Hackeando uma Luminária - Table Light Hacked - LED Light

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"Os anos no colégio foram se passando e tempo para estudar nunca era bastante. Então a noite passou a ser varada a música e café para compensar essa demanda de tempo. Então vasculhei o mercado por uma luminária de qualidade e de baixo custo. Encontrei essa que gostei muito mas ao passar 1 ano ela fritava e era preciso comprar outra. Bem como sabemos trata-se de mais um produto projetado para quebrar após 1ano(Veja:Porque as coisas quebram). É preciso abrir e trocar um fio, uma lâmpada, dar um ponto de solda. Sem falar no zunido que o transformador gera. Numa noite silenciosa é muito irritante.
Os anos passaram e decidi resolver todo esse problema e ter um produto de melhor qualidade. Assim fiz: instalando uma lâmpada LED de 10W com um potenciômetro para controlar a intensidade do brilho. Já são mais de 3 anos e só tem me dado alegria.
Bem... há alguns meses atrás meu irmão mais novo se preparava para os exames de rotina: ENEM, Vestibular, provas e sofrendo por não ter uma luminária boa para os estudos. Deu pena. Decidi dar uma de justiceiro e resolver o problema dele e compartilhar com toda comunidade minha solução."
Apresento abaixo o projeto completo dessa luminária que fiz para  meu irmão que é uma segunda versão da primeira que desenvolvi. Assim você poderá montar a sua em casa. 
Vamos ver como fazer passo a passo?

Para esse projeto você vai precisar basicamente:
1x Luminária. Qualquer modelo é compatível com esse projeto.
1x LED de 10W, cor: puro Branco
1x Fonte para Led 10W
1x Led vermelho 3mm.
1x Transistor TIP do tipo NPN
1x Potenciômetro 10K
Resistores, SMD ou DIP
Fios para ligações
Brocas de aço rápido (para furar metal)
Parafusos
Cola quente.
Dissipadores de calor.(de antigos PC)
Placa de fenolite(para fazer a placa)
Pasta térmica


Os conhecimentos necessário:
-Conhecimento básico de eletrônica
-Montar placa de circuito impresso PCI
-Usar ferros de solda
-Fazer furos em peças de alumínio com certa precisão


1°-Primeira Etapa:
Inicialmente vamos abrir a luminária e remover tudo o que não é de nosso interesse. E preparar para fixação do circuito novo.











Removendo os componentes da base:






2°-Segunda Etapa:
Certo,  veja o projeto eletrônico  que vamos desenvolver e que será instalado na base da luminária.

 Clicar na imagem para ampliar

Temos inicialmente uma fonte ou drive dedicado para LED.
Trata-se de uma fonte chaveada de aproximadamente 12V 1A.
Essa fonte é projetada para fornecer a corrente certa para a Carga(LED). Assim não preciso usar um resistor como limitador de corrente em serie com o LED. E isso é uma grande vantagem já que temos uma corrente de aproximadamente 1A passando pelo LED e seria preciso um resistor de alta potencia que ocuparia espaço além do custo adicional.
Outras vantagens: ser bivolt(110V 220V), o baixo preço, compacto e pode ser usada em projetos diversos de eletrônica.
Veja a foto e detalhes dessa fonte abaixo:




Ok, temos então uma entrada de tensão 110/220V alternada(AC) da rede elétrica e uma saída de 12V constante(CC).
Vamos agora fazer a tensão de saída varia de 0V a 12V  e assim controlar o brilho da lâmpada de LED. Para isso usaremos um transistor TIP e um potenciômetro. O que simples e prático.
O transistor(Q1) pode ser: TIP31, TIP33, TIP35, TIP41, costumo usar o Tip31 mas qualquer um desse atendem perfeitamente a necessidade e a sua modificação não modifica em nada no projeto.
Especificamente nesse projeto usei um tip41 pois foi  que primeiro encontrei numa sucata.
É preciso parafusar o transistor(Q1) num dissipador de calor. Usei um que pode ser encontrado em computadores. Mas uma chapa de metal de aproximadamente 3x3cm dá conta
O resistor R1 tem a função apenas de evitar que o potenciômetro venha a queimar. Seria possível elimina-lo já que essa fonte tem proteção, mas vamos usar por garantia e evitar stressar a fonte.
O Led D2 é um informa que a luminária foi ligada. O Resistor R2 garante que a tensão e corrente correta sejam aplicadas a esse LED e é necessário.
Recomendo montar tudo numa matriz de contatos e ver o funcionamento para maior entendimento.
O projeto foi desenvolvido no Proteus e pode ser baixado para montagem aqui: BAIXAR Projeto - Circuito Impresso
Abaixo você pode ver algumas etapas de como a placa foi feita e como ela deve ficar:







Note que foram usados componentes SMD(pequenos) mas você pode perfeitamente usar DIP(tamanho padrão)



3°-Terceira Etapa:
Vamos instalar a parte eletrônica na base.
 Fazemos os furos para o potenciômetro e para o led vermelho.

Posicionamos os dois componentes que logo vão receber cola quente para ficarem bem presos e não ter chance de soltar, vibrar ou cair com um possível movimento. 

Aplique a cola bem quente. Use uma vela ou chama de fogão pois o resultado é melhor que a pistola.



Colocamos a knob do potenciômetro


 A fonte já pode ser posicionada e os fios preparados para serem soldados.
Use espaguete térmico para proteger e isolar além dar um acabamento melhor nas conexões.




 E vamos ligando os pontos como foi ilustrado no esquemático no início desse tutorial.


Depois amarramos os fios com presilhas para deixar tudo organizado e bem preso como visto abaixo:



Feito isso, precisamos por um peso para evitar um efeito de alavanca que faça a luminária tombar.
Você pode usar qualquer coisa que tenha de grande densidade(Peso/volume). Pode ser chumbada de pesca, bloco de cimento, pedaço de ferro. Lembrando que chumbo é tóxico e deve ser evitado. Mas caso use recomendo passar bastante fita ao redor.
Usei um resto de barra de estanho e um transformador com ferrite que encontrei em sucata.
tudo foi embalado com fita adesiva e fixado com cola quente num espaço livre da estrutura.
É importante por o mais próximo do canto esquerdo pois vai dar maior equilíbrio.
Veja abaixo como indicado pelas setas vermelhas:







4°-Quarta Etapa:
Vamos agora montar o dissipador de calor do LED de 10W.
Como estamos usando uma estrutura que não encontramos um dissipador comercial precisamos fazer um personalizado.

Para fazer os furos deve-se usar uma broca de aço de preferência com a furadeira em baixa rotação. Caso sua furadeira seja parafusadeira basta diminuir a rotação.
A broca que fura metal é diferente e costuma ser mais cara. Fique atento a isso pois vai precisar dela.
Usei algumas chapas de alumínio que retirei de sucata e alguns dissipadores de calor de PC velho que pude cortar e adaptar tudo para caber dentro. Essa etapa é um pouco artesanal e recomendo ter um pouco de paciência para ficar com um bom acabamento. Tente preencher toda a área com metal para dar uma boa troca de calor.

É preciso fazer furos bem precisos para dar um bom encaixe . Faça tudo isso com muita calma e tente usar instrumentos que dão precisão como régua e paquímetro.
Um lápis pode ser usado para fazer as marcações antes de furar.
Caso não tenha habilidade com furos faça alguns testes com um pedaço de plástico ou madeira para ver como ficar e aprender com os erros. Depois você fura sua placa de metal e tudo fica como se fosse feito de fábrica.

Estou usando um pino de plástico que a própria estrutura já possuía para servir de suporte para a base do dissipador. 


 Marcar de lápis para indicar onde será o furo.
Recomenda-se uma marcação(um martelo e um prego) no ponto antes de usar a broca isso vai evitar que a broca deslize e faça um furo indesejado.

 Fazemos os furos para fixar o Led de 10W.

Colocamos Pasta térmica na base do LED e fixamos tudo no dissipador.



Como se trata de uma peça de sucata a peças já tinha alguns furos. Mas nada afeta no projeto.




Para saber se o dissipador já está dando conta basta fazer testes ligando o LED diretamente na fonte e deixar ligado monitorar com a mão se fica muito quente. Faça teste de 1h, 2h e 5h. de preferência já montado na estrutura plástica. Assim verá na prática se a temperatura fica muito elevada. Altas temperaturas vão fazer seu LED durar menos e tocar na chapa metálica pode ser desagradável. Então procure um ponto ótimo. Como pode ser visto abaixo:








 Vamos então levar o fio do LED branco de 10W até a base onde vai ser soldado ao circuito eletrônico:

 Provavelmente você vai ter que abrir a estrutura para faz o fio passar. Essa estrutura permite fazer isso pois tudo é de encaixar.






 Agora basta ligar a Led no circuito. parafusar, fechar e fazer os testes finais.


5°-Quinta etapa:
Fazemos os testes finais e ajustes finais.
Algumas imagens do produto acabado e em uso:




Vídeo ilustrativo de como funciona:
OBS: devido a filmadora ser digital a imagem tem um ajuste do brilho automático que evita a saturação. Assim a variação de luminosidade no vídeo é bem menor que a real.








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