EXAMENSARBETE

Utveckling av LED tracklight

Calle Knutsson2014

HögskoleingenjörsexamenMaskinteknik

Luleå tekniska universitetInstitutionen för teknikvetenskap och matematik

Förord

Detta examensarbete hör till den avslutande kursen vid högskoleingenjörsprogrammet med

inriktning maskin vid Luleå tekniska universitet i Skellefteå. Under examensarbetet ska de

kunskaper och metoder som lärts ut under utbildningen tillämpas i praktiken genom ett

valfritt, individuellt projekt. Detta projekt har utförts på uppdrag av företaget Nordic Light

AB i Skellefteå.

Jag skulle vilja tacka min examinator Gunnar Landsell på Luleå Tekniska Universitet för

hjälp med licens till SolidWorks samt support. Jag skulle också vilja tacka de anställda på

Nordic Light’s konstruktionsavdelning som stöttat med professionell vägledning och idéer

under arbetets gång. Ett speciellt tack riktas till min handledare Sven Eriksson.

Skellefteå 2014-05-12

_________________________

Calle Knutsson

Sammanfattning

Detta examensarbete behandlar produktutvecklingen av en LED-spotlight, en s.k. tracklight,

som monteras på specialdesignade takskenor i butiksmiljöer. Arbetet var utfört under

10 veckor hos företaget Nordic Light i Skellefteå, som utvecklar, tillverkar och säljer

butiksbelysning till, först och främst, andra företag.

Målet med projektet var att utveckla en LED-tracklight, med ett separat drivdonshus, som ska

ingå i Nordic Light's produktsortiment.

Totalt har sju olika delar konstruerats. Dessa kan i huvudsak delas in i tre huvudkomponenter,

vilka var

ett drivdonshus

en rotationsled

ett LED-hus

Drivdonshuset konstruerades för att kunna rymma två olika, helt nya drivdon. Den

konstruerades också för att kunna monteras längs en skena, en s.k. track.

Rotationsleden konstruerades för att kunna vridas i 355° och lutas i 90° i förhållande till

drivdonshuset. Temperaturen i LED-huset simulerades till strax under [sekretessbelagt], vilket

var nödvändigt för att LED-lamporna ska ha en livslängd på ca 50'000 timmar.

LED-huset konstruerades för att kunna ta två olika, nyutvecklade LED-moduler.

De viktigaste slutsatserna är:

kraven är uppnådda

målet är uppnått

Det finns en del återstående arbete kvar att utföra innan armaturen är en helt färdig produkt.

Exempelvis behöver armaturen göras godkänd för CE-märkning, följa elsäkerhetsstandarden

EN65198, klara brandklassning UL94V-0, klara miljökraven RoHS och REACH samt vara

verifierad med en funktionsprototyp. En sista åtgärd som måste göras är att ta reda på hur hårt

åtdragna klämfästena ska vara.

Abstract

This thesis deals with the product development of a LED spotlight, a so-called tracklight,

which is mounted on specially designed roof tracks in retail environments. The work was

carried out for 10 weeks at the company Nordic Light in Skellefteå, which develops,

manufactures and sells retail lighting to, first and foremost, other companies.

The goal of the project was to develop an LED tracklight, with a separate gearbox housing, to

be included in the Nordic Light’s product assortment.

In total, seven different parts constructed. These can be broadly divided into three main

components, which were a

Gearbox housing

Rotational joint

LED housing.

The gearbox housing was constructed to accommodate two different newly developed

actuators. It was also constructed to be mounted along a rail, a so-called track.

The rotational joint was constructed to rotate in 355° and tilted at 90° to the gearbox house.

The temperature of the LED housing was simulated to just below [classified], which was

necessary for the LEDs to have a life span of about 50'000 hours.

The LED housing was constructed to take two different, newly developed LED modules.

The main conclusions are:

The requirements are achieved

The main goal is achieved.

There are some remaining work to be done before luminaire is a completely finished product.

For example, the need luminaire must be approved for CE marking, follow the electrical

safety standard EN65198, clear fire rating UL94V-0, meet environmental requirements RoHS

and REACH and be verified with a function prototype. A final task that must be done is to

find out how tight the clamping brackets should be.

Innehållsförteckning

1 Inledning .......................................................................................................... 1

1.1 Företaget ........................................................................................................................ 1

1.2 Bakgrund ....................................................................................................................... 1

1.3 Problembeskrivning ...................................................................................................... 1

1.4 Syfte .............................................................................................................................. 1

1.5 Mål ................................................................................................................................ 1

2 Teori ................................................................................................................. 2

2.1 Uppdragsgivarens formtycke ........................................................................................ 2

2.2 Gjutning ........................................................................................................................ 2

2.3 Värmesimulering ........................................................................................................... 2

3 Metod ............................................................................................................... 3

3.1 Kravspecifikation .......................................................................................................... 3

3.2 Förstudie ........................................................................................................................ 3

3.3 Konstruktion .................................................................................................................. 3

3.4 Värmesimulering ........................................................................................................... 3

3.5 Modellprototyp .............................................................................................................. 3

3.6 Ritningar ........................................................................................................................ 3

4 Resultat ............................................................................................................ 4

4.1 Kravspecifikation .......................................................................................................... 4

4.1.1 Ska-krav ............................................................................................................................. 4

4.1.2 Bör-krav ............................................................................................................................. 4

4.1.3 Dokumentationskrav .......................................................................................................... 4

4.1.4 Komponentkrav ................................................................................................................. 5

4.1.4.1 Drivdon.........................................................................................................................................5

4.1.4.2 Skenhållare ...................................................................................................................................6

4.1.4.3 Fasinställningsenhet .....................................................................................................................6

4.1.4.4 LED-moduler................................................................................................................................7

4.1.5 Avgränsningar.................................................................................................................... 7

4.2 Förstudie ........................................................................................................................ 8

4.3 Konstruktion .................................................................................................................. 9

4.3.1 Drivdonshus ....................................................................................................................... 9

4.3.2 Rotationsled ..................................................................................................................... 13

4.3.3 LED-hus ........................................................................................................................... 15

4.3.4 Sammanställning.............................................................................................................. 18

4.4 Värmesimulering ......................................................................................................... 20

4.5 Modellprototyp ............................................................................................................ 22

4.6 Ritningar ...................................................................................................................... 23

5 Diskussion & slutsats ..................................................................................... 24

5.1 Återkoppling till kravspecifikationen ......................................................................... 24

5.2 Slutsats ........................................................................................................................ 24

5.3 Fortsatt arbete .............................................................................................................. 25

6 Referenser ...................................................................................................... 26

Bilagor .................................................................................................................... I

Bilaga 1 Sammanställningsritning Lins-modul ....................................................................... II

Bilaga 2 Sammanställningsritning COB-modul.................................................................... III

Bilaga 3 Drivdonshus ............................................................................................................ IV

Bilaga 4 Bakre lock ................................................................................................................ V

Bilaga 5 Täcklock ................................................................................................................. VI

Bilaga 6 Främre lock/front ................................................................................................... VII

Bilaga 7 Rotationsled ......................................................................................................... VIII

Bilaga 8 Bakstycke ................................................................................................................ IX

Bilaga 9 LED-hus ................................................................................................................... X

1

1 Inledning Här presenteras företaget, bakgrunden till projektet, problembeskrivning samt dess syfte och

mål.

1.1 Företaget

Nordic Light AB är ett medelstort Skellefteå-baserat företag som sedan 1980 utvecklar,

tillverkar och säljer ljusarmaturer till företag. De har som specialområde att sälja produkter för

utomhus-, butiks- och utställningsmiljöer. Produktion och montering sker på två olika fabriker

i Kina. [1]

1.2 Bakgrund

De senaste åren har fokus på energieffektiva belysningsarmaturer dominerat ljusarmaturernas

marknad kraftigt. Att kontinuerligt sänka energiförbrukning och samtidigt leverera bra ljus är

en grundförutsättning för moderna armaturer.

1.3 Problembeskrivning

LED dominerar utvecklingen i nuläget på grund av dess energieffektivitet. Det finns dock

utmaningar i att kunna ta tillvara på deras goda egenskaper. Effektiv kylning av LED-

modulerna samt effektiv optik är ett par viktiga parametrar. Utvecklingen inom detta område

går mot högre effekter på armaturerna, vilket i sin tur medför en ökad, oönskad värme.

Samtidigt kräver kunderna att armaturerna ska bli ännu mindre, men med ännu högre

prestanda. Lösning på detta är att ha drivdonet till LED-armaturen i ett separat drivdonshus.

1.4 Syfte

Nordic Light har idag inte någon LED-tracklight med separat drivdonshus, men vill utveckla

en sådan produkt för att i en nära framtid kunna erbjuda denna och likande produkter till

potentiella kunder och därigenom kunna konkurrera ännu mer inom det marknadssegmentet.

1.5 Mål

Att med befintliga, alternativt nya komponenter och ny design, utveckla en skenupphängd

spotlight LED-armatur.

2

2 Teori Här presenteras grundläggande teori som är relaterat till projektet.

2.1 Uppdragsgivarens formtycke

Nordic Light’s produkter kännetecknas av enkla, stilrena och neutrala former. De skall också

vara pålitliga och funktionella i form och funktion. Detta görs för attrahera en bredare

kundgrupp.

2.2 Gjutning

Tillverkningen sker normalt i formar där komponenterna gjuts i aluminium. För att

komponenterna inte ska fastna i formarna krävs en släppningsvinkel på minst 0,5°. Dessutom

får det inte finnas några ytor som pekar inåt. En annan viktig aspekt är att godset inte får vara

för tunt eftersom formen måste kunna fyllas helt under gjutningen.

När gjutningsprocessen är klar stöts gjutgodset ut ur formen med hjälp av speciella utstötare.

2.3 Värmesimulering

Värmesimuleringen utförs med ”Flow Simulation” vilket är ett tillägg till SolidWorks. I det

tillägget kan luftflödet, luftriktningen samt dess temperatur uppmätas. För att LED-lamporna

ska klara sin livslängd på 50'000 h får den simulerade lufttemperaturen inuti LED-huset,

enligt Nordic Light’s egenhändigt framtagna rekommendationer, inte överstiga

[sekretessbelagt].

3

3 Metod I detta kapitel presenteras material, metod och tillvägagångssätt för framtagningen av

produkten.

3.1 Kravspecifikation

En kravspecifikation upprättades i samråd med uppdragsgivaren.

3.2 Förstudie

En visuell förstudie utfördes på tidigare framtagna armaturer samt komponenter.

3.3 Konstruktion

Armaturens nödvändiga komponenter konstruerades som CAD-modeller i programmet

SolidWorks, version 2013-2014.

3.4 Värmesimulering

LED-huset, bakstycket och rotationsleden värmesimulerades när de var ihop-monterade i

”Flow Simulation”.

3.5 Modellprototyp

Modellprototyper togs fram med hjälp av en speciell 3D-skrivare, vilket bygger upp

prototyperna i ett plastmaterial samtidigt som det blir omsvept av ett speciellt, vattenlösligt

stödmaterial.

3.6 Ritningar

Vid godkänd modellprototyp gjordes 2D-ritningar samt sammanställningsritningar i

programmet SolidWorks.

4

4 Resultat I detta kapitel presenteras resultatet av projektet.

4.1 Kravspecifikation

I samarbete med uppdragsgivaren sammanställdes en kravspecifikation.

4.1.1 Ska-krav

Armaturen ska

Ingå i familjegruppen tracklight (skenhållna armaturer)

Vara av typen accent (spotlight) butiksbelysning

Ha en beräknad livslängd på 50'000 h för LED-lampan

Kunna gjutas i aluminium

Kunna ha spridningsvinklarna smalstrålande (15°), medium (ca 30°) samt flod (60°)

Följa uppdragsgivarens formtycke

4.1.2 Bör-krav

Armaturen bör

Ha effektiviteten ca 80 lumen/watt

Vara så kostnadseffektiv som möjligt

Vara så liten som möjligt med avseende på de två olika drivdon som ska kunna användas

Konstrueras med en helt ny, billigare rotationsled

Konstrueras för två olika LED-moduler som ska kunna användas

Vara så kompakt som möjligt med avseende på varuförpackning

4.1.3 Dokumentationskrav

Två st. examensrapporter, en till Nordic Light och en delvis sekretessbelagd till LTU

Fullständig CAD-sammanställning av hela armaturen samt alla dess konstruerade delar i SolidWorks med formatet SLWPRT

2D-ritningar samt sammanställningsritningar i SolidWorks med formatet SLWDRW

Modellprototyp i plast över framtagna delar

5

4.1.4 Komponentkrav

Från uppdragsgivaren erhölls önskemål på utformning och design, samt ett antal givna

komponenter som skulle ingå i armaturen.

4.1.4.1 Drivdon Drivdonshuset skulle dimensioneras för att rymma två olika drivdon, vilka var ”NLP LED

60E” och ”NLE LED”, se Figur 1 samt Figur 2.

Figur 1 Drivdonet NLP LED 60E.

De givna dimensionerna för drivdonet ”NLP LED 60E” var

Längd = 90 mm

Höjd = 30 mm

Bredd = 62 mm

Figur 2 Drivdonet NLE LED.

De givna dimensionerna för drivdonet ”NLE LED” var

Längd = 135 mm

Höjd = 24 mm

Bredd = 60 mm

6

4.1.4.2 Skenhållare Ovansidan på drivdonshuset skulle dimensioneras för att passa till skenhållaren ”047 NLP

Track: 3+1 Circuit”, se Figur 3. För att detta skulle kunna vara möjligt behövde drivdonshuset

rymma fästanordningarna ”9196 Connecting tower” samt ”152-38 Locking tower” med dess

respektive vridspak ”152-37 Turning lever” som låser fast hela armaturen i skenan, se Figur 4.

Figur 3 NLP Track skena.

Figur 4 Komponenterna till NLP Track-skenan: 1. Connecting tower, 2. Locking tower och 3. Turning

lever.

4.1.4.3 Fasinställningsenhet För att kunna ändra faserna på armaturen skulle fasinställningsenheten ”9616 Rotary switch”

och dess tillhörande vridknapp ”152-53 Knob for Rotary switch” också ingå i drivdonshuset,

se Figur 5. Dessa komponenter återfinns bl.a. i den redan befintliga produkten ”Revoc 35E”.

Figur 5 Fasinställningsenheten (1) och dess tillhörande vridknapp (2).

7

4.1.4.4 LED-moduler LED-husets front skulle designas med hålbilder för snäppfästen och PCB-kort så att den

kunde passa ihop med LED-modulerna ”Lins-modul” och ”COB-modul”.

Figur 6 Lins-modul (1) samt COB-modul (2).

4.1.5 Avgränsningar

För att inte projektet skulle bli alltför stort och omfattande inom tidsramen sattes några

avgränsningar. Vid projektets slut behövde inte armaturen vara

Godkänd för CE-märkning.

Testad för att följa elsäkerhetsstandarden EN65198 med IP-klass 20.

Godkänd för att klara brandklassning UL94V-0.

Dimensionerad för antingen jordade eller ojordade kablar.

Godkänd för att klara miljökraven ROHS och REACH.

Dimensionerad för alternativa volt-tal.

Verifierad med en funktionsprototyp.

Kontrollerad för störning av EMC-utrustning.

Alla dessa delar är dock nödvändiga för att överhuvudtaget få tillstånd att släppa ut den

färdiga produkten på marknaden.

Sekretessbelagd figur

8

4.2 Förstudie

För att få en bra uppfattning av de komponenter som skulle ingå i armaturen studerades

armaturerna ”Revoc 35E” och ”Tubix COB” noggrant både monterade och omonterade, se

Figur 7 respektive Figur 8. Även deras respektive CAD-modeller studerades i detalj.

Figur 7 Revoc 35E.

Figur 8 Tubix COB.

I samförstånd med uppdragsgivaren bestämdes det att drivdonshusets design, utformning samt

dess komponenter skulle, så långt det var möjligt, återanvändas från ”Revoc 35E”. Däremot

skulle den dyra, invändiga leden i rotationshuset rationaliseras bort och ersättas med en

kombinerad rotationsled/rotationshus, vilket är en billigare, ekvivalent lösning.

Vidare bestämdes att LED-husets front samt in- och utsida skulle designas och utformas

utifrån prototypen ”Tubix COB”. Dess bakstyckes form och design skulle i stora drag baseras

på ”Revoc 35E”, men få en helt ny design på kylhålen i bakstycket.

9

4.3 Konstruktion

Resultatet samt en kortare förklaring av de framtagna komponenterna presenteras i detta

avsnitt.

I huvudsak var det tre huvudkomponenter som skulle konstrueras och designas. Dessa var ett

drivdonshus, en rotationsled samt ett LED-hus. Alla dessa delar konstruerades utifrån

uppdragsgivarens formtycke.

De framtagna delarna konstruerades också utifrån att kunna gjutas i aluminium genom att alla

nödvändiga ytor och väggar hade en släppningsvinkel på minst 0,5°. Oftast användes dock 1°

för att verkligen säkerställa att godset inte skulle fastna i formen.

Alla konstruerade delar sparades i formatet SLDPRT.

4.3.1 Drivdonshus

Drivdonshuset konstruerades i fyra olika delar, vilket kan ses i se Figur 9.

Figur 9 Drivdonshuset med dess fyra huvuddelar.

10

Anledningen till att drivdonshuset konstruerades i fyra olika delar var för att kunna montera

de tidigare nämnda fästanordningarna med sina vridspakar, samt rotationsbegränsaren och

rotationsleden.

I enlighet med kravspecifikationen designades drivdonshuset för att precis rymma de tidigare

två nämnda drivdonen, vilket kan ses i Figur 10 samt i Figur 11.

Figur 10 Drivdonet NLP LED 60 monterat i drivdonshuset.

Figur 11 Drivdonet NLE LED monterat i drivdonshuset.

11

För att kunna fästa mot den tidigare nämnda skenan, och därmed få en tracklight, gjordes plats

för dess tillhörande komponenter vilket också kan ses i Figur 12 samt Figur 13.

Figur 12 Bakre fastlåsningstornet med dess vridspak.

Figur 13 Främre fastlåsningsanordningen med dess vridspak.

För att kunna välja fritt mellan vilket drivdon som skulle kunna användas gjordes skruvtornen

till ”NLE LED” några millimeter högre än skruvtornen till ”NLP LED 60E”, se Figur 14.

Jordningen sattes i ett av de respektive drivdonens skruvfästen.

Figur 14 Skruvtorn med olika höjd.

Valet av drivdon beror på vilken LED-modul som i slutändan användes. Storleken på hela

huset konstruerades i huvudsak utifrån storleken på drivdonen.

12

I botten på insidan av drivdonshuset konstruerades några kylflänsar i samband med ett av

skruvtornen för att sprida ut värmen från några dioder på undersidan av drivdonet ”NLP LED

60E”, se Figur 15.

Figur 15 Kylflänsar på botten inuti drivdonshuset.

Det gjordes också plats för fasinställningsenheten med dess vridknapp i botten på

drivdonshusets botten, se Figur 16.

Figur 16 Vridknapp för inställning av olika faser.

13

4.3.2 Rotationsled

En ny rotationsled/rotationshus konstruerades för att ersätta den gamla leden, se Figur 17. Den

fick fyra invändiga skruvtorn där dess lock ska monteras fast.

Figur 17 Den nya rotationsleden.

Den nya rotationsleden blev en kombination av rotationsled samt kabelgenomförare.

Kabelgenomdragningen kommer att gå genom den rektangulära öppningen och ut genom

locket. En fördel med denna nya konstruktion var att den inte behövde en extra invändig led i

jämförelse med den tidigare modellen ”Revoc 35E”. Den gjordes också ihålig för att spara

material och vikt och därmed bli mer kostnadseffektiv.

Eftersom den nya rotationsleden skulle designas för att kunna roteras 355°-360°, och

samtidigt ha förmågan att kunna lutas 90° utan att någon del av armaturen tar i någonstans,

bestämdes det i samråd med uppdragsgivaren att rotationsbegränsaren ”1526 Rotation nipple”

och dess brickor skulle användas, se Figur 18 samt Figur 19. Dessa komponenter återfinns

bl.a. i den redan befintliga produkten ”Revoc 35E”.

Figur 18 Rotationsbegränsaren (1) och locket till rotationsleden (2), samt diverse standardkomponenter.

Figur 19 Rotationsbegränsaren monterad.

Sekretessbelagd figur

Sekretessbelagd figur

14

Den nya rotationsleden behövde ett billigt och enkelt sätt att klämmas fast. I samråd med

uppdragsgivaren bestämdes att den skulle dimensioneras för att fungera ihop med klämfästet

”210-45 Friction spring” samt dess tillhörande friktionsbåge ”210-46 Plastic friction”, se

Figur 20. Denna lösning återfinns redan på flera av Nordic Light’s nuvarande produkter.

Figur 20 Klämfästet (1) samt dess friktionsbåge (2).

Rotationsleden, rotationsbegränsaren samt de två klämfästena återfinns monterade i Figur 21.

Figur 21 Monterad rotationsled med LED-husets bakstycke.

15

4.3.3 LED-hus

LED-huset konstruerades i två olika delar, ett bakstycke samt ett hus, se Figur 22.

Figur 22 LED-hus med bakstycke monterat.

För att leda bort den oönskade värmen behövdes kylflänsar och kylhål. Deras längd och

utformning konstruerades med avseende på att hålla temperaturen inuti LED-huset under den

rekommenderade maxtemperaturen [sekretessbelagt].

Kylflänsarna inuti LED-huset kan ses i Figur 23. Där syns även skruvtorn där bakstycket ska

monteras fast samt stödtorn som bakstycket ska ligga mot. Två stödtorn som skulle ge extra

stöd till bakstycket kan också ses i Figur 23.

Figur 23 Kylflänsar inuti LED-huset, samt stödtorn och skruvtorn.

Sekretessbelagd figur

Sekretessbelagd figur

16

Kylhålens design på ovansidan respektive undersidan konstruerades så att de matchade

kylhålen på bakstycket, allt i enlighet med uppdragsgivarens formtycke och önskemål, se

Figur 24, Figur 25 och Figur 26.

Figur 24 Kylhålens design på undersidan.

Figur 25 Kylhålens design på ovansidan.

Sekretessbelagd figur

Sekretessbelagd figur

17

Figur 26 Kylhålens design på bakstycket.

I fronten på LED-huset konstruerades hålbilder för skruvar, kabeldragning, skruvfästen och

snäppfästen för att passa både COB- samt Lins-modulen, se Figur 27.

Figur 27 Hålbilder för de olika modulernas PCB-kort, skruvfästen, kabeldragning m.m.

Genom att ha dessa moduler monterade kommer kravet på spridningsvinklarna att uppnås. För

dessa var spridningsvinklarna smalstrålande (16°), medium (31°) samt flod (55°). [2]

Effektiviteten som uppmätts tidigare i modulerna gav runt 65 lumen/watt. Detta är något

mindre än det bör-krav som var satt i början på projektet, men ändå tillräckligt. I nuläget är

det inte möjligt att komma upp i 80 lumen/watt i en spotlight med den teknik som finns idag.

Detta kan dock förändras inom en snar framtid.

18

4.3.4 Sammanställning

De sju framtagna delarna kan ses i Figur 28.

Figur 28 Sammanställning av framtagna delar.

Dessa var:

1. Bakre lock 2. Täcklock 3. Drivdonshus 4. Främre lock/front 5. Rotationsled 6. Bakstycke 7. LED-hus

För att hålla nere produktionskostnaderna användes endast vanliga skruvar och brickor som

företaget har som standardkomponenter.

Sekretessbelagd figur

19

Genom att rotera in LED-huset helt under drivdonshuset, se Figur 29, blir hela produkten

kompakt och därigenom billigare att förpacka i kartong, vilket också var önskvärt. När

armaturen är i denna position gick det att kontrollera och verifiera att LED-huset och dess

moduler inte låg an och tog i drivdonshusets undersida. Det var heller inte möjligt för den att

komma i kontakt med varken skenan eller taket.

Figur 29 LED-hus roterad 180° helt under drivdonshuset.

Den fullständiga spotlight-armaturen med alla nödvändiga komponenter sammanställdes, se

Figur 30 och Figur 31.

Figur 30 Komplett armatur (omålad) med Lins-modul och bländskydd (tillval) monterad.

Figur 31 Komplett armatur (omålad) med COB-modul monterad.

20

I Figur 32 presenteras den färdiga spotlighten så som den kommer att visas upp i

informationsblad för framtida kunder. Den färgsättning som armaturen i slutändan kommer att

pulverlackeras med blev Nordic Light’s standardfärger vit, ljusgrå och svart. Givetvis

kommer det att gå att få en personlig färgsättning på armaturen vid en större order.

Figur 32 Armaturens slutgiltiga mått i mm: A=198, B=117, C=236 (C=249 m. COB-modul) och D=68.

4.4 Värmesimulering

Lufttemperaturen, luftflödet samt dess riktningar uppmättes när modellerna var placerade i ett

sådant läge att minimalt luftflöde kunde uppstå genom LED-huset (worst-case-scenario), se

Figur 33. LED-huset var då helt i horisontellt läge medan bakstycket och rotationsleden var i

vertikalt läge.

Figur 33 LED-huset, bakstycket och rotationsleden i läget ”worst-case-scenario”.

Simuleringarna gjordes för att få en approximativ uppfattning av vilka ev. förändringar som

kunde göras på bakstycket, kylflänsarna samt kylöppningarna längs sidorna.

21

Resultatet från LED-husets slutgiltiga värmesimulering redovisas i Figur 34, Figur 35 och i

Figur 36. Figurerna visar ett tvärsnitt i mitten av LED-huset.

Figur 34 Luftens temperatur.

Figur 35 Luftens temperatur samt flödesriktningar.

Sekretessbelagd figur

Sekretessbelagd figur

22

Figur 36 Luftens hastighet samt flödesriktning.

Temperaturen inne i LED-huset uppmättes till strax under [sekretessbelagt]. En sak man får ta

i beaktande är att simuleringen har en felmarginal på [sekretessbelagt], men det är ändå inom

den förutbestämda kravgränsen för LED-lampornas livslängd på 50'000 h.

4.5 Modellprototyp

För att kunna verifiera att produkten var felfritt konstruerad framställdes prototyper av de

framtagna huvudkomponenterna. Prototyperna lades ner i ett vattenbad och efter några

minuter kunde de grövsta bitarna av detta material skrapas bort, se Figur 37. Den sista

finputsningen gjordes med manuell vattenblästring.

Figur 37 Bortskrapat stödmaterial på undersidan av drivdonshuset.

Sekretessbelagd figur

23

Utifrån modellprototyperna kunde bl.a. passform, utseende samt enklare funktion

kontrolleras. Några mindre justeringar kunde därefter utföras, bl.a. placering av skruvtornen i

drivdons- samt LED-huset.

Modellprototyper över drivdonshuset, rotationsleden samt LED-huset levererades till

företaget och kan ses i monterade i Figur 38.

Figur 38 Prototyp färdigmonterad.

4.6 Ritningar

Alla 2D-ritningar levererades i formatet SLDDRW till företaget och presenteras som

Bilagor 1-9. Endast de viktigaste måtten behövde måttsättas, t.ex. hålbilder, yttre dimensioner

samt vinklar. Resterande mått skulle produktionslinjen på fabriken ta direkt från CAD-

modellerna. En annan viktig aspekt var att tydligt visa vart utstötarna inte fick placeras på

modellen, eftersom detta kommer att leda till oönskade märken på dess ytor och därmed

påverka utseendet negativt.

24

5 Diskussion & slutsats I detta kapitel presenteras en återkoppling till kravspecifikationen i tabellformat, diskussion,

slutsats samt fortsatt arbete av projektet.

5.1 Återkoppling till kravspecifikationen

En återkoppling till kravspecifikationen sammanställdes, se Tabell 1.

Tabell 1 Återkoppling till kravspecifikationen.

Ska-krav Status

Ingå i familjegruppen tracklight (skenhållna armaturer) OK

Vara av typen accent (spotlight) butiksbelysning OK

Ha en beräknad livslängd på 50'000 h för LED-lampan OK

Kunna gjutas i aluminium OK

Kunna ha spridningsvinklarna smalstrålande (15°), medium (ca 30°) samt flod (60°) OK

Följa uppdragsgivarens formtycke OK

Bör-krav

Ha effektiviteten ca 80 lumen/watt. OK, tillräcklig

Vara så kostnadseffektiv som möjligt. OK

Vara så liten som möjligt med avseende på de två olika drivdon som ska kunna användas.

OK

Konstrueras med en helt ny, billigare rotationsled. OK

Konstrueras för två olika LED-moduler som ska kunna användas. OK

Vara så kompakt som möjligt med avseende på varuförpackning. OK

Dokumentationskrav

Två st. examensrapporter, en till Nordic Light och en delvis sekretessbelagd till LTU. OK

Fullständig CAD-sammanställning av hela armaturen samt alla dess konstruerade delar i SolidWorks med formatet SLWPRT.

OK

2D-ritningar samt sammanställningsritningar i SolidWorks med formatet SLWDRW. OK

Modellprototyp i plast över framtagna delar. OK

Komponentkrav

Drivdon OK

Skenhållare OK

Fasinställningsenhet OK

LED-moduler OK

5.2 Slutsats

Två slutsatser kan dras utifrån det slutgiltiga resultatet. Dessa är

Kraven är uppnådda.

Målet är uppnått.

25

5.3 Fortsatt arbete

Det är fortfarande en del arbete som återstår innan den färdiga armaturen kan komma ut på

marknaden, ehuru många timmar redan har lagts ner på detta projekt. Först och främst måste

den godkännas av ansvariga på företaget. Därefter ska de tidigare nämnda avgränsningarna

åtgärdas. De största delarna som har med konstruktion att göra är dock gjorda. Nu är det

relativt enkelt för företaget att avsluta det som är påbörjat.

Att göra armaturen ännu mer kostnadseffektiv är också en åtgärd som skulle kunna utföras.

Ett exempel skulle kunna vara att konstruera drivdonshuset i färre delar, vilket skulle göra så

att produktionskostnaderna minskar. Ett förslag är att konstruera den på samma sätt som idag,

fast istället dela den mitt itu och därmed endast få två delar, se Figur 39. Men då får man

kompromissa lite med utseendet. Att ev. ta bort ännu mer överflödigt material är också en

åtgärd som skulle kunna utföras.

Figur 39 Preliminärt översiktsförslag över drivdonshuset i endast två delar.

En sista åtgärd som måste göras är att ta reda på hur hårt åtdragna klämfästena ska vara. Det

är detta som bestämmer hur lätt/trögt själva LED-huset ska kunna lutas, och måste testas

vidare med hjälp av funktionsprototyper.

26

6 Referenser

[1] Nordic Light AB. (den 6 Maj 2014). Hämtat från http://eu.nordiclight.com/content/Default.aspx

[2] Nodic Light AB. (2013). Innovative lighting for inspiring spaces. Skellefteå: Nordic Light.

http://eu.nordiclight.com/content/Default.aspx

I

Bilagor

På grund av önskemål om sekretess från uppdragsgivaren finns ej ritningarna bifogade i

denna officiella version av rapporten.

II

Bilaga 1 Sammanställningsritning Lins-modul

Sekretessbelagd ritning

III

Bilaga 2 Sammanställningsritning COB-modul

Sekretessbelagd ritning

IV

Bilaga 3 Drivdonshus

Sekretessbelagd ritning

V

Bilaga 4 Bakre lock

Sekretessbelagd ritning

VI

Bilaga 5 Täcklock

Sekretessbelagd ritning

VII

Bilaga 6 Främre lock/front

Sekretessbelagd ritning

VIII

Bilaga 7 Rotationsled

Sekretessbelagd ritning

IX

Bilaga 8 Bakstycke

Sekretessbelagd ritning

X

Bilaga 9 LED-hus

Sekretessbelagd ritning