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

Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu

04 Gru 2015 23:29 969 12
  • Poziom 6  
    Pracuję nad regulatorem do matrycy LED-ów. Moje wymagania to możliwość podłączenia co najmniej 60 LED-ów w trzech sekcjach. Każda sekcja ma mieć możliwość regulacji jasności świecenia. Do zasilania każdej sekcji chcę użyć źródła prądowego opartego o regulowany stabilizator napięcia.

    Ze względu na to, że nie mam dostępu do stabilizatorów regulowanych na napięcie wyższe niż 40V zdecydowałem, że będzie sześć sekcji. Napięcie użytych LED to 2V zatem 24V zasilania powinno wystarczyć. Do zasilania całego układu przewiduję jeden zasilacz transformatorowy.

    Generalnie układ wydaje się bardzo prosty, ale ze względu na to, że na co dzień hobbystycznie zajmuję się tylko mikrokontrolerami, a układ będzie podłączony do 230V i to w dodatku prawie przez cały czas (to będzie oświetlenie do mini-szklarni), to wolę dmuchać na zimne i upewnić się, że wszystko będzie działać poprawnie. Zatem proszę o sprawdzenie poniższego schematu.

    Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu

    Prąd diod LED ma być regulowany w zakresie 0.1mA...20mA. Wszystkie rezystory i potencjometry to typowe 1/8W ponieważ z moich obliczeń wynika, że nigdzie nie zbliżę się nawet do takich mocy. Temperaturę jaka wydzieli się na stabilizatorach również pomijam ze względu na bardzo mały prąd pobierany z układu. Cały prąd pobierany z zasilacza nie powinien przekroczyć 6x20mA=120mA zatem transformator 250mA spokojnie powinien wystarczyć. Na wszelki wypadek dodałem bezpiecznik. Zdecydowałem się na duży kondensator, aby uniknąć dużych tętnień które mogłyby spowodować miganie diod.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Prąd diod LED ma być regulowany w zakresie 0.1mA...20mA. Wszystkie rezystory i potencjometry to typowe 1/8W ponieważ z moich obliczeń wynika, że nigdzie nie zbliżę się nawet do takich mocy.
    Może i nie zbliżysz sie ale w potencjometrze moc 0,1W dotyczy całej ścieżki oporowej, gdy ustawisz go na 1kΩ (1%) to już nie można wydzielić 0,1W, w dokumentacjach potencjometrów podają też maksymalny prąd suwaka.

    Cytat:

    Zdecydowałem się na duży kondensator, aby uniknąć dużych tętnień które mogłyby spowodować miganie diod.

    Dopuki napięcie chwilowe na stabilizatorze będzie sie utrzymywaćw zakresie powyżej minimum (1,25V+1,5V) to stabilizator zapewni prąd niezależny od napięcia.

    Twój układ ma jedną podstawową wadę - charakterystyka regulacji (zależność prądu od rezystancji):

    W skali liniowej wygląda fatalnie:
    Zyskasdz mój szacunek, a może nawet podziw, jeśli uda ci się w tym układzie, potencjometrem jednoobrotowym 100kΩ nastawić 5mA :)
    Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu
    w skali logarytmicznej (oko ma zbliżoną charakteerystykę do logarytmicznej) dopiero zaczyna być coś widać - widać że powyżej 10kΩ nie dzieje sie prawie nic.
    Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu
  • Moderator Projektowanie
    Przede wszystkim, nie da się zrobić na LM317 takiego stabilizatora prądu poniżej 5mA.
    Producent gwarantuje jego pracę dla I>10mA, typowo 3,5mA.
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf str. 5 "Minimum load current to maintain regulation".
  • Poziom 6  
    jarek_lnx napisał:
    Dopuki napięcie chwilowe na stabilizatorze będzie sie utrzymywaćw zakresie powyżej minimum (1,25V+1,5V) to stabilizator zapewni prąd niezależny od napięcia.

    Ale przecież na każdej diodzie musi mieć się z czego odłożyć napięcie. Zatem jeżeli z powodu tętnień chwilowe napięcie zasilania spadnie poniżej 10x2V+1.5V to nie będzie się miało z czego odkładać i diody zgasną na tą chwilę. To nie tak działa?

    jarek_lnx napisał:
    Twój układ ma jedną podstawową wadę - charakterystyka regulacji (zależność prądu od rezystancji):

    Wiem, że bardzo słabo to wygląda, ale chcę to zrobić jak najprościej (jak najmniej elementów). Idealna byłaby charakterystyka liniowa ponieważ nie chodzi tu o oko, a o ilość światła docierającego faktycznie do roślinek. Ale chyba faktycznie muszę coś z tym zrobić. Może PWM jak na schemacie poniżej? Vcc to w tym przypadku DC 24V. PWM to mikrokontroler. Musiałbym tylko rozwiązać jakoś kwestę zasilania tego mikrokontrolera. Są jakieś przeciwwskazania do użycia w ten sposób MOSFET-a?
    Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu
  • Moderator Projektowanie
    Kolega nie czyta co piszemy/albo zupełnie nie rozumie.
    LM317 jest tu przykładem uwielbienia u amatorów - nieuzasadnionego.
    PWM np. na NE555 i MOSFET - tak, z ograniczeniem prądu do owych 20mA za pomocą zwykłego opornika.
    Po co tu uC? - znowu pomysł z księżyca?
    I co to za LED-y o Uf=2V do oświetlenia?
  • Poziom 6  
    trymer01 napisał:
    Po co tu uC? - znowu pomysł z księżyca?

    Użycie MCU jest uzasadnione tym, że mogę później dodać jakąś automatykę do urządzenia. Pozatym Atmega z sześcioma kanałami PWM i tak wala mi się po szufladzie.

    trymer01 napisał:
    LM317 jest tu przykładem uwielbienia u amatorów - nieuzasadnionego.
    PWM np. na NE555 i MOSFET - tak, z ograniczeniem prądu do owych 20mA za pomocą zwykłego opornika.

    Chciałem użyć źródło prądowe ponieważ mogę dzięki temu podłączyć 10 diod, a mogę też 2. Ale masz rację, w tranzystorze prąd dren-źródło zależy od napięcia bramki, zatem odpowiednio ograniczając napięcie bramki rezystorem, mogę ograniczyć maksymalny prąd jaki popłynie przez tranzystor, a zatem także przez diody. O to Ci chodziło pewnie?

    trymer01 napisał:
    I co to za LED-y o Uf=2V do oświetlenia?

    Zwykła dioda 10mm. To mała szklarnia, mieszcząca się na półce :)
  • Poziom 6  
    trymer01 napisał:
    Nie, kolega nic nie rozumie i dlatego nic tu po mnie.

    W takim razie prosiłbym o wytłumaczenie :)
  • Poziom 43  
    Właśnie o tłumaczenie chodzi. To forum wymaga minimum wiedzy, żeby takie tłumaczenie nie było potrzebne.
  • Poziom 6  
    Przeprowadziłem symulacje próbując umieścić gdzieś opornik o którym pisał trymer01 i wciąż uważam, że chodziło mu o wstawienie go w szereg z LED-ami. A to nie jest dla mnie rozwiązanie ponieważ taki rezystor zależy od liczby LED-ów w szeregu.

    Inna opcja to, tak jak pisałem w poprzednim poście, w którym według Was wykazałem się niewiedzą, ograniczyć napięcie podawane na bazę tranzystora do takiej wartości, aby przez tranzystor popłynął prąd nie większy niż 20mA. Z tego co widzę tranzystory polowe mają w notach charakterystykę prądu źródło-dren w zależności od napięcia bramki. Wydaje mi się to niepewnym rozwiązaniem, ale nie przychodzi mi do głowy o co innego mogło chodzić trymer01, dlatego spytałem czy to miał na myśli.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Chodziło o bazę (MOSFET nie ma bazy) i o "ograniczanie napięcia bramki rezystorem".
    Do ograniczenia napięcia trzeba dzielnik napięcia. Ale i to przy znanym napięciu wyjściowym, oraz znanym docelowym napięciu wyjściowym. A tutaj oba warunki nie są spełnione (napięcie wejściowe tętni, a wyjściowe zależy od charakterystyki konkretnego egzemplarza MOSFETa i do tego zmienia się z temperaturą).
    Ja bym raczej poszedł w źródło prądowe na wzmacniaczu operacyjnym i tranzystorem. Chciałem poszukać obrazka z przykładowym schematem, a tu niespodziewanie nawet gotowiec się znalazł:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=10404914#10404914
    Tranzystor wystarczy BC547. Ale można też dać BC546 (albo lepiej BD139 ze względu na moc strat) dla wyższego napięcia zasilania (ale wtedy trzeba też dać inny stabilizator napięcia który wytrzyma odpowiednio wysokie napięcie wejściowe, albo dać chociaż diodę Zenera w szereg z 7805).
    Rezystor R1 ze 220R (dla 20mA przy 5V).
    P2 i P3 nie trzeba.
    P1 o charakterystyce liniowej. Dla oka lepsza była by logarytmiczna ale Ty chcesz nie dla oka a dla roślin. Więc liniowa.
    Zamiast LM358 oczywiście daj LM324 jak chcesz mieć 4 kanały.
    C1 100nF a nie 33nF.
  • Poziom 6  
    Widziałem już wcześniej pomysł użycia wzmacniacza operacyjnego do sterowania LED-ami, ale jakoś nie byłem przekonany do tego, ponieważ wzmacniacze operacyjne to dla mnie nowość. Dzięki Tobie poczytałem więcej na ten temat i bardzo podoba mi się to rozwiązanie. Dzięki.

    Naniosłem poprawki na schemat (obrazek poniżej). Wykorzystałem też pomysł z użyciem LM324. Będzie po jednym LM324 na sekcję co pozwoli mi na podłączenie większej liczby diod (w sumie 12 kanałów po 10 diod każdy). W ogóle to świetna sprawa, że mogę do jednego potencjometru podłączyć wiele wzmacniaczy operacyjnych i w pewnym zakresie powiększać układ. W zaproponowanym przez mnie rozwiązaniu nie było to takie bezproblemowe.

    Regulator do matrycy LED - prośba o sprawdzenie układu
  • Poziom 43  
    Schemat w zasadzie wygląda poprawnie. Możesz jeszcze dla zmniejszenia zakłóceń przy każdym potencjometrze dać kondensator 100nF od suwaka do masy.
    I zależnie od tego jak duża wyjdzie płytka, można też dać każdemu LM324 kondensator 100nF na zasilaniu.