la estructura con cinta adhesiva aislante Kapton, la cual la podemos encontrar en diferentes grosores. Recomendamos usar una cinta gruesa, ya que nos dará más juego a la hora de colocar los leds.

La cinta kapton es de un color amarillo transparente, por lo que podemos ver las marcas de lápiz que nos indican el lugar donde irán los leds. Ahora colocaremos la cinta de cobre por encima de la cinta Kapton, para hacer un circuito en serie.

Dejaremos sin cinta de cobre los espacios donde vayan colocados los leds (podemos coger un led y medirlo para saber qué distancia hay de patilla a patilla). Las patillas de los leds son las que deben quedar encima de la cinta de cobre, para poder soldarlas posteriormente.

En la posición donde va el led y con la ayuda de un cúter o bisturí, quitaremos un pequeño trozo de cinta kapton justo donde coincida con el disipador del led. No nos interesa que haya cinta kapton entre el disipador del led y el aluminio, ya que ahí usaremos cinta térmica adhesiva de doble cara.

Recortaremos pequeños trozos de cinta termina adhesiva y los pegaremos a los disipadores de los leds que hemos comprado, que a su vez pegaremos en la estructura de aluminio, en el lugar que hayamos marcado previamente con el lápiz. De esta forma sabremos dónde colocar los blancos, los rojos y los azules.

Ahora soldaremos con la ayuda de un soldador y un poco de estaño, las patillas de los leds a la cinta de cobre, con mucho cuidado de no quemar el led con el soldador, son muy sensibles. Los leds tienen una patilla para la corriente positiva y otra para la corriente negativa. Al conectarlos en serie debes recordar colocarlos correctamente o no funcionarán.

Una vez soldados todos los leds, y soldados los cables de los drivers a las cintas de cobre, podemos poner un poco de cinta kapton sobre las anteriores, para proteger así el circuito de cobre de la humedad y de posibles contactos accidentales con nuestras manos. Una vez puesta la cinta, recortaremos la parte de la cinta que cubre la lente de los leds, para que no se pierda eficiencia.

 

 

Si somos un poco manitas, podemos colocar algunos fusibles para evitar sobre-tensión tanto en voltaje como en amperaje. Si no somos manitas, simplemente debemos manejar cuidadosamente los drivers.

Y finalmente ya tenemos lista nuestra lámpara led casera. Solo debemos colocarle algunas sujeciones para poder colgarla en nuestro armario de cultivo y disfrutar de ella. Los leds no solo consumen menos y aportan más en relación al sodio, sino que además apenas emiten calor. Son todo ventajas.