Jump to content

Rotaļas ar gaismas diodēm


Recommended Posts

Sveiki!

Esmu iecerējis izveidot nelielu gaismekli, lai tumšajā diennakts laikā apgaismotu tastatūru. Domāju, ka man pietiktu ar 5 diodēm. Par sprieguma avotu izmantošu vecu Nokia lādētāju, kuram izejā ir 3.7 V. Gaismas diodēm, cik saprotu, ir svarīgi divi parametri - caurlaides spriegums un strāva. Diodes domāju slēgt paralēli, katrai pievienojot rezistoru. No argusā esošā apraksta pie diodes, netieku skaidrs, kādas izvēlēties, jo tur tiek uzrādīts tikai caurlaides spriegums un arī ne visām diodēm. Kā man izvēlēties? Googlē attiecīgajām diodēm atrodu labākajā gadījumā to izmērus un neko vairāk. Iespējams, pie tā vainīga mana līkrocība. Un vēl.... ja šis caurlaides spriegums ir, piemēram, 2 volti, tad tas nozīmē, ka diode sāk spīdēt (atveras), ja uz to krīt šie divi volti? Diodes pretestība taču ir niecīga un viss spriegums krīt uz rezistoru. Tas liek domāt, ka svarīga ir tikai strāva, ko kaut kur esmu jau lasījis. Skaidrs, ka tik niecīgu projektiņu var jebkurš uztaisīt, daudz nedomājot, un viss it kā strādās, bet es gribu zināt, kā ir pareizi.

Par rezistoru izvēli paralēlajā slēgumā... Es biju domājis sekojoši - sareizināt caurlaides strāvu ar diožu skaitu, tā iegūstot kopējo vajadzīgo strāvu, izdalīt barošanas spriegumu ar kopējo strāvu, tādejādi iegūstot ķēdes vajadzīgo ekvivalento pretestību un beigās sarēķināt katras pretestības vērtību. Piemērs: barošana - 2.5 V, ir četras diodes ar If 25mA. 4*25=100mA, Rekv=2.5/0.1=25. 25 omus var iegūt, saslēdzot paralēli 4 100 omu rezistorus. Bet tā laikam var rīkoties tikai tad, ja barošanas spriegums nav daudz lielāks par caurlaides spriegumu, savādāk diode sadegtu, ne tā? Ja barošanas spriegums daudzkārt pārsniegtu caurlaides spriegumu, tad šai paralēlajai rezistoru-diožu daļai virknē pieslēgtu rezistoru ar piemeklētu nominālu, lai uz tā kristu ''nevajadzīgais'' spriegums, bet uz pie diodēm pielsēgtajiem rezistoriem kristu spriegums, kas vienāds ar caurlaides spriegumu. Protams, ievērojot, lai plūstu vajadzīgā strāva. Vai es domāju pareizi? Mani bažīgu māc tas, kā rezistori tiek piemeklēti rezistoru kalkulatoros, kā piemēram, šajā. Tajā, ja barošanas spriegums nav divreiz lielāks par caurlaides, rezistorus aprēķina kā caurlaides sprieguma un strāvas attiecību. Ja barošanas spriegums ir vismaz divas reizes lielāks, tad tiek veidota virknes ķēde ar savādāka nomināla rezistoru. Tas bija ar divām diodēm. Ja maina to skaitu, attiecīgi viss mainās. Tiek ģenerētas visāda veida ķēdes - gan ar diodēm virknē, kurām citas slēgtas paralēli... Tas man vēl vairāk sajauca galvu.

Apzinos, ka viss manis rakstītais ir diezgan haotisks, bet varbūt kāds varētu dot kādu ieteikumu projekta teorētiski pareizam izpildījumam.

Paldies!

  • Patīk 1
Link to post
Share on other sites

Par garu raxtīc. Jautājumu nesapratu, bet pa lielam :

Efektīvāk ir slēgt diodes virknē, ja vien barošanas spriegums ir pietiekami liels.

pretestību piemeklē pēc formulas R = (Ub - N x Uf)/If

N - virknē saslēgto diožu skaits

Ub-barošanas spriegums

If-ir tas pac JDat #4 pieminētie +/- 20mA (teorētiski).

Edited by snefelss
Link to post
Share on other sites

Esmu lasījis, ka virknē slēgtas diodes mēdz spīdēt viena stiprāk, otra vājāk. Pie neliela skaita, to droši vien nemanītu. Līdzīgu rezultātu var panākt dažādos veidos, bet es gribu, lai ir pareizāk. Un Tavā formulā ir gan Uf, gan If, bet argusā norādīts vien Uf un arī ne visām diodēm. Tad man jāiet uz veikalu, tur jānoskaidro un uz vietas jārēķina... es labprātāk izrēķinātu jau iepriekš...

Link to post
Share on other sites

Nezinu ko tu tur rēķini, bet argusā ir pamācība kā slēgt gaismas diodes, tur arī ir gatava formula pēc kuras rēķināt pretestību. Dides tiek vadītas ar SRĀVU nevis psriegumu. No strāvas ir atkarīgs spožums. Vecs Nokia lādētājs? Tur tiešām ir stabili 3.7 volti? Paņem un izķidā USB vadu vai pieāķējies pie datora +5V. Tkai uzmanīgi. īssavienojumus neuztaisi. Tagad par pretestībām.

Dots: baltā gaismas diode. Iekš datasheet rakstīt Imax=40 mA. Ja caur tavu LEDU plūdīs vairāk ka 40 mA, tad nosvils. Tev pietiks ar 20 mA. Tieksim 1/2 mo Imax izmantosim.

Visur pieminētais oma likums: I=U/R

Mums vajag R: R=U/I

I mums ir dots 20 mA=0.02 A (ampēri)

Kas ir ar U? Mūsu U "sastāv" no divām komponentēm. Ubarošana un Udrop. U=Ubarošana-Udrop

Ubarošana ir mūsu 5V no barokļa (Nokai ķipa teorētiski 3.7 V, bet neticu).

Udrop. Uz diodes krīt noteikts spriegums. Neatceros kā ir teorētiski pareizi, bet es pieņemu ka tie ir 3.6V (tā vienkārši man ir iegājies) priekš baltajām un zilajām. sarkanām, dzeltanām un zaļām tie ir 2.4V starp citu

Tagad saliekam visu kopā un izrēķinam:

R=Ubarošana-Udrop/I

R=(5-3.6)/0.02

 

Tulīt mani atspārdīs par tiem 3.6V un 2.4V, jo saskaņā ar wiki tas nav precīzi.

 

Tas arī ir viss. Ja nav doti parametri, tad nav doti parametri. Vari uztaisīt labaratorijas darbu: sāc ar lielāku R un samazināt kamēr nodedzināsi. Vienlaikus mēri strāvu ķedē (miliampērus). Tad zināsi kur ir puse. Nākošo LEDu jau darbini ar 1/2 no Imax un pieņem lēmumu vai tev pietiek spožums. Tas ir nedaudz sarežģītāk kā labaratorijas darbs fizikā 9. klasei.

 

Snefess: Pastāsti iesācējam kas ir Uf un If daudz maz saprotamā valodā.

 

Čaks; Ja nopietni pieiet tai lietai, tad tev ir pilnīga taisnība. Kaut gan po prostomu pieņemam ka rūpnīcā konveijers ir tik precīzs un materiāli tik tīri, ka visi LEDi no vienas partijas ir +/- vienādi un enduseris pat nepamanīs kamēr nesāks iedziļināties niansēs.

  • Patīk 1
Link to post
Share on other sites

Uf un If ir forward voltage un forward current. Tie ir parametri, kuri būtu jāuzrāda. Kur meklēt datasheets? Jo argusā visām diodēm nav klāt pielikta. Un es protu modificēt vajadzīgajā virzienā Oma likumu. Pilnīgi zaļš esmu vien praksē, jo līdz šim pats lodējis neko neesmu, bet teoriju esmu mācījies ne vien fizikas stundās 9. klasē. Tavs Udrop, manuprāt, ir tas pats Uf. Tagad viss ir puslīdz skaidrs. Protams, izmērīšu, cik īsti tas lādētājs dos un tad skatīšos. Bija doma par barošanu no usb, bet atteicos no tās aiz nevēlēšanās nosvilināt... Bet slēgšu paralēli, nevis virknē. Man vajadzēja zināt vien par to Uf krišanu uz diodes. Prātu sajauca viens raksts, kurā bija minēta niecīgā diodes pretestība un es uzreiz sāku domāt, ka spriegums kritīs uz lielāko rezistoru, nemaz nepadomājot, ka nevar diodi idealizēt kā parastu rezistoru... mana vaina! Paldies! Vai dzelteno diožu izstarotā gaisma nebūtu kaitinoša? Baltās diezgan dārgas..

Link to post
Share on other sites

Uf jau minēju. Baltajai aptuveni 3.6 Volti.

Tabuliņā dažādu krāsu LEDu Uf norādīti.

http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Colors_and_materials

 

Ja nav pieejams datasheet, tad var eksperimentālā kartā atrast If.

Darkanas, dzeltenas, orandžas un zaļas lieto indikācijai ar tik mazu spilgtumu ka nekož acīs. Apgaismē neizmanto. Neceri uz dzeltenu gaismu.

Baltās izmanto apgaismei, pokemoni arī indikācijai.

Zilās normāli cilvēki neizmanto. Zilās izmanto tikai pokemoni.

Protams ka baltās ir dārgākas.

 

Ar to pašu Nokia lādekli arī eksperimentāli. Ampērmetru ķēdē un sāc ar 5K un samazini pretestību kamēr būs OK.

Link to post
Share on other sites

Paldies! Domāju, ka kaut kur kladē man arī jābūt tiem diapazoniem, bet tomēr dažādām diodēm tie mēdz atšķirties. Laikam esmu ideālists, ka gribēju precīzas vērtības. Un pirkšu tad tās baltās. Vēlreiz paldies! :)

Link to post
Share on other sites

Uh, cik gari... Slinkums lasīt visu :D

Te drusku bija runa par rezistoriem... Tiem ir divi parametri, kas jāņem vērā - viens ir pretestība omos, otra ir max jauda (W), ko konkrētais rezistors spēj izturēt. Reālo jaudu sarēķina pēc formulas P=I*U, kur I ir strāva (A) konkrētajā zarā, U ir sprieguma kritums uz rezistoru (V). Strāvai jāņem vērā, ka diodēm tā ir norādīta mA, nevis A - tātad 20mA būs 0.02A. Spriegumam jāņem vērā, ka nevajag sajaukt ar kritumu uz diodi - ja lādeklis dod ārā 3.7V, bet kritums uz diodi ir 3.2V, tad kritums uz rezistoru ir 0.5V. Protams, ciparus nenāktu par ļaunu ņemt vērā reālos - tādus, kādi tiek samērīti, nevis kādi tie izskatās uz papīra. Un to jaudu rezistoram arī derētu atstāt ar rezervi, t.i., 1/4W rezistoru nevajadzētu visu laiku gruzīt ar 1/4W.

  • Patīk 1
Link to post
Share on other sites

Paldies par jaudas pieminēšanu, binary! Par to biju piemirsis.

Neliels tehniskas dabas jautājums: kā īsti izpaužas ķēdes zemēšana? Vienu vada galu pielodē pie ķēdes un otru kaut kur pie korpusa?

Link to post
Share on other sites

Ne jau tādā ziņā. Kaut kur boota ir daudz un daudz runāts kā ierīkot zemējumu dzīvoklī, kāpēc datora korpusu jāsazemē, kāpēc veļene, cepeškrāsns utt utjp jāsazemē.

Link to post
Share on other sites
  • 1 month later...
  • 4 months later...

varbūt kāds var man apstāstīt, kas notiek, ja, piemērām, virknē saliek 5 diodes, no kurām 4 ir sarkanas ar 2.1V kritumu un viena zila ar 3.6V. Teorētiski kopā ir 12V un ja barošanas spriegums ir 12V, tad neko dzēst nevajag un attiecīgi arī pretestību nekādu nevajag, 

Bet vai nesanāk tā, ka visas diodes saņem vidējo - 2.4V, attiecīgi sarkanās būs ļoti spilgtas un zilā nespīdēs nemaz?

 

Kā tur īsti ir ? Netā nekur nevar atrast info par to, kas notiek, ja mēģina dažādas diodes virknē sakarināt

Link to post
Share on other sites

Nu dumjš es esmu šajās lietās, bet nedomāju, ka "visas diodes saņem vidējo - 2.4V". Visas diodes zarā patērēs vienādu strāvu (cik tur tos miliamperus), bet sprieguma kritums uz katru var būt citādāks. Vot tagad ej un sarēķini, kāds būs spriegums uz katru diodi atkarībā no tās "iekšējās pretestības"(?) :) Un sarkanās tev nebūs "ļoti spilgtas", jo pārāk liels spriegums nevis padara diodes gaismu spilgtāku, bet gan vienkārši daudz ātrāk nobeidz diodi.

Link to post
Share on other sites

zilā būs spilgtāka par sarkanajām jo tai vajag mazāku strāvu. Auto borta spiegums ir 14.2 volti. Tiešām grūti katrai uzlikt savu pretestību? Nāc uz hackerspace un kopā uztaisīsim.

Link to post
Share on other sites

nav grūti uzlikt katrai savu. tb četras sarkanās virknē ar vienu pretestību un paralēli pieslēgt zilo ar savu pretestību. Vienkārši gribējās zināt, kā tur īsti ir.

Link to post
Share on other sites

Arī sarakanajām virknē slēdzot var atšķirties spilgtums. No otras puses ķīniešiem pofig, tāpēc arī slēdz virknē. Nekad neceri ka izbrauksi tikai ar dropout palīdzību un nevajadzēs pretesības.

 

Biku skaidrāks palika?

  • Patīk 1
Link to post
Share on other sites

Padodajam spriegumam jābūt lielākam nekā kopējam sprieguma kritumam uz diodēm virtenē, citādi nekas nenotiks. Tomēr izdevīgāk lai tas nebūtu daudz lielāks kā diožu Udrop. Tādejādi pēc iespējas mazāk kritīs uz rezistora un to varēs ņemt ar mazāku jaudu. Rezistoru aptuveni aprēķina pēc U - U drop reiz strāva.

Piemēram es baroju savu 10w (Udrop=10.4V; I=1A) diodi ar 12v, bet strāvas ierobežojošā diode ir 2.2 Ohm. Rezistoru aprēķina pēc U-Udrop=Ures (12-10,4=1,6V), un paredzamās strāvas>>> Ures/R (1,6V/2,2 Ohm=0,72A)   

Link to post
Share on other sites
Tomēr izdevīgāk lai tas nebūtu daudz lielāks kā diožu Udrop.

Vai vienmēr?

 

Ņemam par piemēru auto. Kā zināms, tur spriegums normālos apstākļos ir no <12V pie izslēgta dzinēja līdz kādiem 14.5V pie ieslēgta - salīdzinoši plašs diapazons. Es teiktu, ka šajā gadījumā būtu izdevīgāk izmantot "lielāku" rezistoru, lai svārstības uz pašu diodi būtu mazākas (neesmu rēķinājis, bet tādas ir sajūtas).

 

Protams, ja gribas izvirst, var likt sprieguma stabilizatorus… Bet ne vienmēr ir iespējama saprātīga realizācija. Tas tā, iz manas necilās pieredzes auto salona spuldžu nomaiņā uz diodēm.

Link to post
Share on other sites

par auto neesmu domājis, tur citas prioritātes. bet var parēķināt.

Pieņemsim, 14,5V - 10,4v = 4,1V (U-Udrop=Ures)>>> pieņemsim, ka strāvu vajag kaut kur 0,7A>>>  4,1V/0,7A ~ 6 ohm>ņemam kāds ir tuvākais resistoru rindā 6,8 Ohmi. Uz rezistora izdalīsies jauda 4,1 reiz 0,7~ 2,87 Watti, it kā jau nieks, bet .. hmm kaut kā neinteresanti... no regulētājiem lētākais MC34063, shēmas ar to ir 10050. 

http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF

Nu var pamodelēt dažādas situācijas:

14,2V - 4,1V - 0,60A

13,4V - 3,0V - 0,44A

12,5V - 2,1V - 0,31A

11,6V - 1,2V - 0,17A

uz beigām diezin vai spīdēs vispār, jāskatās diožu I/lum grafiks... hmm, acīmedzot jāņem resistors ar mazāku pretestību, kāds 4,7..- 0,256A>> arī nav diezko "spīdoši"

Edited by Tubus
Link to post
Share on other sites

Nu… Man lietošanā ir diodes, kas ēd 20mA pie 3.2V, tās tad arī tiek kombinētas pēc vajadzības. No mazas jaudas diodēm +/- tādas arī ir vispieejamākās ebayā.

 

Regulatoru saprātīgā veidā fig iebāzīsi vietā, kur oriģināli bijusi šāda tipa spuldzīte un nekam citam vairs nav daudz vietas (pogas visādas, piemēram). Turklāt regulatori varētu arī čakarēt dimmingu - hz kāpēc, bet ar diodēm mašīnā defaultais dimmeris it kā strādāja.

 

Protams, ja gribas taisīt mājas gaismekli vai kādu lukturi, tad tur ir citi apstākļi un citi risinājumi - sākot jau ar energoefektīvākām diodēm (un ne jau tāpēc, ka mazāk enerģijas patērē).

Link to post
Share on other sites
o regulētājiem lētākais MC34063, shēmas ar to ir 10050.  http://www.onsemi.ru.../MC34063A-D.PDF

 

 

Ko tu ar to gribēji pateikt? Kārtējā shēma lai atkal būtu jāmaina kondensatori? Parasts boos konvertors ar stabilu spriegumu izejā. Tālāk liekam pretestību un sildam jamo. Lētākais ne vienmēr ir labākais.

 

Jātceras ka LEDus stūrē ar strāvu nevis ar spriegumu. Ja vajag LEDus normāli novadīt, tad es skatos šajā virzienā: http://parametric.linear.com/LED_Driver_ICs

Neatkarīgi no cenas. Te pat var iesexot uz energoefektivitāti. Ķiniešiem tas pagaidām ir kosmoss.

 

Ak jā. Pretestību lieošana un virknē kombinēšana vienmēr ir komrpomiss starp drošibu (nekārsniekgt maksimālo strāvu) un eneroefektivitāti (minimizēt siltuma izdalīšanos shēmā).

Peksis pričom tur RGB?

Link to post
Share on other sites
Nomaini kondensatorus labāk
Nomainīju arī, tas m... (22uF/400V) pirms tam paspēja 4N60 nosvilināt... eletrolīts iztecēja viena kāja vispār gaisā ļurkājās... a es vēl nesapratu ko tas skaneris tā čakarējās...

Tās LPXXX driveru mikroshēmas ir tik dārgas, ka uz viņām pat skatīties neatmaksājās, tas vēl nerēķinot pārējās komponentes... protams runājot par dzīvokļa apgaismojumu, ar auto laikam viss savādāk... 

tos 3,2 var likt 3x3,2=9,6

Link to post
Share on other sites
Līdzīgas santīmsexošanas rezultātā ekonomiskās spuldzes arī sprāgst kā mušas. Ekonomija nav uz to lai ir lētāk. Ekonomija ir uz to lai mazāks energopatēriņs, spilgtāka gaisma, ilgāk kalpo. Tas attiecas arī uz LED pirkšanu no apšaubāmiem avotiem ar mēŗķi ieseksot santīmu. Es jau vienreiz teicu kāpēc jebajā ir lēti LEDi...

 

Kas attiecas uz kondensatoru maiņu. Jāutājums: kāpēc nosprāga tas kondensators? Kāpēc nosprāgt kodensatori barokļos? Jas jādara lai kondensatori nākotnē nenosprāgtu?

 

 

Tā arī tubuss nepadomāja un neko neizrēķināja.

Dots: 0.7A LED, Dropout 3.2Volti

Pie 12V vajadzēs 12-3.2=8.8V/0.7A=~12 Omi. Izdalās ~ 6.16 W siltumā

Pie 14.5V vajadzēs 14.5-3.2V=11.3V/0.7A=~16 Omi. Izdalās 8W siltumā. 

Uzliekam ~14 omu pretestību un spilgtuma izmaiņu nemanīsim, bet pretestības diemžēl ļooti labi kurināsies.

 

Savukārt ja lietosim 3 LEdus virknē, tad:

Pie 12V vajadzēs 12-9.6=2.4V/0.7A=~3.4Omi. ~1.7W siltumā.

Pie 14.5V vajadzēs 14.5-9.6=~4.9V/0.7A=7 Omus ~3.4W siltumā.

Cik uzlikt? 5.2 Omi. Izrēķinam strāvu katrā gadījumā. Vienā par daudz otrā par maz.

 

Viena leda gadījumā 16/12 omi= pretestību starpība 33%

3 LEDu gadījumā 7/3.4 omi pretestību starpība 205 %

 

Attiecīgi jautājums: kurš slēgums ir saudzīgāks LEDiem ja spiegums mainās 2.5V intervālā? Kurš energoefektīvāks? Kādu pretestību izmantot 1 LED gadījumā, kādu 3 LED gadījumā ņemot vērā kā mainīsies LEDu strāvā pie dažādiem spriegumiem. Ko izmantot reālā dzīves situācijā? Kāpēc?
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
×
×
  • Create New...