Lampeggio led

[MSchiepp]

Originalmente inviato da pieri70

Ciao
mi aggiungo alla discussione sperando mi diate un paio di suggerimenti (che non siano di darmi all'ippica )

All'ippica no..., però considera che:
- se prendi dei led a 700mA e li fai funzionare a 200mA hai una resa decisamente bassa; meglio usare quelli da 1W e 350 mA che puoi usare tranquillamente a 200 mA.

- I led a 1 o 3 W sono troppo grossi per luci di navigazione su modelli più piccoli di 1,5-2 metri.

- L'integrato ULN2003 (che contiene solo dei transistor con le resistenze di polarizzazione della base) ha un limite di corrente per ogni canale ed un limite che riguarda la somma di tutti i canali (dissipazione massima del chip): mi sa che sei al limite...

- Il noto sito italiano di vendita on-line che incomincia per Jon ha delle belle schede di gestione luci completamente programmabili e gestibili con un solo canale radio: dagli un'occhiata1

Michele

[pieri70]

Mamma mia che risposte!
Ci ho messo un po' per leggermele.. Grazie!

Originalmente inviato da CarloRoma63

.....
Una volta ben chiari questi concetti, si tratta solo di applicare la legge di Ohm.

Ok, chiaro.

Originalmente inviato da CarloRoma63

...
Supponiamo quindi di avere 3 led verdi che, leggendo i tuoi dati, hanno una V0 di 3,0V e dobbiamo calcolare la R da mettere in serie al circuito per avere 200mA di assorbimento.
Per prima cosa dobbiamo conoscere con precisione la V0, quindi colleghiamo il led ad un alimentatore regolabile e, partendo da 0V e misurando la corrente che assorbe, aumenteremo la tensione fino a quando il led assorbirà almeno 5 mA (corrente di soglia). Quella che otterremo è la V0 di quel led.

Ok, questo però presuppone che io abbia a disposizione un alimentatore regolabile con voltmetro ed un multimetro che mi misuri con precisione gli ampere assorbiti..

Originalmente inviato da CarloRoma63

Ipotizziamo, per semplicità di calcolo, che la V0 del nostro led sia realmente di 3,0V.

Se poi lo alimentiamo a 100mA (ad esempio) e misuriamo che la tensione raggiungerà i 3,3V, avremo trovato che la Ri provoca 0,3V di caduta di tensione. Applicando Ohm abbiamo che R=V/I=0,3/0,1=3 Ohm. Per semplicità abbiamo trascurato la corrente di soglia di 5 mA.

Avremo quindi il circuito composto dai tre led e dalla R, quindi da tre generatori ideali da 3,0V + 3 Ri da 3 Ohm + la R che è incognita. Sappiamo anche che dobbiamo alimentare il tutto con una batteria Vcc da 12,6V, quindi la somma delle tensioni sui tre led e sulla R dovrà essere appunto 12,6V.
Iniziamo a sommare le tensioni dei tre generatori ideali ed avremo 9V. Sottraendo questa tensione dalla Vcc, rimangono 3,6V di caduta di tensione ai capi delle tre Ri sommate alla R. Applicando ancora Ohm, calcoliamo la somma di tutte le R del circuito: R=V/I=3,6/0,2=18 Ohm. Sapendo che la somma delle tre Ri è uguale a 9 Ohm, la R sarà da 9 Ohm.

Ok di nuovo, chiaro.
Ma di nuovo io dovrei andarmi a calcolare la Ri di un determinato led..
Non ho la strumentazione adatta, o meglio ho un multimetro abbastanza buono ma mi manca un generatore regolabile come volt/ampere..

Ho invece la scheda tecnica del produttore con tabelle e grafici vedi qui.
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...1X35374X50.pdf

Per il led rosso sulla scheda tecnica del produttore avrei:
Valori massimi:


Valori d'esercizio:


Mi sembra strano che abbiamo messo 0.7A come massimo e come valore d'esercizio.. Vabbè.

Non vedo i valori della resistenza interna Ri...

Oppure la posso ottenere da questo grafico V0/I (sempre del produttore..)?


Ad esempio dal grafico vedo che a 2.8V di V0 ho circa 370mA, quindi Ri=2.8/0.37=7.6 Ohm circa, giusto?
Il grafico indica che la Ri non è proprio lineare, per semplicità possiamo calcolare le Ri ai vari V0 e fare la media..

Originalmente inviato da CarloRoma63

Da un punto di vista energetico, è evidente che più led riusciamo a mettere in serie e meno potenza verrà sprecata dalla resistenza R in quanto, a parità di corrente da farvi scorrere, sarà minore la caduta di tensione che dovrà provocare.
Carlo

Ok, sempre rimanendo come somma del voltaggio sotto il VCC, sennò non si accendono i led, giusto?

Originalmente inviato da MSchiepp

All'ippica no..., però considera che:
- se prendi dei led a 700mA e li fai funzionare a 200mA hai una resa decisamente bassa; meglio usare quelli da 1W e 350 mA che puoi usare tranquillamente a 200 mA.
- I led a 1 o 3 W sono troppo grossi per luci di navigazione su modelli più piccoli di 1,5-2 metri.
- L'integrato ULN2003 (che contiene solo dei transistor con le resistenze di polarizzazione della base) ha un limite di corrente per ogni canale ed un limite che riguarda la somma di tutti i canali (dissipazione massima del chip): mi sa che sei al limite...
- Il noto sito italiano di vendita on-line che incomincia per Jon ha delle belle schede di gestione luci completamente programmabili e gestibili con un solo canale radio: dagli un'occhiata1

Michele

Grazie Michele
I led di navigazione comunque li voglio attaccare alla scheda di gestione che dovrebbe ricevere un input intermittente, quindi non dovrebbero rimanere accesi di continuo..
E li voglio usare su un quad di 55cm di interasse.

Tornando al ragionamento sui led in serie con una VCC da Lipo 3S, dovrei considerare una VCC rispetto ai volt nominali della batteria intesi a 11.1v?
O comunque devo fare i calcoli come voltaggio massimo (4.2x3=12.6)?
Se io faccio i calcoli sul voltaggio massimo non vado a rischio di far si che quando la batteria scende di volt i led non si accendano più?

(scusate, ma di fisica/elettricità ci capisco veramente poco, studiata al liceo quasi trent'anni fa chiedendomi "che ca....o serve sta roba..)

Mettiamo che io consideri VCC=11.1V e che voglia usare 4 led che si accendono ad intermittenza assieme:
Led rosso: V0 min=2V max=2.8V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 8 Ohm (se vale quanto scritto sopra)
Led verde: V0 min=3V max=3.8V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 10 Ohm

Led bianco: V0 min=3.2V max=4.0V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 10 Ohm

Se io volessi mettere rosso anteriore sin, verde anteriore dx, 2 bianchi posteriore dx+sin, facendo lavorare tutti a mettiamo 500mA per stare vicino alla forward current max, che circuito potrei fare?

Potrei mettere i due bianchi assieme che hanno V0 più alto di tutti, per ridurre la R addizionale considero un V0 prossimo al VMax, mettiamo 3.8V.
Il V0 della serie sarà 3.8x2=7.6V, la Ri totale =10 Ohm x 2=20Ohm
Il V residuo = 11.1-7.6=3.5V
La R necessaria sarà 3.5V/500mA=3.5/0.5=7 Ohm, che sono meno della Ri totale..
Ed in effetti se io considerassi solo la Ri totale avrei:
3.5V/20Ohm=0.175A ovvero 175mA... Possibile?
Cioè potrei attaccare 2 led bianchi assieme direttamente alla VCC di 11.1V che in ogni caso starei tranquillo con 175mA contro i 700mA che sopportano i led????

Poi farei un secondo circuito con led rosso e verde assieme, considerando V0 dei led 3V sperando che il rosso non si bruci (dato che ha Vmax 2.8V) e che il verde si accenda dato che ha Vmin 3.0V
In questo caso V0Tot=6V e RiTot= 18Ohm giusto?
La corrente residua è 11.1-6=5.1V
A 500mA avrei 5.1/0.5=10.2 Ohm.
Di nuovo con i soli due led in serie supero la R da corrente residua..


O sono io che sbaglio o sono dei led strani..

Grazie!

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da pieri70

Ho invece la scheda tecnica del produttore con tabelle e grafici vedi qui.
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...1X35374X50.pdfPer il led rosso sulla scheda tecnica del produttore avrei:
Valori massimi:


Valori d'esercizio:


Mi sembra strano che abbiamo messo 0.7A come massimo e come valore d'esercizio.. Vabbè.

Non vedo i valori della resistenza interna Ri...

Oppure la posso ottenere da questo grafico V0/I (sempre del produttore..)?


Ad esempio dal grafico vedo che a 2.8V di V0 ho circa 370mA, quindi Ri=2.8/0.37=7.6 Ohm circa, giusto?
Il grafico indica che la Ri non è proprio lineare, per semplicità possiamo calcolare le Ri ai vari V0 e fare la media..


Va benissimo, peccato che non sembra quella del diodi di cui ha postato le caratteristiche tecniche: propone come corrente massima 500mA e tensione massima di 3,4V invece dei 700mA e 2,8V massimi.
Dando per buono quel diagramma, possiamo considerare come V0 la tensione da cui parte la curva utile, quindi 1,9V (Trattandosi di uno schema pratico, hanno correttamente omesso quella parte di curva al di sotto della soglia di conducibilità utile). Per calcolare la Ri dobbiamo fare il conto sui delta di tensione e di corrente, non sui valori assoluti. Prendendo ad esempio l'intervallo tra 1,9V e la fine della curva a 3,3V, abbiamo una variazione di corrente che va da 220 mA a 500mA . I delta sono quindi 3,3-1,9=1,4V e 500-220=180mA=0,18A. R=V/I=1,4/0,18=7,77 Ohm



Ok, sempre rimanendo come somma del voltaggio sotto il VCC, sennò non si accendono i led, giusto?

Ovvio


Grazie Michele
I led di navigazione comunque li voglio attaccare alla scheda di gestione che dovrebbe ricevere un input intermittente, quindi non dovrebbero rimanere accesi di continuo..
E li voglio usare su un quad di 55cm di interasse.

Tornando al ragionamento sui led in serie con una VCC da Lipo 3S, dovrei considerare una VCC rispetto ai volt nominali della batteria intesi a 11.1v?
O comunque devo fare i calcoli come voltaggio massimo (4.2x3=12.6)?
Se io faccio i calcoli sul voltaggio massimo non vado a rischio di far si che quando la batteria scende di volt i led non si accendano più?

Hai sollevato uno problema reale. In effetti, dovresti verificare le condizioni di funzionamento sia a batteria perfettamente carica (12,6V) che completamente scarica (9V). Lavorare con il massimo possibile di led in serie ci permette di avere la massima efficienza energetica possibile, ma ci espone al problema della elevatissima sensibilità allo stato di carica/scarica della batteria. Avere invece un solo led (e quindi una R esterna molto alta) ci pone nella situazione esattamente opposta: scarsissima efficienza energetica ma massima stabilità del circuito.

(scusate, ma di fisica/elettricità ci capisco veramente poco, studiata al liceo quasi trent'anni fa chiedendomi "che ca....o serve sta roba..)

Posso chiederti di spiegare questa cosa a chi va ancora a scuola e si pone la stessa domanda????

Mettiamo che io consideri VCC=11.1V e che voglia usare 4 led che si accendono ad intermittenza assieme:
Led rosso: V0 min=2V max=2.8V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 8 Ohm (se vale quanto scritto sopra)
Led verde: V0 min=3V max=3.8V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 10 Ohm

Led bianco: V0 min=3.2V max=4.0V, Forvard current raccomandata 700mA, dal grafico considerando più rapporti V/I ottengo una Ri media di 10 Ohm

Se io volessi mettere rosso anteriore sin, verde anteriore dx, 2 bianchi posteriore dx+sin, facendo lavorare tutti a mettiamo 500mA per stare vicino alla forward current max, che circuito potrei fare?

Potrei mettere i due bianchi assieme che hanno V0 più alto di tutti, per ridurre la R addizionale considero un V0 prossimo al VMax, mettiamo 3.8V.
Il V0 della serie sarà 3.8x2=7.6V, la Ri totale =10 Ohm x 2=20Ohm
Il V residuo = 11.1-7.6=3.5V
La R necessaria sarà 3.5V/500mA=3.5/0.5=7 Ohm, che sono meno della Ri totale..
Ed in effetti se io considerassi solo la Ri totale avrei:
3.5V/20Ohm=0.175A ovvero 175mA... Possibile?
Cioè potrei attaccare 2 led bianchi assieme direttamente alla VCC di 11.1V che in ogni caso starei tranquillo con 175mA contro i 700mA che sopportano i led????

Poi farei un secondo circuito con led rosso e verde assieme, considerando V0 dei led 3V sperando che il rosso non si bruci (dato che ha Vmax 2.8V) e che il verde si accenda dato che ha Vmin 3.0V
In questo caso V0Tot=6V e RiTot= 18Ohm giusto?
La corrente residua è 11.1-6=5.1V
A 500mA avrei 5.1/0.5=10.2 Ohm.
Di nuovo con i soli due led in serie supero la R da corrente residua..


O sono io che sbaglio o sono dei led strani..

Lasciando perdere tutte queste ipotesi, la soluzione perfetta esiste: si chiama generatore di corrente costante e si realizza facilmente con pochissimi componenti. Richiede solo che la tensione di batteria sia superiore di alcuni volt a quella a cui dovranno lavorare i led.

Ad ogni modo siamo usciti molto dal "pratico" e siamo entrati molto approfonditamente nel campo del "teorico". Tornaando con i piedi per terra, dobbiamo solo trovare quella configurazione che ti permetta di accendere i led senza farli bruciare quando hai le baatterie cariche e farli ancora accendere bene quando hai le batterie scariche.

Grazie!

Carlo

[pieri70]

Originalmente inviato da CarloRoma63

Per calcolare la Ri dobbiamo fare il conto sui delta di tensione e di corrente, non sui valori assoluti. Prendendo ad esempio l'intervallo tra 1,9V e la fine della curva a 3,3V, abbiamo una variazione di corrente che va da 220 mA a 500mA . I delta sono quindi 3,3-1,9=1,4V e 500-220=180mA=0,18A. R=V/I=1,4/0,18=7,77 Ohm
Carlo

Ok quindi la Ri del led sarebbe 7.8Ohm, giusto?
Metti che ne metto due in serie e considero 2.8V come V0, dovrei avere V0-tot=5.6V, Ri-tot =15.6Ohm

Se considero 12.6V (Lipo 3S carica) avrò 12.6-5.6=7V a questo punto posso calcolare i mA

7V/A=15.6 -> A=7/15.6=0.448 percui con solo due led senza aggiungere resistenze dovrei avere 448mA di assorbimento?


Se poi la lipo si scarica (a 10V il drone mi precipita)

10-7=3V e 3/15.6=0.192 -> 192mA??

Quindi in teoria potrei attaccare in serie i due led e farli lavorare senza resistenze aggiunte, con una luce forte a batteria carica e un po' meno forte a batteria scarica.

Oppure dato che i volt lavorano massimo a 2.8V (5.6 in serie) ed attacco 12.6V senza resistenza aggiuntiva supero il voltaggio massimo e li brucio?

Ho capito il concetto o sto cappellando??


A proposito dei congegni di cui mi parlavi, ti riferisci a questi?
New LM2596 DC Buck Step-Down Voltage Adjustable Converter Power Module Regulator | eBay

oppure a questo che regola anche la corrente?
OSKJ DC Buck Converter Constant-Current Constant-Voltage Modules | mklec blog

High Power LED Tutorial #1 - How to Drive 1W and 3W LEDs from 12 Volts - YouTube

Riciao
e grazie
P

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da pieri70

Ok quindi la Ri del led sarebbe 7.8Ohm, giusto?
Metti che ne metto due in serie e considero 2.8V come V0, dovrei avere V0-tot=5.6V, Ri-tot =15.6Ohm

Se considero 12.6V (Lipo 3S carica) avrò 12.6-5.6=7V a questo punto posso calcolare i mA

7V/A=15.6 -> A=7/15.6=0.448 percui con solo due led senza aggiungere resistenze dovrei avere 448mA di assorbimento?


Se poi la lipo si scarica (a 10V il drone mi precipita)

10-7=3V e 3/15.6=0.192 -> 192mA??

Quindi in teoria potrei attaccare in serie i due led e farli lavorare senza resistenze aggiunte, con una luce forte a batteria carica e un po' meno forte a batteria scarica.

Oppure dato che i volt lavorano massimo a 2.8V (5.6 in serie) ed attacco 12.6V senza resistenza aggiuntiva supero il voltaggio massimo e li brucio?

Ho capito il concetto o sto cappellando??


A proposito dei congegni di cui mi parlavi, ti riferisci a questi?
New LM2596 DC Buck Step-Down Voltage Adjustable Converter Power Module Regulator | eBay

oppure a questo che regola anche la corrente?
OSKJ DC Buck Converter Constant-Current Constant-Voltage Modules | mklec blog

High Power LED Tutorial #1 - How to Drive 1W and 3W LEDs from 12 Volts - YouTube

Riciao
e grazie
P

La V0 non è 2,8V ma 1,9V. Rifai i conti e vedrai che senza resistenza superi abbondantemente la corrente massima sopportata.

Il modulo che hai trovato è un regolatore di tensione ad uscita regolabile. Ti può essere molto utile per ottenere una corrente costante (e quindi una luminosità costante) al variare della tensione di batteria. Purtoppo credo che abbia una caduta di tensione (cioè la differenza minima tra la tensione in ingresso e quella in uscita) abbastanza elevata, così da non poter mettere più di due led in serie.

Per il tuo scopo è molto più semplice ed efficiente utilizzare un circuito di controllo a corrente costante, come quelli presentati in questa pagina: Led ad alta luminosità: il circuito per pilotare i led di potenza Parte 2 | ELETTRONICA OPEN SOURCE

Carlo

[pieri70]

Originalmente inviato da CarloRoma63

Per il tuo scopo è molto più semplice ed efficiente utilizzare un circuito di controllo a corrente costante, come quelli presentati in questa pagina: Led ad alta luminosità: il circuito per pilotare i led di potenza Parte 2 | ELETTRONICA OPEN SOURCE

Carlo

Ok!
Qui credo di aver trovato l'articolo originale in inglese con tutti i passi per costruire il circuito
Power LED's - simplest light with constant-current circuit

In quest'altro l'autore fa molti altri circuiti per correnti costanti, più o meno complessi

High Power LED Driver Circuits

Un paio di cose non mi sono chiare:
Da dove ottiene questi valori?

La corrente del LED è approssimativamente uguale a 0,5 / R3
- Potenza di R3: la potenza dissipata dal resistore è approssimativamente uguale a 0.25/ R3.

Poi comunque il Q2 funziona come resistore variabile, quindi comunque ho dissipazione di corrente sotto forma di calore
Dov'è il vantaggio, in termini di efficienza, rispretto alla resistenza classica?
E' solo un vantaggio in termini di stabilità della corrente al variare della tensione?

Nella mia serie di led posso aggiungere a piacere quanti led voglio a prescindere dalla loro V0? Basta restare entro il voltaggio minimo della lipo (metti 10V) meno il dropout del circuito di regolavione (0.6V)?

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da pieri70

Ok!
Qui credo di aver trovato l'articolo originale in inglese con tutti i passi per costruire il circuito
Power LED's - simplest light with constant-current circuit

In quest'altro l'autore fa molti altri circuiti per correnti costanti, più o meno complessi

High Power LED Driver Circuits

Un paio di cose non mi sono chiare:
Da dove ottiene questi valori?


Dalla legge di Ohm.
0,5V è il valore approssimativo della tensione base-emettitore del transistor Q1. Essendo trascurabile la corrente assorbita dalla base di detto transistor, la corrente che attraverserà i led è esclusivamente quella che transiterà per la R3. Essendo 0,5V la tensione ai suoi capi ed essendo la corrente I=V/R si ha 0,5/R3.Poi comunque il Q2 funziona come resistore variabile, quindi comunque ho dissipazione di corrente sotto forma di calore

Si

Dov'è il vantaggio, in termini di efficienza, rispretto alla resistenza classica?
E' solo un vantaggio in termini di stabilità della corrente al variare della tensione?

Esatto!

Nella mia serie di led posso aggiungere a piacere quanti led voglio a prescindere dalla loro V0? Basta restare entro il voltaggio minimo della lipo (metti 10V) meno il dropout del circuito di regolavione (0.6V)?
la tensione che devi utilizzare per ogni led è = V0 + Ri*I. Supponendo i dati di prima (che, ricordo, sono da verificare sperimentalmente) ed ipotizzando una corrente di 200mA, la tensione da usare per ogni led sarà 1,9+(7,6*0,2)=3,42V
Il dropout è corretto di 0,6V. La tensioe totale così ottenuta deve essere uguale o inferiore a qulla della batteria scarica, come hai giustamente detto tu.

Carlo