Arduino e PWM: misurare tensione reale

[konig87]

Ciao a tutti,
ho un LED ad alta potenza (CREE) bianco, tensione a regime pari a 3volt, corrente massima 1,5amp. Ho un alimentatore a 12v 3amp.
Ho pensato di abbassare la tensione dell alimentatore con una PWM di arduino, quindi uso la funzione
analogWrite(9, 40);
in cui 9 è il pin di uscita, e 40 il valore della PWM. così facendo, collego l' uscita 9 al GATE di un buon mosfet di potenza IRF530 e il led in serie tra l' alimentatore a 12v e il DRAIN del mosfet. il Source va a massa.
Così facendo, il led si accende ma non so effettivamente a quanto ammonta la tensione ai suoi capi, qual è la corrente che lo attraversa, insomma non so se lo sto sforzando o no, se magari dopo 1 ora di vita mi muore.
Col mio tester digitale leggo che ai capi del led acceso c è una tensione di 2,15volt. se ci tolgo il led ed al suo posto metto (tra +12 e il Drain) una Resistenza da 1kohm leggo invece una tensione di 1,90 volt, mentre se levo il carico e lascio vuoto, leggo tra +12 e Drain una tensione di 5,23volt.
Come faccio a capire se il LED è sotto sforzo o no? sto operando bene?
OPPURE dato che analogWrite(9, 40); significa DutyCycle al 40%, partendo da 12volt, gliene sto dando troppi? dovrei abbassare il Duty? se provo a leggere la corrente che attraversa il LED, dato che siamo in una PWM, quel che leggo sul tester è giusto? se non lo fosse, come faccio a capire quanta corrente sta attraversando il mio led?
Grazie a tutti

[simo85]

Quello che misureresti con il multimetro è la corrente media Im: Im = It * dutycycle.
Risolvi l'equazione ed hai il valore della corrente di picco, che non deve essere superiore a quella dichiarata sul datasheet del LED.

Nel caso di misurare la tensione sul Gate, misureresti la tensione media.

PS: L' IRF530 ha una RDSon di 0.16 ohm con VGS = 10 V.
Con un micro magari sarebbe meglio usare un logic-level.

[alev]

I diodi led devono essere alimentati alla tensione e con corrente limitata al valore previsti dal costruttore

Se mi dici la sigla del diodo, possiamo approfondire la questione

[konig87]

ecco il datasheet del led:
Specifications:

Emitter Brand: Cree
Emitter Model: XM-L2 U2 /U3
Light Color:White Light
Color temperature:6500-6800K
Output Power: 10W
Luminous Flux :1100lm
Diameter: 20mm
Driving Current: 3000mA
Voltage: 3~4V
Application: Great for flashlight DIY.
Material: Aluminum plate + electronic components
tollera fino a 3amp, ma io ne considero sempre la metà, sai com è, vengono dalla cina...!

per quanto riguarda la formula:
Im = It * dutycycle
im= corrente media
it= ? di picco??
se cosi fosse, avrei la im=230mA segnati dal tester, quindi:
it = 0,23/0,4 = 0,57amp ?
inoltre: che cos è un LogicLevel? in effetti lo sento che riscalda tanto!!!! dopo due minuti non lo si può toccare!

[alev]

Allora,le specifiche che hai fornito sono di una lampada a LED, infatti per i LED Cree XM-L2 è prevista un'alimentazione intorno ai 3 V (2.85 - 3.15)
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/ ... mpXML2.pdf

Quindi, ho bisogno di sapere se vuoi alimentare direttamente il LED (eventualmente smontato dalla torcia) oppure la lampada

Tieni fin d'ora conto che 12 V per quel LED/Lampada sono troppi ed è necessario ridurre la tensione, come lo vediamo dopo

[konig87]

ho soltanto il led, nudo e crudo, venduto su una basetta di metallo dal diametro di 2cm.
devo alimentare solo il led. proprio perché 12v sono troppi ho pensato alla PWM, che mi limita sia i volt (in media) che la corrente (media)

[alev]

Ok, adesso è più chiaro; ma andiamo per gradi

Come scritto nel datasheet, quel LED deve essere alimentato a circa 3 V e 3 A massimo; andando oltre con la tensione, il LED dura molto poco

Per ridurre la tensione, la cosa più semplice sarebbe che tu usassi un'altra sorgente di alimentazione a 3,7 volt oppure di poco superiore; puoi rimediarla ?

[konig87]

purtroppo no! è nata l idea della PWM proprio per limitare tensioni e correnti. ho una sorgente a 12 volt ed un arduino, ma per avere la stessa PWM potrei anche usare un ne555... l' uscita va al mosfet irf530 che apre e chiude. Dal lato del carico non ho nulla se non il led. potrei forse mettere una R tra il +12 e il + del led, giusto cosi si forma un partitore di tensione tra i 3volt "imposti" dal led e la rimanente tensione mi si scarica felicemente sulla R, che sarà bassa e da 2watt, sperando che basti quella da 2watt, forse questo sali e scendi di tensione non la riscalda più di tanto... provo?

---aggiornamento---
come non detto: riscalda. troppo. era ovvio..
sul datasheet non dice qual è la tensione di Pulse massima che il led può sopportare, perché se mi sopporta fino a 12volt allora devo preoccuparmi solo della corrente, ed in quel caso mi sta bene la formuletta im = it *duty

[alev]

Il partitore potrebbe funzionare ma scendere da 12 V a 4 V sono 8 V di caduta in tensione che, con 3 A di corrente che passa nel ramo, fanno 24 W di dissipazione per le tue resistenze

Una resistenza che sopporti 24 W ti costa di più che un riduttore di tensione tipo questo
https://www.amazon.it/DROK-Convertitore ... 1465142370

[IsidoroKZ]

Andare in PWM per abbassare la tensione e regolare la corrente va bene, ma non puoi mettere una tensione quadra di ampiezza 12V ai capi del led, non e` contento. Fra uscita del PWM e led bisogna mettere una induttanza che forma un filtro passa basso, e poi anche un diodo di ricircolo: tutto questo per dire "fai un convertitore Buck".

Bisogna che la frequenza del PWM sia abbastanza alta per poter usare induttori piccoli, si deve poter fare una retroazione in corrente, dato che bisogna controllare la corrente, e infine serve un MOS logic level.

In pratica butta via arduino e fai un circuito adatto al led che hai, con controllo di corrente.