LED, (650), alimentati a batterie

[FedericoSibona]

Io costruirei un piccolo flyback che porti i 12 V di batteria grossomodo a 50V, in modo da fare delle serie di 16 LED, da organizzare in 40 striscie in parallelo, con il resto di 10led, per i quali o si fa un PWM a parte oppure si mette una unica resistenza e li si collega al PWM originale.

I 50V e le serie di 16LED sono indicativi, ma la strada ha da essere quella
Le altre soluzioni o richiedono una tensione troppo elevata (per metterne di più in serie) o presentano una dissipazione eccessiva nei resistori di limitazione (che con alimentazione a batteria non è proprio un bene).

[DirtyDeeds]

Ecco un paio di grafici relativi al diodo (LED in questo caso) ideale:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Uhm... non è proprio così, anche nel caso ideale non c'è nessun asintoto: la tensione cresce sempre all'aumentare della corrente diretta. Ad alte correnti la caratteristica del diodo ideale è rappresentabile con l'equazione



dove è la corrente che attraversa il diodo, è la tensione ai suoi capi, è la tensione termica, è la corrente di saturazione inversa ed è un parametro che dipende dalla giunzione. L'effetto di una resistenza serie è quello di diminuire la tensione diretta ai capi della giunzione, quindi l'equazione può essere modificata nel seguente modo:



Poiché i parametri che caratterizzano il diodo sono 3 (, ed ), servono almeno tre misure per trovare (ne potrebbero bastare due in certe condizioni). Le misure vanno però fatte a temperatura costante e quindi in regime impulsivo (da un valore spannometrico della si potrebbe calcolare la massima variazione tollerabile della temperatura).

[PietroBaima]

Sì, senz'altro.
Io tendo a considerarla asintotica perché uso un modello più vicino a quello lineare a tratti, specialmente quando faccio misure grossolane (tipo quella che ho descritto).

In pratica penso che il tratto inclinato della caratteristica sia dovuto in modo preponderante alla resistenza piuttosto che all'esponenziale.
Questo si riferisce però a misure grossolane, mentre il tuo è preciso.

Grazie.

Ciao,
Pietro.

[DirtyDeeds]

In pratica penso che il tratto inclinato della caratteristica sia dovuto in modo preponderante alla resistenza piuttosto che all'esponenziale.

Non ho avuto modo di seguire tutta la discussione, quindi ho fatto il caso più generale. Ciò che scrivi è appunto valido nel caso in cui la resistenza sia molto maggiore della resistenza differenziale, cosa ragionevolmente vera vicino alla massima corrente di lavoro. In questo caso bastano due misure.

[Russell]

Grazie dei preziosi dettagli, è tutto chiaro.
Traggo un paio di conclusioni quindi

1) non è possibile derivare quel valore dalle banali misure che proponevo, causa incertezza sulla stima, a causa principalmente della resistenza di limitazione. Non bastano un paio di batterie e un multimetro in sostanza.... serve qualcosa di piu'.

2) In effetti le misure fatte in quel regime (correnti basse) hanno anche poco senso dato che poi (in ottica PWM) il diodo viene usato (impulsivamente) a correnti molto piu' alte. Quindi, per avere i numeri giusti in mano e fare un buon progetto, sarebbe molto meglio studiare il comportamento del diodo in un regime diverso da quello che ho proposto.

3) mi rimane il dubbio che implementazioni con questo tipo di PWM e Diodi, da parte di persone frettolose o poco meticolose, faccia facilmente usare una corrente di picco superiore a quella massima sopportabile dal diodo (deterionandone le vita media). Infatti il poter impostare sempre un duty cicle molto basso per avere una corrente media sempre accettabile non fa' facilmente saltare agli occhi il continuo stress (forse) in corso.... (ad esempio scegliere un duty cicle del 16% con una corrente di picco di 125mA per avere una media di 20mA, tollerabilissimi, fa' passare in secondo piano che il diodo sopporta un picco massimo di 75mA, scavalcati nettamente ... il circuito funziona, ma per quanto?).... Con circuiti artigianali (no micro) e un laboratorio poco attrezzato infatti non sara' facile valutare/misurare con precisione né il duty cicle in uso, né la corrente di picco.

[Vega]

è passato un po di tempo ma sono tornato
ho preparato quasi tutto, manca solo finire di posizionare i led e fare un giro in carrozzeria per la verniciatura.
alla fine ho acquistato i led consigliati da Russell a testa piatta.
penso che finirò per montarne 588 e non 650 come pensavo in precedenza.
ho una batteria di un trapano a percussione, non è molto comoda da tenere in testa visto che pesa 1,2kg ma al momento è la soluzione migliore che ho trovato, è da 36V e 2,6Ah.
ho provato a fare strisce in serie da 13 l'una ma la luce è molto forte e adesso passerò a strisce da 14 da mettere tutte in parallelo, così il verde sarà più simile a quello degli el-wire.
al momento ho fatto una prova con 9 serie da 13 e sembra essere tutto a posto.
sapete dirmi se la batteria vivrà qualche ora?

[gill90]

Chi si vede! Per limitare la corrente occorre metterci una resistenza di limitazione. L'hai messa?
Con una batteria del genere alla peggio il tuo sistema può durarti 2 orette e qualcosa, però per una stima migliore bisognerebbe sapere quanta corrente assorbe ogni ramo. Mi raccomando, 600 LED sono un bel po', quindi riduci la corrente a un valore onesto, oltre che per risparmiare sul consumo, ma soprattutto per evitare di accecare chiunque ti stia attorno nel raggio di 15 metri!

[Vega]

al momento non ho nessuna resistenza...mi pare che ogni led consumi 10uA (che non so quan'è) non so calcolare il cunsumo pensavo di fare una prova quando sono tutti montati e basta sperando di superare le 2 ore
per non accecare la gente intorno passo appunto da 14 led x avere una luce leggermente più debole, di più no perché fa "poca" luce e non mi piace
cosa intendi per "valore onesto"? ho troppi Ah?

[gill90]

ogni LED consumi 10uA

Forse intenevi 10mA? Una resistenza ci andrebbe sempre messa per non far schizzare la corrente alle stelle. Se nel tuo caso però ti va bene la luminosità con 14 LED in serie puoi anche evitare di metterla, così risparmi sulla potenza dissipata. Bada che gli Ah sono un'unità di misura della capacità di una batteria, non della corrente, quella si esprime normalmente in A. Io intendevo dire di fare in modo che la corrente non superi i 20mA, altrimenti diventi un sole ambulante!

[Russell]

Ti rispondo in merito ai consumi
Stimando che in ogni ramo tu debba far scorrere 20mA
Di rami ne hai 10 circa, siamo su un totale di 200mA=0.2A che la batteria deve erogare
Essendo questa da 2.6Ah hai che la durata della batteria è 2.6Ah/0.2A ore, ovvero teoricamente 13 ore.
Ora mettiamo che la batteria è vecchia, e la carica non sara' il 100%, direi che puoi sperare in almeno 5 ore.


Detto questo, non cantare troppo vittoria
Se non metti una resistenza di limitazione i tuoi LED si romperanno velocemente, perche' andranno in sovraccarico di corrente
e appena ne muore 1 ti si spenge tutto un ramo da 13 LED
Al decimo che muore rimani al buio

Se ci dici quale hai acquistato, oppure ci fornisci le caratteristiche, ti diciamo che resistenza devi inserire in ogni ramo
lo so che è noioso ... ma sai com'è ... si fa' per aiutarti