LED, resistenze e batterie - Forward Voltage e Current?

[Mark1982]

Salve a tutti,
ho alcuni dubbi su led ad alta luminosità, resistenze e batterie...

So già che ne varrà fuori un posto lunghissimo...


Vediamo un po' se riuscite ad aiutarmi...



Iniziamo a considerare delle batterie ricaricabili AA (Energizer da 1,2V e 2500 mAh).

Quando queste sono cariche al 100% (in buone condizioni di vita) la tensione effetiva ai capi della batteria può arrivare anche a 1,4-1,5V ; quando poi la batterie si scarica, la tensione effettiva si riduce fino ad arrivare a 1,2V (batteria completamente scarica).
Questo è quanto ho rilevato direttmante con un tester...

Quindi, 3 batterie ricaricabili AA in serie mi possono dare una tensione variabile tra 4,2-4,5 V (batterie ultracariche) e 3,60 V (batterie scariche).

Giusto?



Veniamo ora ai led ad alta luminosità...

Solitamente per ogni led la casa produttrice da alcuni dati (rintracciabili sul web sotto forma di .pdf).
In particolare nei files relativi ai led viene sempre riportato un grafico che mette in relazione il Forward Voltage (ascisse) con la Forward Current (ordinate) che attraversano il led...

Vorrei chiedervi se la curva rappresentata in tale grafico indica le effettive condizioni operative del led...
La curva individua cioè i punti di funzionamento (tensione e corrente) a cui è soggetto il led?


Solitamente il circuito più semplice consiste nel mettere in serie pacco batterie, resistenza e led.
In questo modo la corrente circolante nel led è quella che circola in tutto il circuito.


Per trovare il valore della resistenza basta fare:

( Tensione pacco batterie - Tensione Led ) / ( Intensità di corrente circolante ).



Ho preso in considerazione il grafico (v. pdf) dei tre seguenti tipi di led:

- Osram Golden Dragon Plus ( http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Osram_Golden_Dragon_Plus.pdf ) ;

- Osram Diamond Dragon ( http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Osram_Diamond_Dragon.pdf ) ;

- Seoul P7 ( http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Seoul_P7.pdf ) .



Ho quindi cercato tuttii possibili valori di resistenza tenendo presente sia le varie tensioni erogate dal pacco batterie (variabili tra 4,5V e 3,6V), sia i vari punti di funzionamento del led.

Ho quindi calcolato il valore della resistenza da mettere in serie al led, i watt della resistenza (per evitare di usare resistenza troppo piccole in termini di watt) e infine ho calcolato i wat totali assorbiti da led+resistenza.

Ecco qui sotto i tre file Excel con i conti:

- File per Golden Dragon Plus : http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Resistenza_W5AM.xls ;

- File per Diamond Dragon : http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Resistenza_W5AP.xls ;

- File per Seoul P7 : http://digilander.libero.it/marco.berna/Led/Resistenza_P7.xls ;



Potreste dirmi se in tutto questo ragionamento cìè qualcosa di sbagliato?



Infine, ultimissima domanda...

In base ai watt totali assorbiti (da led + resistenza), quanto mi starà acceso il led?

Alcuni mi hanno detto che le batterie ricaricabili Ni-h, quando sono scaricate con valori di tensione prossimi alla loro tensione nominale, hanno una durata ridotta del 50%...
Boh...

[Galaxi93]

Ciao Mark,
Allora, per quanto riguarda le batterie, so che i valori di tensione non superano i 1,4-5volt quando sono carichissime e questo tensione diminuisce subito una volta collegato un carico ad essa. Tu hai misurato le batterie senza nessun carico applicato, vero? Prova ad attaccargli qualcosa e vedrai che misurando col tester avrai una tensione inferiore. Io ne so qualcosa perché ho provato ad utilizzarle e anche io avevo misurato dei valori simili ai tuoi, ma poi mi sono accorto che sotto sforzo, la tensione si abbassa a 1,2v. Quindi mettendo in serie tre batterie, ottieni una tensione massima di 3,6v.
Per quanto riguarda invece i led, non capisco quale sia il tuo problema. Il primo led, per esempio, può essere alimentato con una tensione che può variare da 2,5v a 4v e, in base alla tensione, viene assorbita una corrente che varia da 10mA a 1000mA.
Quindi se tu dovessi attaccare i led direttamente alla batteria avresti un assorbimento di 600mA circa.
Invece per la questione della durata della batteria, io non so molto bene, ma mi pare che quel 2500mAh significa che se viene assorbita 2500mA dalla batteria, questa dura un ora. Quindi, seguendo questo ragionamento che non son se è giusto (aspettiamo qualcuno che ci spieghi meglio), tre batterie possono fornire 7500mAh, quindi applicando un assorbimento di 600mA, dovrebbe durare: 7500mAh/600mA=12,5h => 12 ore e 30 minuti.

Ciao,
Galaxi93.

[Mark1982]

Grazie per la risposta!



In effetti le batterie le ho misurate senza alcun carico inserito...

Quindi le 3 batterie ricaricabili in serie, una volta messe nel circuito, mi daranno al massio una tensione di 3,6 V che mi andrà via via diminuendo durante il processo di scarica?

Orientativamente, appena accendo il led le batterie mi erogano una tensione di 3,6 V e poi che sucede alal tensione?
Cala fino a che valori (in corrispondenza dei quali le batterie si considerano scariche)?


Per tensione e corrente del led,
volevo innanzitutto sapere se il grafico indica gli effettivi punti di funzionamento...
Mi sembra di sì...
Era una mia curiosità...


In molti mi hanno detto:
prendi il led, guarda i suoi watt e la massima corrente ammissibile, calcolati la tensione del led e poi calcola la resistenza...

Per quanto semplice ed efficace, forse usando il grafico riuscirei a trovare un valore di resistenza ottimale...



Tutto dipende ora da queste benedette batterie AA ricaricabili Ni-Mh ...
Devo assolutamente sapere che tensione mi danno quando (appena caricate al 100%) sono inserite nel circuito (batterie, led e resistenza inserie) e quale tensione mi danno quando le batterie sono praticamente a terra...

[Galaxi93]

Allora, per le batterie considera che arrivano massimo a 3,6 (può anche darsi che nei primi minuti di accensione, questo valore sia maggiore). Il valore minimo possiamo dire che non esiste, poiché la batteria continua a scaricarsi finché raggiunge i 0v (situazione da non raggiungere mai). Come ti ho detto prima, il led può essere alimentato con una tensione di 2,5-4v. Secondo me ti conviene mettere un'altra batteria in maniera da avere 4,8v. Dopo di che calcoli la resistenza in questo modo:
R=(4,8v-3,8)/0,9A=1,1omh approssimato a 1 omh. In questo modo sei sicuro che il led non si brucia. La resistenza deve essere da 5watt.

[Mark1982]

Purtroppo posso mettere al massimo 3 batterie AA dato che lo spazio è assai limitato.


Inoltre devo ottenere più luce possibile: mi basta un'ora di luce e poi ricarico.
Considera che maggiore è l'intensità di corrente che attraversa il led e maggiore è il suo flusso luminoso...

Mettendo la reistenza da 1 ohm andrei in sicurezza, ma farei funzionare illed con valori di corrente minori, con consegunte minor flusso luminoso...

Se le 3 batterie (appena cariche e nuove) inserite nel circuito dessero al massimo 3,79 V,
stando ai dati del grafico,
potrei anche non inserire la resistenza...

So che quello che scrivo sembra una fesseria...

Ma entrando nel grafico del led direttamente con la tensione delle batterie
(che ho considerato variabile tra 3,79 e 3,00 V , escludendo il calo di tensione dovuto alla resistenza - che non c'è...)
ne verrebbe fuori una corrente sempre compresa tra 100 mA e 1.000 mA ...

[Galaxi93]

Si, volendo puoi mettere tre batterie senza la resistenza, visto che la loro tensione non supererà mai i 4volt massimi del led. Il problema è la luminosità, che con tre batterie è limitata (ma neanche troppo, secondo il grafico). Se hai già il materiale puoi anche fare una prova.

Ciao,
Galaxi93.

[Mark1982]

A dir la verità devo prima scegliere il led e poi acquistarlo.
Ecco perché tutte queste domande.

Il problema della tensione effettiva delle batterie è quello che più mi lascia dubbioso...


Sono indeciso tra il Golden Dragon Plus e il Diamond Dragon (il Seoul P7 lo escudo già perché è troppo potente)...

Sicuramente ne prenderò un paio, così se uno si brucia avrò l'altro di riserva...

[didimo]

................Invece per la questione della durata della batteria, io non so molto bene, ma mi pare che quel 2500mAh significa che se viene assorbita 2500mA dalla batteria, questa dura un ora. Quindi, seguendo questo ragionamento che non son se è giusto (aspettiamo qualcuno che ci spieghi meglio), tre batterie possono fornire 7500mAh, quindi applicando un assorbimento di 600mA, dovrebbe durare: 7500mAh/600mA=12,5h => 12 ore e 30 minuti.

Ciao,
Galaxi93.

Se le celle sono in serie forniranno tutte la stessa I quindi,se il carico assorbisse 2500 mA,in circa un ora,chi prima chi dopo, si scaricherebbero tutte,ma attenzione a non far scendere la tensione di ogni cella sotto i 0.95 o 0.8 volt:potrebbero rovinarsi le celle.Vedi

http://www.hwupgrade.it/forum/showthrea ... &t=1486066

Le celle non sono mai perfettamente eguali ed è per questo che non si vedono circuiti con celle in parallelo;sarebbe come mettere generatori con caratteristiche diverse in parallelo

Saluti
didimo

[Anonymous]

Post eliminato per la cancellazione dell'autore

[Mark1982]

Innanzitutto grazie per l'informazione di tenere la tensione di ogni batteria al massimo a 1,0 V e non meno.

Per quanto riguarda la resistenza...

Avete dato un'occhiata ai files Excel che ho aggiornato?


Ho considerato tutte le possibili tensioni (ogni 0,1V) delle 3 batterie in serie: tensione variabile tra 4,5V e 3,0V .

Ho poi usato il benedett grafico fornito dalla casa prodduttrice del Led che da i punti di funzionamento (Tensione;Intensità) del Led...

Ho quindi ricavato per ciascun punto di funzionamento (e ciascuna tensione delle batterie) il valore di resistenza esatto...


Sempre dal foglio Excel che ho fatto, ne vien fuori che,
con tensioni del pacco batterie che arrivano fino a 3,70 V e resistenza in serie pari a 0 ohm,
il led opera con tensioni e correnti che ricadono sulla curva di funzionamento fornita dalla casa produttrice...


Tutto dipende dalla maledetta tensione massima erogata dalle batterie ricaricabili Ni-Mh, che in questo caso non è cosa da poco visto che in alcuni posti leggo che arriva a 1,5V e in altri al massimo a 1,2V...