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Calore e Resistenze

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 30 nov 2018, 8:30

Salve,
ieri sera mi sono arrivati dei led di potenza e ho provato a accenderli ... :D
Per il momento ho utilizzato lo schema "classico" con regolatore di corrente:

Led da 5W con Imax = 600-700 mA & 10W con Imax = 900 mA.
In casa ho solo Shunt di potenza (troppo pochi Ohm) e quindi calcolando la corrente in base alla potenza delle resistenze da 1/4 Watt ho messo una resistenza da 22 Ohm 1/4 Watt -> Ir = 57 mA, 71 mW.
... Si accende :D ...
Ho provato anche a inserirne alcune da 10 Ohm 1/4 Watt -> Ir = 125 mA, 156 mW.
Con la seconda ho ottenuto fumo e calore dopo pochissimo, con la prima calore (al fumo non sono arrivato).
Ho cercato su internet, e il massimo che ho trovato è un consiglio che se calcolo Pot = K per "non scaldare troppo" usare una resistenza da 2*K di potenza.
C'è una formula che mi calcola la temperatura che raggiunge la resistenza in base alla I (non quelle da scaldabagno :D )?
Eventualmente (preferisco le formule) c'è un K che normalmente si utilizza per scegliere la potenza per tenerle "fredde" ?

Alla fine ho giocato con resistenze da 100 ohm :cry: (13 mA - 16 mW - n°3 -> Foto)
Grazie

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[2] Re: Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 30 nov 2018, 10:12

Stamani ho trovato questo grafico però per resistenze diverse di potenza (1W) quindi non le classiche Metal/Carbon da 1/4w.
Potrebbe essere comunque un punto di partenza.

Conti:
P=100% -> T = Tambiente + 125°C
P=50% -> T = ~30 + 62,5 = ~90 °C

Quindi:
Se voglio che sia "fredda" devo tenere 25% -> T = 61 °C ?
Oltre al fatto dell'areazione ...

Corretto ?

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[3] Re: Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteIlGuru » 30 nov 2018, 11:35

poiché hai calcolato 22 \Omega per la resistenza di feedback e ne hai solo da 1/4 di watt, potresti metterne in parallelo 2 da 47 \Omega, 3 da 68 \Omega o 4 da 100 \Omega
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[4] Re: Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 30 nov 2018, 11:51

Ok.
Il punto è che con 22 Ohm ho 57 mA, mentre a datasheet il led lavora Imax = 600 mA !!!
Già con le 22 Ohm per provarlo a 400 mA mi ce ne vogliono una caterva... :D
Nei circuiti che trovo su Internet (dal quale sono partito), si parla (calcola) di resistenze da 3-5 Ohm proprio per avere quell' corrente.
Alla fine compererò una 3 Ohm (417 mA) Pcalc = 0,521 W -> P=5W.

La domanda era in sostanza:
In generale non posso usare la potenza massima della resistenza (es. 1/4 w ) a meno di cuocerci le pizze sopra. Per avere una temperatura decente (non saprei quale ... 50-60°C) che percentuale di potenza devo considerare ? Se il grafico sopra vale anche per le resistenze "normali" non di potenza, Pfredda = Pmax * 30 % ?
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[5] Re: Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteIlGuru » 30 nov 2018, 13:07

Quelle sulla temperatura sono tutte considerazioni inutili.
Una resistenza è progettata per dissipare al massimo una certa potenza.
La potenza dissipata da una resistenza ce lo dice la legge di Ohm e portarla al limite delle specifiche non è mai una buona scelta progettuale, come non lo è far scorrere in un led la massima corrente che può sopportare.

Non so come tu abbia fatto quei conti, il funzionamento dell' LM317 come regolatore di corrente ce lo spiega l'application note del datasheet LM317 non qualche sito di arduino:

9.2.8 1-A Current Regulator
A simple, fixed current regulator can be made by placing a resistor between the VOUT and ADJ pins of the LM117 (see Figure 26). By regulating a constant 1.25 V between these two terminals, a constant current is delivered to the load.


Per avere 600 mA ci serve una resistenza da \frac{1.25}{0.6}=2.08 \Omega quindi una da 2.2 \Omega

Con questa avremo una corrente di \frac{1.25}{2.2}=0.57 A

La resistenza dovrà dissipare 2.2 \times 0.57 \times 0.57 = 0.715 W che sono circa il triplo di 1/4 di Watt

O si compra una resistenza da 1 W o se ne mettono di più, in serie o in parallelo.

Che resistenza debbano avere queste per fare tutte insieme 2.2 \Omega che lo dice la legge di Ohm, non qualche sito arduino della minchia.
Se usiamo 4 resistenze in parallelo da 1/4 di W ciascuna, dovremmo cavarcela con resistenza da 10 \Omega
E' come averne una da 2.5\Omega quindi riusciamo a stare un po' larghi ed abbassare di un po' la corrente che sarà di circa:
\frac{1.25}{2.5}=0.5 A

Quella della resistenza non sarà l'unica potenza in gioco nel circuito, anche il regolatore ed il led ne devono dissipare, a te l'incombenza di calcolare quanto, e sicuramente il regolatore che viene alimentato a 12 V dovrà essere montato su un dissipatore di calore, anche questo da calcolare.
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[6] Re: Calore e Resistenze

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 30 nov 2018, 13:51

IlGuru ha scritto:Quelle sulla temperatura sono tutte considerazioni inutili.
Una resistenza è progettata per dissipare al massimo una certa potenza.

Scusa, ma non sono d'accordo. La potenza viene dissipata in calore. Quindi se non voglio scaldare, devo calare la potenza...

IlGuru ha scritto:La potenza dissipata da una resistenza ce lo dice la legge di Ohm e portarla al limite delle specifiche non è mai una buona scelta progettuale, come non lo è far scorrere in un led la massima corrente che può sopportare.

Infatti nei conti parlavo di 400mA su 600 mA e una resistenza massima di 10 Ohm 1/4 Watt -> Ir = 125 mA, 156 mW.

IlGuru ha scritto:Non so come tu abbia fatto quei conti, il funzionamento dell' LM317 come regolatore di corrente ce lo spiega l'application note del datasheet LM317 non qualche sito di arduino:

Ho fatto gli stessi tuoi conti, tanto è vero che se controlli i risultati sono, come dice il datasheet del LM317, 1,25V / R e P= I^2 * r.
Sono un fan di Arduino (è grazie/colpa sua se mi sono avvicinato all'elettronica), sopratutto dell'ATMEGA che ci è montato sopra, ma non lo ho mai nominato in questo progetto... Anche perché NON voglio utilizzare un processore per accendere un Led.

IlGuru ha scritto:Quella della resistenza non sarà l'unica potenza in gioco nel circuito, anche il regolatore ed il led ne devono dissipare, a te l'incombenza di calcolare quanto, e sicuramente il regolatore che viene alimentato a 12 V dovrà essere montato su un dissipatore di calore, anche questo da calcolare.

Pienamente d'accordo. (Alimento da batteria).

Comunque non capisco la "sfuriata". Probabilmente qualche cosa mi è oscuro/sfuggito. Come dico nel mio profilo sono un dilettante che prova e cerca di capire. Se reco disturbo, continuerò a leggere i post stando zitto.
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