Aller au contenu
  • Réalisation d'une rampe à LED multichips 8 x 80 W


    chris64
    • Depuis quelques années la technologie LED envahit, entre autre, le marché aquariophile et il est difficile de faire un choix serein. L’utilisation des LED dans notre hobby est encore en plein développement et des progrès constants sur les LED elles-mêmes compliquent encore le problème. En exposant le détail de la réalisation de cette rampe de 80 W pour un bac de 600 litres, j'espère le rendre un peu moins compliqué...

    1. Préambule

    L’achat d’une rampe de marque et de qualité est un investissement souvent important alors que nous ne savons pas si leur technologie actuelle, dans laquelle nous envisageons d’éventuellement y consacrer une belle somme d’argent, sera encore appropriée dans les mois qui viennent. La bonne nouvelle est qu’en même temps que les performances des LED augmentent, leur prix baisse significativement. Dans les arguments principaux en faveur des LED, il y a leur longévité, les fabricants nous assurant 50 000 heures de fonctionnement (50 000 heures à raison de 12 heures par jour cela fait plus de 11 ans de durée de vie !). Et, à puissance égale, elles fournissent une quantité de lumière très supérieure aux HQI et tubes T5, ce qui se traduit pour nous par une économie importante en consommation électrique. 
    Donc, d’un côté nous avons une technologie prometteuse d’économies durables sur la consommation énergétique, et indirectement sur le non changement des lampes et tubes, qui nécessitent des renouvellements fréquents et onéreux pour assurer une bonne qualité de lumière.
    De l’autre, des prix de rampes labellisées qui rendent la rentabilité et l’amortissement peu probable avant même qu’elles ne deviennent obsolètes. Bien sûr, certaines de ses rampes haut de gamme sont très attirantes pour ceux qui ont les moyens financiers de profiter immédiatement de l’état de l’art du moment … et ceux dont le « bricolage » n’est pas la tasse de thé.

    Ce choix de luminaires est assorti d’une multitude de rampes « low cost », assemblages provenant majoritairement d’Asie, dont la fabrication médiocre à base de matériel bas de gamme, n’offre qu’un maigre espoir de SAV rapide ou d’un « up grade » possible dans le futur. Ce qui entraîne souvent la déception des acquéreurs, qui en déduisent que la technologie LED est surfaite, s’en forgent une mauvaise opinion et reviennent à des éclairages plus traditionnels

    Heureusement, de nombreux exemples de rampe DIY fleurissent partout sur le net, proposant des alternatives de bonne facture et accessibles au plus grand nombre. Mais encore faut-il arriver à se décider sur le choix des LED que nous allons utiliser, et de la technique que nous allons choisir, en fonction de notre capacité individuelle à en maîtriser la conception. Je ne vais pas relancer une polémique sans fin sur « quelles seraient les meilleures LED » mais vous livrer mon choix et ses raisons, à un moment se situant pendant le deuxième semestre 2012. En gros, je dirai qu’il existe de nombreuses formules pour obtenir un spectre lumineux qui conviendra aux coraux et à notre goût, sans coûter une fortune.

    Les professionnels en viennent souvent logiquement à combiner une sélection de LED de diverses longueurs d’ondes pour couvrir l’étendue des spectres souhaités par les aquariophiles, qu’ils soient d’eau douce ou d’eau salée. Ils fournissent généralement en sus un système de programmation électronique plus ou moins pointu, permettant de doser séparément chacune des sources lumineuses afin d’arriver au résultat désiré par le client. Et plus encore, en simulant les aubes et crépuscules ainsi que d’éventuels passages de nuages et même des orages !
    Cela se traduit par des rampes composées d’une multitude de LED de petites puissances, de 1 à 5 W, groupées de manière astucieuse pour que le spectre final soit uniformément réparti sur toute la surface de l’aquarium, comme les rampes de T5 le font, et avec une température de couleur qui nous plaise. Qui est, bien sûr, différente pour chacun de nous. C'est le cas par exemple des LED pendant lamp Mitras LX 6000 series de GHL.

    A noter toutefois que certains constructeurs en viennent à utiliser des multichips, plus ou moins sophistiqués, qui sortent du lot : des sortes de « projecteurs LED », comme par exemple : Ecoxotic, Kessil et Orphek., dont voici quelques résultats : sur le forum Zeovit.com, chez Kessil (ci-contre), sur le site Orphek.

    Les LED de haute puissance (10, 20, 30, 50, 80,100, 120,150, 200, 300 W) sont un assemblage de LED de 1 W, branchées en séries et en parallèles. Ainsi, un multichip de 30 W est composé de 30 LED de 1 W, un 50 W de 50 LED de 1 W, etc. On trouve également des multichips comportant des LED de couleurs différentes, chaque série ou groupe étant alimenté séparément. Des multichips diffusant 2 couleurs, 3 comme les RGB (rouge, vert et bleu) et je trouve très intéressante cette nouvelle orientation qui, comme chez Orphek, propose des multichips composés de 6 couleurs (blanc, bleu, actinique, UV, orange et rouge). Ce qui me semble une nette avancée technique, alliant la logique des multiples « petites » LED, mais compactée dans un seul multichip.

    La technique qui m’a séduit est d’utiliser des multichips ayant 2 sources spectrales distinctes, pour les « mixer » entres-elles et obtenir ce que j’espérais. Comme je le fais habituellement, moins finement, avec des HQI + tubes.

    2. Origines

    Je me suis inspiré pour ce choix de mes lectures, en particulier sur Cap Récifal, et des réalisations de certains membres. Particulièrement, celles d’Hervé, Florian (voir encadré), Didier, Maurice, ainsi que l’aide que m’ont apportée Vinz369, Ray… et mille excuses à ceux que j’ai oublié de citer.

    C’est chez Maurice (OPTR n° 28), au printemps 2012, que j’ai vu pour la première fois une rampe en fonctionnement utilisant des LED multichips de 100 et 50 W. Je suis resté scotché par le résultat visuel. Par la suite, j’ai vu la réalisation de Didier, le précurseur de cette technique dans ma région (Aquitaine) depuis 2009. Tous les deux ont des bacs imposants de plusieurs millier de litres et d’une hauteur d’eau de 80 cm. Chez Maurice, une barre (en carbone et titane) sur laquelle sont fixées des LED sans optiques ni réflecteurs, placée à environ 25 cm de la surface de l’eau, est composée de 10 x 100 W de blanc 15000/20000 K et 5 x 50 W de Royal Blue (RB) 450 nm, le tout refroidi par eau (l’eau du bac en circuit fermé « Made In Didier », et non pas du « Water Cooling »). Alimentées par des drivers dimmables Mean Well pilotés par un contrôleur Babyfish, elles remplacent 4 HQI de 400 W et 8 T5 x 80 W Osram Q67. L’ancien assemblage consommait 2240 W alors que les LED, à pleine puissance théorique, consommeraient 1250 W. Au conditionnel, parce qu’en fait les LED ne sont pas utilisées à 100 % mais plutôt vers 60 %. Cela fut le déclencheur pour que je m’intéresse de beaucoup plus près aux LED.

    La rampe à LED de Florian.

    Elle mesure 100 x 70 x 7  cm et est composée de 6 x 100 W « blancs » 15000/20000 K + 2 x 100 W en RB. Elle éclaire un bac de 160 x 120 x  x 60 cm. Les LED sont refroidies par des ventirad Artic Cooling Accelero L2 Pro, montés en série sur une alimentation 12V. Elles sont alimentées par 2 drivers Mean Well HLG-240-36A (3 blanches + 1 RB par driver, montées en parallèle et recevant chacune 29 V et 1.5 A). Elles ne tournent donc qu'à environ 43 W pour émettre autant de lumens que ses 2 HQI 400 W antérieurs.
    49.jpg
    50.jpg

    Le descriptif détaillé de la conception/réalisation d'Hervé m'a permis de comprendre un peu mieux comment je pouvais envisager d'en réaliser une moi aussi, mais c'est celle de Florian, par sa simplicité, qui m'a décidé à faire mes choix.

    3. Pourquoi prendre des LED surdimensionnées pour les sous-employer ?

    Le raisonnement m’a paru malin, puisque je crois savoir que pour préserver leur durée de vie, il est préférable de les faire fonctionner en dessous du maximum qu’elles peuvent encaisser, en tension, courant et température. La différence de prix entre les 50, 80 et 100w étant insignifiante, autant choisir surdimensionné, selon le principe que « qui peut le plus, peut le moins » !
    On peut penser, en lisant entre les lignes des constructeurs, que les LED perdent de leur intensité au bout de quelques années. Stéphane Fournier (ZebrasO’Mag n° 23) estime que cette perte commence après 20000 heures de fonctionnement. Ce qui laisserait : 20000 / 12 = 1666 jours = 4 ans et ½ de pleine puissance. On pourrait donc éventuellement augmenter le pourcentage de la puissance utilisée après ce laps de temps théorique, pour continuer à avoir toujours une intensité égale pendant quelques années supplémentaires.
    Quoi qu’il en soit, cela laisse largement le temps d’amortir une rampe de conception personnelle (DIY) et même d’envisager de l’améliorer quelques années plus tard, en y adaptant de futures avancées techniques.

    Mon premier choix s’est donc porté sur des LED 100 W Bridgelux de la dernière génération 45 mil (110-130 lumen/watt) en 15000/20000 K pour les blancs et des RB à 450-455 nm. (45 millièmes de pouce est la longueur des côtés de la LED, remplaçant les 35 et 38 mil antérieurs et précédant les 60 mil apparaissant déjà. Il semblerait que plus la surface des LED individuelles composant le multichip est grande, meilleur est son rendement lumineux). Par la suite, j’ai changé d’avis pour prendre des 80 W, toutes mes supputations préliminaires tendant à démontrer que dans mon cas, je pouvais descendre un peu en puissance nominative et avoir encore beaucoup de marge.

    Cet éclairage est prévu pour remplacer ceux qui l’avaient précédé sur mon 600 litres. La première combinaison étant 2 x 400 W + 4 x 54 W, soit environ 1000 W pour 1 m², ce qui était un peu trop puissant pour certains coraux montrant des signes de photo-inhibition. La seconde étant 2 x 250 W + 4 x 54 W, soit environ 700 W/m². J’avais aussi la possibilité de passer à 12 x 54 W (650 W/m²).
    Avec des LEDs, surdimensionnées et dimmables (à courant variable), l’idée est de pouvoir avoir une large plage de puissance couvrant tous mes éclairages précédents, afin de pouvoir l’adapter à tous mes besoins futurs.
    8 x 80 W font théoriquement 640w de LED. Il est toujours difficile d’avoir un rapport de puissance réaliste entre watts de HQI ou tubes et LED, les annonces commerciales étant faites pour nous abuser et elles ne s’en privent pas ! Mais on peut considérer qu’un ratio de 1.6 est admissible et même sans doute un peu sous estimé. Donc 640w x 1.6 : 1024 W théorique, à 100 %.

    4. Étude et plan de la future rampe

    Ma décision étant arrêtée sur le choix des LED, mon premier souci fut de bien répartir la lumière à la surface du bac. J’ai donc commencé à faire des simulations grâce au logiciel qu’Hervé met à la disposition de qui veut bien le télécharger.

    Rudy (Hervé) met ses « blancs » au centre comme on le fait habituellement avec les HQI et les bleus en extérieur. Florian fait le contraire en répartissant la projection des blancs sur toute la surface et les bleus au centre pour compléter le spectre général. On peut faire varier les combinaisons ne nombreuses autres façons, mais je suis parti sur cette implantation, composée de 2 x 80 W RB 450-455 nm, au centre avec des optiques à 90 ° et 6 x 80 W 15000 K/20000 K avec des optiques à 60 °.

    1.jpg
    Les Royal Blue
    2.png
    Les 15000K/20000K
    3.jpg
    L’ensemble

    La projection SUR la surface de mon bac (130 x 80 x 60) donnerait le schéma 1. Pour des raisons pratiques personnelles d’adaptation à la structure supportant l’éclairage existant, la dimension de la rampe devait faire 100 x 50 cm. Et je voulais qu’elle soit placée à 35cm de la surface de l’eau. Cette distance relativement élevée par rapport à ce que l’on voit d’habitude, doit me permettre d’éviter d’avoir des faisceaux lumineux trop « pointus », de pouvoir faire des manipulations aisément dans le bac et d’éviter des projections d’eau et de sel sur les LED. Partant de là, la première ébauche de la rampe aboutit au schéma 2.

     

    Schéma 1
    Schema disposition LED
    Schéma 2
    5.jpg

    5. Les drivers et le contrôleur

    Driver contrôleur LED
    Contrôleur d'éclairage dimmable Babyfish

    Après avoir décidé des LED il faut les alimenter et pour les drivers, par souci d’économie, j’ai opté pour brancher les LED en parallèle. Ce qui me permet d’utiliser moins de drivers que si j’en mettais un par LED. Par contre, voulant avoir une rampe aux composants de très bonne qualité et en raison de mes faibles connaissances en électronique, j’ai choisi ce qui se fait sans doute de mieux en driver : des Mean Well dimmables.

    • 3 x blanches sur un HLG-240-36B 36B (18 ~ 36V – 6.7A). Chaque LED dispose de 6.7A/3 = 2,23A. J’ai pu mesurer par la suite qu’elles prennent une tension de 29.5V ce qui fait que chaque LED blanche de 80w ne pourra délivrer que 66w à 100 %
    • 2 x RB sur un HLG-185-36B (18 ~ 36V – 5.2A). 5.2A/2 = 2.6A x 29.5V = 76.7 W

    Je dispose donc potentiellement de 6 x 66 W = 396 W de blanc et 76.7 x 2 = 153.4 W de Royal Blue, soit un total de 549 W de LED en les faisant travailler à 100 %. (x 1.6 = 880 W de HQI ?)

    Des drivers dimmables me semblent incontournables pour avoir un choix d’ajustement des ratios de bleu par rapport au blanc. Et à plus forte raison quand on opte pour une plus grande diversité de températures de couleurs. Mais il ne faut pas négliger aussi le fait qu’au-delà de ça, ils permettent de créer des levers, des couchers de soleil et un zénith qui ont une influence salutaire sur les habitants de l’aquarium, coraux et poissons. Et je passe sur les gadgets simulant les nuages et les orages ! Séduit pas sa simplicité et son prix, j’ai choisi le Contrôleur d’éclairage dimmable 1-10 V de Babyfish.

    Cablage LED
    Schéma de câblage

    Boîtier Babyfish.
    Boîtier Babyfish.
    Montage ballasts LED
    Montage des ballasts.

    Le petit boîtier est connecté aux fils des gradateurs des drivers par une prise RJ45. Il est alimenté en courant par un hub USB 220V/5V/1A. Pour sa programmation, on le branche sur un port USB de l’ordinateur, où l’on a préalablement téléchargé le logiciel qui va avec. L’appareil a un prix raisonnable et la programmation aisée.

    Comme à mon habitude, je déporte mes ballasts de l’éclairage, pour soulager la rampe de leur poids et les éloigner autant que possible de l’atmosphère humide de l’aquarium. Je voulais également un système de câblage simple, qui puisse se désolidariser de la rampe en un seul geste en cas de démontage et de maintenance. J’ai trouvé une solution avec deux prises (mâle et femelle) 7 broches pour remorque (Norauto), ainsi qu’un bout de câble multi-paires offert par un ami. Deux bouts de planches en mélaminé, découpées à la taille de l’emplacement dont je dispose et réunies par des équerres, ont fait l’affaire pour recevoir le tout.

    Les drivers sont branchés sur des prises commandées de mon IKS les mettant ON et OFF 1 minute avant et après les heures programmées sur le contrôleur Babyfish. En effet, il reste un courant résiduel qui empêche les LED de se couper complètement sans une petite modification, que l’IKS rend inutile pour avoir le noir absolu.

    6. Refroidissement et rhéobus

    Ventilateur LED
    Ventilateur Artic Cooling Accelero L2 Plus.

    Avec des LED de haute puissance, il faut aussi prévoir un refroidissement actif et efficace. Encore une fois, le choix de Florian m’a paru être excellent rapport qualité/prix. Les Accelero L2 Pro, désignés pour refroidir les cartes graphiques d’ordinateur, ayant disparu du catalogue Artic Cooling, j’ai pris le modèle qui les remplaçait, l’Accelero L2 Plus, ayant une efficacité accrue, d’une puissance de refroidissement de 120w au lieu de 100w, et coûtant moins de 15 euros, pièce port compris.

    Je dois avouer que j’étais tarabusté par les mises en garde très pessimistes de certains des participants sur le forum me disant que cela ne marcherait pas, les ventilateurs ne seraient pas à la hauteur et qu’ils allaient ne durer que très peu de temps à cause de l’environnement.
    Sans les croire totalement, puisque cela fonctionnait parfaitement depuis plusieurs mois chez d’autres, cela m’a rendu un peu parano et je tenais à avoir un meilleur contrôle des ventilateurs, plutôt que de les brancher tous en série et plein pot. Ce qui me faisait craindre aussi un niveau de bruit pouvant devenir gênant avec la multiplication des ventilateurs.

    J’en suis donc venu à envisager d’acquérir un rhéobus, doté de sondes de température et me permettant d’avoir un contrôle permanent du refroidissement. Je dois dire que cette idée ne m’est pas venue toute seule, je ne savais d’ailleurs même pas que cela existait ! Alors merci à Ray dont vient l’idée, puisée dans ce sujet du forum de Cap Récifal.

    Je lui ai emprunté aussi une autre idée pour le maintien des LED, en perçant leur socle afin d’utiliser les trous déjà présents sur le ventirad pour leur fixation sur une carte graphique (vis de 3.5 x 12 en inox).

    Fixation LED
    Fixation LED
    Perçage des socles de LED pour leur fixation sur le radiateur du ventirad

    J’ai utilisé de la pâte thermique Artic MX-4, plus efficace que la colle thermique pour dissiper la chaleur, les vis servant alors juste à maintenir la LED en place et rendant plus facile un démontage ultérieur, pour un éventuel remplacement.

    Après maintes tergiversations, j’ai choisi un rhéobus Sentry LXE de NZXT. Ces appareils sont généralement prévus pour être incorporés aux façades des ordinateurs et comme je voulais éloigner l’électronique de la proximité de l’eau, cela aurait impliqué beaucoup de câbles munis de rallonges, avec l’inconvénient d’avoir à la finale un fouillis inextricable. Le LXE avait l’avantage, à mes yeux, d’être en 2 parties distinctes : un tableau de commande extérieur relié à une carte électronique par un seul câble de 2m, les autres câbles, faisant la connexion entre le circuit imprimé, les ventilateurs et les sondes, étant alors de longueurs suffisantes. Le LXE peut être programmé en manuel ou en automatique, en choisissant une température de consigne. Parfait pour mon utilisation.
    Le rhéobus est alimenté par un transformateur 220v/12V avec une prise Molex, branché sur une autre prise commandée de l’IKS permettant de l’éteindre quand la rampe est OFF. Une pile permet à l’appareil de garder les réglages en mémoire.

    Alimentation LED
    13.jpg
    Alimentation 220 V/12 V et schéma du système de refroidissement.

    Disposant de 5 entrées, je pensais tout d’abord mettre une sonde de température par groupe, 1 pour chaque groupe de 3 LED blanches et 1 pour le groupe de 2 RB. Finalement, j’ai utilisé 1 sonde pour chaque RB et la cinquième sonde libre, mesurant l’air ambiant dans la rampe. Ce n’est pas d’une grande utilité de connaître la température de l’air ambiant, mais la fiche femelle en plastique du connecteur de la sonde protège ainsi les fiches mâles en cuivre de la prise, risquant plus de s’oxyder en étant à découvert. Chaque sonde des ventilateurs est collée sur le socle des ventirads, au plus près de la LED.
    En ne mettant qu’une sonde sur un seul ventirad d’un groupe de LED blanches, je prends le risque qu’elle ne soit pas sur la LED qui pourrait tomber en panne. Mais comme les LED sont montées en parallèles, en cas de défection de l’une d’entre elles, celles qui restent recevraient plus d’ampérage. Ce qui se traduirait par une luminosité accrue des LED restantes et une élévation de leur température, qui me serait signalée par l’alarme du rhéobus. Signes qui ne devraient pas passer inaperçus, me laissant le temps de changer la pièce défectueuse avant que des dégâts plus importants n’adviennent.

    7. La rampe

    14.jpg
    Les ventilateurs à réception.

    Les dimensions de la rampe sont de 100 x 50, comme je l’ai expliqué plus haut, mais je voulais aussi que cette rampe comporte un système de refroidissement du bac. Cela fait des années que j’utilise avec succès 2 simples ventilateurs Papst en 220 V, parallèles à la surface de l’eau pour le refroidissement de l’aquarium. Même pendant les plus fortes chaleurs et avec plus de 1000 W de HQI sur le bac, je n’ai jamais atteint 29 °C, remisant mon groupe de froid à la cave (sur un autre bac). Je tenais donc à reproduire le même système, un peu modernisé par des ventilateurs en 12 V et réputés pour leur silence, des Noctua NF-P14-FLX.

    Je pouvais maintenant passer mes premières commandes, avec les ventilateurs Artic Cooling Accelero L2 Plus, et le rhéobus. Puis les LED multichips Bridgelux et les drivers Mean Well qui n’arriveront qu’un mois et demi plus tard, en profitant d’une commande groupée du Club récifal du bassin.

    Il était temps de me mettre à la réalisation de la rampe selon mes plans.

    15.jpg
    Plan des perçages.
    15b.jpg
    Simulation des LED et ventilateurs, vus de dessus....
    16.jpg
    ... et vus de dessous.

    Je suis allé chez Castorama me faire découper une plaque de 100 cm x 50 cm x 5 mm en contre-plaqué marine, j’ai tracé mes emplacements et découpé selon mon plan. Je comptais par la suite la peindre et l’encadrer par des cornières en alu pour la rigidifier et faire que le tout ressemble à une rampe d’éclairage.

    Rampe LED
    Traçage.
    Rampe LED
    Il n’a pas été évident de trouver de quoi faire un perçage de 140mm de diamètre, à un prix abordable s’entend...
    Rampe LED
    et c’est avec un accessoire de Dremel que j’y suis arrivé.
    Rampe LED
    Ventilateurs en place.
    Rampe LED
    Scie cloche pour les trous de 50mm.
    Rampe LED
    Simulation du positionnement des ventilateurs.

    En fait, les 2 premiers trous de 140 ont été réussis du premier coup mais j’ai foiré les trous de 50 avec la Dremel. Je suis allé racheter une plaque de contre-plaqué et j’ai fait des trous de 50 absolument parfaits à la scie cloche, pour ensuite foirer les trous de 140… Dans mes grandes qualités, je suis très maladroit, je déteste l’échec et je n’ai pas une once de patience !

    Didier Laplace est devenu mon héros en me proposant de réaliser un support en aluminium selon mes côtes, et laqué en blanc QualiyMarine par la suite. De plus, il m’a inventé des supports pour maintenir en position les ensembles ventirad/LED. Il a également incorporé, à ma demande, une découpe pour la prise du rhéobus ainsi que des perçages pour les vis de fixation de sa carte électronique, une prise Jack pour l’alimentation 220/12V des Noctua, le presse-étoupe pour le câble de l’alimentation des LED et encore des trous pour passer les manilles qui me serviront à l’accrochage de la rampe. Grand merci à toi Didier.

    Rampe LED
    Là, on se sent déjà mieux. On peut commencer le câblage !
    Rampe LED
    Voulant que le système soit très facilement démontable, au cas où il faudrait remplacer un multichip, chacun est branché avec des cosses...
    Rampe LED
    dont les fils rejoignent une boite de dérivation électrique d’où part le câble multi-paires vers les drivers.
    Rampe LED
    Une fois le câblage fini, les fils sont camouflés dans une goulotte électrique en PVC.
    LED
    LED avec ses pattes

    A ce sujet, je voudrais rajouter un détail. Il m’avait été dit que les pattes sur les côtés des LED n’en faisaient pas vraiment partie. Ce sont juste des pièces qui maintiennent la LED pendant sa fabrication, comme quand on achète une maquette dont il faut détacher les pièces du support avant de les utiliser. Je les ai donc supprimées pour souder directement des fils de 1 mm² sur la LED dans les emplacements prévus pour.

    C’est un geste que j’ai regretté par la suite. Quand les soudures ont été faites, je ne pouvais plus coller les réflecteurs sur la LED et il a fallu limer chaque réflecteur pour pouvoir l’adapter et le coller sur la LED (2 heures de boulot !). La prochaine fois, je garderai ces pattes !  

    Rampe LED
    Premier essai de branchement.
    Reflecteur LED
    Optiques 65, 90 et 100° posées sur leurs réflecteurs.

    En parlant des réflecteurs, je les ai commandés chez Satisled,  avec des optiques 65, 90 et 100°.

    8. Sécurité

    La carte électronique du rhéobus, laissée comme ça à découvert 35 cm au dessus de l’eau, avec le brassage par les ventilateurs de l’air plus ou moins salin, ne me rassurait pas du tout et j’ai cherché un moyen de la protéger du mieux que je pouvais. Pas la place de mettre un boîtier étanche dans la rampe déjà fortement occupée et j’ai trouvé cette solution chez Radiospares : un film de silicone recouvrant, en spray, qu’il suffit de laisser sécher 24 heures.

    30.jpg
    Spray protecteur.
    Rheobus
    Carte électronique du rhéobus, recto...
    Rheobus
    ...verso.

    Donc, histoire de me sentir rassuré et d’essayer d’atténuer les risques que l’on m’avait exposés, j’ai choisi :

    • Des LED largement dimensionnées pour pouvoir ne pas les utiliser à fond.
    • Des drivers de qualité et adaptés en puissance.
    • Un système de refroidissement efficace et silencieux.
    • Et une bonne protection de l’électronique sensible.

    Les ventilateurs se clipsent sur les radiateurs, ce qui est pratique au cas où il faudrait les changer. Ils sont branchés en série sur les entrées du rhéobus. Une sonde thermique est placée sur chaque groupe, collée sur le socle d’une LED : n°1 sur la LED du premier groupe de 3 blancs, n°2 sur la LED du deuxième groupe de 3 blancs, n°3 sur une des RB et n°4 sur l’autre.

    9. Mise en route et tests

    Il est temps de voir si ça fonctionne !

    Rampe LED
    Rampe LED
    Rampe LED

     

    Yessssss !

    Un autre très grand merci à mon ami André Dubois, alias Dédé, sans qui je ne serais sans doute pas arrivé à cette réalisation. Et qui en plus a accepté de me laisser envahir sa maison avec tout mon matériel en vrac pendant des semaines. Tout marche donc parfaitement bien et je vais pouvoir rapatrier cette rampe à la maison.

    La rampe est très légère, moins de 10kg, mais il faut la transporter à plat, les ensembles ventirad/LED n’étant pas fixés sur la rampe mais juste encastrés dans leur support, toujours dans le but d’une maintenance facile. Vous pouvez imaginer mon impatience de la faire fonctionner chez moi et de tester le rhéobus et son panneau de commande.

    Rheobus LED
    Écran d'affichage du rhéobus.

    Le rhéobus, en faisant son office, permet que les ventilateurs ne tournent pas plus vite que nécessaire, économisant ainsi leur durée de vie et atténuant le bruit que font 8 ventilateurs à plein régime. Ils permettent aussi de surveiller la température des LED et de repérer plus rapidement un dysfonctionnement de l’une d’elles.
    En l’absence de ce panneau de commande, ce qui fut le cas pendant tous les essais préliminaires, les ventilateurs tournent quand même, mais à fond, sans possibilité de réglage. Ce qui n’a pas été un problème et ouvre même la possibilité de pouvoir continuer à faire fonctionner les ventilateurs si le panneau tombe en panne. Et si le réglage automatique de leur voltage en fonction de la température s’avérait inutile (besoin de tourner à fond en permanence), je pourrais même supprimer ce panneau. J’aurais même pu me passer de son achat et il me suffisait de les brancher tous en série sur une alimentation 12 V, éventuellement dotée d’un potentiomètre…
    Mais, je trouve l’appareil assez beau et rassurant, le tout pour 62 euros, port compris.

    J’ai donc installé ma rampe sur des tréteaux dans mon entrée pour commencer, faute de place ailleurs, le temps que je me décide à enlever l’ancien éclairage de mon bac. Première constatation : le rhéobus ne semble pas un achat inutile. Les températures affichées sont parfaitement rassurante et le nombre de tours minutes reste bien en dessous des 2000 rpm des ventilateurs, la rampe et totalement silencieuse.

    Il s’en suivit toutes une série de mesures et voici par exemple le PAR constaté :

    Mesure PAR LED
    PAR 432, au centre de la rampe, 75 cm plus bas, dans l’air avec les LED à pleine puissance (sans passer par le contrôleur Babyfish). On peut voir sur l’écran du rhéobus que la température reste relativement basse sans que les ventilateurs tournent à leur maximum (1500 t/mn sur 2000 t/mn potentiels).
    Mesure PAR LED
    PAR 853 à hauteur de la surface de l’eau, 35 cm sous le centre de la rampe.
    Mesure PAR LED
    PAR 931 sous le faisceau de 3 LED.

    Mais cela a beau être impressionnant, ça n’a que peu d’intérêt, c’était juste pour passer le temps ! Une fois la rampe en place, les mesures deviennent beaucoup plus intéressantes. Voici, en noir, les mesures faites au Quantum-mètre des 2 x 250w HQI + 4 tubes T5. Et en rouge, celles faites sous la rampe LED (blancs à 70% et RB à 40%) :

    Mesures du PAR au Quantum-mètre :
    En noir, rampe 2 x 250w HQI + 4 tubes T5. En rouge, rampe LED (blancs à 70% et RB à 40%) :
    Mesure PAR LED
    Mesures du PAR dans l'air au niveau de la surface de l'eau, bac vu de dessus.
    Mesure PAR LED
    Mesures du PAR dans l'eau, bac vu de face.

    Si j’ai une belle rampe maintenant, n’espérez pas trop voir de photos d’un beau bac… Celui est en réfection depuis des mois et cela risque de durer encore un moment.

    Realisation rampe LED
    Première photo à la mise en place de la rampe, la cellule de mon appareil apprécie moyennement ce nouvel éclairage !
    Realisation rampe LED
    Plus tard le soir.
    Realisation rampe LED
    Pour l'instant, le bac sert à stocker quelques boutures qui servent de beta testeurs à l'éclairage et dont je surveille la pousse, la coloration et l'état de santé général..

    10. Constats provisoires

    46.jpg
    Les LED semblent parfaitement refroidies dans un silence royal. A l’allumage à 9 heures…
    45.jpg
    En plein feu à 15 heures.

    La photopériode dure de 9h du matin à 20h45.

    Programmation de l'éclairage
    47.jpg
    J’ai réglé dans un premier temps: les « Blancs » à 75%, pic que les LED atteignent à 13h et ce jusqu’à 17h. Les RB à 40% s’allument à 9h et s’éteignent à 20h45. Les RB augmentent en intensité de 9 à 11h et diminuent de 18 à 20h45; Les Blancs augmentent en intensité de 10 à 13h et diminuent de 17 à 20h.
    • Entre 9 h et 11 h, la consommation électrique des RB augmente de 6 W à 72 W;
    • A 11 h, elles sont donc à 40 % et je mesure 72 W de consommation;
    • A 13 h, c'est-à-dire quand toutes les LED sont au maximum de la puissance que je leur ai fixée (40 % et 75 %), la consommation est de 410 W ce qui comprend toutes les LED et leurs ballasts, qui doivent bien bouloter un peu de watts au passage.

    72 W pour les RB (soit 36 W par LED) et 338 W pour les Blancs (soit 56,33 W par LED). Mesures vérifiées à 22 h, j’ai consommé 3,38 kWh sur la période d’éclairage d’une journée, ce qui fait une moyenne de 281 W/h sur 12 h de photopériode.

    En euros, j’ai compté le kWh à 0.11 €, prix de mon tarif de base augmenté des taxes diverses, autrement dit le total de la facture divisé par le nombre de kWh consommés :

    • 3,38 kWh x 0,11 € = 0,37 € par jour
    • 0,37 €/j x 365 j = 135,70 € par an
    48.jpg
    La consommation électrique sous contrôle !.

    C’est raisonnable ! Surtout comparé à l’estimation de ce que je consommais avant : avec les 400 W = 352 €/an et avec les 250 W = 255 €/an

    L’économie annuelle ne semble pas spectaculaire mais s’approche quand même de 50 % (47 %) : 135 € par rapport à 255 € = -120 € par an.
    Mais, dans le calcul de l’économie annuelle, il faut y rajouter les frais de remplacement d’ampoules et de tubes : Sur la configuration en 250 W environ 200 €/an avec une durée de 9 mois par lampe. (Cela serait encore pire avec une rampe de 12 x 54 W en T5 !). Soit une économie d’environ 320 €/an et à ce rythme là, il me faudra environ 3 ans pour amortir ma rampe LED.
    Depuis ces premiers essais, j’ai réduit la puissance des blancs à 65 % et laissé les RB à 40 %. La consommation max atteint 368 W pendant 4 heures maintenant.

    J'ai fait divers essais avec les lentilles, essayant les 90° et les 100° sur les RB et les 65° et 90° sur les blancs. Je n'y trouve aucun réel bénéfice visuel et actuellement je laisse les LED sans lentilles, juste avec les réflecteurs. Je me réserve d'autres essais pour quand le bac sera de nouveau peuplé en coraux et avec son nouveau décor.

    10.1.Bonus

    • La rampe ne chauffe absolument pas l’eau de l’aquarium. A tel point que je me suis demandé si mes ventilateurs Noctua fonctionnaient vraiment. Après test, oui ! Mais l’eau ne dépasse pas la température de consigne de 25°C …et les ventilateurs ne se déclenchent qu’à 26° ! Je verrai cet été…

    10.2. Malus

    • La résistance en titane de 300w est limite pour chauffer les 600 litres du bac + les 200 litres du bac à bouture qui lui est connecté et il me semble qu’elle reste allumée en permanence.
    • Il faut se méfier de la puissance des LED et de notre tendance à vouloir en profiter pour les utiliser à une puissance trop élevée, nous faisant oublier qu’il faut laisser aux coraux le temps de s’adapter. Si certains ont appréciés, j’ai malheureusement perdu quelques boutures, comme des Montipora roses, brûlés lentement mais irrémédiablement.

    L’effet le plus impressionnant, à part l’éclairage fantastique des Royal Blue, est l’utilisation de drivers dimmables. Ce qui me permet de faire une « course du soleil » très intéressante, la température de couleur globale et l’intensité changeant pratiquement pendant toute la photopériode, à l’exception des 4 heures de « zénith ». L’effet sur les animaux est aussi très instructif et je peux observer une hyper activité des poissons pendant la phase finale de l’éclairage. Ce bénéfice sur l’activité des poissons avait d’ailleurs été décrit avec beaucoup de justesse sur le site Alpheus. Je suis sûr qu’il est également profitable aux coraux.
    Dernier point, le choix des blancs en 15000/20000 K était un pari, ne me rendant pas bien compte du résultat final comme CCT. Et bien, j’avais rêvé longtemps et sans succès de trouver une ampoule HQI éclairant de la sorte, ni trop jaune, ni trop bleu, ni trop fade. Ces LED me donnent exactement le bon compromis, à mon goût bien sûr. D’autre part, j’aurais pu prendre des 50 W au lieu de 80 W pour les Royal Blue, cela aurait été largement suffisant bien que la différence de prix soit négligeable (environ 30$, soit 20 € de moins pour les LED et le driver).

    Coûts, frais de port inclus.
    Équipements Coût
    8 x LEDs 284.48 €
    3 x Driver 251.32 €
    Rhéobus 62.00 €
    Lentilles + réflecteurs 61.00 €
    8 x Accelero L2 Plus + 2 x Noctua 152.23 €
    Babyfish 65.00 €
    Divers 100.00 €
    TOTAL 976.03 €

    À cela, il faut rajouter les pièces de rechange : 1 LED blanche + 1 LED RB (70.00 €) et 5 ventilateurs (21.00 €)

    11. En conclusion

    En me lançant dans la conception de cette rampe j’avais plusieurs buts :

    • Économiser sur la consommation électrique tout en ayant un taux d’amortissement raisonnable de fabrication, améliorer mon éclairage et offrir un meilleur confort aux animaux;
    • Je souhaitais également que l’intensité de l’éclairage soit modulable, pour pouvoir atteindre des puissances se situant entre les HQI 250 W et les 400 W des éclairages précédents;
    • Il fallait aussi que la rampe soit esthétiquement agréable et pratique pour toute éventuelle opération de maintenance future;
    • Tout en lui garantissant la meilleure longévité possible, par l’emploi de LED surdimensionnées et bien refroidies (silencieusement !).

    Je suis vraiment très satisfait, ce qui est gratifiant et justifie largement le temps que j’y ai passé. Je pense déjà à remplacer l’éclairage de mon bac de 180 x 80 x 55 cm (3 x 250 W + 2 x 80 W) par des LED !

     

    Christian SEITZ

     

    Article publié par Cap Récifal le 01 février 2013 avec l'aimable autorisation de l'auteur.

    Sujet de discussion sur le forum.



    Retour utilisateur

    Commentaires recommandés

    Il n’y a aucun commentaire à afficher.



    Invité
    Cet élément ne peut plus recevoir de commentaires supplémentaires.

×
×
  • Créer...

Information importante

En poursuivant votre navigation, vous acceptez l’utilisation des cookies pour vous proposer des contenus adaptés à vos centres d’intérêt et réaliser des mesures pour améliorer votre expérience sur le site. Pour en savoir plus et gérer vos paramètres, cliquez ici