Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zrobiłem linijkę LED - zweryfikujcie wytłumaczenie

02 Lis 2008 13:45 2106 14
  • Poziom 10  
    Cześć, w końcu udało mi się samodzielnie zrobić linijkę LED, która jest przewidziana dla napięcia stałego w zakresie 0 - 30V.

    Dioda pierwsza(żółta) świeci maksymalnie przy napięciu od 10V.
    Dioda druga(zielona) świeci maksymalnie przy napięciu od ok 21V
    Dioda trzecia(czerwona) nie osiąga świecenia maksymalnego :)

    Układ wygląda tak:

    Zrobiłem linijkę LED - zweryfikujcie wytłumaczenie

    Teraz wytłumaczę jego działanie i chciałbym, żeby ktoś mądry to zweryfikował:

    W linijce zastosowano diody Zennera, jak i diody prostownicze. Diody Zennera wraz z LED i rezystorem wpiętym szeregowo tworzy prosty stabilizator napięcia. Rezystor wpięty szeregowo z LED jest dodatkowym zabezpieczeniem. Dzięki stabilizatorowi i rezystorowi zabezpieczającemu(temu na 6 Ohm) LEDy się nie palą. W innym przypadku najpiewniej ulegałyby zniszczeniu przy napięciu ze źródła od ok 10V(tak wynikało z moich wcześniejszych prób).

    Rezystory włączone szeregowo z bazą tranzystora pełnią funkcję sterującą. Dlaczego przy trzecim tranzystorze nie ma rezystora? Nie wiem, z testów wynika, że nie może go tam być.

    Co robią diody prostownicze? Ano, bez nich prąd nie przechodzi do następnego tranzystora(czyli kolejny LED nie będzie świecił).

    Teraz moje pytania są następujące:
    - dlaczego do takiej konstrukcji używa się tranzystorów? Nie można zrobić tego bez nich? Jak by to działało?
    - dlaczego nie palą mi się rezystory włączone szeregowo z diodą Zennera(50 Ohm, 1.2Ohm, 2.5Ohm)?

    One są mocy 2W, tymczasem ze wzoru wynika:
    U = 30V
    I = 0.08A
    P = U*I = 2.4W
    Podejrzewam, że biorę nie te wielkości do obliczeń, więc jakie mam wziąć?

    Następne pytanie.
    Rezystory zostały wyznaczone eksperymentalnie, tj. metodą prób i błędów. Jak je wyliczyć?

    I pytanie chyba ostatnie:
    Co zrobić, żeby układ działał tak:
    napięcie do 10V - świeci się żółty LED(tylko)
    napięcie od 11 do 21V - świeci się zielony LED(żółty gaśnie)
    napięcie powyżej 21V - świeci się tylko czerwony LED.

    Próbowałem robić coś na bramkach logicznych, ale no nie wychodziło mi, a ze schematu, który podano mi wczoraj wynika, że chyba można zrobić to prościej, ale dokładnie nie wiem jak.

    A teraz bym prosił bardzo o skonfrontowanie mojego tłumaczenia działania ww układu, a także o odpowiedzi na moje pytania :)
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Witam.

    Ten układ jest błędny.
    Zrobiłem linijkę LED - zweryfikujcie wytłumaczenie

    Pzdr.
  • Poziom 10  
    Damn, ale na symulatorze mi działa. Anyway, bez diód prostowniczych w ogóle nie chciało dzialać(tzn. zielona i czerwona).

    A możesz odpowiedzieć na moje pytania zawarte w pierwszym poście?
  • Admin grupy audio
    Juhas0 napisał:
    ale na symulatorze mi działa.

    I właśnie tyle jest warty ten "symulator" Crocodile clips. Pozbądź się go jak najprędzej, bo inaczej nie zbudujesz żadnego działającego układu.

    Juhas0 napisał:
    Teraz moje pytania są następujące:
    - dlaczego do takiej konstrukcji używa się tranzystorów? Nie można zrobić tego bez nich? Jak by to działało?

    Nie działałoby.
    Juhas0 napisał:
    - dlaczego nie palą mi się rezystory włączone szeregowo z diodą Zennera(50 Ohm, 1.2Ohm, 2.5Ohm)?

    One są mocy 2W, tymczasem ze wzoru wynika:
    U = 30V
    I = 0.08A
    P = U*I = 2.4W
    Podejrzewam, że biorę nie te wielkości do obliczeń, więc jakie mam wziąć?

    Źle liczysz, napięcie na rezystorach będzie mniejsze niż 30V Dokładnie to będzie 30V - 2V (zener) - 0.7 (dioda prostownicza) - napięcie CE tranzystora.
    Prąd 80mA to prąd całości obwodu, Do obliczeń należy wziąć prąd płynący w odpowiedniej gałęzi (w tym wypadku wyznaczony przez prąd diody zenera)

    Juhas0 napisał:
    Następne pytanie.
    Rezystory zostały wyznaczone eksperymentalnie, tj. metodą prób i błędów. Jak je wyliczyć?

    Z prawa Ohma
  • Poziom 10  
    Artur k. napisał:
    Juhas0 napisał:
    ale na symulatorze mi działa.

    I właśnie tyle jest warty ten "symulator" Crocodile clips. Pozbądź się go jak najprędzej, bo inaczej nie zbudujesz żadnego działającego układu.


    To co mi możesz polecić darmowego?

    Crocodile Clips podoba mi się w taki sposób, że wszystko się dzieje w czasie rzeczywistym. Fakt, że ma mało komponentów i możliwości w porównaniu np. z CircuitLogix.

    Cytat:

    Juhas0 napisał:
    Teraz moje pytania są następujące:
    - dlaczego do takiej konstrukcji używa się tranzystorów? Nie można zrobić tego bez nich? Jak by to działało?

    Nie działałoby.


    A jeśli zrobiłbym na przekaźnikach SPDT?
    (w Crocodile oczywiście działa ;>)


    Cytat:

    Juhas0 napisał:
    Następne pytanie.
    Rezystory zostały wyznaczone eksperymentalnie, tj. metodą prób i błędów. Jak je wyliczyć?

    Z prawa Ohma


    Nie, no tego się domyślam ;)
    Ale nie wiem, jakie wielkości mam brać pod uwagę, tzn. gdzie mierzone.
  • Admin grupy audio
    Juhas0 napisał:
    To co mi możesz polecić darmowego?

    Nie, ponieważ od dawna nie używam takich programów. Jeśli buduję jakiś układ to wolę go sprawdzić w praktyce, a nie na symulatorze - dlaczego? Przykład masz ze swoim układem :)

    Juhas0 napisał:
    Crocodile Clips podoba mi się w taki sposób, że wszystko się dzieje w czasie rzeczywistym. Fakt, że ma mało komponentów i możliwości w porównaniu np. z CircuitLogix.

    Może i działa w czasie rzeczywistym ale niezgodnie z rzeczywistością - ot co.

    Juhas0 napisał:
    A jeśli zrobiłbym na przekaźnikach SPDT?
    (w Crocodile oczywiście działa ;>)

    To zlutuj układ choćby na pająka i sprawdź czy działa w rzeczywistości.

    Juhas0 napisał:
    Nie, no tego się domyślam ;)
    Ale nie wiem, jakie wielkości mam brać pod uwagę, tzn. gdzie mierzone.

    Wynika to z podstaw elektrotechniki, a błąd który zrobiłeś przy obliczaniu mocy traconej na rezystorze wynika z nieznajomości prawa Kirchoffa.

    Zacznij od nauki podstawowych praw, potem zastosowaniu ich w praktyce, a żaden symulator nie będzie Ci potrzebny.
  • Poziom 10  
    Cytat:

    Juhas0 napisał:
    A jeśli zrobiłbym na przekaźnikach SPDT?
    (w Crocodile oczywiście działa ;>)

    To zlutuj układ choćby na pająka i sprawdź czy działa w rzeczywistości.


    No i trza wydawać kasę może na marne ;)
    Ale cóż.

    Cytat:

    Juhas0 napisał:
    Nie, no tego się domyślam ;)
    Ale nie wiem, jakie wielkości mam brać pod uwagę, tzn. gdzie mierzone.

    Wynika to z podstaw elektrotechniki, a błąd który zrobiłeś przy obliczaniu mocy traconej na rezystorze wynika z nieznajomości prawa Kirchoffa.

    Zacznij od nauki podstawowych praw, potem zastosowaniu ich w praktyce, a żaden symulator nie będzie Ci potrzebny.


    Podstawowe prawa znam, gorzej z zastosowaniem ich w rzeczywistości :(
  • Admin grupy audio
    Juhas0 napisał:
    No i trza wydawać kasę może na marne ;)
    Ale cóż.

    Faktycznie, przy obecnych cenach popularnych elementów to zbankrutujesz. Tranzystory jak kupisz po 10 szt. to zapłacisz za sztukę ze 20gr. W TME nawet nie da się kupić 10szt, tylko min 25 - wtedy cena to niecałe 9gr za sztukę.
    http://www.tme.eu/pl/katalog/artykuly.phtml?search=BC547&idp=1#search%3DBC547
    Poza tym, sam widzisz - zbudowałeś układ według symulatora i też nie działa - można powiedzieć, że wydałeś kasę bez sensu.


    Juhas0 napisał:
    Podstawowe prawa znam, gorzej z zastosowaniem ich w rzeczywistości :(

    Nie widzę więc żadnych przeszkód, by w układzie z rysunku wyznaczyć 3 różne gałęzie rozpływu prądu oraz spadki napięć na elementach (zgodnie z prawami kirchoffa) i policzyć to co nas interesuje.

    Celowo nie podaję gotowca - ja wiem jak to obliczyć, chcę tylko byś zaczął samodzielnie myśleć.
  • Poziom 10  
    Chodzi mi o to, że, np. mam ten układ z diodą Zennera.


    Jest DZ, Rezystor podłączony szeregowo do niej, równolegle LED.

    I jedyne, co znam w tym momencie, to napięcie źródła.
    Wiem, że LED może mieć maksymalny prąd 0,02A(przynajmniej zawsze tak zakładam), ale diodą Zennera ograniczam napięcie do 2V.

    W związku z tym:
    Dane:
    I = 0,02A
    U = 2V

    Szukane: R = ?

    R = U/I, a więc 100 Ohm.

    To powinna być rezystancja opornika włączonego szeregowo z diodą Zennera w układzie z żółtym LED.
    Ale w rzeczywistości okazuje się, że 100 Ohm, to trochę za dużo. Dodatkowo, jak wysterować, żeby działała w takich zakresach, jak ja chcę? Tego nie wiem.

    Na gotowym układzie policzę wszystko, ale nie wiem za bardzo, jak dobrać wielkości podczas jego projektowania.


    Następne pytanie, zakładając, że wskaźnik oparty na przekaźnikach SPDT faktycznie działa, które rozwiązanie będzie lepsze. Z tranzystorami, czy z przekaźnikami? Chodzi mi tu, które będzie trwalsze.

    Nie za bardzo wiem, na jakiej zasadzie pracuje przekaźnik SPDT(szukałem w necie, ale nie za wiele znalazłem), więc podejrzewam, że jest on wyposażony w sprężynke. A sprężynka może przestać spełniać swoją rolę po jakimś czasie działania, więc mi się wydaje, że ten układ będzie mniej trwały.

    Jednak, jak w takim razie zrobić układ, który będzie mi przełączał te diody na tranzystorach? Możesz mnie jakoś nakierować?
  • Specjalista elektronik
    Tu masz układ który ma szansę działać tak jak potrzebujesz
    Zrobiłem linijkę LED - zweryfikujcie wytłumaczenie
  • Admin grupy audio
    Juhas0 napisał:
    Jest DZ, Rezystor podłączony szeregowo do niej, równolegle LED.

    I jedyne, co znam w tym momencie, to napięcie źródła.
    Wiem, że LED może mieć maksymalny prąd 0,02A(przynajmniej zawsze tak zakładam), ale diodą Zennera ograniczam napięcie do 2V.

    W związku z tym:
    Dane:
    I = 0,02A
    U = 2V

    Szukane: R = ?

    R = U/I, a więc 100 Ohm.

    To powinna być rezystancja opornika włączonego szeregowo z diodą Zennera w układzie z żółtym LED.
    Ale w rzeczywistości okazuje się, że 100 Ohm, to trochę za dużo. Dodatkowo, jak wysterować, żeby działała w takich zakresach, jak ja chcę? Tego nie wiem.


    No i błąd! Nie bierzesz pod uwagę praw Kirchoffa, są dwa i oba mają zastosowanie w tym przypadku, nie mówiąc już o tym, że ta dioda zenera jest do niczego nie potrzebna. Jaki sens ma włączenie diody LED równolegle do diody zenera? Co chcesz przez to osiągnąć?
    Zapoznaj się z prądowym oraz napięciowym prawem Kirchoffa, zrozum je, a następnie przy jego pomocy oraz przy pomocy prawa Ohma wylicz prawidłową wartość rezystora.
  • Poziom 10  
    jony napisał:
    Tu masz układ który ma szansę działać tak jak potrzebujesz


    OK, ale wytłumacz, czemu to działa.


    Artur k. napisał:
    No i błąd! Nie bierzesz pod uwagę praw Kirchoffa, są dwa i oba mają zastosowanie w tym przypadku, nie mówiąc już o tym, że ta dioda zenera jest do niczego nie potrzebna. Jaki sens ma włączenie diody LED równolegle do diody zenera? Co chcesz przez to osiągnąć?
    Zapoznaj się z prądowym oraz napięciowym prawem Kirchoffa, zrozum je, a następnie przy jego pomocy oraz przy pomocy prawa Ohma wylicz prawidłową wartość rezystora.


    1. Prawa Kirchoffa.
    Są dwa, jedno mówi o napięciu(oczka itd), drugie mówi o prądach. O ile tego o napięciu jakoś tu nie widzę, to prąd jest zależny od obciążenia, czyli rezystancji. I jak dla mnie pojawia się błęde koło, bo do obliczeń potrzebuję rezystancję, którą muszę obliczyć :/

    2. Dioda Zennera.
    Dioda Zennera wraz z szeregowo połączonym rezystorem i równolegle połączonym odbiornikiem pełni rolę stabilizatora napięcia. Dzięki temu, nie palą mi się Ledy. Innego rozwiązania samodzielnie nie udało mi się odnaleźć.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Juhas0 napisał:
    jony napisał:
    Tu masz układ który ma szansę działać tak jak potrzebujesz


    OK, ale wytłumacz, czemu to działa.

    Bo tak to zaprojektowałem ze działa :D
    Ale wracając do sprawy.
    Tranzystor T3 i D4, D5 i R3, R4 tworzą tzw. źródło prądowe.
    Zgodnie z II prawem Kirchhoffa napięcia na rezystorze R4 będzie wynosić:
    UR4=UD4+UD5-Ube3≈0.7V Co zaowocuje praktycznie stałym prądem kolektora niezależnym od napięcia zasilania.
    Ic3=0.7V/R4=0.7V/47≈15mA
    Prąd ten płynie od plusa baterii przez R4, T3 do węzła gdzie mamy trzy diody LED połączone równolegle.
    I teraz która diodą będzie świecić będzie zależeć od napięcia zasilania.
    Do otwarcia tranzystora T1 napięcia zasilania musi być większe od
    Uzas≥UDz1+Ube=8.2V+0.6V=8.8V
    Więc dla napięcia mniejszego od 8.8V cały prąd źródła prądowego na T3 płynie przez diodę D2 (żółta).
    Gdy napięcie wzrośnie ponad 8.8V pomału zacznie otwierać się tranzystor T1. Co otworzy drogę dla prądu kolektor-emiter i powolne rozjaśnianie diody D1 a ściemnienie D2. "Szybkość" tego rozjaśniania zależeć będzie od wartości rezystora R1.
    Mozą by się zastanowić czemu otwarcie T1 i zapalenie D1 "gasi" diodę D2 .
    Oczywiście wynika to z II prawa Kirchhoffa, które mówi ze na elementach połączonych równolegle musi być te samo napięcie.
    A ze tak się szczęśliwie składa ze dioda zielona ma niższe napięcie przewodzenia od żółtej. Świecenie diody zielonej musi oznaczać zatkanie diody żółtej. Gdyby się okazało ze diody mają bardzo zbliżone napięcia przewodzenia i świecą obie diody. To wystarczy dodać zwykłą diodę szeregowo z żółtą co rozwiąże nam ten problem.

    Dla napięć większych od 9V zaczyna się świecić dioda zielona a żółta powoli jest wygaszana.
    Dalsze zwiększanie napięcia niczego w układzie nie zmieni.
    Dopiero wzrost napięcia ponad UDz2+UD6+UD7+Ube2=3Ube+Udz2=2.1V+18V=20V Zacznie otwierać T2 a tym samym otwieramy drogę dla prądu diody D3. I znowu rezystor R2 wyznacza szybkość rozjaśniania D3 i jednoczesne ściemnianie D1 . Bo znowu dioda czerwona ma niższe napięcie przewodzenia od diody zielonej.
    I to by było na tyle.

    Juhas0 napisał:

    2. Dioda Zennera.
    Dioda Zennera wraz z szeregowo połączonym rezystorem i równolegle połączonym odbiornikiem pełni rolę stabilizatora napięcia. Dzięki temu, nie palą mi się Ledy. Innego rozwiązania samodzielnie nie udało mi się odnaleźć.

    W tym układzie tak włączona dioda zenera jest zbędna.
    Wystraszy odpowiednio dobrać wartość rezystora w bazie.
    Zakładają maksymalne napięcie zasilania równe 30V dla drugiego tranzystora możemy napisać takie oto równanie:
    I=(Uzas-Uled-Ube)/R i wiadomo prąd ten nie powinien przekroczyć 20mA
    I teraz zgodnie z prawem Ohma możemy obliczyć wartość rezystora.
    R=(Uzas-Uled-Ube)/I=(30V-2.2V-0.7V)/20mA=1.3KΩ
    Więc wystarczy wywalić te dwa rezystory 50 i 6 i diodę zenera a rezystor 500 zastąpić rezystorem 1.3KΩ i nic się nie będzie palić

    Aha i rezystory produkuje się według tzw. szeregu E
    E24: 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91.
    Jak widać niema tam wartości 6 jest 6.2 bać 6,8 podobnie nie ma 50; 500 i 2.5K
  • Pomocny post
    Admin grupy audio
    jony napisał:
    Zakładają maksymalne napięcie zasilania równe 30V dla drugiego tranzystora możemy napisać takie oto równanie:
    I=(Uzas-Uled-Ube)/R
    I teraz zgodnie z prawem Ohma możemy obliczyć wartość rezystora.
    R=(Uzas-Uled-Ube)/I=(30V-2.2V-0.7V)/20mA=1.3KΩ


    Dodam tylko, że tu również mamy do czynienia z prawem Kirchoffa.
    W uproszczeniu i nieco nieprecyzyjnie:
    Suma spadków napięć na odbiornikach połączonych szeregowo równa jest napięciu zasilania obwodu.
    Znamy napięcie zasilające, znamy spadki napięć na diodach (2.2V i 0.7V), wiedząc o tym, że suma spadków napięć ma być równa napięciu zasilającemu możemy obliczyć spodziewane napięcie na rezystorze.
    Dalej już łatwo. Napięcie znamy, prąd również - obliczamy wartość rezystancji.
    Dokładnie ten błąd popełniłeś przy swoich pierwszych obliczeniach. Nie wziąłeś napięcia na rezystorze, tylko napięcie na diodzie zenera i zupełnie bez sensu wyliczyłeś jakąś rezystancję (w praktyce jest to rezystancja dynamiczna diody, która nie jest nam potrzebna).

    http://pl.wikipedia.org/wiki/Prawa_Kirchhoffa
  • Poziom 10  
    Dzięki panowie za obszerne wyjaśnienia. Trochę czasu minie zanim to wszystko rozumiem, ale teraz na pewno będzie dużo łatwiej :)