Kit de iluminação de 24 LED's

Os LED's de alta potência (white LED's) são uma alternativa interessante à tradicional luz de acetileno e às lâmpadas de filamento usadas para iluminação nas grutas. Devido a novos processos de fabrico e aos avanços tecnológicos, estes dispositivos electrónicos deixaram de ser usados como simples indicadores luminosos, para passarem a ser usados como fontes de iluminação. Esta nova geração de LED's para além de terem um baixo consumo eléctrico e um alto rendimento luminoso, possuem também uma maior vida útil, comparados com as lâmpadas tradicionais.

Existem vários recursos na internet que explicam o que são, como funcionam e as principais vantagens e desvantagens dos LED's. Por esse motivo, não vamos entrar em grandes detalhes nessa área. Se estiverem interessado em aprofundar os conhecimentos sobre os LED's, aconselhamos os seguintes sites:

• The Perfect LED light - site com uma boa introdução teórica sobre LED's e como montar um kit num zoom da Petzl
• LED Lighting for cavers - Site com informação e links relacionados com LED's e espeleologia
• 24 LED lamp light - Site com o esquema e a descrição do circuito deste kit de 24 LED's
• Nichia - Site do fabricante dos melhores LED's

Escolha dos LED's:
Não é fácil encontrar LED's de alta potência nas casas de componentes electrónicos, e os que encontrei eram LED's brancos com uma luz muito fraca. Os melhores LED's são os da marca Nichia, uma empresa japonesa especializada neste tipo de componentes. Como não os encontrei à venda, mandei-os vir dos Estados Unidos, através do site BGMicro que vende componentes on-line (obrigado ao meu amigo Carlos Cordeiro, que me deu a dica).
Os LED's da Nichia funcionam a 3,6V, e a 20mA. Ao contrário das lâmpadas tradicionais que são ligadas directamente à fonte de alimentação (pilhas), os LED's requerem um circuito regulador, de modo a manter constante os 3,6V e 20mA. Da curva característica de um LED podemos observar que uma pequena variação de tensão nas pilhas pode implicar uma grande variação na corrente do LED, e consequente grande perda de luminosidade. Por esse motivo, dos vários circuitos reguladores posíveis, a melhor escolha será por um circuito regulador de corrente, que fornecerá a tensão necessária, mantendo a corrente de alimentação.

Regulador de Corrente:
Depois de algumas pesquisas na internet e de analisados vários reguladores, a nossa escolha recaiu sobre um esquema de 24 LED's, alimentado por um circuito regulador de corrente desenhado por Brian Pease, que pode ser encontrado em:

http://radiolocation.tripod.com/LEDdimmer/LEDlampDimmer.html

Nestas páginas o autor descreve o funcionamento do regulador. O esquema do circuito encontra-se abaixo, bem como a lista de componentes necessários.

Esquema:	Material necessário:
	24 LED's brancos Nichia 1 Diodos 1N914 (D1) 1 Resistência 15K 1/8w (R1) 1 Resistência variável 10K (R2) 1 Resistência 33K 1/8w (R3)	1 Resistência 0,5 ohm 1/8w (R4) 1 Resistência 47K 1/8w (R5) 1 Resistência 1M ohm 1/8w (R6) 1 transistor NPN 2N2222 (Q1) 1 transistor MOSFET IRLZ24N (Q2)

O esquema de princípio do circuito é bastante simples e não requer nenhuma atenção especial. Foram feitas algumas alterações ao circuito, nomeadamente:
- Não foi possível encontrar o transistor NTE2987 (Q2), tendo-o substituído por um equivalente, o MOSFET IRLZ24N, fabricado pela International Rectifier. Estes transistores são sensíveis à electricidade estática, portanto cuidado com o seu manuseamento.
- Como não encontrei o diodo 1N914 (D1), venderam-me um equivalente, que não funcionou correctamente. Se vos derem um diodo equivalente, certifiquem-se mesmo se os parâmetros são semelhantes.
-A corrente máxima de saída medida foi inferior aos 400mA que o circuito deveria debitar. Para aumentar a corrente de saída, troquei a resistencia R6 de 1M ohm original por outra de 470K, tendo a corrente de saída aumentado para aproximadamente 420mA.

Montagem:
O circuito foi montado dentro de uma velha lanterna fontal DUO, da Petzl. Os 24 LED's ocupam apenas metade do espaço disponível, portanto optei por colocar os LED's e os componentes do circuito regulador todos na mesma placa, evitando assim fios de ligação entre os LED's e o regulador, aumentando a robustez. Aproveitei um dos buracos do interruptor do DUO para colocar o botão da resistência variável, que regula a intensidade da luz. O transistor Q2 é o elemento mais sensível do circuito, tendo enchido os pinos com silicone, de modo a evitar problemas com eventual entrada de humidade ou água no circuito.

Placa do circuito e LED's	Interior do DUO	LED's em acção

Resultados:
A primeira impressão deste sistema de iluminação é impressionante: a luz produzida pels 24 LED's é uma luz intensa, com uma dominante azulada, e com um alcance de mais de 10 metros. Apesar dos LED's produzirem um cone de luz com uma abertura de cerca de 20º, a luz é suficiente para ver ao redor.
A primeira prova de fogo foi realizada no Algar da Lomba, no Maciço Estremenho, onde usei 4 pilhas NiCa de 750mAh, tendo aguentado impecavelmente toda a exploração (cerca de 9 horas). A grande maravilha dos LED's é não termos o acetileno sempre a apagar com a água, nem o gasómetro a estorvar à cintura (que nas passagens estreitas da Lomba são um suplício...).
É verdade que este sistema ainda tem alguns contras: O preço dos LED's ainda é elevado, e não produz uma luz verdadeiramente ambiente como o acetileno, ficando algures entre a luz pontual de uma lâmpada normal e a luz geral do acetileno. Mas as suas vantagens são obvias: é um sistema mais limpo, mais ecológico (usando pilhas recarregáveis), os LED's duram uma vida, não entopem nem apagam com o vento e/ou água, e aumentam a mobilidade do espeleólogo.

Este protótipo poderá ser melhorado, nomeadamente a disposição dos LED's poderá ser mais espaçada, de modo a melhorar a visão periférica.
Se estiverem interessados em saber mais sobre este protótipo ou se quizerem partilhar informação, contactem-nos!