led e ancora led: diodi led e caduta how to?

[kym]

I diodi led non sono tutti uguali, e pur sembrando una cosa banale è secondo me tutt'altro che un componente banale.

 

bianchi alta luminosità  tensione di alimentazione (caduta di tensione dico io) 3,0-3,6V

Ma quando inizia a condurre?  2,75V

 

rosso alta luminosità caduta 1,8-2,4V

Inizio a condurre 1,5V

 

L'inizio a condurre l'ho misurato con un apparecchietto testa tutto molto comodo.

 

Dovendo fare un array led da 36 led  alimentandoli a 12V (tensione auto regolata con 2940/pq12 etc. che mi garantisce sempre i 12v) mi trovo davanti a un enigma su come fare il circuito per massimizzare la resa dei led.

 

partendo dalla 12V potrei fare serie di 3 led (nel caso i bianchi) e ad ognuna limitare la corrente a 20mA  senza starmi a preoccupare della caduta di tensione che in ogni caso non sarà superiore ai 10,8V e quindi i led sono sfruttati al 100% sia come corrente che come tensione, però, ogni 3 led un regolatore di corrente lm317. Uno sbattimento ed un ingombro eccessivo.

 

Poi vedo in giro, array di 50 led senza resistenze (è una torcia a 6V) con i led in serie due a due.... e non si bruciano, funziona da anni.

Allora mi dico, metto un regolatore 7809 e ci collego tutte le serie da 3 led...... però si bruciano in soli 10 giorni di uso continuo.

Però anche secondo la legge di ohm non serve resistenza, però si bruciano comunque.

Eppure non dovrebbero, perché 4 led in serie allo stesso modo a 12V non si bruciano.

 

3,6 * 3 = 10,8V  (io gliene do 9V) si bruciano

3,6 * 4 = 14,4V (io gliene do 12-13V nemmeno stabilizzata) non si bruciano

 

Dove sta l'arcano?  Centra qualcosa la soglia di conduzione di 2,75V ?

 

O centra qualcosa che come inizia a condurre il primo led per un micro secondo prima che si apra il secondo e poi il terzo ed il quarto prende una sberla in assorbimento?

Dovrei metterci una rampa che li accenda gradualmente?

 

In questa applicazione se volessi usare le resistenze dovrei fare serie da 3 led ciascuna per i 12V ed a ogni serie mettere una resistenza calcolandola con precisione su che tensione?

 

2,75V soglia di conduzione

3,0-3,6V caduta di tensione tipica

 

E se ....... facessi una follia?  quale è il circuito più semplice per elevare la tensione da 12V a 40V (mi pare che lm317 non accetti di più in regolazione di corrente) potrei mettere in serie molti diodi led pilotati in corrente a gruppi  di 10 led in serie e con 3 regolatori risolverei tranquillamente....

 

Che fare per avere il meglio?

[gabri-z]

Non credo che tu riesca procurare dei LED prodotti dalla stessa ''fetta''di materiale semiconduttore , come quelli che mettono 50 LED in parallelo (e non si bruciano ) , e per questo motivo credo che Tu DEBBA  rispettare la legge di Ohm . 

O centra qualcosa che come inizia a condurre il primo led per un micro secondo prima che si apra il secondo e poi il terzo ed il quarto prende una sberla in assorbimento?

In un circuito serie , non può condurre uno e gli altri no  . (anche se un pochino si potrebbe parlare qui ) 

[kym]

ne ho guardati 36 uno ad uno e aprono a 2,75 tutti sono di un lotto da 1000 led magari son stato fortunato.

Io non penso sia così improbabile,  una torcia l'ho fatta così e non si è bruciata da diversi giorni.

12 led in parallelo con corrente limitata 12 x 20mA senza niente, son accesi da più di una settimana.

 

Il circuito in serie ovvio che non può uno condurre e gli altri no, altrimenti nemmeno si accenderebbe, ma i tempi?

Il primo conduce a 2,75  sommando le tensioni di apertura gli ho dato più tensione di quanta dovrebbe essergli data?

 

Se non c'è resistenza, prima che l'abbattimento della tensione della somma delle cadute, il primo si prende la sberla, infatti il primo dei 3 che ho fatto bruciare è quello che si accende un filo mentre gli altri due progressivamente si accendono di più, non si sono bruciati da non accendersi, diciamo che si è ridotta la luminosità del 90% o più.

 

Forse non mi son spiegato bene, il primo è quello che patisce di più, perché? io penso che sia dovuto al fatto che lui apre a 2,75 il secondo idem ed il terzo idem, prima che la tensione si stabilizzi e la caduta di tensione li abbatta l'assorbimento il primo si danneggia di più del secondo ed il terzo meno del secondo etc.

 

La spiegazione tecnica e più scientifica la vorrei da te o da chi la sa :-)

 

[gabri-z]

LIMITAZIONE della corrente ad un livello supportato dal più debole della serie ! 

[kym]

Scusa ma uno solo come fa a limitare la corrente? non si limita per l'insieme di tutti e 3 che fanno cadere la tensione di alimentazione della serie?

 

sii più dettagliato, già ne capisco poco così mi confondi ancora di più.

[patatino59]

Esiste piu di una risposta al fatto che i cinesi mettono in parallelo brutale i Led con estrema disinvoltura.

Una possibile motivazione è la selezione dei Led con provenienza da una unica partita, come già detto.

Una seconda possibilità è che nel chip venga inserita volutamente, o per costruzione, una resistenza interna di valore sufficiente a dare un margine di funzionamento che in uno zener ideale non sarebbe possibile.

Questo è ancor piu evidente in lunghe serie, dove la resistenza interna diventa di valore corretto ed adatto al buon funzionamento.

Per calcolare tale valore ho sperimentato una semplice procedura  alimentando i Led con un alimentatore regolabile e milliamperometro.

Si parte da zero e si aumenta lentamente la tensione.

Al momento della conduzione, rilevato dal milliamperometro, si prende nota del valore di tensione.

Si aumenta la tensione fino al valore di corrente nominale e si prende nota di questo nuovo valore.

La differenza tra le due tensioni divisa per la corrente nominale fornirà il valore della resistenza interna.

 

 

Modificato: 12 dicembre 2015 da patatino666

[kym]

Allora, io sta cosa l'ho fatta con un apparecchietto...

in pratica mi dice 2,75 (ho guardato 36 led e da esattamente uguale).  Ora ho guardato per curiosità una partita di led di altro fornitore e mi da 2,91 però è variabile tra uno e l'altro ne ho pochi solo una decina ma ho riscontrato valori tra i 2,88 e i 2,93 invece con quelli altri venuti direttamente dalla cina (nel vero senso della parola in una busta) tutti e 36 presi dalla stessa bustina sigillata da 1000pz sono 2,75 spaccato non ne sgarra uno.

 

Poi ho collegato un led ad un alimentatore regolabile ed ho iniziato a salire fino a 3,6V

 

a 2,75V mi da un assorbimento di 14mA  appena inizio a salire intorno ai 3V mi da già 20mA e salendo fino a 3,6V mi da sempre 20mA (li ho bloccati ovviamente se no si brucia) però tra i 3V e i 3,6V l'intensità luminosa aumenta di parecchio pur con lo stesso identico assorbimento di 20mA.....

 

in questo caso?

[patatino59]

tra i 3V e i 3,6V l'intensità luminosa aumenta di parecchio pur con lo stesso identico assorbimento di 20mA

Che apparecchietto hai usato ? Non hai un comune multimetro digitale ?

Il primo valore di tensione lo devi considerare all'inizio della conduzione, prima che si illumini. A 14 mA sei gia' oltre la soglia.

Se limiti la corrente a 20 mA non è piu possibile che la tensione salga da 3 a 3,6 Volt ! 

[kym]

Questo: http://snipurl.com/2acrsax

 

Si ma il tester mi da la stessa cosa..... ho un alimentatore da banco digitale stessa cosa.

Il primo valore di tensione prima che si illumini me lo da l'apparecchietto 2,75V con 2nA

Probabilmente è proprio la soglia.

 

Invece con l'alimentatore a 2,75 appena inizio a girare si accende e zompa da 14mA a 20mA inizia con una luce fioca per aumentare fino a 3V...

Se salgo ancora da 3V a 3,6V sempre mantenendo la corrente a 20mA bloccata la luce diventa nettamente più forte. 

[Livio Orsini]

Il primo valore di tensione prima che si illumini me lo da l'apparecchietto 2,75V con 2nA

 

Accidenti che strumento sosfisticato che hai! E' in grado di misurare 2 nanoAmpére.

[kym]

ai 2 nA non ci credo .... però sti valori li da con coerenza, funziona bene confrontando valori misurabili con il tester.

[gabri-z]

A parte scherzi , intendevi 2 mA ? 

[kym]

No no.... 2nA questo dice lo strumento. (ambasciator non porta pena).

Ovviamente a led spento, credo sia la soglia in cui fa la misura di quando inizia a condurre la giunzione.

Durante il test fa dei lampeggi del led veloci e più lenti e poi da nello schermo questi valori.

 

Però devo dire che è piuttosto precisetto, più di quanto mi aspettassi per una roba da 20 euro.

Misurando componenti di cui ho il datasheet ed il valore tipico lo strumento da esattamente quel valore, transistor e condensatori inclusi.

C'è tutta una storia dietro quello strumento: kh_kuebbeler@web.de  se metti questa mail in Google troverai una lunghissima documentazione dell'inventore, poi in giro si trovano i vari clone ma non sono nemmeno completi, si possono implementare ulteriori funzioni come la lettura della frequenza, un generatore onda quadra ed altre funzioni tutte controllate da un atmel ed un pugno di componenti.

Modificato: 13 dicembre 2015 da kym

[Livio Orsini]

Però devo dire che è piuttosto precisetto, più di quanto mi aspettassi per una roba da 20 euro.

 

Appunto! Per 20 € avere uno strumento in grado di misurare 2 miliardesimi di Ampére... E' gia difficile misura 2 µA con un simile strumento, figuriamoci 2 nA.

Comunque se tu ci credi....

[accacca]

2nA è quasi un contatore di elettroni!

Io quando mi trovo in situazioni simili prendo e carta e penna e scrivo per candidarmi al nobel poi prima di spedire la lettera faccio altre prove cambiando qualche parametro per avere conferma delle mie misure. Risultato finora di lettere non ne ho ancora spedita una....

 

[gabri-z]

 (ambasciator non porta pena).

E' vero , ma spesso viene ammazzato lo stesso ! 

[kym]

Mo non esageriamo...

 

che 2nA sullo strumentino da 20 euro che ho io sia un valore da prendere con le pinze, anche molto lunghe, sono d'accordo.

Ma non è che poi sia tutta questa magnificenza, ci sono diversi schemi in rete che ti fanno realizzare dei circuitini in grado di poter misurare correnti anche inferiori a 1nA con un semplice e preciso multimetro digitale. E non sono nemmeno tanto complicati. Nulla da premio nobel, roba già descritta in rete da qualche anno.

 

Oltretutto, le carateristiche dello strumento, nel pdf dell'inventore da proprio come risoluzione 2nA ... e specifica che se è superiore a 0 da comunque 2nA ....

36 led tutti con la stessa caratteristica provenienti dallo stesso pacco sono indice di ottima precisione.

perché poi provando 10 led presi a casaccio mi dava valori diversi tra un led e l'altro quindi, non è un dato sparato a schermo tanto per fare scena, misura davvero, se poi non siano 2nA ma siano 5-7 o 1 o teoricamente 0,3 ce lo si può aspettare in uno strumento di questo tipo.

 

Ho anche visto che uno strumento capace di misurare i nA costa molte centinaia di euro ma fa anche cose molto ma molto più complesse che misurare con la tecnica del feedback e non dello shunt la corrente, quindi, visto che ci sono tanti progetti, alcuni di università che hanno ideato e testato piccoli circuiti che testano con precisione 1nA posso dire che è piuttosto semplice. Su youtube c'è un video dove fa vedere la precisione di uno di questi gingillini è strabiliante quanto sia preciso rispetto a strumenti da migliaia di euro.

 

Detto questo, Livio ha ragione, uno strumento da 20 euro incute timori nel credere che indichi dei valori corretti quando già è difficile la misura dei µA però, dovremmo tutti essere un po' abituati che alcune cose sembrano impossibili fino a poi quando viene uno e la fa. (l'inventore del gingillo o dei vari gingilli che ampliano la lettura dei DMM classici) però magari una misura con una dovuta tolleranza la danno, almeno è questo che dicono centinaia di pagine di letteratura su questi gingillini.

 

Tornando al tema della discussione invece?....

[gabri-z]

Tornando al tema della discussione invece?...

Giusto , abbiamo scherzato , adesso al lavoro !

Se Tu dicessi quanti LED vorresti accendere e con che tensione (oso pensare ai 12 V ) potrebbe essere essere più semplice , anche se la domanda non è completa (how to ....?) 

Forse aumentare la tensione e fare serie più ''lunghe'' non è proprio una follia ....ma se muore uno , è morta tutta la serie .....

[Livio Orsini]

Ma non è che poi sia tutta questa magnificenza, ci sono diversi schemi in rete che ti fanno realizzare dei circuitini in grado di poter misurare correnti anche inferiori a 1nA con un semplice e preciso multimetro digitale

 

Ma tu credi ancora alla Befana?

Ma lo sai che per misurare correnti di quella intensità siamo quasi al monitoraggio del fascio ionico?

Lo sai che il pico amperometro 6842 Keithley, conciderato abbastanza economico, si basa sulla raffronto differenziale di due fasci ionici?

Correnti dell'ordine del nA sono correnti di rumore di amplificatori di qualità buona-ottima e tu pensi che sia possibile usare, come strumento di misura, un circuitino autocostruito ed unn tester comune?

A parte i problemi di taratura, ma ti stai rendendo conto pienamente di cosa vai a misurare?

Tornando al tema della discussione invece?....

Come scrivi all'inizio: "I diodi led non sono tutti uguali,". Non solo, ma tutti i componenti attivi e passivi hanno differenze, anche se la sigua è uguale.

Un mio vecchio professore soleva dire, quando spiegava la cellula di Eccles-Jordan (vulgis flip-flop): "Se anche i 2 triodi fossero stati fabbricati uno dopo l'altro dalla medesima ragazza, mentre pensava al medesimo ragazzo, cosa veramente eccezionale, sarebbero comunque differenti."

L'unica cosa seria, se si vuo caratterizzare un componente, è ricavarne lea funzione di trasferimento. Nel caso di un LED è la curva che da la corrispondenza corrente - luminosità.

La cdt diretta è praticamente ininfluente, perchè un LED, come ripeto da sempre, si deve pilotare in corrente, perchè la curva corrente - tensione diretta è praticamente equivalente alla caratteristica inversa di un zener.

[gabri-z]

La cdt diretta è praticamente ininfluente, perchè un LED, come ripeto da sempre, si deve pilotare in corrente, 

 

 Dovrebbe essere quello che avevo detto prima : 

LIMITAZIONE della corrente ad un livello supportato dal più debole della serie ! 

 

[kym]

Ma tu credi ancora alla Befana?

Ma lo sai che per misurare correnti di quella intensità siamo quasi al monitoraggio del fascio ionico?

Lo sai che il pico amperometro 6842 Keithley, conciderato abbastanza economico, si basa sulla raffronto differenziale di due fasci ionici?

Correnti dell'ordine del nA sono correnti di rumore di amplificatori di qualità buona-ottima e tu pensi che sia possibile usare, come strumento di misura, un circuitino autocostruito ed unn tester comune?

A parte i problemi di taratura, ma ti stai rendendo conto pienamente di cosa vai a misurare?

 

No che no ci credo alla befana.... Ma leggendo ciò che si trova in rete non sembra così difficile misurare correnti da 2nA ......
Magari con molto margine di imprecisione... questo si.

Io non ne capisco quanto te per valutare tutti gli aspetti, però mi lascia il dubbio che se sono in tanti ad usare questi piccoli circuiti e strumenti alla mano per confrontarli si verifica che poi più di tanto non sgarrano, io che ne capisco poco ci posso credere, e mi viene da pensare incredibile che tutti dicano delle fesserie.

 

Ne parlano in molti e su un altro forum ci sono i link che vanno ad un università, possibile che dicano tutti l'inverosimile?

 

Questo cosa sta facendo, non l'ho mica capito ma ha diversi strumenti tra cui un tester classico ed un apparecchietto penso fatto da lui:  https://www.youtube.com/watch?v=kfZXDWgByeY#t=59

 

Ha in pratica esteso la capacità del tester nei mV ?

 

Quindi tornando alla resistenza per il led ed al calcolo ottimale:

 

caduta di tensione - inizio a condurre / corrente nominale

 

è corretto?

 

Invece per i led brutalmente in parallelo: usare una rampa previene la bruciatura? Ho visto in alcuni fari/lampade che i led non si accendono alla massima luminosità subito ma hanno un fade-in anche se cortissimo... può essere questo? infatti sono in parallelo .... e non si bruciano.

 

Come mai gli stessi led a seconda se sono 3 a 9V o 4 a 12V

 

3,6 * 3 = 10,8V  (io gliene do 9V) si bruciano

3,6 * 4 = 14,4V (io gliene do 12-13V nemmeno stabilizzata) non si bruciano

 

Cosa fa la differenza? non riesco a capire, ho provato 2 volte, non è un caso i primi si bruciano

 

Per questo mi veniva in mente di elevare la corrente a 40-50V e poi mettere delle serie limitate non da una resistenza ma da un regolatore lm317 ho provato a banco con l'alimentatore ho messo 10 led in serie con regolatore a 20mA e tensione di 45V in ingresso all'ultimo led ho poco più di 1V quindi li piloto al 100%

 

Si potrebbe fare con un circuito ottenendo poi una tensione stabile partendo dalla 12v?

 

Modificato: 13 dicembre 2015 da kym

[kym]

Giusto , abbiamo scherzato , adesso al lavoro !

Se Tu dicessi quanti LED vorresti accendere e con che tensione (oso pensare ai 12 V ) potrebbe essere essere più semplice , anche se la domanda non è completa (how to ....?) 

Forse aumentare la tensione e fare serie più ''lunghe'' non è proprio una follia ....ma se muore uno , è morta tutta la serie .....

Eccomi, non era imperativo al lavoro

 

36 led  tensione auto 12V (12,5-15)

 

Dici che non è una follia? ma si riesce ad elevare la tensione, stabilmente, senza problemi di interferenze ed altri problemi?

Il regolatore LM317 quanto accetta al massimo in ingresso? leggevo adesso differenza tra IN-OUT regolabile 40V ma non dice quanto può essere IN nel caso di regolazione della corrente e non della tensione.  Comunque 3 serie da 10 ed una da 6 led elevando la 12V alla 40V non sarebbe male.

Avrei nel singolo faro 4 serie, in caso su brucia un led di una serie ci sono sempre altre 3 serie in funzione.

Dopo questo il secondo passo e reintegrare il BC che rilevi l'avaria luci anche dopo la modifica della resistenza messa per ingannarlo.

Modificato: 13 dicembre 2015 da kym

[kym]

Per calcolare tale valore ho sperimentato una semplice procedura  alimentando i Led con un alimentatore regolabile e milliamperometro.

Si parte da zero e si aumenta lentamente la tensione.

Al momento della conduzione, rilevato dal milliamperometro, si prende nota del valore di tensione.

Si aumenta la tensione fino al valore di corrente nominale e si prende nota di questo nuovo valore.

La differenza tra le due tensioni divisa per la corrente nominale fornirà il valore della resistenza interna

 

Ora ho capito, avevo fatto confusione.

Io avevo bloccato la corrente a 20mA e poi salito con la tensione etc.

 

Invece ora ho rifatto la prova dando sacrificabile un led piragna da 25mA

Corrente libera e tensione 0

collego il led con il tester in mezzo inizio a salire di tensione .... 3,2V assorbe 19mA ..... salgo di tensione e arrivo a 3,83V e mi da 25mA e li mi fermo.

 

Però le specifiche danno 3,0-3,4V ......... mi baso su ciò che verifico e lo lascio acceso un X di giorni vediamo che succede. 

 

Quindi 3,83-3,20 / 0,025 = 25,2 ohm  che si va a sommare a tutta la serie 10 led avrei 250ohm in più di resistenza oltre a quella calcolata questa resistenza interna gli aiuterebbe a non bruciarsi andando a diminuire la corrente più di quello che noi pensiamo anche nei led in parallelo e così non si bruciano, quindi pochi led si bruciano, tanti led, no....

 

 

Modificato: 13 dicembre 2015 da kym

[patatino59]

Abbastanza corretto, anche se la tensione minima dovrebbe essere quella con una corrente minima appena misurabile e non 19 mA che è già tanto.

Per l'uso comune, ancora non è chiaro che il parametro da considerare per primo ed il più importante è la Corrente massima, oltre alla quale il Led si rompe.

La tensione dichiarata nelle specifiche è quella presente sulla giunzione alla corrente nominale ed è indicativa per calcolare la tensione per alimentare una serie di Led.

Se voglio accendere un Led o una serie devo avere una tensione sufficientemente più alta della soglia dichiarata e una resistenza o un limitatore di corrente massima ammissibile dal Led.

Se la tensione è troppo bassa il led non si accende, mentre se la corrente non è limitata, alzando la tensione il LED si rompe !

[Livio Orsini]

Riassumendo.

1. I LEDs hanno una corrispondenza corrente diretta - luminosità
2. Esiste, per ogni tipo di LED, una funzione che da la proporzionalità tra corrente diretta e tempo di semivita, ovvero il tempo necesario affinchè l'emissione luminosa si dimezzi. Sino ad un certo valore di corrente il tempo di dimezzamento è grandissimo poi, all'aumentare della corrente, decresce rapidamente. E' consigliabile scegliere un valore di corrente a cui corrisponda un tempo sufficientemente lungo per i propri scopi.
3. I LEDs si pilotano singolarmente in corrente oppere, sempre in corrente, in serie tra loro.
4. Se si pilotano in parallelo tra loro è necessario dotare ogni LED di un appropriato resistore di limitazione di corrente.

 Magari con molto margine di imprecisione... questo si.

 

Ovvero misuri un qualche cosa che non sai quanto sia e se sia effettivamente la corrente che vuoi misurare o se è, in tutto o in parte, la corrente di rumure del tuo apparato di misura.

Per misurare una corrente, detto in modo semplificato e banalizzato, devi comunque avere o uno strumento che segna direttamente il passaggio della corrente che lo atteaversa, come i classici micro Amperometri analogici, oppure puoi misurare la tensione ai capi di un resistore. Con quei valori di corrente non puoi mettere un qualsiasi resistore di misura, anche di valore elevato, perchè il rumore stesso del dispositivo influenza la misura. Bisogna ricorrere a trasduttori di altro tipo come, appunto, quelli basati sui fasci ionici.

Poi tu puoi credere quello che preferisci; se ti fa piacere puoi anche credere che i 2 nA, indicati dallo strumento dal costo di ben 20€ (SIC!), siano l'ordine di grandezza della corrente che scorre nel circuito.