Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić?

tomson5 31 Dec 2014 13:16 2478 26
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    tomson5
    Level 16  
    Witam
    jak w temacie. Szukam pomysłu na zasilanie 20 białych ledów połączonych szeregowo.
    Żeby nie było łatwo to takich obwodów jest w sumie 12
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    User removed account
    User removed account  
  • #3
    tomson5
    Level 16  
    Tak dokładnie. Ledy nie kupione jeszcze. Będą białe 5mm
  • #4
    lamposz
    Level 13  
    To musisz się określić żeby podać dokładniejsze parametry. Ale myślę że dobry będzie tutaj Zasilacz jakieś (nie wiem ile V bo nie wiem jakie ledy ) ale tak ok 50v do tego przez stabilizator 9V do ne555, po nim jakiś tranzystor na napięcie 70-80V i kilka A i masz regulację jasnośći.
  • #5
    tomson5
    Level 16  
    Sprawdziłem parametry diody
    If=30mA
    Vf=3,1V

    Regulacji jasności nie przewiduję.
  • #6
    LED5W
    Level 33  
    tomson5 wrote:
    Jak zasilić?
    Transformator, mostek prostowniczy, kondensator. Rezystory dobierz na 20mA.
  • #7
    yoachim95
    Level 15  
    Według mnie to powinno wyglądać tak, że będzie 20 takich "gałęzi" (źle oznaczone są numery elementów, ale koncepcja wygląda moim zdaniem poprawnie):


    20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić?



    Edit

    Dodam, że na znanym portalu aukcyjnym można taki zasilacz (12V 5A) zakupić w granicach 20-30zł.

    Pozdrawiam. :D
  • #8
    kybernetes
    Level 39  
    Tam ma być 12 gałęzi po 20 diod. Do tego potrzeba transformatora 50V/30W, mostka prostowniczego 1A, 12 rezystorów 270-330 omowych o mocy 0,5W i kondensatora 1000uF/100V. Każdy łańcuch 20 LED zaopatrujesz we własny rezystor. Najpierw sprawdź jakie natężenie oświetlenia ci odpowiada, dobierając rezystor 270-330-390-470-680 omów, według tego zmontuj resztę.
  • #9
    tomekm33
    Level 22  
    Jak dotąd widzę tu więcej "gdybania", niż konkretów... tomson5 napisz konkretniej - z czego chcesz to zasilać (napięcie sieciowe 230V, instalacja 12V, etc.), w jakich warunkach ma pracować (wewnątrz, na zewnątrz budynku, etc.). Chcesz sam budować układ zasilający czy może skorzystać z gotowego rozwiązania?

    yoachim95 wrote:

    Jest 20 linii po 12 diod, czyli łącznie 240 diod.
    Tak jak kolega napisał wcześniej rezystorami ustaw prąd diody na 20mA. Łącznie LED'y będą pobierać 4,8A.


    Kolego :D Masz 12 gałęzi połączonych równolegle (patrz - wcześniejsze posty autora tematu). Każda gałąź to 20 LED. Skąd Ci się wzięło te 4.8A? Na każdej z gałęzi będzie 20mA, więc w sumie trzeba dostarczyć (teoretycznie) 20mA*12=240mA. Jeśli nawet wzięlibyśmy 20 gałęzi, to i tak będzie 20*20mA=400mA.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #10
    tmf
    Moderator of Microcontroller designs
    Moderated By tmf:


    Prosiłbym, aby w tym wątku wypowiadały się osoby mające jakieś pojęcie o LEDach. Połowa porad jakie padły do tej pory jest szkodliwa lub błędna.

    Do autora: zainteresuj się dedykowanymi zasilaczami do LEDów, lub jeśli elektronika nie jest ci obca scalonymi przetwornicami/źródłami prądowymi. Są takowe projektowane właśnie do zasilania LED.
    Pomysły typu 20 rezystorów 0,5W i robienie grzałek są szkodliwe. Nie mówimy o zasilaniu jednej diody o niewielkiej mocy z bateryjki.

  • #11
    kybernetes
    Level 39  
    Tmf, rzeczywiście wiekszość porad udzielonych w tym wątku jest błędna albo ryzykowna. Jednak to co sam proponujesz też nie jest optymalne (w każdym razie dla kieszeni klienta).

    Sadząc po tym, że tomson5 chce składać swoje światełka samodzielnie, zamiast posłużyć się kupnymi modułami LED wnioskować można, że jego projekt ma być tzw. budżetowy. Z drugiej strony, wnioskując po treści pytań widać, że elektronika jest mu jednak obca. Dodając dwa do dwóch wychodzi na to, że jego zasilacz powinien być a) tani, b) prosty i c) bezpieczny. Do tego powinien być w stanie zasilić szereg 20 LED po ok 3,1V/LED. To ostanie jest tu podstawowym ograniczeniem wyboru konstrukcji, ponieważ na takim łańcuchu LED napięcie wynosi ponad 60V i trudno znaleźć tani gotowy zasilacz o takich parametrach.

    Przeanalizujmy mozliwe do zastowania sposoby zasilania:
    Zasilacze beztransformatorowe - są tanie i proste ale nie są bezpieczne
    Zasilacze prądowe do LED oparte na przetwornicach - nie są proste, kupne nie są tanie a z budowa takiego urządzenia od podstaw tomson5 by sobie nie poradził.
    W tej sytuacji pozostają dwie możliwości:
    Zasilacz prądowy np. na LM317 - prosty i względnie tani albo
    Zasilacz gdzie prąd ograniczany jest rezystorem - bardzo prosty i bardzo tani.
    W obu tych zasilaczach pewien nadmiar mocy jest wytracany w elemencie regulacyjnym - stabilizatorze albo rezystorze, więc tej wspomnianej "grzałki" tu nie unikniemy. I nie należy się sugerować słowem "grzanie" i ponieważ we właściwie zaprojektowanym zasilaczu straty mocy na to "grzanie" nie powinny przekraczać 20% czyli, jakby nie patrzeć, 80% zostaje nam na zasilenie LEDów.
    Nie jest to może zbyt eleganckie, jednak na pewno nie jest to rozwiązanie szkodliwe, ponieważ typowe paski ledowe zasilane z 12V są właśnie w taki sposób budowane. Powiedziałbym nawet, że jest to niskobudżetowy standard w zasilaniu oświetlenia ledowego.

    Proponuję najprostsze rozwiązanie z rezystorem ograniczającym prąd, z którym nawet techniczna noga sobie poradzi nie inwestując wielkich pieniędzy. Ma ono pewne wady, np. to, że jakość stabilizacji prądu jest proporcjonalna do ilości mocy wytracanej na rezystorze i jeżeli nie chcemy aby ta "grzałka" zbyt dużo energii marnowała to musimy ustawić wartość prądu LED na poziomie niższym od znamionowego aby był zapas na wahania napięcia sieciowego. w naszym przypadku np. zamiast 30 mA prądu diody zalecane byłoby ograniczenie go do 20 mA.

    Zasilacz prądowy na LM317 pozwala z kolei wykorzystać w pełni możliwości diod, kosztem nieco większej komplikacji i nieco większych kosztów elementów. Biorąc pod uwagę, że sam transformator z mostkiem prostowniczym i kondensatorem kosztuje przynajmniej 50 zł chciałem ograniczyć wydatki autora wątku o te kilkanaście złotych na LM-y.
  • #12
    yoachim95
    Level 15  
    tomekm33 wrote:
    Kolego :D Masz 12 gałęzi połączonych równolegle (patrz - wcześniejsze posty autora tematu). Każda gałąź to 20 LED. Skąd Ci się wzięło te 4.8A? Na każdej z gałęzi będzie 20mA, więc w sumie trzeba dostarczyć (teoretycznie) 20mA*12=240mA. Jeśli nawet wzięlibyśmy 20 gałęzi, to i tak będzie 20*20mA=400mA.


    Masakra ale głupotę napisałem... :O Na szybko przeliczyłem bez uwzględnienia sposobu połączeń. Idę się doszkolić... :D
  • #13
    aksakal
    Tube devices specialist
    Szanowni koledzy! Przed ten czas, jak autor tematu nie sformułuje swoich wymogów do zasilania tych LED - ów, omawianie nie ma sensu. Po co przypuszczać, które myśli u autora. Niechaj Cyganka wróży.
  • #14
    tomson5
    Level 16  
    Dziękuję za taki odzew.
    Uściślę Panowie trochę aby było łatwiej podać konkretne rozwiązanie.

    Diody
    If=30mA
    Vf=3,1V

    12 szeregowych gałęzi, w każdej 20-21ledów
    Każda gałąź będzie osobno sterowana. Nie mogę posilić się gotowymi ponieważ będą one zaplecione w specyficzny sposób w 4 grupach

    4 takie grupy 123123123123123123123
    jedynki - pierwszy szereg
    dwójki - drugi szereg
    trójki - trzeci szereg

    Z moich obliczeń i również przedstawionych tutaj wychodzi zasilanie ok 60V na każdą z dwunastu gałęzi

    Przeznaczenie: Na zewnątrz. Brak dostępu osób postronnych.
    Projekt z założenia ma być budżetowy stąd parcie na zasilanie sieciowe.

    Czytam i widzę że chyba nie bardzo szczęśliwie dobrałem ilość diód w szeregu.
    Mogę wziąć pod uwagę inną ilość która może ułatwić zasilanie.
  • #15
    tmf
    Moderator of Microcontroller designs
    @tomson5 - jeszcze raz - diody zasila się prądowo, a nie napięciowo. Stad też musisz posiadać zasilacz ze stabilizacją prądu. Stosowne schematy bez problemu znajdziesz, są do tego też gotowe scalaki. Można użyć też zwykłego zasilacza i np. diod z wbudowanym kontrolerem - są takowe, np. taśmy LEDowe z wbudowanym kontrolerem, lub np. popularne diody WS2812B - co prawda RGB, ale umożliwiają proste sterowanie każdą z osobna. Więc wystarczy np. kupić taśmę i sobie nimi sterować jak się chce.
  • #16
    aksakal
    Tube devices specialist
    Wczoraj moderator nie poprawnie zrozumiał moje słowa o zasilanie diod bezpośrednio od sieci, miałem na myśli zasilanie od prostownika bez transformatora, a nie włączenie diod bezpośrednio do sieci bez prostownika. Przy czym dla obniżenia napięcia do potrzebnego poziomu wykorzystuje się kondensator i rezystory. Na zdjęciu jest pokazany wariant oddzielnego zasilania 2 gałęz po 80 LED każda. 20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić? Pojemność kondensatora i nominały rezystorów ustalają się metodą obliczeń zależnie od ilości i parametrów diod .
  • #17
    tomson5
    Level 16  
    @tmf o wszystkim co napisałeś doskonale wiem. nawet myślałem o źródle prądowym na LM317 ale te nieszczęsne 60V.
    Nie mogę zastosować taśm ponieważ tak jak podałem wyżej ledy będą w specyficzny sposób zaplecione/połączone.
    Diody WS2812 to szczyt marzeń niestety nieosiągalny przy tym budżecie i tej ilości :)

    @aksakal wreszcie jakiś konkret. Może coś jeszcze na temat obliczeń?
    Szukam na tej ruskiej stronie ale nie mogę znaleźć źródła tego schematu.
  • #18
    kybernetes
    Level 39  
    tomson5 wrote:
    nawet myślałem o źródle prądowym na LM317 ale te nieszczęsne 60V

    60V wcale nie przeszkadza aby tam dać stabilizator prądu na LM317. Zajrzyj do dokumentacji - w proponowanym układzie stabilizatora prądu na LM317 nigdy nie odłoży się napięcie większe od różnicy między napięciem przewodzenia diod przy danym prądzie a napięciem zasilania:

    20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić?

    Skoro napięcie zasilacza z transformatorem na 50V będzie wynosiło 50 V × √2 = 70,7 V a po mostku odejdzie jeszcze 1,4 V to taki zasilacz będzie ci podawał 69,3 V. Napięcie przewodzenia diod to 20 × 3,1 V = 62 V. Różnica 69,3 V - 62 V = 7,3 V. Jak widzisz wartość zupełnie znośna dla naszego LMa

    Dodano po 19 [minuty]:

    Tak na marginesie - ten układ nie jest źródłem prądowym ale ogranicznikiem prądowym. Źródłem prądowym staje się przy specyficznym, odpowiednio sprawnym zasileniu. Nie spodziewaj się, że tam będziesz miał zawsze 30mA prądu i wyciągniesz maksymalną moc z diod, tak będzie tylko wtedy jeśli zastosujesz odpowiednio duże kondensatory w filtrze za mostkiem prostowniczym.
  • #19
    tmf
    Moderator of Microcontroller designs
    tomson5 wrote:
    @tmf o wszystkim co napisałeś doskonale wiem. nawet myślałem o źródle prądowym na LM317 ale te nieszczęsne 60V.
    Nie mogę zastosować taśm ponieważ tak jak podałem wyżej ledy będą w specyficzny sposób zaplecione/połączone.
    Diody WS2812 to szczyt marzeń niestety nieosiągalny przy tym budżecie i tej ilości :)

    @aksakal wreszcie jakiś konkret. Może coś jeszcze na temat obliczeń?
    Szukam na tej ruskiej stronie ale nie mogę znaleźć źródła tego schematu.


    Dlatego ci zaproponowałem użycie taśmy z indywidualnym sterowaniem każdej diody, wtedy sobie je "zapleciesz" programowo.
    Można też je połączyć szeregowo-równolegle, co ograniczy napięcie, można zastosować przetwornicę, np. MIC2289 lub pokrewne MIC22xx, które kosztują kilka zł/sztuka i zrobić to porządznie. W dodatku te przetwornice mają wejście enable do sterowania. W necie masz pełno schematów sterownikó LEDów. Od biedy można dać i zwykły zasilacz i rezystory ograniczające prąd, tylko, trzeba to dobrze policzyć, żeby zminimalizować straty. Swoją drogą WS2812B nie są takie drogie - potrzebujesz 240 diod, to poniżej 200 zł. Patenty z prostowaniem napięcia sieciowego i jakimśtam filtrowaniem są stosowane w tanich chińskich produktach. Jakoś to działa, problem w tym, że są duże wahania prądu, stąd też trzeba wszystko projektować tak, żeby szczytowy prąd był nie większy niż prąd przewodzenia diody, a to z kolei powoduje, że średni jest kiepski i diody świecą tak sobie.
  • #20
    aksakal
    Tube devices specialist
    Kolega, tomson5 ! Daję przykład obliczenia nominałów kondensatora i rezystorów dla zasilania 1 galezi 20 diod LED ( 3,1V 30ma) . Napięcie sieci 230V- po prostowaniu otrzymujemy 324V stałego napięcia (230 ?1, 41). Na 20 diodach upadnie 20?3.1 = 62V. Na kondensatorze i rezystorach musi upaść 324-62=262V. Zgodnie prawa Ohma przy prądzie 30 mA dla tego należy opór 8733 Ohm (U/I - 262/0.03). Po tablicy oporu kondensatorów dla częstości sieci 50 Hz wybieramy pojemność kondensatora z bliskim do 8773 Ohm oporem - to kondensator 0,37 uF - 8594 Ohm . Opór rezystorów powinien być 8733 - 8594 = 139 Ohm. Przy prądzie 30 mA na kondensatorze upadnie 8594 ? 0,03 =258V, na rezystorze 139 ? 0.03 = 4V . Moc rezystora będzie 4?0.03= 0.12W. Dla gwarancji ( W moment włączenia prąd ładowania kondensatora filtru znacznie więcej 30 mA)wybieramy 0,5W. Można włączyć 1 rezystor przed mostkiem, a można 2 rezystory ( 100 Ohm przed mostkiem, 39 Ohm - po mostku). W rzeczywistości, kondensatory i rezystory mają toleranzie i być może przy nastrajaniu należy będzie dobrać nominał rezystorów dla otrzymania prądu 30 mA. Kondensator 0,37uF powinien być na napięcie nie mniej 400V, a lepiej 630V. Pojemność kondensatora elektrolitu może być 4,7 -22uF x 400V. Przepraszam za możliwe błędy w napisaniu na polskim.
  • #21
    tomson5
    Level 16  
    LM317 jednak odpada ze względu na transformator 50V
    @tmf natchnąłeś mnie przetwornicami. MIC2289 odpada ponieważ może zasilić 7-8 diód w szeregu. Wcześniej szukałem ale w przetwornicach step/up a nie jako drivery
    Znalazłem takie cudo które ceną nie zabija a może się okazać rozwiązaniem. Jest to
    HV9921N8-G lub HV9921N8-G Mógłby ktoś zerknąć na nie i się wypowiedzieć ??

    WS2812B nadal odpadają ponieważ opisany tutaj schemat będzie powielony i ilość diod rośnie x2


    EDIT:
    Proszę o zweryfikowanie poniższego schematu. Głównie chodzi mi o użyty transoptor który ma napięcie CE= 70V Czy to wystarczające ??

    20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić?
  • #22
    kybernetes
    Level 39  
    No co ty, chłopie, tak się nie da, zastosuj element pośredniczący - np. tranzystor.
  • #23
    tomson5
    Level 16  
    Rozumiem że to nie jest typowe użycie transoptora ale dlaczego nie? Za duże napięcie CE? Prąd raczej nie.
  • #24
    kybernetes
    Level 39  
    1. Wysokie napięcie przebije tranzystor wyjściowy transoptora.
    2. Transoptor zagotuje się przy próbie wysterowania wejścia prądem, który dałby nam na wyjściu 30 mA (zapoznaj się z wartością parametru "current transfer ratio" w dokumentacji techn.).
  • #25
    tomson5
    Level 16  
    Ok rozumiem. Co do prądu to zerknąłem tam gdzie nie trzeba na Forward Current.

    Wróciłem do mojej pierwotnej koncepcji. Tak może być??

    20xled połączonych szeregowo. Jak zasilić?
  • #26
    kybernetes
    Level 39  
    R1 zmień na 1,2k a R7 wyrzuć w ogóle. Bezpośrednie połączenie galwaniczne obwodów sieciowych i części cyfrowej jest ryzykowne, zwłaszcza w konstrukcjach amatorskich (aczkolwiek jest szeroko praktykowane np. w AGD, tyle że tam projektanci wiedzą doskonale co robią i nikt tam łap bez potrzeby nie wkłada). Może np. spowodować, że na elementach po których byś się tego nie spodziewał pojawi się wysokie napięcie względem ziemi i dotknięcie ich bądź jakaś awaria rozwiąże ostatecznie wszystkie doczesne problemy dotykającego.
  • #27
    tomson5
    Level 16  
    Witam
    Dziękuję za pomoc.
    Przyszła pierwsza partia diod i nastąpiła weryfikacja planów.
    Przesadziłem z długością i muszę skrócić sznury do 2,4m co za tym idzie diód będzie zamiast 20 to 16.
    16 diod to już zasilę z 48V