Alimentazione LED a batteria

[fgiorgio90]

Salve a tutti, avrei una curiosità. Vorrei alimentare circa 600 LED con uan batteria di quelle classiche che si trovano negli antifurti o UPS a 12V. Configuro i miei LED in serie in modo da avere su ogni serie una resistenza e 5 LED con una caduta di tensione di 2V ognuno. Ottengo 120 serie che consumano ognuna 25mA (dalle specifiche dei LED), quindi il mio circuito consuma in totale 3A.

Se io alimento il tutto con una batteria che per semplicità di calcolo ipotizzo 12V 3AH, significa che per circa 3 ore ai LED è garantita una corrente di 3A a 12V? Il mio obiettivo è far si che per X ore siano garantiti 12V e una corrente sufficiente allo scopo. E' possibile raggiungere questo obiettivo con una batteria di quelle prese in considerazione?

Grazie

[claudiocedrone]

Solo una cosetta al volo, se 25 mA sono la corrente massima nelle specifiche dei led... non impostare quella corrente ma una corrente minore, magari la metà; ti conviene fare delle prove con una serie di led e vari valori di resistenza per vedere effettivamente la luminosità che ottieni

[fgiorgio90]

Le caratteristiche del diodo indicano 2.0V (25mA) - 2.2V (35mA), quindi tra i due ho preso il valore più piccolo. Magari la tensione che utilizzerò sul singolo LED sarà 1.8V o 1.9V, ma in sostanza mi interessa capire il concetto, perché non vorrei che i LED perdano di intensità durante l'utilizzo, ne che la batteria mi lasci prima del dovuto.

[marco438]

Io credo che prima di tutto tu debba stabilire con quale batteria realizzzerai il circuito (quanti Ah).
Tre ampere di consumo non sono pochi e la batteria tendera' a scaricarsi e a non fornire piu' gli iniziali 13.5/13.8V (se completamente carica); cio' comportera' la diminuzione della corrente fornita ai led e conseguentemente della luminosita'.
Quindi, decidi prima il tipo di batteria, poi facciamo due conti e vediamo se adottare configurazioni diverse.

[fgiorgio90]

ok, allora, consideriamo una batteria al piombo da 12V e 10AH, immaginiamo di avere anche un regolatore di tensione (affinchè la luminosità dei LED rimanga costante) che fornisca alla configurazione di LED sopra citata 10V costanti. Ora per come la penso io la batteria fornirà energia sufficiente per un brevissimo lasso di tempo, perché nel momento in cui inizia a scaricarsi non è piu in grado di alimentare il circuito così come è pensato.

Le uniche due soluzioni per come al vedo io attualmente sarebbero il passaggio ad una batteria superiore (laddove esista con le caratteristiche richieste), o l'utilizzo della rete elettrica.

[marco438]

consideriamo una batteria al piombo da 12 V e 10AH, immaginiamo di avere anche un regolatore di tensione (affinchè la luminosità dei LED rimanga costante) che fornisca alla configurazione di LED sopra citata 10V costanti. Ora per come la penso io la batteria fornirà energia sufficiente per un brevissimo lasso di tempo, perché nel momento in cui inizia a scaricarsi non è piu in grado di alimentare il circuito così come è pensato.

Nel caso esposto (uso di un regolatore) non sarebbe piu' possibile la configurazione in serie di 5 led ed aumenterebbe il numero delle serie ed il consumo.
L'uso di batteria con capacita' superiore darebbe senza dubbio risultati migliori ma mai come il ricorso alla tensione di rete (tramite alimentatore stabilizzato).

P.S. Mi era sfuggita una tua osservazione nel primo post cui rispondo ora:
Una batteria da 3Ah, garantisce un'erogazione di corrente di 3A in un ora.

[fgiorgio90]

Certo, era quello che temevo, quindi posso affermare che il tempo utile per il funzionamento del mio circuito non è quello per cui la batteria si scarica completamente ma quello per cui essa arriva a un certo valore X che corrisponde alla tensione minima di funzionamento del regolatore.

Quindi considerata una batteria da 12V e 10AH, un circuito generico che consuma 3A (ipotizziamo costanti ma è un valore massimo) e un regolatore di tensione regolato a 10V che ha bisogno di 11V per funzionare (scusate i valori a caso), il mio circuito non funzionerà per più di 3 ore, ma per il tempo inferiore necessario affinchè la batteria raggiunga gli 11V.

Il mio ragionamento è corretto?

[marco438]

Quindi considerata una batteria da 12 V e 10AH, un circuito generico che consuma 3A (ipotizziamo costanti ma è un valore massimo) e un regolatore di tensione regolato a 10V che ha bisogno di 11V per funzionare (scusate i valori a caso), il mio circuito non funzionerà per più di 3 ore, ma per il tempo inferiore necessario affinchè la batteria raggiunga gli 11V.

Non hai considerato due cose; la caduta di tensione derivante dall'uso del regolatore (drop-out) che, anche usando un integrato LDO e' di 1/1.2V ed il fatto che a 11V la batteria e' da ritenersi scarica.

[fgiorgio90]

Allora, innanzitutto grazie per i chiarimenti che mi stai dando, sono molto preziosi.

Tornando a noi .... la caduta di tensione sul regolatore era da considerare, giustamente. Ho voluto tralasciarla per non complicare ulteriormente il discorso e lavorare più su un aspetto qualitativo che quantitativo. Poi siccome mi sto muovendo anche con google tra vari siti web ho letto anche io questa cosa della batteria scarica a 11V. Quindi riformulo le mie considerazioni:

Una batteria da 12V e 10AH mi alimenta un circuito generico che consuma 3A per 3 ore o poco più, con corrente costante. Al termine di questo intervallo di tempo la tensione della batteria risulta circa 11V e questa non eroga più 3A, di conseguenza non sussistono più le condizioni di alimentazione del circuito.

A questo punto se volessi alimentare a batteria il circuito di LED ipotizzato nel primo post che consumi 3A per circa 10 ore avrei bisogno di una batteria da 12V e 30AH. Durante questo intervallo di tempo la batteria raggiunge al massimo 11V che è una tensione tale da garantire comunque una discreta illuminazione del LED (teoricamente).

Altra soluzione che avevo pensato era quella di collegare due batterie da 12V al piombo in serie, in modo da avere 24 V, in questo modo posso ridurre le serie di LED e ridurre i consumi.

[marco438]

Altra soluzione che avevo pensato era quella di collegare due batterie da 12 V al piombo in serie, in modo da avere 24 V, in questo modo posso ridurre le serie di LED e ridurre i consumi.

Per i tempi su esposti mi terrei un po' piu' basso; sei troppo ottimista.
Quest'ultima soluzione comunque e' da considerare; potresti ridurre il consumo ed ottenere maggiore autonomia facendo serie piu' lunghe.