Zasilanie 3 diod IR (1,2V, 20mA) z akumulatora AAA - czy potrzebny rezystor?

Witam
mam 3 diody IR (1,2V, 20mA) czy mogę je bezpośrednio zasilić z jednego akumulatora AAA ? czy muszę dać jakiś rezystor (10Ohm)? bo zaraz po naładowaniu mają one ok 1,4V.
Z góry przepraszam za takie pytanie dlatego piszę w dziale dla początkujących
Pzdr

Na pewno jakiś opornik ograniczający prąd musi być, inaczej można przepalić diodę. Zasilanie LED IR z akumulatorka jest możliwe, ale jest to bardzo "tymczasowe" rozwiązanie. Chodzi o to, że napięcie nawet świeżo naładowanego akumulatorka jest niewiele wyższe od napięcia przewodzenia diody, więc jakakolwiek zmiana (spadek napięcia akumulatora lub zmiana napięcia diody wskutek zmian temperatury) spowoduje duże zmiany prądu diody. Różnica napięć 1.4V-1.2V=0.2V podzielona przez 10Ω daje prąd 20mA, ale wystarczy, że napięcie akumulatora spadnie do 1.3V, i prąd diody będzie wynosił już tylko 10mA, czyli o 50% mniej. W tej sytuacji akumulatorek długo nie posłuży, już lepiej chyba byłoby zasilać LED ze zwykłej baterii. Jeżeli czas świecenia z pojedynczego ogniwa ma być długi, to można spróbować zbudować prostą przetworniczkę na jednym tranzystorze. W sieci można znaleźć takie miniprojekty (pod nazwą "Joule Thief", czyli złodziej energii), które potrafią wyczerpać baterię niemalże do zera, pewnie coś z tego dałoby się zaadoptować.

"Joule Thief" jest układem do zasilania LED-a z baterii dającej napięcie _niższe_, niż napięcie przewodzenia LED-a - więc wypadałoby połączyć te LED-y szeregowo. Ale jest i inne rozwiązanie: prąd tranzystora, przy ustalonym prądzie bazy, mało zależy od napięcia emiter-kolektor - można wziąć np. tranzystor NPN, między jego kolektor, a +baterii włączyć LED-a IR, emiter podłączyć do -baterii, bazę przez opornik do +baterii. Żeby określić wartość tego opornika, trzeba znać współczynnik wzmocnienia tranzystora (tranzystory małej mocy miewają od 90 do 900, najczęściej około 250) i pomnożyć go przez 60-70 - otrzymamy wartość opornika w omach.

W moim układzie mają być 3 diody IR zależy mi na minimalizacji mam do dyspozycji tranzystor bc847, lub ostatecznie bc107, bc547. Za pomoc polecą pochwałki

Publikowane układy "Joule Thief" są generatorami samodławnymi, które z reguły mają LED podłączony wprost do wyjścia, ale taki układ można zmodyfikować dodając na wyjściu diodę prostowniczą i elektrolit tak jak w normalnej przetwornicy. Wówczas można by otrzymać na wyjściu wyższe napięcie i stabilizować prąd LED szeregowym opornikiem.

Natomiast jeżeli chodzi o rozwiązanie z tranzystorem to guzik prawda. Owszem, prąd kolektora mało zależy od napięcie kolektor-emiter, ale przy normalnej pracy a nie w stanie nasycenia, w którym współczynnik wzmocnienia drastycznie spada. Przy tak małej różnicy napięć baterii i LED (poniżej 0.2V), tranzystor znajdowałby się w stanie głębokiego nasycenia i żadnej stabilizacji prądu by nie było. Z danych katalogowych tranzystora BC107 wynika, że dla IB=0.05mA przykładowo prąd kolektora IC=18mA przy napięciu UCE=0.6V i więcej, ale dla niższych napięć prąd spada i przy UCE=0.2V wynosi już tylko 9mA. Przy dalszym zmniejszaniu napięcia prąd kolektora spada prawie liniowo do zera, więc takie rozwiązanie nie jest w niczym lepsze od zwykłego opornika. Dla innych tranzystorów będzie tak samo.

dzikk - wszystko pięknie ale nie podałeś podstawowej rzeczy, czyli jak długo ma działać ten układ z jednej baterii. Jeżeli krótko to jedna bateria (lub akumulator) wystarczy, jeżeli dłużej to może prościej byłoby dać dwa ogniwa, wówczas byłyby lepsze możliwości stabilizacji prądu i pewniejszy efekt, bo przypuszczam, że z "Joule Thief" mogłoby być dużo zabawy zanim doszłoby się do zadowalających rezultatów.

DODANE
Znalazłem jedną i drugą stronę z Free Track IR, żeby zobaczyć co to jest, i doszedłem do wniosku, że chyba najlepiej byłoby użyć pojedynczej baterii 9V zasilającej 3 LED IR połączone szeregowo, wówczas prąd wynosiłby nie 60mA a tylko 20mA i wystarczyłby pojedynczy opornik. Z charakterystyki rozładowania baterii alkalicznej 9V EN22 wynika, przy obciążeniu opornikiem 620Ω (prąd początkowy 14.5mA) napięcie spadnie do 7V (prąd końcowy 11.3mA) dopiero po 35 godzinach, przy prądzie 20mA nastąpiłoby to po około 25 godzinach. Przy łącznym napięciu trzech LED IR wynoszącym około 3.6V należałoby zastosować opornik (9V-3.6V)/0.02mA=270Ω, wówczas prąd przy napięciu końcowym 7V wynosiłby 12.6mA, czyli spadłby do 63% wartości początkowej. Jeżeli taki spadek oraz użycie baterii 9V zamiast AA są dopuszczalne, to sugerowałbym to rozwiązanie jako najprostsze i najpewniejsze, gdyż z załączonych charakterystyk baterii AA i akumulatorka Eneloop wynika, że stabilizacja prądu opornikiem byłaby dużo gorsza i bez przetwornicy raczej by się nie obyło. Ponadto mając do dyspozycji 9V można zamiast opornika szeregowego zastosować prosty stabilizator prądu na dwóch tranzystorach.

I to już wszystko co tu można napisać, no chyba że znajdzie się ktoś, kto już robił taką przetwornicę i ma gotowe rozwiązanie. Oczywiście przetwornica działająca z pojedynczego ogniwa byłaby najbardziej eleganckim rozwiązaniem, ale ja nie będę tego robił od zera, nawet za "pochwałki", co najwyżej schemat stabilizatora prądu mogę wrzucić jeżeli zastosowanie baterii 9V jest dopuszczalne.

Kurcze do czasu działania się nie zastanawiałem... u mnie priorytetem jest 1 bateria bo buduję FreeTracka IR i jedną baterię mogę sobie przymocować do słuchawek
Czas może z 10 godzin na 3 diody.

Powiedzmy, że prąd 20mA na diodę - 600mAh przez 10 godzin, są akumulatorki AAA o większej pojemności (około 1000mAh), ale jakby miało działać na jednym z przetwornicą, to trzeba będzie zadbać o dobrą sprawność, albo dać mniejszy prąd, żeby wystarczył na 10 godzin działania.