Witajcie.

Obecnie potrzebuję wykonać prosty układ - matrycę diód LED. Problem pojawia się przy projektowaniu zasilania do tego - rozwiązanie, które opracowałem zakłada zastosowanie w charakterze źródła prądowego stabilizatora liniowego LM317 z ustawioną na stałe wydajnością prądową. W obwodzie znajduje się tylko jeden rezystor, diody połączone są szeregowo-równolegle.
Zakładane maksymalne zasilanie to 20 mA na jedną diodę co łącznie daje 25*20=500mA. Dobrze w takim razie by było, aby układ miał znacząco większą wydajność, żeby nie było konieczności stosowania rozbudowanego chłodzenia.

Wygląda to następująco:



Na widok tego układu samego mnie mierzi (stabilizator ciągły, tylko jeden rezystor i takie paskudne łączenie diod), ale aktualnie nie potrafię wykoncepować niczego lepszego.

Potrzebuję pomocy w wymyśleniu lepszego rozwiązania zasilania do takiej matrycy diod LED, najlepiej z regulowanym natężeniem przepływającego prądu, abym mógł sterować jasnością świecenia.
Wiem, że można kupić gotowe zasilacze o odpowiednich parametrach jednak chciałbym, żeby układ był możliwie najmniejszy i mógł być zasilany starym zasilaczem drukarkowym lub podobnym (12-24V).

Pozdrawiam,
krzysssztof.

No nie dziwię się - bo to rzeczywiście przyprawia o ciarki na plecach Samo łączenie diod jest OK - czemu nie, a do zasilania możesz wykorzystać hmm powinieneś przetworniczkę albo jakiś specjalizowany scalak - driver do diod LED.

Jeśli jest kłopot w doborze to jest taki jeden użytkownik z elektrody (tzn kiedyś był na elektrodzie) , nick: DarEl, i on robi a nawet chyba jeszcze sprzdaje na allegro na prawdę świetne przetworniczki WŁAŚNIE do takich celów i to ze źródłem prądowym ! ... mówię ci rewelacja w jego wykonaniu. To nie reklama - ot po prostu znam go i wiem, że układy które wychodzą spod jego ręki to na prawdę są dopracowane na maxa. O! mam link do opisu tych jego przetworniczek sprawdź sam

http://www.darel.elektroda.eu/produkt4.html

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Zastanawiam się skont te rachunki 25*20=500mA, bo przez wszystkie diody w gałęzi popłynie jeden i ten sam prąd czyli 5*20=100mA.

Hmmm, te rachunki to prawdopodobnie efekt godziny 8:43 rano w piątek
Dzięki za czujność

W takim razie bardzo szybkie sprostowanie - poszukiwane regulowane źródło prądowe nie musi mieć zbyt dużej wydajności, skoro ciągły prąd pobierany będzie wynosił około 100mA.

W każdej gałęzi diod daj rezystor chociaż 51 om. Wtedy napięcia i prądy rozłożą się mniej więcej równomiernie

A to zasilanie to koniecznie musi być źródło prądowe? Źródła prądowe charakteryzują się stałą wartością prądu I a napięcie się zmienia. Jeżeli będziesz Chciał wyłączyć jedną albo więcej gałęzi to dalej popłynie ten sam prąd i np. ustawiając I=100mA i wyłączysz trzy gałęzie to w każdej gałęzi popłynie po 50mA, nie mówię co się stanie jak popłynie ten prąd przez 1 gałąź. Poza tym  LM317 jest nastawnym scalonym stabilizatorem napięcia dodatniego.

Tak, koniecznie prądowe - żeby zapewniało stabilne zasilanie dla diodek LED, których działanie zależy w końcu od przepływającego natężenia, nie napięcia. Sterując natężeniem łatwo będzie też sterować jasnością świecenia.

LM317 zastosowałem pierwotnie, ponieważ taki schemat znalazłem jako najprostsze źródełko prądowe. W chwili obecnej pracuję nad wzmacniaczem operacyjnym i tranzystorem, ale jeszcze nie do końca to rozpracowałem.

No tak - nie ma to jak NAJWAŻNIEJSZĄ informację powiedzieć na samym końcu, a zaczynać od wyimaginowanych źródeł prądowych...

Panie kochany, Panie kochany - no nie mów, że nie słyszałeś o sterowaniu jasnością diod LED za pomocą PWM ? Do tego nie potrzebne ci żadne źródła prądowe - tylko byle procek z wyjściem PWM (może być programowy PWM), byle tranzystor NPN i możesz sterować taką linią diod LED ile wlezie .... zainteresuj się więc tym.

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Może się narażę Panu Mirkowi ale na YT jest bardzo fajny kanał ElektroPrzewodnik(a) https://www.youtube.com/channel/UCdkOVl ... nd28qoRRPg również polecam.

Pozdrawiam

Zależność jest zawsze Iconst=Uled/Rled. Ustawiasz 100mA, a najsłabsze ogniwo obwodu (1LED) pada przy prądzie >10mA. Przemyśl to.

Trochę się nie zgodze. Dioda to element nieliniowy więc nawet jeżeli chemy nią sterować PWMem to i tak trzeba ja zasilać stalym pradem, nie napięciem. Czyli tniemy prąd nie napięcie. Jakbyśmy na diode podawali PWMem napięcie bez ograniczenia prądowego to prąd w pikach byłby bardzo duży.


A co do tematu, to zrób Kolego kilka źródeł pradowych na dwoch tranzystorach PNP, one ograniczą Ci prąd na każdą gałąź a PWM podawaj na NPNy który ściągnie każdą gałąź do masy.

------------------------ [ Dodano po: 39 minutach ]

Wrzucam taki schemat ideowy jednej gałęzi tak jak ja bym to widział:

Ale z czym się nie zgodzisz ? ... że można tu spokojnie użyć PWM'a ?

------------------------ [ Dodano po: 6 minutach ]

Fakt ja może użyłem sporego skrótu myślowego - bo miałem na myśli coś w rodzaju taśm LED'owych na 12V gdzie w szereg jest połączonych po kilka i do tego jakiś rezystorek. Założyłem więc, że i tu kolega autor może zrobić podobnie tyle że dobrać w szereg nieco więcej diod taka by było mniej więcej na 24V ....

Ale oczywiście jeśli ma być bez rezystorów no to wracamy znowu do punktu wyjścia czyli źródła prądowego ... plus PWM

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Mirku, po prostu się nie zrozumieliśmy ale teraz wszystko gra

Odpowiadając po kolei:


Oczywiście - wiem, jak działa PWM i prawdopodobnie go zastosuję - jednak chcę zbudować układzik oparty na timerze 555, żeby nie używać procesora.


Jeśli któraś dioda padnie, to padnie również cała gałąź (tych powiedzmy 5 diod), więc wtedy tak czy inaczej będę musiał dokonać natychmiastowej wymiany uszkodzonej. Także nie obawiam się efektu domina.


Nefarious19 - propozycja podana przez Ciebie (schemat) jest bardzo interesująca, z pewnością dzisiaj przetestuję. Ale jedno nie do końca załapałem - jaką przewagę ma zastosowanie odddzielnego źródła prądowego dla każdej gałęzi od jednego, wspólnego ? Wydaje mi się, że znika wtedy konieczność dodawania rezystorów równo "rozprowadzających" natężenie na poszczególne gałęzie oraz zmniejsza się nagrzewanie poszczególnych elementów. Czy coś jeszcze ?

Co do głównego wątku - czyli dlaczego chcę zbudować źródło prądowe, zamiast zwykłego napięciowego z szeregowymi rezystorami :

Białe diody LED, które planuję wykorzystać (L3528W) mają deklarowane przez producenta napięcie przewodzenie 3.0-3.2V przy natężeniu 20mA. Czyli zakładając źródło napięciowe i użycie 7 diod (bo takie rozwiązanie chyba będzie najlepsze dla zasilania 24V) otrzymuję :

Minimalne napięcie przewodzenia: 7x3.0V = 21V
Spadek napięcia na rezystorze: 24V-21V = 3V
Dobór rezystora ( dla prądu 20mA) R=U/I = 3V / 0,02A = 150ohm

A w przypadku, gdy trafią się diody z maksymalnym napięciem przewodzenia (3,2V) : 7x3.2V = 22,4V
Spadek napięcia na rezystorze : 24V - 22,4V = 1,6V
Natężenie przepływającego prądu: I=U/R = 1,6V / 150 ohm = 10mA

Czyli w skrajnym przypadku pecha i rozrzutu diod LED (w praktyce na pewno nie będzie to aż tak tragicznie, jednak efekt dodatkowo skumuluje się z 5% tolerancją rezystorów) w jednej gałęzi płynie prąd 10mA, a w drugiej 20mA !, czyli diody świecą po prostu nierówno, na dodatek mocno zauważalnie. Chcę do tego nie dopuścić.
Natomiast zastosowanie źródła prądowego gwarantuje mi stały przepływ natężenia, niezależnie od różnic w napięciach przewodzenia poszczególnych diod - to jest główny powód dla którego zdecydowałem się na takie rozwiązanie.
Powodem pobocznym jest to, że lubię się uczyć nowych rzeczy - o ile sterowanie diodkami w sposób tradycyjny (oporniczek szeregowy) przerobiłem już dawno i nie stanowi ono żadnego problemu, o tyle źródło prądowe jest dla mnie ciekawą nowością, która (jeśli się nauczę) w przyszłości może się przydać w innych zastosowaniach.

Jak zastosujesz jedno źródło prądowe na wszystkie diody to jak wyłączysz jedną gałąź to prąd w pozostalych wzrosnie nawet przy zastosowaniu rezystorów wyrównawczych. Poza tym sam zauważyłeś że rozrzut w napięciach przewodzenia może powodować nierównomierne świecenie. Jednakże przy takich diodach na 20mA nie będzie to jakaś mega roznica i jeżeli wszystkie diody będą takie same to nie baw sie w zadne źródła tylko daj po rezystorze na każdą gałąź. Jakby to były diodki na wiekszy prąd to by mozna się było w to bawić.

To nie o efekt domina chodzi(padnie tylko jedna i padnie urządzonko) Lekceważysz moc diody. Nie możesz przekroczyć wartości nominalnych napięcia i prądu (P = U*I)

Możesz również zastosować taki układ:
https://sklep.eltron.pl/files/product/0 ... 019013.pdf
Do stabilizacji potrzebuje on maksymalnie napięcia 1,05V (Vdrop).
Czyli przy maksymalnym napięciu przewodzenia 3,2V i 7 LEDach - spadek napięcia na LEDach wynosi 22,4V,
po dodaniu napięcia pracy układu masz wówczas 23,45V i masz w najgorszym przypadku 0,45V zapasu.
Możesz wykorzystać w każdej z gałęzi rezystory wyrównawcze o wartości 12Ohm, co da spadek napięcia na
każdym z rezystorów 0,24V.
Ten układ ma dodatkowo opcję sterowania przez PWM poprzez wejście Enable.
PWMa nie testowałem, ale układ w połączeniu 7LEDów tak i układ jest godny polecenia.
Cena jest porównywalna do LM317, ale LM317 potrzebuje do poprawnej stabilizacji 3,5V, co wpływa na zmniejszenie
skuteczności świetlnej - Lm/W.

Układ zaproponowany przez kolegę Nefarious19 w praktyce działa wyśmienicie. Pozostało mi dodanie timera 555 jako generatora PWM, ale do tego jest dużo schematów w sieci - powinienem bezproblemowo sobie poradzić.
Wprawdzie nie do końca rozumiem, dlaczego tak działa - ale to już kwestia sięgnięcia do podstaw elektroniki i dokładnego przestudiowania rozdziału o tranzystorach


Może i prawda, jednak ten układ spełnia również sporą rolę edukacyjną - jeśli na takich niewielkich diodkach nauczę się prawidłowego sterowania, to w późniejszym czasie bezproblemowo zrobię coś podobnego dla LED większej mocy, czy też innego układu wymagającego sterowania prądowego.


Faktycznie - dość ciekawy układzik, z pewnością by spełnił zadanie. Jednak obecnie bardziej skłaniam się do skorzystania z tranzystorów i elementów biernych.
Użycie LM317 było koncepcją najbardziej pierwotną, dość szybko z niej zrezygnowałem.

Ten uklad dziala bardzo prosto. Rezystor na emiterze tranzystora ktory zasila ledy pracuje jako "czujnik prądu". W pierwszym monencie po włączeniu zasilania, drugi tranzystor jest zatkany bo na jego bazie jest napiecie równe napięciu emitera. W związku z tym rezystor bazowy tranzystora pierwszego ściąga jego baze do masy i powoduje jego otwarcie. Przez tranzystor i diody zaczyna płynąć prąd, w momencie gdy wartość tego prądu pomnożona przez rezystor emiterowy da okolo 0,7V zaczyna przewodzic drugi tranzystor podajac ba baze t1 napięcie zasilania. Czyli jakby podnosi potencjal na jego bazie a tym samym zmnuejsza jej prąd (bo to pnp). Co za tym idzie wszystko dąży do pewnego stanu rownowagi. Dzieje sie to naprawdę szybko wiec PWM moze miec nawet kilka kHz.

ja bym zastosował driverek mnaxima
np ...

_________________
Zbuduj swój system [url=https://helion.pl/ksiazki/w-labiryncie-iot-budowanie-urzadzen-z-wykorzystaniem-ukladow-esp8266-i-esp32-andrzej-gromczynski,wlablo.htm#format/d]IOT[/url]

Gdyby kogoś interesował dalszy rozwój sytuacji - narysowałem schemat i zaprojektowałem PCB jak na zdjęciach poniżej :



Czyli matryca 7x7 LED, powierzchnia rozmieszczenia LED to około 10x10 cm, PWM wykonany na timerze 555 i tranzystorze mosfet. Płynna regulacja jasności świecenia 0-100% przy użyciu potencjometru.
Wszystko działa prawidłowo

Ja mam pytanie odnośnie wartości rezystora 10k na schemacie kolegi Nefarious19.
Czy przy prądzie LEDów 60mA można zastosować zamiast rezystora 10k rezystor 1k?
Co się stanie, jeśli byłby tam rezystor np. 50 lub 150 Ohm?

Zmniejszając wartości rezystorów przesuwasz punkt pracy a jak przegniesz to skończysz na spaleniu tranzystorów.
Pamiętaj, że to rezystor który ma polaryzować bazę, więc prąd wymagany do tego jest proporcjonalnie mniejszy do wzmocnienia tranzystora. Przy 60mA i beta=100 prąd bazy to 0,6mA. Więc po co dawać rezystor 50 Om? Aby prąd płynący przez drugi był większy i się jak grzejnik grzał?

--
Pozdrawiam,
Robert

Chodziło mi o dopuszczalny zakres wartości tego rezystora (gdybym miał tylko rezystor o wartości 1k - czy mogę go zastosować bez większych konsekwencji w tym schemacie zamiast 10k), ponieważ nie jest to rezystor ustalający prąd obciążenia.
Tranzystory mają dopuszczalną moc strat 250mW.

Żeby przez diody płynęło 60mA z bazy musi wypłynąć 0,6mA. Zakładając że napięcie na tym rezystorze wynosi około 22V (24V - 0,7 spadku na rezystorze pomiarowym - 0,7V spadku na złączu be) to masz 22/0,0006= 36kOm. Żeby tranzystor się nasycił musisz dać rezystor mniejszy od tej wartości. Możesz dać w przedziale 1k-30k. Nie jest to krytyczne. Jedynie przy mniejszym rezystorze straty mocy będą troszkę większe.

Dziękuję Panowie za Wasze odpowiedzi.
Jak należałoby obliczyć straty mocy tranzystora przy rezystorze z przedziału 1k - 30k?

Wzór na moc strat tranzystora :
P = Uce x Ic (napięcie kolektor-emiter razy natężenie płynące przez kolektor).

Tutaj jest fajny artykuł na ten temat, z przykładowymi obliczeniami - poczytaj :
http://elportal.pl/pdf/k01/30_10.pdf

Rezystor o który pytasz ( 10k ohm ) służy do polaryzacji bazy - dobierasz go tak, aby otrzymać odpowiednią wartość natężenia prądu wpływającego do bazy - tak, aby po przemnożeniu jej przez współczynnik wzmocnienia danego tranzystora, na wyjściu otrzymać odpowiednie natężenie do zasilania LED.
Potrzebny tam prąd jest rzędu kilki mA, więc ma niewielki wpływ na całkowitą moc strat - można pominąć