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Robótica => Discussão geral sobre robótica => Tópico iniciado por: LuísR.A. em 01 de Agosto de 2013, 21:43

Título: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 01 de Agosto de 2013, 21:43
Enquanto não tenho nada para trabalhar (raio do ebay) procuro informações sobre variadas coisas que talvez possa fazer com o que já tenho.
Decidi procurar sobre formas eficientes de alimentar um LED. Mais por curiosidade do que por pratica que consumos até 0,5W não vale muito a pena.

Aqui neste site (http://electronics.stackexchange.com/questions/55823/how-can-i-efficiently-drive-an-led), na 1ª resposta podem ver 4 formas de alimentar um LED. Também indica as desvantagens e vantagens de cada uma

Primeiro ligar o LED directamente a uma fonte de tensão
Em segundo a tradicional resistência que se usa para limitar a corrente.
Depois um circuito que permite regular a corrente independentemente da fonte (tem de ser superior à soma da queda dos LEDs e do transistor) e que permite uma queda de apenas 0.6V (depende do transístor) a qualquer corrente.

Em ultimo o circuito mais complexo e eficiente se usado correctamente. É regulador de corrente switching muito simples. Para ser mesmo eficiente como os que há à venda necessita de mais coisas mas tem o seu uso. Algo bom que tem é também que a fonte de tensão pode ser de por exemplo 1,5V e mesmo assim funciona com 5 LEDs brancos.
É apenas o príncipio, um regulador de este género tem mais componentes e é mais fiavel.
Poderia ser adicionar um microcontrolador para monitorizar a corrente que é o que provavelmente irei fazer por segurança.
Estou a pensar testar se com isto será possível alimentar um ventoinha de 12V por USB. São de 1,5W e também posso usar uma USB 3.0. Podendo também regular a corrente acho que ajudará a proteger a porta.

Achei que era interessante, principalmente o ultimo que nunca tinha visto o principio de funcionamento desse tipo de regulador e decidi partilhar para quem não saiba.



Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 01 de Agosto de 2013, 22:11
Não abuses das portas USB, vais introduzir ruido a pontapé com um regulador comutado mal desenhado, que pode acabar por atrofiar com ratos, teclados e outras coisas ligadas ao bus usb, para além de que raramente a protecção da alimentação usb é bem implementada..

Por acaso o que ando agora a fazer nas noitadas é uma fonte de corrente constante comutada usando um micro para meter uns quantos leds a iluminar a bancada de trabalho.

Uma coisa, nunca se liga um led directamente a nada sem pelo menos uma resistência a limitar a corrente.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 01 de Agosto de 2013, 22:23
Não abuses das portas USB, vais introduzir ruido a pontapé com um regulador comutado mal desenhado, que pode acabar por atrofiar com ratos, teclados e outras coisas ligadas ao bus usb, para além de que raramente a protecção da alimentação usb é bem implementada..

Por acaso o que ando agora a fazer nas noitadas é uma fonte de corrente constante comutada usando um micro para meter uns quantos leds a iluminar a bancada de trabalho.

Uma coisa, nunca se liga um led directamente a nada sem pelo menos uma resistência a limitar a corrente.

Ruído é algo que me esqueço sempre. Mas para algo dedicado a alimentar LEDs ainda é possivel se bem que o microcontrolador provavelmente se passe com o ruido. Provavelmente seria boa ideia filtros RC e de outro tipo.
 Pena, queria ter aqui uma ventoinhazinha aqui ao lado. Assim tenho de usar um carregador de 12v  :P

Bem uma vez ou outra fiz isso com uma célula de litio descarregada para testar uns LEDs que o meu colega arranjou (tinha muitos e ainda tinha 1 dia inteiro para chegar a casa). Só para ver, era a primeira vez que peguei num RGB. Bem o LED vermelho fundiu e foi durante 1 segundo. Lição aprendida
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: dropes em 02 de Agosto de 2013, 02:03
Uma forma de se ter uma corrente constante independentemente da tensão de alimentação, é usar um JFET.
A corrente é definida pelo "Zero-Gate Voltage Drain Current" encontrada na datasheet.

Tão simples como isto:
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fimg203.imageshack.us%2Fimg203%2F5254%2Ffp5k.jpg&hash=91c134437da8f2c180a59a24b020f04ba31d6089)

Podem-se escolher outros transistors para outras correntes.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: samc em 02 de Agosto de 2013, 09:19
Boa dica dropes, simples e de fácil aplicação
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 02 de Agosto de 2013, 10:09
Deixa ver se percebi, estas a usar o Mosfet em modo invertido. Supostamente está desligado certo?
Tenho este que não tem esse dado ou então está com outro nome: http://www.ti.com/lit/ds/slps368/slps368.pdf (http://www.ti.com/lit/ds/slps368/slps368.pdf)
E este é de apenas 0,5uA. http://www.fairchildsemi.com/ds/BS/BS170.pdf (http://www.fairchildsemi.com/ds/BS/BS170.pdf)

Tinha ideia que usar assim um transistor N-fet era uma forma de ter, em alguns casos, um diodo de baixa queda de tensão quando está polarizado.
Tipo isto:

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Frs20.mine.nu%2Fw%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F02%2Fnfet.png&hash=e3da77a44fdd47b67003cde349515d2a66044027)
Ou esta para P-chanel
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Frs20.mine.nu%2Fw%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F02%2Fpfet.png&hash=caee0a13755d0fb5d63b3011838591a8f6157240)
Esse circuito parece que nunca vai haver corrente a passar pelo LED
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: dropes em 02 de Agosto de 2013, 11:11
JFET, não MOSFET, nesse caso o BS170 não daria.

Quando tenho dúvidas faço experiências no multisim, leio uns pdfs e procuro na NET pois muita coisa já foi testada e escuso de estar a inventar muito, meus conhecimentos teóricos não são dos melhores.

Usar um mosfet para estabilizar a corrente acho que não funciona lá muito bem...
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 02 de Agosto de 2013, 11:13
JFET, não MOSFET, nesse caso o BS170 não daria.

Quando tenho dúvidas faço experiências no multisim, leio uns pdfs e procuro na NET pois muita coisa já foi testada e escuso de estar a inventar muito, meus conhecimentos teóricos não são dos melhores.

Usar um mosfet para estabilizar a corrente acho que não funciona lá muito bem...

Pois ainda não conheço bem os tipos de transistor.
O mosfet nesse caso seria um diodo não polarizado e não iria estabilizar a corrente apenas impedir a sua passagem.
Vou ver sobre JFET mas penso que é a forma mais simples do MOSFET
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 02 de Agosto de 2013, 12:46
Os JFET estão é em vias de extinção..
Não tem nada a ver com MOSFET.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 07 de Agosto de 2013, 23:36
Alguem me poderia explicar algo?

Um indutor acumula energia criando um campo magnético.
Depois liberta energia de uma forma similar a um condensador. Torna-se uma fonte de corrente.

Neste circuito se tivermos 10 LEDs que dá 30V e abrir o circuito de forma que dê apenas 50mA. O tempo que tenho de ligar e desligar o indutor tem um certo tempo.
Agora se só tiver 1 LED de 3V e também de 50mA o tempo será 10 vezes maior? Porque a energia libertada é menor (em wats) e a corrente irá variar mais devagar?

Outra questão é se nesse circuito o indutor não está a fazer um curto circuito?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 07 de Agosto de 2013, 23:50
qual circuito?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 07 de Agosto de 2013, 23:56
qual circuito?

Peço desculpa tinha ideia que tinha postado este circuito em particular:

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.stack.imgur.com%2FZZjs9.png&hash=82ddecc03546751d77d1482285d5884001105ce6)

Interessa-me a parte do transistor, indutor, led.
O 555 tanto faz, posso até usar um micro para gerar PWM
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 08 de Agosto de 2013, 01:11
Não há curto-circuito porque o transístor está sempre a ligar e desligar.

Quando o transistor liga, passa corrente pela bobina, mas a bobina não deixa passar a corrente logo toda "à bruta" como se fosse uma resistência; a bobina faz a corrente subir devagar, e descer devagar também. O transistor só deve estar ligado o tempo suficiente para que a corrente na bobina atinja o valor desejado; depois desliga e a corrente não sobe mais.

Com o transistor desligado, a corrente não tem por onde fluir através da bobina, isto é, não há nenhum circuito fechado para a corrente sair de um lado da bobina, dar uma volta por "algures" e voltar à bobina entrando pelo outro lado. Só que a bobina tem à força que descarregar a energia que tem armazenada no seu campo magnético, e que faz forçando corrente a circular. Essa corrente tem que continuar a fluir no mesmo sentido que fluia quando o transistor estava ligado, e inicialmente essa corrente tem o mesmo valor que tinha quando o transistor desligou.

Então como é que a bobina pode forçar essa corrente a continuar a circular? Ela transforma-se numa "fonte" e cuja tensão sobe até que comece a circular corrente. Isso acontece quando a tensão chega ao ponto em que o LED começa a conduzir, pois é o 1º elemento "a ceder" sob a tensão. Neste caso o LED é o único elemento no circuito, mas podia haver outros, e a corrente fluiria pelo caminho que necessitasse de menor tensão para "abrir". Se este circuito não tivesse o LED, a tensão subia até a corrente conseguir conseguir atravessar o transistor; era mais ou menos por essa altura que ele pifava :) (na verdade não é bem assim, mas não compliquemos :)).

Com a corrente a circular pelo LED, ela começa a baixar. Aí voltamos a ligar o transistor, para que a corrente volte a subir. Enquanto o transistor está ligado o LED está apagado pois não passa lá corrente. Mas como isto acontece, já de propósito, muitas vezes por segundo (o LED liga e desliga), os nossos olhos não se apercebem.

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fimageshack.us%2Fa%2Fimg854%2F6438%2F2usc.png&hash=f89909f218ae736d937c7358302a4ba1f4860c4f)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: tarquinio em 08 de Agosto de 2013, 06:06
Ok já agora tambem estou curioso...
Eu percebi a explicação que deste sobre a bobina, mas qual é a vantagem em usar a bobina comparativamente a ter uma resistencia e o led no ligado no sentido da corrente?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: jm_araujo em 08 de Agosto de 2013, 10:46
São várias as vantagens:
Uma resistência apresenta perdas térmicas (P=UI), o que dá cabo da eficiência do circuito. Com um indutor e transístor, se reparares bem na descrição muito boa do Njay, a corrente acumulada vai toda para o LED, não se desperdiça quase nada (o que se perde é porque as indutâncias tem sempre resistência interna e o transístor não comuta instantaneamente).
Outra vantagem, mais uma vez bem explicada, é que o indutor tenta manter a corrente a fluir depois do transístor desligar. Isso implica que a tensão vai subir até a corrente fluir, ultrapassando a tensão de alimentação se necessário. Isso quer dizer que podes alimentar um LED com uma alimentação de inferior à voltagem de emissão do LED. É graças a isso que funcionam as lanternas LED que só usam uma pilha de 1.5V
E tens outras vantagens que não vou entrar: menor dissipação, espaço ocupado, controlo.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 08 de Agosto de 2013, 11:12
A resistência não tem o mesmo comportamento de fazer com que a corrente que a atravessa suba ou desça "devagar", ela não armazena energia como a bobina (deveria dizer "inductância"). Quando aplicas uma tensão a uma resistência, instantaneamente flui uma corrente (dada pela Lei de Ohm, I = V / R). Quando aplicas a mesma tensão a uma bobina, a corrente sobe "devagar" até atingir o valor dado pela Lei de Ohm (a bobina também tem alguma resistência); o tempo que demora a subir é dado por aquela equação exponencial que eu não sei de cor :). Se aplicarmos a tensão à bobina apenas durante um curto espaço de tempo ou se deixarmos de aplicar tensão durante também um curto espaço de tempo, podemos simplificar e o comportamento da corrente versus tensão é dado por uma expressão mais simples, V = L x di/dt, onde di/dt quer dizer "a variação da corrente no tempo" ou, de outra forma, o quanto a corrente varia num determinado intervalo de tempo - no desenho abaixo está indicado o que é di e dt.
O desenho mostra mostra como seria o comportamento da corrente no circuito do transistor com uma bobina versus com uma resistência. Não está representado no desenho, mas com a resistência nunca nenhuma corrente iria fluir pelo LED. Note-se que com Q1 ligado quer dizer que se aplica uma tensão (V) à bobina (L) ou resistência (R).

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fimageshack.us%2Fa%2Fimg706%2F9931%2F1cuy.png&hash=26cbe413e75d8fc774f03e2481478b3621db583e)

Outro detalhe aparentemente subtil é que, como o jm_araújo tava a explicar, a energia dissipada na bobina ou na resistência é muito diferente. A resistência limita a corrente dissipando energia; a bobina limita a corrente (se estivermos sempre a aplicar e a retirar a tensão) limitando a velocidade com que ela pode variar a atravessar a bobina; em teoria nenhuma energia é dissipada na bobina. Reparem como na resistência a corrente sobe instantaneamente para o máximo (permitido pela resistência) quando se aplica uma tensão (e como desce para zero quando a tensão é retirada). Já a bobina não permite variações bruscas da corrente. O seu valor de inductância e a tensão aplicada é que definem o "quão depressa" a corrente pode variar ao atravessá-la.

Há aqui mais detalhes mas é dificil explicar tudo de uma só vez :). No entanto digo-vos que a simples equação V = L x di/dt descreve todo o comportamento da bobina neste circuito, e é uma questão de percebermos que a expressão se aplica em todas as suas formas tal como a Lei de Ohm, isto é, podemos escrever V = L x di/dt $ mas também podemos escrever di = V x dt / L e isto mostra-nos outra face da mesma moeda - temos é que nos colocar noutro ponto de vista para perceber as implicações. É um pouco como perceber que a Lei de Ohm funciona nos "vários sentidos" e que funciona também aplicada do ponto de vista do componente, tendo quaisquer 2 de V, I ou R obtemos sempre o outro.

Este circuito do transistor é um conversor DC-DC e toda esta teoria descrita atrás está na base dos conversores DC-DC com uma bobina. Este do transistor não tem é um feedback que permita manter a saída estável no mesmo valor.


$ Escrita desta forma, em ordem à diferença de corrente (di), está explicado como varia a corrente. Se aumentarmos a tensão (V) ou o tempo que a tensão está aplicada (dt), a corrente varia mais e vice-versa; se aumentarmos a indutância (L), a corrente varia menos e vice-versa. Porque é que se fala em "diferença" de corrente e não apenas em corrente? Porque para a bobina o que interessa mesmo são as variações e não o valor "total" que lá está a passar; se a corrente na bobina passar de 1A para 1.5A num determinado espaço de tempo (dt), di na expressão é 0.5A .
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: rglove em 08 de Agosto de 2013, 12:50
Muito boa a explicação, obrigado :)
Estive a pesquisar sobre o assunto e encontrei este artigo/tutorial, parece-me bastante compreensível:
http://www.electronics-tutorials.ws/inductor/inductor.html (http://www.electronics-tutorials.ws/inductor/inductor.html)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 08 de Agosto de 2013, 12:59
Espetacular as explicações!  ;)
Vou ter de ver tudo melhor com calma mas já deu para responder à minha pergunta e MT mais.
Obrigado.

Para o meu circuito penso usar uma resistência de 1 ohm para medir a corrente.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: KammutierSpule em 08 de Agosto de 2013, 14:30
Uma outra boa forma de "alimentar LEDs", é recorrer a ICs especializados. Há varias empresas que se dedicam a desenvolver chips específicos para alimentar LEDs (principalmente strings de LEDs em serie).
Estas empresas costumam ter muito boa documentação e explicar bastantes pormenores.

Procurar na web: IC LED driver
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 08 de Agosto de 2013, 20:23
Uma outra boa forma de "alimentar LEDs", é recorrer a ICs especializados. Há varias empresas que se dedicam a desenvolver chips específicos para alimentar LEDs (principalmente strings de LEDs em serie).
Estas empresas costumam ter muito boa documentação e explicar bastantes pormenores.

Procurar na web: IC LED driver

Simplesmente comprar um seria aborrecido :P
É muito mais engraçado, e acho que se aprende mais, fazendo este tipo de coisas e de vez em quando rebentar com coisas  ;D (esperemos que nada disso aconteça)

Tenho só mais 2 duvidas (por agora),
Primeiro, a voltagem no indutor quando está desligado começa por ser 0V? Logo não há problema alimentar 1 Led com por exemplo 30V neste circuito?

A segunda primeiro tenho de fazer o circuito
Edit:
Aqui está o circuito. Se poderei fazer assim tambem para ler a corrente com o micro e ajustar conforme.
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2226)
Tambem há alguma forma de medir a voltagem para medir o consumo? Devo ler a da pilha/fonte apenas?
Há algum problema em ter o transistor onde está? Ou o unico problema é não poder ler a voltagem no terminal da pilha e devo ter o inductor ligado ao GND?
Não deve haver problema nisto porque o divisor de tensão do voltimetro não está ligado aos 2 terminais do  indutor e apenas a um certo?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 08 de Agosto de 2013, 21:13
Primeiro, a voltagem no indutor quando está desligado começa por ser 0V?
Não há tensão nem corrente até o transístor ligar a 1ª vez. Depois disos, quando tu desligas o transístor, a tensão no inductor passa de Vcc para -VLED.

Citar
Logo não há problema alimentar 1 Led com por exemplo 30V neste circuito?
Há, porque quando o transistor está ligado, o LED vai ver Vcc "ao contrário", e os LEDs tipicamente não aguentam mais de 5V ao contrário. Este circuito é para alimentares com uma tensão abaixo do limite do LED.

Citar
Tambem há alguma forma de medir a voltagem para medir o consumo? Devo ler a da pilha/fonte apenas?
Ia, lês apenas a tensão da fonte/pilha. Se calhar não vai ser muito fácil é leres a corrente, porque ela não vai ser constante, vai ser zero com o transistor desligado, depois quando ligar vai "saltar" para um valor e subir até o transistor desligar.

Citar
Há algum problema em ter o transistor onde está?
Que eu esteja a ver, não.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 08 de Agosto de 2013, 21:17
Ora então muito obrigado Njay.

Isso de alimentar com 30V era mais para esclarecer o funcionamento do indutor mas ainda bem que me lembraste da tensão inversora.

Olha os LEDs normalmente tem um voltagem invertida de 5V. Ora se meter 2 Leds posso meter 6V com segurança? Estava a pensar alimentar o circuito com 12V e meter 3-9 LEDs
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 08 de Agosto de 2013, 21:31
Repara que com este circuito não precisas de ter uma alimentação superior à queda de tensão total dos LEDs. Este circuito é uma fonte de corrente, portanto ele gera a tensão que for preciso para forçar a corrente (é a bobina que faz esse trabalho!).

É tensão inversa ou invertida(?), inversora é que não.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 08 de Agosto de 2013, 21:39
Repara que com este circuito não precisas de ter uma alimentação superior à queda de tensão total dos LEDs. Este circuito é uma fonte de corrente, portanto ele gera a tensão que for preciso para forçar a corrente (é a bobina que faz esse trabalho!).

É tensão inversa ou invertida(?), inversora é que não.

Tensão que um LED suporta quando invertido, não polarizado. Não sei bem o nome. "Reverse voltage" em inglês.

Sim entendo isso que o circuito é melhor a alimentações menores que os LEDs mas são mais comuns as fontes de 12V e posso querer usar poucos LEDs (sem que posso usar mais LEDs e menos corrente para a mesma luz)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: tarquinio em 08 de Agosto de 2013, 22:23
Ok acho que já percebi melhor a coisa. Realmente a parte de haver perda de energia na resistencia era básica, bloquei completeamente aí. Em relação à parte de se poder alimentar com uma tensão inferior à necessária pelos leds, essa parte realmente é interessante. Quando li inicialmente que a tensão subia até o led funcionar não pensei que ela subisse acima da tensão inicial, daí parte da minha confusão. Não estou habituado a pensar em fontes de corrente.
Portanto pelo que percebi dos gráficos e das fórmulas, a bobina absorve/fornece pequenas quantidades de energia de uma forma mais ou menos linear (assumindo em intervalos de tempo curtos) proporcionalmente à sua indutância. Por exemplo se tiver um circuito com 1 led, se em vez disso quisesse usar 10 leds teria de usar uma indutância 10x maior certo?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 08 de Agosto de 2013, 22:41
Ok acho que já percebi melhor a coisa. Realmente a parte de haver perda de energia na resistencia era básica, bloquei completeamente aí. Em relação à parte de se poder alimentar com uma tensão inferior à necessária pelos leds, essa parte realmente é interessante. Quando li inicialmente que a tensão subia até o led funcionar não pensei que ela subisse acima da tensão inicial, daí parte da minha confusão. Não estou habituado a pensar em fontes de corrente.
Portanto pelo que percebi dos gráficos e das fórmulas, a bobina absorve/fornece pequenas quantidades de energia de uma forma mais ou menos linear (assumindo em intervalos de tempo curtos) proporcionalmente à sua indutância. Por exemplo se tiver um circuito com 1 led, se em vez disso quisesse usar 10 leds teria de usar uma indutância 10x maior certo?

Quanto a essas contas tb tenho uma duvida.

 V = L x di/dt

V é em volts.
L é em henry logo 650uH=0,000650H (valor que penso usar)
di é que não estou certo pois a corrente não começa a 0 por isso não sei a variação. Imagino que se use antes di=V x dt/L.
O dt tambem não estou certo. Se for um duty de 50% é apenas o inverso da frequencia mas e se for outro valor? Vê-se a variação ao subir ou ao descer a corrente?

Ora 10LEDs de 3V, 30V. Duty 50% a 30kHz (50uS periodo). Uma fonte de 12v
di=12 x 0.000016/0.000650, di=0.308A? Será assim?

Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 09 de Agosto de 2013, 16:03
Ora bem, o gráfico que vos mostrei acima, da corrente na bobina, é simétrico, com o tempo de subida (Q1 ON) igual ao tempo de descida (Q1 OFF). Na verdade não é isto que acontece normalmente; em geral o gráfico é assimétrico, com tempos diferentes de subida e descida. O tempo de subida pode-se calcular aproximadamente sabendo a tensão de alimentação menos as quedas (transistor) e as resistências no circuito (transistor), mas digamos que é aproximadamente a tensão de alimentação. Esta parte é fácil.

Já o tempo de descida depende da "carga", isto é, naquela fase em que a corrente circula pela bobina e pelo LED, em que a bobina se transforma numa fonte de corrente, a corrente desce porque a energia que foi acumulada na bobina durante o tempo de ON vai-se dissipando nas resistências do circuito. Neste caso essas resistências são essencialmente a do LED (e às vezes também a da própria bobina). A fórmula mantém-se, V = L x di/dt, só que o V da fórmula é a tensão nos bornes da bobina, que é a tensão que o LED impõe (VFW do LED)!

Agora, para que a corrente na bobina se mantenha constante em torno de um valor médio (ela sobe e desce mas vai ficando sempre na mesma, que é a nossa intenção para que a corrente no LED também seja, em média, constante! faz sentido o que digo?), o tempo de subida e o de descida (ON e OFF) tem que ser tal que em ambas as fases a corrente cresça e diminua o mesmo valor. Só assim a corrente média será constante. Esta subida e descida é o chamado "ripple", que queremos manter pequeno por várias razões. Reparem como neste estado existe como que um equilibrio no circuito! Isto é como estar a fazer rodar à mão a roda de uma bicicleta (matemáticamente a inductância acho que é como um momento de inércia na fisica, mas já não me lembro bem); damos-lhe um impulso e ela começa a rodar e depois perde velocidade até parar, mas se nós lhe dermos outro impulso antes de perder muita velocidade, ela vai manter-se a rodar. Mantém-se a rodar a uma velocidade média, mas também com um ripple!
Durante o impulso a velocidade dela sobe, e depois desce pela resistência mecânica do ar e dos rolamentos - poderiamos encostar-lhe um dínamo e ela gerava electricidade mas também iria parar mais depressa! Tal como quando colocamos um LED no circuito da bobina; o LED é uma carga que retira a energia à roda em movimento, errr, isto é, à corrente a circular na bobina :).

Na prática, o que se faz para controlar a corrente, é ter um feedback que vai actuar no ciclo activo do sinal de PWM que liga e desliga o transístor, ou seja, ajusta o tempo de ON versus o de OFF. No caso deste circuito, podiamos por exemplo medir a corrente na bobina, e subiriamos o ciclo activo do PWM (devagar!) enquanto no ponto máximo (quando desligamos o transístor) ela estivesse abaixo de um determinado valor. A partir desse valor podemos calcular a corrente média que estariamos a dar ao LED. Lembrem-se que não há corrente a passar no LED durante o periodo de ON, e durante o periodo de OFF a corrente passa para o valor de pico na bobina e depois desce linearmente um pouco até que volta a zero quando ligamos o transistor. Neste circuito a forma da corrente é um trapézio num gráfico e pode-se calcular a corrente média a partir daí.

Citar
Portanto pelo que percebi dos gráficos e das fórmulas, a bobina absorve/fornece pequenas quantidades de energia de uma forma mais ou menos linear (assumindo em intervalos de tempo curtos) proporcionalmente à sua indutância.
A corrente é que varia mais ou menos linearmente mas sim, a bobina armazena e liberta pequenas quantidades de energia (tal como um condensador); mas aí está um conceito chave que já apanhaste: a fórmula V = L x di/dt é válida nessas condições a bold. Caso contrário teriamos que usar a fórmula completa que é exponencial e mais dificil de usar. Se ficarmos muito tempo com o transistor ligado ou desligado, a corrente em vez de ter sempre o comportamento linear, vai começar a parecer "curva" seguindo a fórmula exponencial.

Citar
Por exemplo se tiver um circuito com 1 led, se em vez disso quisesse usar 10 leds teria de usar uma indutância 10x maior certo?
Ou aumentar a frequência de ON/OFF (reduzir os tempos). É que uma bobina com inductância 10x maiores também é fisicamente maior :)

Citar
di é que não estou certo pois a corrente não começa a 0 por isso não sei a variação.
Imagino que se use antes di=V x dt/L.
di seria o ripple.

Quanto às contas já não te posso dar grande ajuda, com essa é que me "tramaste" lol; eu também não estou muito por dentro do assunto daqui para frente do ponto de vista mais formal. Como disse atrás, quere-se atingir este equilibrio de corrente a subir versus corrente a descer (senão a corrente não se mantém "estável"). di é o quanto a corrente sobe ou desce. Calcular quando sobe é fácil, mas quando desce já me parece mais complicado, porque não se sabe ao certo qual é a tensão total dos LEDs e eles têm um comportamento não linear de corrente versus tensão. Em geral o ripple na bobina deve ser pequeno quando comparado com a corrente total, digamos 10% de IL (corrente média na bobina). No teu caso, se pegarmos num ripple de 10%,

di = 0.1 x IL = 12V x dtON / 650uH => dtON = 650uH x 0.1 x IL / 12

E qual deveria ser IL? É que interessa-nos a corrente (média) no LED e não propriamente a da bobina. Só que para calcular a do LED (aproximada) temos que saber o valor de pico ou o médio na bobina e quanto tempo é o dtOFF e a frequência de PWM... ILED ~ IL x dtOFF x freqPWM. Ou seja, agora não estou a ver uma forma simples de resolver isto matematicamente :). Deve haver pelo menos uma maneira matemática de se ter uma ideia de qual será um "bom" valor de periodo de PWM para um determinado valor de inductância da bobina, e/ou vice-versa. Talvez alguém mais entendido possa dar aqui uma mãozinha.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 01:52
Ora então terei de fazer um carregamento inicial até estar å corrente desejada, 50mA neste caso.

 do neste caso é 5mA
V é 12v
Vfw é 29,7 valor teorico
L é 650uH.

Pelas minhas contas para manter a corrente com este ripple é,
Para o descarregamento 109ns
Para carregar 279,8ns
Período da 379,8ns e uma frequência de mais de 2Mhz!

Não é demais isto?
Vai usarem 25khz no circuito que postei
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 14:11
Bem pelas minhas contas para ter um ripple de 5mA devo usar um indutor de +- 50mH. Para ter uma frequencia de 30Khz.
Posso aumentar sem problemas a frequencia para ripples mais pequenos? Pelo que li o unico problema é que reduz um pouco a eficiencia quanto maior a frequencia e que para contradiar isso posso usar indutores maiores

Só que não há isolados nestas potencias. Há grandes problemas de o indutor não estar isolado? O campo magnético pode afectar muito o micro?
Estava a pensar usar este: http://pt.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?R=B82731M2501A30virtualkey59250000virtualkey871-B82731M2501A30 (http://pt.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?R=B82731M2501A30virtualkey59250000virtualkey871-B82731M2501A30)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2013, 14:54
Podes usar frequências mais baixas. O que pode acontecer é que, na fase de ON a corrente da bobina cresce a valores bastante altos e/ou na fase de OFF a corrente vai a zero. Poderás ter em média à mesma os 50mA no LED, só que com um ripple enorme (ou "aos picos") e eventualmente o LED poderá não gostar dos picos enormes (se deixares a corrente subir muito na fase de ON), mas um LED aguenta um pico 2 ou mais vezes a corrente recomendada (normalmente a datasheet diz). Valores baixos de variação de corrente e de inductância -> tempos pequenos.

Quanto ao circuito exemplo usar 25KHz, a verdade é que não sabes "em que condições", o circuito foi apresentado e nada foi dito ácerca do ripple ou da corrente no LED nem que tipo de LEDs etc. Ripples grandes é mais problemático com correntes altas (dissipação de energia e emissões electromagnéticas).
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 15:00
Podes usar frequências mais baixas. O que pode acontecer é que, na fase de ON a corrente da bobina cresce a valores bastante altos e/ou na fase de OFF a corrente vai a zero. Poderás ter em média à mesma os 50mA no LED, só que com um ripple enorme (ou "aos picos") e eventualmente o LED poderá não gostar dos picos enormes (se deixares a corrente subir muito na fase de ON), mas um LED aguenta um pico 2 ou mais vezes a corrente recomendada (normalmente a datasheet diz). Valores baixos de variação de corrente e de inductância -> tempos pequenos.

Quanto ao circuito exemplo usar 25KHz, a verdade é que não sabes "em que condições", o circuito foi apresentado e nada foi dito ácerca do ripple ou da corrente no LED nem que tipo de LEDs etc. Ripples grandes é mais problemático com correntes altas (dissipação de energia e emissões electromagnéticas).

Eu quero tentar manter os 10% ripple porque depois com erros e tal de certeza que vai ser maior
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2013, 15:23
Faz "qualquer coisa" para experimentar. A verdade é que se não tiveres um osciloscópio nunca irás conseguir "ver" o ripple! Se o ripple for demasiado alto para o LED, ele aquece. O mesmo para a bobina, e transistor, mas este último pode ser mais "natural" aquecer (ao contrário do LED, isto é, se for um LED normal, de baixa corrente).
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 15:53
Faz "qualquer coisa" para experimentar. A verdade é que se não tiveres um osciloscópio nunca irás conseguir "ver" o ripple! Se o ripple for demasiado alto para o LED, ele aquece. O mesmo para a bobina, e transistor, mas este último pode ser mais "natural" aquecer (ao contrário do LED, isto é, se for um LED normal, de baixa corrente).

Vou experimentar. Talvez consigo ter acesso a um osciloscopio.
Para saber a Vfw dos LEDs posso fazer testes com um regulador de corrente linear e medir.
Vou tentar arranjar o maior indutor para ter um dI baixo a frequências mais baixas

Vou usar um mosfet por isso supostamente não deverá aquecer muito pela resistência baixa.
Agora lembrei-me algo, ao carregar, as dissipações são apenas na resistencia do transistor e do indutor certo?
Tirando isso a energia é transformada em magnetismo em vez e calor?
Então num mosfet a dissipação é mínima e no indutor é apenas R*I*I certo?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2013, 16:17
Vou usar um mosfet por isso supostamente não deverá aquecer muito pela resistência baixa.
Agora lembrei-me algo, ao carregar, as dissipações são apenas na resistencia do transistor e do indutor certo?
A maior parte se calhar será dissipada na tua resistência de 1 Ohm para medição de corrente :)

Citar
Tirando isso a energia é transformada em magnetismo em vez e calor?
Então num mosfet a dissipação é mínima e no indutor é apenas R*I*I certo?
É sempre RxIxI, no MOSFET também. Mas no MOSFET não é só quando está ligado que dissipa; nas transições de e para ligado, dissipa bastante, dissipação essa que tem a ver com o tempo que ele demora a transitar, tempo este que é essencialmente definido pela "força" do seu driver. Esta dissipação de comutação é complicada de calcular mas pode aproximar-se por Pd(sw) = V x I x Fpwm x tc  sendo tc o tempo que demoram as transições (o tempo de liga->desliga + tempo de desliga->liga), I a corrente a passar no MOSFET quando ligado, V é a tensão de alimentação e Fpwm a frequência do PWM. Mas não te preocupes com isso agora :).
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 16:26
Vou usar um mosfet por isso supostamente não deverá aquecer muito pela resistência baixa.
Agora lembrei-me algo, ao carregar, as dissipações são apenas na resistencia do transistor e do indutor certo?
A maior parte se calhar será dissipada na tua resistência de 1 Ohm para medição de corrente :)

Citar
Tirando isso a energia é transformada em magnetismo em vez e calor?
Então num mosfet a dissipação é mínima e no indutor é apenas R*I*I certo?
É sempre RxIxI, no MOSFET também. Mas no MOSFET não é só quando está ligado que dissipa; nas transições de e para ligado, dissipa bastante, dissipação essa que tem a ver com o tempo que ele demora a transitar, tempo este que é essencialmente definido pela "força" do seu driver. Esta dissipação de comutação é complicada de calcular mas pode aproximar-se por Pd(sw) = V x I x Fpwm x tc  sendo tc o tempo que demoram as transições (o tempo de liga->desliga + tempo de desliga->liga), I a corrente a passar no MOSFET quando ligado, V é a tensão de alimentação e Fpwm a frequência do PWM. Mas não te preocupes com isso agora :).

So queria ver que tipo de calor podia gerar nos componentes. So queria ver +- se chega a estar quente ao toque ou mal se nota. 50mA tambem é baixo
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2013, 16:30
Deve dar para fazer um cálculo por alto, tens os tempos, tens as resistências e as correntes.
A minha referência empírica é que dissipar 0.2W num TO-220 (pacote tipo o 7805) deixa o componente praticamente a escaldar ao dedo (outra regra empírica é que diz-se que escaldar ao dedo quer dizer que a temperatura é maior que 60ºC).
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 16:38
Deve dar para fazer um cálculo por alto, tens os tempos, tens as resistências e as correntes.
A minha referência empírica é que dissipar 0.2W num TO-220 (pacote tipo o 7805) deixa o componente praticamente a escaldar ao dedo (outra regra empírica é que diz-se que escaldar ao dedo quer dizer que a temperatura é maior que 60ºC).

lembro-me de dizeres para considerar num to-220 65ºC por cada 1W dissipado.
Claro que nas datasheet diz lá. Nos meus reguladores de 5V é 40ºC/W.

Então está bem. Vou aproveitar a encomenda da Mouser para arranjar uns indutores

Ps: Muito obrigado
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2013, 16:49
Isso é aproximadamente a resistência térmica tipica entre o silicio e o ar para um TO-220 sem nenhum dissipador. Isso quer dizer que por cada 1W dissipado no pacote a sua temperatura sobe 65ºC (62,5ºC se não estou em erro, para os MOSFETs tipicos da IR). Se ele já estiver a 25ºC (como pode estar por exemplo hoje que tá quente lá fora), a temperatura final são 90ºC.

Se tiveres por aí umas boards velhas, algumas têm bobinas porreiras.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 10 de Agosto de 2013, 16:51
Isso é aproximadamente a resistência térmica tipica entre o silicio e o ar para um TO-220 sem nenhum dissipador. Isso quer dizer que por cada 1W dissipado no pacote a sua temperatura sobe 65ºC (62,5ºC se não estou em erro, para os MOSFETs tipicos da IR). Se ele já estiver a 25ºC (como pode estar por exemplo hoje que tá quente lá fora), a temperatura final são 90ºC.

Se tiveres por aí umas boards velhas, algumas têm bobinas porreiras.

Agora lembrei-me que tenho aqui uns walki-takie desmontados. Tenho de tentar tirar os inductores.
De qualquer maneira queria assim uns grandes em indutancia e que sei bem os valores de corrente e resistência.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 11 de Agosto de 2013, 10:49
Pelas contas que tenho feito reparei que a percentagem de trabalho que tem de estar ligado o PWM é:
1-(V-(V+Vfw)).
No meu caso 1-(12-(12+30))=1-(12/42)=0,714%
Depois é aumentar a frequência para diminuir o ripple.

Se esta relação não estiver bem certa, (não ser bem 12V nem 30V) não há a probabilidade de a corrente ir diminuindo ou aumentando?
Vou ter de ver como evitar isto. Talvez ir corrigindo o carregamento de alguns em alguns ciclos. Ou então sempre que a corrente média fosse muito diferente descarregava e carregava de novo até 50mA.
Tipo medir a corrente ao longo de alguns segundos, fazer a média e ver se está dentro de valores aceitaveis.
Até pensei fazer PWM por software, media a corrente a descarregar e a carregar. Fazia while(di<5mA). O problema é que acho que não consigo uns valores estaveis o suficientes. A minha resolução é apenas de 1,5mA. E tambem para o que é não é necessário algo com tanto controlo

Posso tambem medir mesmo o Vfw dos LEDs com um op-amp em modo diferencial ou como se chama. Tenho cá uns op-amps
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 11 de Agosto de 2013, 11:59
Depois de pensar já sei como fez naqueles site.

Ele carrega e descarrega o indutor completamente. Como o PWM normal com um transistor.
Por isso o di é igual à corrente máxima que queremos no LED.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 11 de Agosto de 2013, 12:04
Não entendi isso da "percentagem de trabalho". E tens aí somas mas depois divides. Se tás a falar do ciclo activo do PWM, é natural que haja uma relação, mas não sei se será linear.

O ideal é monitorizares a corrente da bobina na subida. Ligas o MOSFET e depois ligas o comparador de tensão do micro (que é muito mais rápido que o ADC). Quando a corrente chegar a X, o gajo gerar-te uma interrupção e aí desligas o MOSFET e o comparador. A seguir aplicas um tempo fixo que ajustas para a corrente desejada no LED e ripple, e depois voltas ao inicio e repetes. Neste esquema não usarias uma máquina de PWM do micro. Se o micro tiver um DAC, poderás usá-lo para definir a corrente máxima.

Citar
Ele carrega e descarrega o indutor completamente. Como o PWM normal com um transistor.
Por isso o di é igual à corrente máxima que queremos no LED.
É o mais provável. Mas a corrente máxima no LED não é a corrente média. Isto quer dizer que a corrente máxima até podem ser "10A" mas o LED acender fraquinho.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 11 de Agosto de 2013, 12:15
O meu ADC é  200-ksps.

Pois o comparador...acho que tem. Tenho de ver se o meu compilador tem já a biblioteca em C++ senão tenho de me ir meter aos registos.

Como poderei usar um DAC? Acho que nem tem.

Tenho de ver melhor isso tudo depois





Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 11 de Agosto de 2013, 12:30
200ksps quer dizer que são pelo menos 5us para tirar uma medida, depois ainda tens que comparar a medida com um valor, e entretanto a corrente vai subindo (di = V dt / L = 12V x 5us / 650uH  ~ 92mA!). O comparador de tensão é muito mais rápido; o dos AVR por exemplo reage em menos de 0.5us (~9mA). Por aqui se vê que dificilmente conseguirias ter um ripple só de 5mA, era preciso electrónica/micro muito mais rápidos.

O comparador tem que comparar a tensão na resistência de shunt (medir corrente) com uma outra tensão de referência (que define o ponto de comparação), e é esta tensão de referência que pode ser fixa, ajustada com um pot, ou ligada à saída de um DAC para ajuste por sw.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 11 de Agosto de 2013, 20:43
200ksps quer dizer que são pelo menos 5us para tirar uma medida, depois ainda tens que comparar a medida com um valor, e entretanto a corrente vai subindo (di = V dt / L = 12V x 5us / 650uH  ~ 92mA!). O comparador de tensão é muito mais rápido; o dos AVR por exemplo reage em menos de 0.5us (~9mA). Por aqui se vê que dificilmente conseguirias ter um ripple só de 5mA, era preciso electrónica/micro muito mais rápidos.

O comparador tem que comparar a tensão na resistência de shunt (medir corrente) com uma outra tensão de referência (que define o ponto de comparação), e é esta tensão de referência que pode ser fixa, ajustada com um pot, ou ligada à saída de um DAC para ajuste por sw.

Parece realmente a melhor solução. Devo usar um pot que tambem irei medir a tensão por ADC de modo a ter um feedback para saber o valor.
Ainda tenho de ver o funcionamento do comparador.


Para o tempo OFF parece que o ideal a 1mA de ripple e Vfw=30V é 1,56(6)uS. Como uso IDE tipo arduino só tenho os delay. Assim vou usar tipo 1 ou 2 micro-segundos. Depois mais tarde com melhor conhecimentos já faço uns tempos sem delays.
Algo que sem fazer é ligar um PWM a um pin interrupt  :P

Pela imagem pode-se ver que o comparador pode ser tão rapido como 120nS sem o filtro interno:
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2230)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 11 de Agosto de 2013, 23:57
Olha, o símbolo para "segundo" é "s"e não "S". Sabes porquê? Porque "S" é outra unidade, o "Siemens"; logo nS e uS são nano-Siemens e micro-Siemens.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: jm_araujo em 12 de Agosto de 2013, 00:10
O ripple é muito importante numa fonte de alimentação para alimentar um circuito.
Agora para um LED não tem quase importância nenhuma. Qualquer oscilação acima de uns 50Hz +- é imperceptível ao olho humano, mesmo que seja entre ligado e desligado. Quem duvidar, é só ligar um led a um transformador com um díodo (rectificador 1/2 onda) e uma resistência de adequada (sem condensadores), e ao ver que parece estático.
O que importa é a corrente média, a nossa visão faz o filtro passa-baixo.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 12 de Agosto de 2013, 01:04
Olha, o símbolo para "segundo" é "s"e não "S". Sabes porquê? Porque "S" é outra unidade, o "Siemens"; logo nS e uS são nano-Siemens e micro-Siemens.

Ah! peço desculpa. Não sabia dessa unidade.

O ripple é muito importante numa fonte de alimentação para alimentar um circuito.
Agora para um LED não tem quase importância nenhuma. Qualquer oscilação acima de uns 50Hz +- é imperceptível ao olho humano, mesmo que seja entre ligado e desligado. Quem duvidar, é só ligar um led a um transformador com um díodo (rectificador 1/2 onda) e uma resistência de adequada (sem condensadores), e ao ver que parece estático.
O que importa é a corrente média, a nossa visão faz o filtro passa-baixo.

Pois mas entre ligado e desligado torna-se um problema.
Para ter média de 50mA supostamente o pico é de 100mA. Isso pode ser demais para o LED. Em principio não tem qualquer problema mas convinha manter um ripple mais pequeno.


Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: jm_araujo em 12 de Agosto de 2013, 01:09
Para ter média de 50mA supostamente o pico é de 100mA. Isso pode ser demais para o LED. Em principio não tem qualquer problema mas convinha manter um ripple mais pequeno.
Depende do LED. Já consultaste a datasheet?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 12 de Agosto de 2013, 01:28
Porque é que o pico é de 100mA?
Não tens, nem deves(digo eu) descarregar totalmente a bobine.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 12 de Agosto de 2013, 10:49
Porque é que o pico é de 100mA?
Não tens, nem deves(digo eu) descarregar totalmente a bobine.

Sim senso mas estávamos a falar de controlar o LED ligando e desligando completamente.
O que quero fazer mesmo é não descarregar completamente
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 17 de Agosto de 2013, 21:31
Lembrei-me de algo,

Se alimentar 10LEDs, dando um total de 30V, a 50mA o consumo é 1,5W certo?

Mas então qual é a corrente que se puxa da fonte de 12v? Deveria ser um potencia de 1,5W e corrente de 1,5/12=0,125A.
Mas ao monitorizar a fonte nota-se que a corrente a passar pelo indutor é 50mA e não os 125mA
Isto não faz grande sentido para os conhecimentos que tenho.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 17 de Agosto de 2013, 21:37
São picos, não tens ai 50mA constantes, tens picos grandinhos, tens de integrar voltagem e corrente ao longo do tempo, e não tirar valores com um multimetro por exemplo.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 17 de Agosto de 2013, 21:42
Claro são médias. Mas na verdade queria ter o pico de 50mA onde o comparador desliga ai, e depois deixava descarregar 1uS ou menos. Não seriam assim tão grandes ao ponto de estragar o LED.
E sim a corrente média assim passaria a menos de 50mA, mesmo com o tempo de reação do comparador.

Mas é esta a questão que tenho.
Num boost normalmente o circuito que alimentamos consome um corrente de 50mA, então a fonte precisa de fornecer mais que isso porque a potencia fornecida tem de ser a mesma não?

Acho que tenho mesmo de ir ao osciloscópio para ver isto a funcionar
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 17 de Agosto de 2013, 21:45
A potência fornecida ao circuito é maior que a que sai do circuito, porque tens perdas resistivas(e outras) pelos ic's, em componentes, etc.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 20 de Agosto de 2013, 23:01
Como não posso programar nada por agora estou a tentar explorar alternativas sem micros.
Agora tentei arranjar uma forma de tornar este circuito mais eficiente:
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.stack.imgur.com%2F7FXfq.png&hash=d6dae17a600d6caa12f1e61016532af5d745cea7)
O que decidi fazer é substituir o transistor sensor de corrente por um op-amp como comparador.
Usando um transistor normal há sempre um desperdício de pelo menos 0.5*I. Tal menos com um mais "especializado". Também não há um controlo de luminosidade para alem de usar varias resistencias e escolher qual usar com um interruptor.

Usando um comparador a queda de tensão pode ser tão pequena como 0.1v (no meu op-amp) e a luminosidade pode ser configurada com apenas mais 1 resistência e outra resistência variável no "+" do comparador.

Desculpem não tenho forma de fazer um esquema :-[

Vou tentar usar isto com o inductor. Talvez use um condensador no output para variar quão depressa demorar a mudar de estado.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 22 de Agosto de 2013, 12:50
Aqui está o circuito. Espero que se entenda:
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2245;image)
O divisor de tensão limita a corrente a um máximo de 100mA.
A corrente pode ser selecionada pela resistência variável.
Tendo uma resistência de 1Ohm a tensão máxima dissipada é apenas 0.1V. Logo a alimentação apenas tem de ser 0.1V acima da Vf dos LEDs. A queda de tensão pode ser menor usando outra resistencia e tambem depende de quão baixo pode o vosso comparador trabalhar.
No circuito anterior a tensão tinha de ser algo como 0.5V com transistors mais comuns
Claro que tal como o circuito anterior, toda a voltagem a mais da Vf vai ser desperdiçada no mosfet.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 26 de Agosto de 2013, 13:54
Agora estou com um problema que sinceramente não entendo.

O comparador que agora estou a usar é um max924 porque preciso de 4 series.
Por agora estou so a usar uma para testes.

Estou a medir o divisor de tensão para ver se está tudo bem calibrado. Mas por alguma razão está a dar-me o dobro ou mais do que devia.
Ao fim de procurar reparei que ao retirar os mosfet, desligando os leds , assim tambem tornado o "-"=GND e o output não ter por onde ir, os valores tornam-se normais.
Parece que por alguma razão o "+" está a fazer com que mais corrente passe pelo divisor de tensão.

Apos mais testes parece que não é bem isso. Apenas tenho o divisor de tensão e estou a ligar o mosfet ligando directamente ao V+. O mesmo acontece. Que poderá estar a causar isto?
No voltimetro não há variação, apenas medindo com o mciro há. E os leds aquecem muito como se tivessem a 100mA, o que o micro mede
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 26 de Agosto de 2013, 15:13
Assim à primeira vista o problema parece-me que estas a usar comparadores de tensão em vez de ampops, e há vários problemas com isso, sendo que um deles é que os comparadores de tensão têm tipicamente uma saída em colector aberto, logo não vais conseguir controlar o MOSFE sem a gate ter um pull-up.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 26 de Agosto de 2013, 15:24
Assim à primeira vista o problema parece-me que estas a usar comparadores de tensão em vez de ampops, e há vários problemas com isso, sendo que um deles é que os comparadores de tensão têm tipicamente uma saída em colector aberto, logo não vais conseguir controlar o MOSFE sem a gate ter um pull-up.
É um comparador e sei que tem capacidade de source até 40mA.
Acho que é só a imprecisão do micro quando há switching.

Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 26 de Agosto de 2013, 15:43
Ok, tou a ver a ds, esse tem saída totem pole. E tem uma referência de tensão de precisão, podias tê-la usado para gerar a tensão de referência. Mesmo assim não seria a minha 1ª escolha, não sei se queres mesmo controlar a luminosidade com liga-desliga, mas essas coisas não funcionam bem assim, não tens nenhum "travão" e ele pode ficar a oscilar, teoria de controlo. Só metendo aí um osciloscópio para ver o que se passa.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 26 de Agosto de 2013, 16:32
Ok, tou a ver a ds, esse tem saída totem pole. E tem uma referência de tensão de precisão, podias tê-la usado para gerar a tensão de referência. Mesmo assim não seria a minha 1ª escolha, não sei se queres mesmo controlar a luminosidade com liga-desliga, mas essas coisas não funcionam bem assim, não tens nenhum "travão" e ele pode ficar a oscilar, teoria de controlo. Só metendo aí um osciloscópio para ver o que se passa.

Só não usei a referência por causa das resistencias que tenho ca. Funcionam melhor a 5v.

Medi mesmo nos LEDs e os valores dão bem.

Não será igual a usar um transistor? Em que nunca desliga verdadeiramente?
Apenas uso o comparador para a queda de tensão ser menor e ter controlo de luminosidade
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 04 de Setembro de 2013, 23:27
Quanto ao controlo real, isto vai dar sempre a mais que os 50mA. Ja medi e dá cerca de 60mA-70mA. Talvez tambem por causa da capacidade integrada do mosfet?


Ja fiz a placa para controlar os LEDs. Trocando uma resistencia pode ser mudado para dar até 300mA. Neste caso dá 50mA.

Agora tenho de meter isto em algo. Acho que vou usar 2 latas de batatas fritas

Olhem, os botões de smiles e imagem e link não estão a funcionar porque?
Peço desculpa pela qualidade :/ É pelo tele

(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2280)

Aqui está o desenho da placa feita
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2282)

E aqui está 1 das 4 séries de 5 LEDs. Como não considerei o efeito de aquecimento conjunto de cada LED a placa é demasiado pequena. Por isso é que tem um dissipador e parece uma escova de dentes
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2284)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 05 de Setembro de 2013, 20:33
So para informar, usei os seguintes LEDs e não tenho nada a reclamar.
As vezes nos teste devo ter deixado durante um tempo consideravel a 200mA ou mais por causa de um fio solto. Não ficaram afectados de nenhuma maneira apesar de aquecerem bue.
Não são um branco muito quente mas tambem não são iguais aos cold white. É um branco um pouco amarelo apenas
http://www.ebay.com/itm/20-pcs-5mm-Piranha-Super-Flux-Warm-White-LED-light-Bulb-/170617658956?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27b99ade4c (http://www.ebay.com/itm/20-pcs-5mm-Piranha-Super-Flux-Warm-White-LED-light-Bulb-/170617658956?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27b99ade4c)
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 12 de Setembro de 2013, 01:44
Bem, com isto de ter so 20 LEDs e querer usar todos, 1 deixou de funcionar. Tinha de acontecer já que usei 1 ou outro para testes.

Mas à algo que não faz sentido. Ele realmente não deixa passar qualquer corrente mas...não está queimado.
Estes LEDs vê-se muito bem o interior e está limpinho. Completamente amarelo e com o arame bem.
Só notei algo que nem sei se é do vidro. Uma bolha  de vidro/plastico.

Estranho não?
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: rglove em 12 de Setembro de 2013, 10:48
Provavelmente queimou o díodo que está lá dentro do LED...
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 12 de Setembro de 2013, 11:08
Há? A partir do momento que stressas um componente ele deixa de ser fiável e pode deixar de funcionar completamente a qualquer momento. Geralmente vão logo fora, para não me fazerem partidas...
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 12 de Setembro de 2013, 12:14
Há? A partir do momento que stressas um componente ele deixa de ser fiável e pode deixar de funcionar completamente a qualquer momento. Geralmente vão logo fora, para não me fazerem partidas...

Mas não tinha mais :P
Estou para arranjar alguns mas são branco frio em vez de branco quente. Assim misturar é um pouco treta
Se calhar uso mesmo só desse brancos e guardo os outros para outra coisa.


Pois deve ter queimado o diodo mas nos de 5mm nota-se sempre bem, nos que me aconteceu.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: Njay em 12 de Setembro de 2013, 15:21
Um LED não tem um díodo, um LED é um díodo.
LED = Light Emitting Diode = Díodo Emissor de Luz
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 12 de Setembro de 2013, 15:34
Um LED não tem um díodo, um LED é um díodo.
LED = Light Emitting Diode = Díodo Emissor de Luz

Pois é mas quando disse LED estava a pensar na embalagem completa, LED+embalagem envolvente :P
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 12 de Setembro de 2013, 15:35
A embalagem é simplesmente plástico injectado para formar uma lente, se não tinhas basicamente um ponto de luz..
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: rglove em 12 de Setembro de 2013, 16:49
Sim, quando falei díodo estava a falar do semicondutor, excluindo o plástico. Mas realmente não foi correcto...
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: samc em 14 de Setembro de 2013, 13:03
Não percebi bem pela foto se o dissipador esta ligado a algum componente ou só ao PCB. É que se for só ao PCB naquele local, não vai estar a dissipar da forma mais eficiente.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 14 de Setembro de 2013, 13:12
Não percebi bem pela foto se o dissipador esta ligado a algum componente ou só ao PCB. É que se for só ao PCB naquele local, não vai estar a dissipar da forma mais eficiente.

Verdade. Esta tudo a ser conduzido por pistas de cobre. Não tinha outra forma e assim nota-se que ajudou

Estes LEDs pelo que vi usa-se PCBs com pistas grandes. Tipo onde se solda tem um circulo de cobre grande.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 14 de Setembro de 2013, 13:36
Com uma placa de ponto a ponto nem sequer tens cobre continuo na placa, logo o dissipador não está ai a fazer nada, porque a fibra de vidro é isolante.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 14 de Setembro de 2013, 14:00
Com uma placa de ponto a ponto nem sequer tens cobre continuo na placa, logo o dissipador não está ai a fazer nada, porque a fibra de vidro é isolante.

Pois é. Por isso uso das de linhas.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: senso em 14 de Setembro de 2013, 14:50
O aluminio é condutor, ou isolas as pistas do aluminio ou ganhas um curto circuito.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 14 de Setembro de 2013, 14:58
O aluminio é condutor, ou isolas as pistas do aluminio ou ganhas um curto circuito.

São dissipadores que comprei que já vem isolados electricamente. Já até verifiquei.
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 14 de Setembro de 2013, 16:04
A placa de dissipaçao praticamente está apenas a manter o ultimo LED da série fresco. Depois claro que ajuda um bocado os outros mas realmente não é a forma mais eficiente de arrefecer os LEDs
Título: Re: Formas de alimentar LEDs
Enviado por: LuísR.A. em 02 de Outubro de 2013, 00:15
Ja tenho o candeeiro feito e nem postei nada :/
Aqui estão um par de fotos:


(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2306;image)

(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=6570.0;attach=2308;image)


A primeiro mostra quase tudo.
A base é uma lata pequena de batatas Pringles, a "lampada" é uma daquelas caixas em que vêm os DVDs virgem, nela estão 10 LEDs. Por dentro da lata está o circuito de controlo de corrente
Tem à frente 1 botão de ligar, dá jeito, é praticamente so apertar a lata, e tem tambem um manipulo pequeno para a luminosidade (em geral não faz diferença que nunca dá demasiada luz).

Na segunda está ligado e tem papel vegetal à volta dos LEDs para não encandear. Por acaso resulta mesmo muito bem. É muito dificil notar uma diminuição de luminosidade entre ter ou nao ter o papel e torna muito mais agradavel, claro como todas as lampadas, um olhar directo atordo-a um bocado mas nada comparado com olhar para o LED directo.

O consumo é cerca de 10mA para o circuito (8mA devem ser do regulador de tensão :/)
Os leds estão entre 30mA (50mA suposto max, 70 max real) cada série (tenho o manipulo sempre a meio, é quase igual luz e os LEDs aquecem menos), sendo 2 de 5 LEDs neste caso.
A fonte apesar de eficiente está ser usada para uma potencia muito menor que a pretendida por isso vamos considerar 50% em vez dos 80% que está classificada. E é de 19V

Isso dá um consumo total de 2,66W se considerarmos os 30mA de cada série. Com o manipulo a meio era +- isso. Penso que a luminosidade equivala a uma incandescente de 15W-20W