Jak zaprojektować obudowę lampy LED – poradnik inżynierski

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum

Jeśli zapytasz kogoś z ulicy, po co lampie obudowa, odpowiedź będzie brzmieć:
„No… żeby było ładnie, żeby się nie popsuło”.

A w praktyce?
Obudowa to fundament.
To element, który:

• mechanicznie trzyma wszystko razem (moduły LED, zasilacz, optykę),
• rozprowadza i odprowadza ciepło z LED-a i drivera,
• chroni użytkownika przed prądem, a elektronikę przed kurzem, wilgocią i uszkodzeniem,
• spełnia normy bezpieczeństwa, izolacji, palności i temperatury.

Zrobisz ją źle – i cała reszta nie ma znaczenia.
Bo nawet najlepszy LED się spali, a zasilacz zdechnie w gorącej puszce.

🧰 CZĘŚĆ 1: Obudowa jako struktura mechaniczna

1.1 Co fizycznie robi obudowa?

Na poziomie mechanicznym, obudowa:

• łączy wszystkie komponenty w całość,
• utrzymuje pozycję modułu LED względem optyki (np. soczewki, dyfuzora),
• osłania wnętrze przed uderzeniami, kurzem, wilgocią, owadami (!),
• umożliwia montaż – do sufitu, ściany, statywu.

W praktyce: jeśli obudowa się odkształci, odpadnie lub pęknie – lampa albo przestaje działać, albo robi się niebezpieczna.

1.2 Przykład:

Masz lampę LED 100 W z COB-em i zasilaczem montowanym bezpośrednio w obudowie.

• nie jest płaska → LED nie ma kontaktu termicznego → przegrzanie,
• nie ma usztywnienia → moduł się przesuwa → soczewka źle świeci,
• nie ma wentylacji → driver się gotuje → skrócenie żywotności.

🔥 CZĘŚĆ 2: Obudowa jako system chłodzenia

To najważniejsze.
LED generuje ciepło. Zasilacz – jeszcze więcej.
Obudowa = radiator = pasywne chłodzenie.

2.1 Dlaczego LED się grzeje?

Chociaż LED to „zimne światło”, ma niską sprawność energetyczną względem ideału.
Typowy LED ma sprawność: η ≈ 30–40%
(reszta idzie w ciepło)

Jeśli lampa LED pobiera 100 W, to:
• ~35 W to światło,
• ~65 W to czyste grzanie.

2.2 Gdzie trafia to ciepło?

Ciepło musi przejść przez:

1. złącze LED (junction)
2. podkładkę / pastę termiczną
3. obudowę / radiator
4. powietrze → otoczenie

Jeśli któryś element ma duży opór cieplny – LED się gotuje.

2.3 Opór cieplny – jak to działa?

Opór cieplny (R_th) działa jak rezystor, ale dla ciepła.
Czym mniejszy, tym lepiej.

ΔT = Q · R_th

• ΔT – różnica temperatur między LED a otoczeniem,
• Q – moc cieplna (W),
• R_th – opór cieplny całej ścieżki (K/W)

Przykład:
Jeśli LED oddaje 30 W, a R_th = 2 K/W:
ΔT = 30 × 2 = 60°C
Otoczenie = 25°C → LED ma 85°C.
R_th = 4 K/W → 145°C = zgon LED-a.

⚡ CZĘŚĆ 3: Obudowa jako ekran ochronny

Poza chłodzeniem, obudowa ma chronić:

• użytkownika przed dotykiem części pod napięciem,
• wnętrze lampy przed:
  • kurzem (IP5X),
  • wodą (IPX4–X7),
  • UV, chemikaliami,
  • udarami mechanicznymi (IK06–IK10).

Przykład: Lampa IP65 do szklarni.
• Uszczelniona obudowa (silikon, guma)
• Materiał odporny na wilgoć, sole, środki czyszczące
• Bez powłoki UV → zżółknięcie, pękanie, degradacja

🔒 CZĘŚĆ 4: Obudowa a normy bezpieczeństwa

Normy jak IEC 60598, UL94, ENEC mówią:

• obudowa nie może przewodzić prądu, jeśli nie jest uziemiona,
• musi mieć określoną klasę odporności na temperaturę,
• nie może się zapalić (np. klasa V-0),
• musi wytrzymać test „gorącą kulką”: np. 650°C bez zapłonu.

🧪 CZĘŚĆ 5: Obudowa a projekt całości

Obudowa to nie dodatek. To kluczowy element projektu termicznego i mechanicznego.

• zaczynasz od mocy cieplnej,
• liczysz wymaganą powierzchnię chłodzenia,
• dobierasz LED, driver, kształt, mocowanie, optykę.

Bez tego – nawet najlepsze komponenty mogą zawieść przez złą obudowę.

📚 ŹRÓDŁA:

• IEC 60598-1 – Luminaires – General requirements and tests
• CREE LED Thermal Design Guide
• Vishay: Power LED Thermal Resistance Application Note
• FLIR Infrared Thermography in Electronics
• UL94 – Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials

✅ WNIOSKI:

• Obudowa to nie estetyka. To funkcjonalność, bezpieczeństwo i wydajność.
• Zła obudowa = przegrzanie, zgon LED-a, porażenie prądem, reklamacje i katastrofa.
• Dobra obudowa = przemyślana konstrukcja, testy termiczne, zgodność z normami i odporność.

🔥 MODUŁ 2: Skąd się bierze ciepło w LED-ach?

Czyli dlaczego LED grzeje się jak tost, mimo że miał być „energooszczędny”

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Wszyscy słyszeli: „LED się nie grzeje”.
Prawda? Nie. Kompletna bzdura.
LED to półprzewodnik. Każdy półprzewodnik = straty. Straty = ciepło.

W rzeczywistości: LED to urządzenie o sprawności rzędu 30–40%.
Czyli 60–70% energii zamienia się w ciepło, które trzeba odprowadzić – bo LED się spali nie od prądu, tylko od temperatury.

W tym module wyjaśnimy:

• skąd się dokładnie bierze ciepło w LED,
• jak je policzyć,
• co ma na to wpływ,
• i dlaczego to nie tylko wina diody, ale całego toru zasilania.

🧪 CZĘŚĆ 1: LED to nie żarówka – tu nie wszystko świeci

LED (Light Emitting Diode) to dioda elektroluminescencyjna.

Zasada działania: Elektrony i dziury rekombinują → emitują foton.

Ale: nie każdy elektron kończy jako foton. Reszta energii to:

• ciepło przewodzenia (na złączu),
• ciepło w luminoforze (dla białych LED),
• emisja nieoptymalnych fotonów (np. podczerwień).

⚡ CZĘŚĆ 2: Bilans energetyczny LED – liczby, nie legenda

LED pobiera moc: Pin = U × I
Światło: Pświatło = η × Pin
Ciepło: Pciepło = Pin – Pświatło

Przykład:
LED = 50 W, η = 35%
→ P_światło = 17.5 W
→ P_ciepło = 32.5 W
LED = grzałka 30-watowa.

🧮 CZĘŚĆ 3: Gdzie dokładnie powstaje ciepło?

Ciepło rozkłada się w całym torze energetycznym:

Rysunek mentalny: LED to kanapka:
• Góra = światło
• Środek = ciepło bez ujścia bez radiatora

🧊 CZĘŚĆ 4: Jak temperatura wpływa na LED?

• Spadek napięcia przewodzenia (2–4 mV/°C)
• Spadek strumienia świetlnego (10–20% przy +40°C)
• Degradacja luminoforu (żółknięcie, dryf barwy)
• Utrata trwałości: z 50k h → 15k h lub mniej

Temperatura złącza (T_j):
• >85–100°C = degradacja
• >120°C = śmierć diody

📉 CZĘŚĆ 5: LED to grzałka z bonusem

LED = grzałka, która przy okazji świeci.
Projekt chłodzenia ważniejszy niż sam LED.

• Nie wymieniaj LED-a bez zmiany obudowy
• Nie zwiększaj prądu bez sprawdzenia R_th
• Nie dodawaj drivera 100 W do chłodzenia 30 W

📚 ŹRÓDŁA:

• Cree Application Note – Thermal Design Considerations
• Nichia – LED Junction Temperature & Lifetime
• Vishay – Power LED Thermal Management White Paper
• OSRAM – LED Thermal Behavior Models
• IEC 62717 – Performance of LED modules for general lighting

✅ WNIOSKI:

• LED-y generują dużo ciepła – trzeba je rozliczyć
• Sprawność 30–40% = potrzeba radiatora lub obudowy chłodzącej
• Bez kontroli temperatury – LED działa krócej niż tani halogen

🧊 MODUŁ 3: Aluminium – król chłodzenia

Czyli dlaczego lampa LED nie ma plastikowej puszki, tylko solidną anodowaną blachę.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Jeśli obudowa lampy LED jest metalowa, to nie dla lansu.
To dlatego, że aluminium genialnie odprowadza ciepło.
I to właśnie ciepło – nie wilgoć, nie zasilacz – najczęściej zabija LED.

W tym module:

• przewodność cieplna w liczbach,
• porównanie z innymi materiałami,
• wytłumaczenie, jak działa radiator,
• i dlaczego właściwości aluminium czynią z niego króla termiki.

⚗️ CZĘŚĆ 1: Co to znaczy, że aluminium dobrze „chłodzi”?

Przewodność cieplna (λ) = zdolność przenoszenia ciepła.
Im wyższa – tym lepszy radiator.

q = –λ · ∇T

• Aluminium przewodzi ~1000× lepiej niż plastik
• 2× gorsze niż miedź, ale lżejsze i tańsze
• Plastik to korek termiczny

🔍 CZĘŚĆ 2: Dlaczego nie miedź?

Miedź ma sens w małych układach (MCPCB, heatpipe),
ale przy całych obudowach – aluminium wygrywa.

🪨 CZĘŚĆ 3: A może stal? Tworzywo? Kompozyt?

• Stal: mocna, tania – ale słaba cieplnie (~15 W/m·K)
• Plastik: tani, lekki – ale izoluje (0.1–0.4 W/m·K)
• Kompozyty: lekkie i drogie, <10 W/m·K

⚙️ CZĘŚĆ 4: Obróbka aluminium = projektowy raj

Aluminium łatwo poddaje się:

• wytłaczaniu (profile),
• frezowaniu CNC,
• odlewaniom ciśnieniowym,
• anodowaniu (ochrona i wygląd).

Jeden profil = radiator + obudowa + nośnik.
Duże serie = niskie koszty jednostkowe.

🔥 CZĘŚĆ 5: Aluminium a rzeczywiste chłodzenie

1. Szybko odbiera ciepło z LED-a (duża λ)
2. Rozprowadza je na dużą powierzchnię (żeberka)
3. Oddaje do otoczenia przez konwekcję

R_th = ΔT / P
(T_LED – T_powietrza) / Moc cieplna

Dla 30 W → min. 150–250 cm² aluminium, by R_th < 3 K/W
Lampa 100 W → profil 30–50 cm lub radiator z 20+ żebrami

📚 ŹRÓDŁA:

• ASM Handbook Vol. 2 – Properties of Aluminium Alloys
• LEDil – Thermal Design with Aluminium Profiles
• Vishay – Thermal Resistance vs. Surface Area in LED Systems
• IEC 60598-1 – Luminaires – Thermal Management

✅ WNIOSKI:

• Aluminium = kompromis między przewodnictwem, wagą, kosztem i łatwością obróbki
• Plastik/stal = więcej ciepła = krótsze życie LED
• Każda lampa >10 W → aluminium obowiązkowe

🧱 MODUŁ 4: Rodzaje obudów

Od profilu aluminiowego po radiator z wentylatorem – konstrukcja to nie przypadek.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Obudowa lampy LED nie może być „jakakolwiek”, bo:

• LED musi oddać ciepło – najlepiej szybko i skutecznie,
• całość musi się trzymać kupy – moduły, zasilacz, optyka,
• klient nie może się poparzyć ani zabić – czyli IP, uziemienie, separacja.

Kształt obudowy wpływa na:

• efektywność chłodzenia,
• trwałość,
• koszty produkcji,
• estetykę.

🧰 CZĘŚĆ 1: Obudowa z profilu aluminiowego

Tanio, dobrze, skalowalnie

Najczęstsze rozwiązanie w lampach do uprawy, taśmach LED, oświetleniu przemysłowym.

Czym jest?

• Wytłaczany profil z aluminium – anodowany, z prowadnicą na PCB i miejscem na dyfuzor.

Zalety:

• tania produkcja (cięcie z metra),
• wysoka przewodność cieplna,
• łatwy montaż komponentów,
• modularność – osłony, zaślepki, klosze.

Wady:

• ograniczona forma,
• brak ochrony zasilacza,
• brak chłodzenia aktywnego.

🧱 CZĘŚĆ 2: Obudowa z odlewu ciśnieniowego

Wytrzymałość i forma

Popularna w oprawach ulicznych, high-bay, przemysłowych 100–300 W.

• Aluminium odlewane ciśnieniowo (ADC12)
• Zintegrowane elementy: żeberka, uchwyty, gniazda

Zalety:

• dowolność kształtu,
• efektywne radiatory 3D,
• odporność mechaniczna i środowiskowa.

Wady:

• drogie formy początkowe,
• opłacalne przy >1000 szt.,
• gorsza przewodność niż czyste aluminium.

🌀 CZĘŚĆ 3: Obudowa z aktywnym chłodzeniem

Kiedy pasywne nie wystarcza

• COB LED >100 W
• lampy do filmowania, projektory, reflektory

Składniki: radiator + wentylator + czujnik temp + PWM

Zalety:

• kompaktowe chłodzenie dużej mocy,
• kontrola temperatury,
• duża wydajność cieplna.

Wady:

• awaryjność,
• hałas i pył,
• ograniczenie IP.

🌡️ CZĘŚĆ 4: Obudowy hybrydowe i „półpasywne”

Połączenie:

• aluminiowej obudowy jako radiatora,
• wentylatora sterowanego temperaturą,
• dyfuzora z tworzywa dla estetyki i bezpieczeństwa.

Zalety:

• inteligentne zarządzanie chłodzeniem,
• kompromis: cisza vs. wydajność,
• ładny, nowoczesny wygląd.

🧠 CZĘŚĆ 5: Co wybrać do czego?

📚 ŹRÓDŁA:

• MechaTronics: LED Heat Sink Design Guidelines
• OSRAM – Thermal Management in High-Power LED Modules
• LEDiL – Extruded Profile Cooling – Application Notes
• IEC 60598-1 – Luminaires – Mechanical Requirements

✅ WNIOSKI:

• Obudowa to konstrukcja techniczna – nie ozdoba
• Wybór zależy od mocy, środowiska i wymagań
• Zła obudowa = gorąca dioda = awaria w 1000 h

🔥 MODUŁ 5: Transfer ciepła

Czyli jak ciepło wychodzi z LED-a, przez obudowę, do powietrza – i dlaczego każda przeszkoda to podgrzewany problem.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Wyobraź sobie LED jako mały piecyk. Grzeje się, bo musi – światło to efekt uboczny działania półprzewodnika. Problem: LED nie ma wentylacji. Nie ma płuc. Ciepło z niego nie ucieka samo z siebie.

W tym module wyjaśniamy:

• trzy mechanizmy transportu ciepła: przewodnictwo, konwekcja i promieniowanie,
• gdzie zachodzą w lampie LED,
• jak policzyć, co spowalnia chłodzenie,
• dlaczego malowanie radiatora może pomóc lub przeszkodzić.

🔬 CZĘŚĆ 1: Przewodnictwo – od LED-a do obudowy

Przewodnictwo cieplne (conduction) – energia cieplna przenosi się przez wibracje atomów i przepływ elektronów:
q = –λ · (ΔT / L)

• q – strumień ciepła [W/m²]
• λ – przewodność cieplna [W/m·K]
• ΔT – różnica temperatur
• L – długość drogi przewodzenia

W LED-ach: LED → podkładka termiczna → radiator → obudowa

Problemy:

• niska λ (np. plastik),
• zbyt długa ścieżka,
• szczeliny powietrzne,
• słaby kontakt fizyczny.

🌬️ CZĘŚĆ 2: Konwekcja – z obudowy do powietrza

Konwekcja (convection) – przenoszenie ciepła przez ruch powietrza:
Q = h · A · ΔT

• Q – moc cieplna [W]
• h – współczynnik konwekcji [W/m²·K]
• A – powierzchnia [m²]
• ΔT – różnica temperatur

Typy konwekcji:

• Naturalna: 5–15 W/m²·K
• Wymuszona (wentylator): 50–150 W/m²·K
• Tunel powietrzny: 200+ W/m²·K

Wpływają: pozycja radiatora, wielkość płetw, czystość, ΔT.

☀️ CZĘŚĆ 3: Promieniowanie – mały, ale realny składnik

Promieniowanie cieplne (radiation) – emisja energii w IR:
P = ε · σ · A · (T⁴ – Tamb⁴)

• ε – emisyjność (0–1)
• σ – stała Stefana-Boltzmanna (5.67×10⁻⁸)
• T – temperatura powierzchni [K]
• T_amb – temperatura otoczenia

Wnioski:

• czarne, matowe = lepsze promieniowanie (ε > 0.9)
• malowanie może pomóc (więcej promieniowania), ale może pogorszyć przewodnictwo

🧠 CZĘŚĆ 4: Kaskada oporów cieplnych – R_th w praktyce

TLED = Tamb + Q × (Rth,jc + Rth,cs + Rth,sa)

📉 CZĘŚĆ 5: Przykład – lampa LED 50 W

Sprawność optyczna: 35% → ciepło: 32.5 W
Radiator: profil aluminiowy 250 cm²
h: 10 W/m²·K

ΔT = Q / (h · A) = 32.5 / (10 · 0.025) = 130°C

→ bez dobrej konwekcji: >150°C
→ wentylator (h=100): ΔT = 13°C → powierzchnia ≈ 40°C

📚 ŹRÓDŁA:

• Incropera & DeWitt – Fundamentals of Heat and Mass Transfer
• CREE – Thermal Design Guide for LEDs
• Vishay – Thermal Resistance in Real Applications
• IEC 60598-1 – Thermal Limits and Safety of Luminaires

✅ WNIOSKI:

• LED nie „paruje” ciepła – trzeba je odprowadzić
• Każdy etap transportu = opór = wzrost temperatury
• Słaby radiator, pasta, wentylacja = gorący LED
• Bez rozumienia fizyki termiki – nie ma dobrej lampy

🧴 MODUŁ 6: Interfejsy termiczne – małe warstwy, wielkie znaczenie

Czyli jak cienka warstwa pasty może uratować (albo zabić) Twój LED.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Między LED-em a radiatorem zawsze jest szczelina. Powietrze to najgorszy przewodnik ciepła. Dlatego używamy materiałów TIM – past, taśm, podkładek – żeby poprawić przepływ ciepła.

🔬 CZĘŚĆ 1: Po co w ogóle są pasty i taśmy termiczne?

• Nawet idealnie gładkie powierzchnie mają mikroszczeliny
• Bez wypełnienia → powietrze (λ ≈ 0.025 W/m·K)
• Dobre TIM = niższy opór cieplny R_th

📏 CZĘŚĆ 2: Parametry techniczne TIM – co czytać?

🧴 CZĘŚĆ 3: Rodzaje materiałów – co dać między LED a radiator?

1. Pasta termiczna (smar)

• λ = 0.5–5 W/m·K
• Cienka warstwa: ~50–100 μm
• Może wysychać z czasem
• Przykłady: Arctic MX-4, TC-5121

2. Taśma termoprzewodząca

• λ = 0.8–3 W/m·K
• Grubość: 0.2–0.5 mm
• Dobra do lekkich aplikacji, czysta aplikacja

3. Podkładki silikonowe (thermal pads)

• λ = 1–6 W/m·K
• Grubość: 0.5–1.5 mm
• Dobre do nierównych powierzchni i kompensacji

4. Kleje termiczne

• λ = 0.5–2 W/m·K
• Łatwy montaż, trudny demontaż
• Czułe na UV, starzenie

🧠 CZĘŚĆ 4: Jak poprawnie nakładać TIM?

• Pasta: cienko, przez docisk, bez wypływu
• Taśma: bez bąbli, nie dotykaj kleju
• Pad: nie ściskać za mocno

🧮 CZĘŚĆ 5: Różnice w temperaturze – konkretne liczby

⚠️ CZĘŚĆ 6: Najczęstsze błędy

• Brak pasty – nawet z mocnym dociskiem
• Za dużo pasty – działa jak izolator
• Tani klej – kruszy się po czasie
• Nieprzygotowany radiator – pasta nie pomoże

📚 ŹRÓDŁA:

• CREE – Thermal Interface Guidelines
• Kerafol – TIM Comparison Charts
• Arctic – How to Apply Thermal Paste
• Vishay – TIM Selection Notes
• IEC 60598-1 – Thermal Requirements

✅ WNIOSKI:

• Interfejs termiczny to często najtańszy, a najważniejszy składnik
• Dobrze dobrany TIM = różnica nawet 40°C
• LED >10 W → TIM to konieczność
• Słaby kontakt → radiator nic nie da

☠️ MODUŁ 7: Przegrzanie LED-a

Czyli jak LED umiera po cichu, od temperatury – zanim zdążysz go wyłączyć

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

LED nie „pada” jak żarówka. Umiera powoli – przez temperaturę:

• świeci słabiej,
• zmienia barwę,
• traci parametry,
• i ciągle pobiera prąd mimo braku światła.

W tym module: fizyka śmierci LED-a i jak jej zapobiec.

🔥 CZĘŚĆ 1: Temperatura złącza – gdzie się wszystko zaczyna

• T_j (junction) – kluczowa temperatura
• 85°C → 50 000 h życia
• 100°C → 25 000 h
• 120°C → 2000–3000 h

Krótki skok powyżej = trwała zmiana w strukturze półprzewodnika.

🌈 CZĘŚĆ 2: Dryf barwy

• Wysoka temperatura uszkadza luminofor
• Balans kolorów się przesuwa
• Efekt: ciepłe plamy, mleczna barwa, utrata CRI

🧪 CZĘŚĆ 3: Zmiany fizyczne – co się psuje naprawdę?

1. Złącze

• defekty sieci, wzrost prądu wstecznego
• spadek V_f, runaway termiczny

2. Luminofor

• przebarwienia, zmiany struktury
• utrata równowagi kolorów

3. Podłoże, spoiwa

• delaminacja, spadek kontaktu termicznego
• wzrost oporności → więcej ciepła

📈 CZĘŚĆ 4: Jak to wygląda w praktyce?

🧪 CZĘŚĆ 5: Jak to mierzyć?

• Termometr: pokazuje obudowę, nie złącze
• Kamera IR: lokalizacja hotspotów
• Multimetr: spadek napięcia, wzrost prądu
• Spektrometr: dryf CCT, CRI

🔁 CZĘŚĆ 6: Czy da się to odwrócić?

Nie.

• Degradacja LED = nieodwracalna
• Można tylko opóźnić:
• dobre chłodzenie,
• stabilne zasilanie,
• niski ripple i brak impulsów napięciowych

📚 ŹRÓDŁA:

• Nichia – LED Lumen Maintenance Guide
• OSRAM – Thermal Degradation in White LEDs
• Cree – Long-Term Reliability of LEDs
• IEEE – Device & Materials Reliability
• IEC 62717 – LED Module Performance

✅ WNIOSKI:

• LED-y nie gasną od razu – umierają stopniowo przez przegrzanie
• Objawy: zmiana barwy, spadek jasności
• Przyczyna: wysokie T_j, złe chłodzenie
• Zapobieganie: kontrola temperatury = dłuższe życie

🛡️ MODUŁ 8: Obudowa a bezpieczeństwo

Czyli jak aluminium chroni nie tylko przed ciepłem, ale i przed prądem, wodą, pożarem i... klientem z mokrą ręką.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Obudowa lampy LED to nie tylko konstrukcja i chłodzenie. To także:

• bariera przed porażeniem,
• ochrona przed wodą, kurzem i ciałami obcymi,
• spełnienie norm palności i separacji,
• część systemu bezpieczeństwa klasy I, II lub III.

⚡ CZĘŚĆ 1: Porażenie prądem

Możliwe zagrożenia:

• przetarty przewód – faza dotyka obudowy,
• przebicie w zasilaczu,
• użytkownik staje się ścieżką przewodzenia.

Typy ochrony:

1. Klasa I: metalowa obudowa + PE (uziemienie)
2. Klasa II: izolacja podwójna, brak przewodzenia
3. Klasa III: zasilanie < 50V DC – bezpieczne przy dotyku

🌊 CZĘŚĆ 2: Klasy szczelności IP

Oznaczenie: IPXY – X = ciała stałe, Y = woda

🔥 CZĘŚĆ 3: Temperatura obudowy a norma

• Metal: max ~60°C powierzchni dotykowej
• Plastik: do 90–100°C

Jeśli radiator przekracza te wartości → musi być poza zasięgiem lub osłonięty.

🔒 CZĘŚĆ 4: Separacja galwaniczna i izolacja

• Zasilacz z separacją (transformator)
• Brak przewodzenia napięcia z sieci na obudowę
• Uziemienie metalowych elementów + testy ciągłości PE

🧯 CZĘŚĆ 5: Palność i test gorącą kulką

UL94 – Klasy palności:

• HB – pali się powoli
• V-2 – kapie płonącym plastikiem
• V-0 – nie kapie, samogaśnie w <10s

IEC – test gorącą kulką: kulka 650–960°C dotyka obudowy – brak zapłonu = OK

📚 ŹRÓDŁA:

• IEC 60598-1 – Luminaire Safety
• IEC 60529 – IP Ratings
• UL94 – Flammability of Plastics
• IEC 60364 – Electric Shock Protection
• Nichia – LED Safety Guidelines

✅ WNIOSKI:

• Obudowa = pierwsza linia obrony
• Spełnia normy: prąd, woda, ogień, głupota
• Zła obudowa = zagrożenie + odpowiedzialność prawna

🌱 MODUŁ 9: Obudowa w lampach do uprawy

Czyli dlaczego growlamp bez radiatora i IP65 to tylko chwilowo świecąca dekoracja

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Lampa LED w uprawie to maszyna do produkcji fotonów dla roślin. Ale jeśli:

• LED się przegrzewa – daje mniej światła,
• diody są zakurzone – światło nie dociera do liścia,
• obudowa nie jest szczelna – wilgoć zniszczy elektronikę.

🔥 CZĘŚĆ 1: Temperatura LED a plon

Im cieplejszy LED, tym mniejszy PPF. Straty:

• ~0.5–1% PPF na każde +10°C względem 25°C,
• spadek z 600 do 510–540 μmol/s przy zbyt gorącym LED.

Efekty:

• niższy plon,
• opóźnione kwitnienie,
• spadek efektywności lampy.

🌡️ CZĘŚĆ 2: Pasywne chłodzenie – ale porządne

• wilgoć i kurz wykluczają wentylatory,
• radiator musi być duży, gruby i poprawnie zamocowany,
• słabe chłodzenie = żółknięcie luminoforu, mniejsze PPF.

🌫️ CZĘŚĆ 3: Kurz, wilgoć, nawozy

Kurz na diodach to nie tylko brud:

• zmniejsza ilość światła,
• rozprasza i odbija widmo,
• obniża PPFD nawet o 10–20%.

Wilgoć i nawozy prowadzą do:

• korozji PCB,
• zwarć i wypaleń,
• uszkodzenia drivera i sterownika.

💡 CZĘŚĆ 4: Co musi mieć dobra growlampa?

• Radiator aluminiowy, duża powierzchnia oddawania ciepła,
• IP65 dla całej obudowy i złącz,
• Silikonowe lub EPDM-owe uszczelki,
• Odporność na UV (anodowane aluminium),
• Bez wentylatora – lub wentylator w obudowie IP54+.

📐 CZĘŚĆ 5: Lampa grow a test termiczny

Wniosek: obudowa + środowisko = realna moc lampy.

📚 ŹRÓDŁA:

• Fluence – Thermal Management in Controlled Environments
• OSRAM – LED Degradation Under High Humidity
• Bridgelux – PPF vs Temperature
• ASABE S640 – Radiation for Plants
• UL1598 – Luminaires in Wet Locations

✅ WNIOSKI:

• Growlampa = radiator + ochrona przed środowiskiem,
• Bez IP65 – LED umrze szybciej niż cykl uprawy,
• Prawdziwa moc lampy = tylko przy dobrej obudowie i wentylacji.

🧪 MODUŁ 10: Normy, testy i konstrukcja przemysłowa

Czyli jak sprawdzić, czy obudowa LED nadaje się do ludzi, szklarni, ulicy albo... do czegokolwiek poza własną piwnicą.

🧠 WSTĘP – Na chłopski rozum:

Solidna obudowa to nie wszystko. Liczą się testy – szczelności, palności, odporności. Jeśli lampa nie przeszła testu młotkiem, wodą, ogniem i czasem – nie jest przemysłowa, tylko konsumencka „bombka”.

🔥 CZĘŚĆ 1: Normy konstrukcyjne – od czego zależy, co trzeba testować?

Zależne od:

• zastosowania,
• klasy ochronności (I, II, III),
• IP,
• materiału obudowy,
• napięcia i mocy całkowitej.

💧 CZĘŚĆ 2: Testy szczelności – IP

• IP65 = ochrona przed pyłem i strumieniem wody
• Test pyłowy: 8 h z talkiem w komorze
• Test wodny: 12.5 l/min z każdej strony przez 3 min

Brak IP65? Lampa nie przetrwa szklarni ani growboxa.

🔥 CZĘŚĆ 3: Testy palności i odporności termicznej

• UL94 V-0 = gasi się <10 s, nie kapie
• IEC glow wire test: 650–960°C, badanie samozapłonu i deformacji

Wymagane dla opraw sufitowych i ściennych.

🧱 CZĘŚĆ 4: Testy mechaniczne – IK, drgania, UV

• IK01–IK10: od lekkiego uderzenia do pięści / młotka (20 J)
• Growlampy: min. IK07–IK08
• IEC 60068: cykle temp., wilgoć 95%, testy UV 500–1000 h

⚙️ CZĘŚĆ 5: Co oznacza, że obudowa jest „przemysłowa”?

• Aluminium odlewane / grubościenne,
• IP65+, IK08+, UL94-V0,
• Uchwyty z blachy ≥2 mm,
• Raporty z testów, CAD, dane R_th,
• Śruby A2/A4, uszczelki silikonowe, złącza IP67.

Brak tych cech = lampa konsumencka, nie przemysłowa.

📚 ŹRÓDŁA:

• IEC 60598-1 – General Requirements for Luminaires
• IEC 60529 – IP Code
• UL1598 – North American Lighting Standard
• IEC 60068 – Environmental Testing
• IEC 60695 – Glow-Wire Testing
• EN 62262 – IK Ratings

✅ WNIOSKI:

• Testy = pewność działania, nie deklaracja marketingowa,
• Obudowa przemysłowa = zgodność z normami + trwałość,
• Bez tego: ryzyko awarii, szkody, odpowiedzialności.

🏁 ZAKOŃCZENIE

Aluminium to nie moda. To fizyka, inżynieria i bezpieczeństwo w jednym.

Jeśli cokolwiek wynika z tych dziesięciu modułów, to to: Obudowa to nie ozdoba. To element krytyczny całego układu.

Bez niej:

• LED się przegrzewa,
• światło słabnie,
• sterownik się smaży,
• a użytkownik – jeśli ma pecha – dostaje prądem albo trzyma w ręku rozgrzane do 90°C aluminium bez izolacji.

Obudowa to:

• system termiczny – od złącza LED aż po ostatni żeberek radiatora,
• bariera ochronna – przed kurzem, wodą, porażeniem i warunkami środowiskowymi,
• element strukturalny – który trzyma wszystko razem, łącznie z Twoją reputacją jako konstruktora, growera, producenta.

Aluminium trafiło do lamp LED nie z powodu trendów – tylko dlatego, że ma fizyczne parametry, których nie da się podrobić plastikiem, tanim blachowzorem ani renderem 3D.

I właśnie dlatego:

• dobra obudowa = LED, który świeci 50 000 h,
• zła obudowa = LED, który spada z sufitu albo dogorywa w growboxie po jednym cyklu.

✋ Na koniec:
Jeśli masz LED-a bez sensownej obudowy – to nie masz lampy.
Masz półprodukt.