Cerco AIUTO: Dubbio modifica Led a batterie>Usb

[MarioNese]

Salve amici sono Mario. Sono un appassionato del fai da te, e con l elettronica vado un po' a "naso" non avendo mai studiato, ma ho fatto alcuni lavoretti con ottimi risultati. Mi ritrovo ora con un dubbio da principiante. Ho preso una classica lampada led  a bottone che si accende alla pressione per l appunto, alimentata da 3 batterie AAA. Ho bisogno di alimentarla con un cavo usb, quindi ho smontato il tutto e ho collegato il mio cavo usb al + e il -. Tutto ok funziona. Ma nell'ombra mia moglie mentre facevo le mie prove mi mette un dubbio: " ma siamo sicuri che non è pericolosa quella roba attaccata alla presa di casa". Umm...ecco quindi che arrivano i dubbi.
Vedo che ha una resistenza sola, non sono riusciuto a capire da quando visto i colori un po' sbiaditi, vedo scritto 510k al centro del circuito.

che dite? posso lasciare cosi o è meglio aggiungere una resistenza per ogni diodo? può funzionare senza problemi? 
verra alimentato con un classico "caricatore" per telefono attaccato alla presa di casa.
Grazie per le vostre risposte.
Mario.

Ecco le foto (il collegamento è provissorio, dopo provederò a saldare il tutto :) )
 

[patatino59]

Puoi lasciarlo così.

Tra 4,5 volt e 5 non cambia nulla.

510K è la serigrafia di una resistenza che in fabbrica non è stata più montata, perché non serve.

 

Modificato: 16 gennaio 2021 da patatino59

[Ctec]

Tre pile darebbero 4.5V, la resistenza sembra da 24ohm, piuttosto corretta per 3 led in serie.

Alimentando il tutto a 5V, hai una luminosità un po' maggiore, ma nulla cambia. Dal punto di vista circuitale, non cambia nulla.

Non capisco il problema della sicurezza. L'alimentatore USB è (o dovrebbe essere) sicuro, poiché è già da connettere alla rete. Il lato a bassa tensione è isolato, per cui non capisco proprio dove sia il dubbio. Essendo per forza i tre led in serie, una resistenza è ok, una per ognuno non avrebbe senso, e dal punto di vista della sicurezza non c'entrano nulla.

[patatino59]

1 ora fa, MarioNese ha scritto:

siamo sicuri che non è pericolosa quella roba attaccata alla presa di casa

Quando carichi il telefono non lo tocchi ?

Tutti i caricatori USB sono a doppio isolamento, sono sicuri, e non serve nemmeno la terra.

Tecnicamente è un prodotto "SELV" (safety extra low voltage)

A bassa tensione ed isolato dalla rete elettrica.

La Signora può stare tranquilla.

[MarioNese]

Grazie mille per le vostre risposte . Immaginavo fosse cosi, ma un consiglio da parte di un esperto è sempre ben accetto dato che non è il mio campo. Ora saldo bene i cavi e metto in funzione.
Ancora grazie.
Mario.

[DaddoDoc]

Logicamente non mettere le batterie all’interno. Tranne questo nessun accorgimento

[MarioNese]

23 ore fa, DaddoDoc ha scritto:

Logicamente non mettere le batterie all’interno. Tranne questo nessun accorgimento

Si ovvio, grazie.

 

Giusto per informazione se in futuro avrei bisogno di creare lo stesso identico circuito, è consigliabile mettere una resistenza (da quanto? da 100ohm?) davanti a ogni diodo o potrei utilizzare lo stesso schema della lampada qui sopra?, con la stessa resistenza che non riesco a identificare( @Ctec ha ipotizzato una 24ohm). Mi sembra di capire che subito dopo il + e il - ci sia la resistenza e poi i 3 led in serie uno dopo l altro, mi sbaglio?
Grazie per le risposte

[Ctec]

Ogni led è caratterizzato da una propria caduta di tensione (o tensione diretta), sotto la quale non si illumina (consideriamolo ideale). Tale tensione dipende dal colore.

I led bianchi come i tuoi hanno poco più di 3V di tensione diretta.

Una caratteristica altrettanto fondamentale è la corrente circolante, la quale è proporzionale alla luminosità del led. Dipende molto dall'efficienza dello stesso. E ovviamente dalla potenza nominale. Per normali led da 5mm si considerano circa 10mA (non è una regola, andrebbe visto il datasheet).

Per il tipo di connessione (serie o parallelo), si devono fare diverse considerazioni. Nel collegamento in serie, la tensione totale diretta è la somma di quelle dei singoli led, quindi per esempio due led bianchi in serie avranno una tensione diretta di 6-6.5V. Se li vogliamo alimentare con due pile in serie (1.5+1.5V=3V) è evidente che non si accenderanno per nulla.

Quindi dovremo alimentarli con una tensione più alta della loro diretta totale. Mentre messi in parallelo ce la faremmo (siamo un po' al limite, ma ce la facciamo).

Qual è il vantaggio della connessione in serie? La corrente. Siccome la stessa corrente scorre in tutti i led in serie, il consumo dall'alimentazione è lo stesso che se ne avessimo uno solo, per cui per esempio è una buona soluzione per alimentazioni da batteria. E serve una sola resistenza

Lo svantaggio è che se se ne guasta uno (i led generalmente si aprono in caso di guasto), tutta la serie si spegne. Quindi per questo caso sarebbe consigliabile la connessione in parallelo, a scapito di un maggior consumo. E di una resistenza per ogni led.

E la resistenza? A che serve? Sostanzialmente a limitare la corrente che circola nel led. Nella connessione in serie, fa in modo che la corrente vari meno in caso di variazioni di alimentazione, cercando di rimanere entro i limiti operativi del led nel caso della alimentazione più alta.

La si calcola sottraendo alla tensione di alimentazione massima (pile completamente cariche) la somma delle tensioni dirette (se in serie, solo una se in parallelo), e il risultato (caduta di tensione sulla resistenza) lo si divide per la corrente che si vuole far circolare (occhio che bisogna esprimere la tensione in volt e la corrente in ampere, e il risultato sarà in ohm).

Poi si dovrebbe calcolare la potenza che dovrà dissipare la resistenza, moltiplicando la caduta di tensione sulla resistenza per la corrente. Il risultato sarà in watt.

[patatino59]

Quanto ha detto  Ctec è tecnicamente esatto.

Però molti costruttori cinesi mettono spesso in parallelo i Led senza resistenza, non perché se ne infischino della Legge di Ohm, ma semplicemente perché usano Led appartenenti alla stessa partita, o selezionati per tensione di soglia, oppure perché dotati costruttivamente di una certa resistenza interna non ideale.

Ricapitolando:

L'oggetto in esame (semplicemente una lampada a batteria con tre Led) è talmente semplice che non richiede particolari accorgimenti.

E formata da:

3 Batterie in serie (4,5 volt)

1 Interruttore bistabile (premendo resta acceso)

1 Resistenza da 24 Ohm 

3 Led in parallelo da circa 20 - 30 mA l'uno

La corrente sui Led è di 54 mA diviso tre, (18 mA) cioè anche al di sotto del loro valore massimo, per cui, alimentandoli a 5 Volt invece di 4,5 si trovano ancora nel Range di funzionamento ottimale. (25 mA invece di 20 - 30)

Se proprio vogliamo essere pignoli, per avere a 5 volt la stessa corrente che a 4,5 la resistenza in serie dovrebbe essere di 47 Ohm