LED sin resistencia

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Sé que la Ley de Ohms, sé que los leds necesitan resitores.

Mi situación es la siguiente: necesito hacer un pequeño circuito que controle 2 leds RGB con una batería de 9 voltios. Esto da un promedio de 5 horas de luz antes de que se agote la batería. Me gustaría evitar tirar toda esa energía al calor. ¿Existe una forma alternativa y segura de encender esos leds sin perder toda esa energía?

hay algunos requisitos difíciles:

  • El circuito debe ser simple porque debe encajar en una ranura de 7x4cm. así que no hay 100 componentes .. :)
  • el pwm RGB será generado por un pequeño microcontrolador 12f683.
  • habrá un LM7805 adicional en el circuito para el microcontrolador, que eventualmente se puede usar si es necesario.

gracias

    
pregunta sharkyenergy

3 respuestas

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En primer lugar, los LED no necesitan resistencias, necesitan una corriente constante.

Si no desea gastar energía en calor, debe utilizar una fuente de alimentación de modo conmutado para reducir el voltaje de manera eficiente. El LM7805 es un regulador lineal, puede verse como una resistencia avanzada, no obtendrá ningún beneficio energético.

Según el comentario que desee conectar en paralelo, básicamente tendrán el mismo color. En este caso, solo necesita un diseño de 3 canales y puede conectarlos en serie, de modo que la corriente pase por ambos LED. Y utiliza 5 mm estándar de 20 mA por LED RGB. Es bueno saberlo.

Hay controladores de corriente constante en modo conmutado, pero tienen una corriente de reposo bastante grande (aproximadamente 1 mA por canal), por lo que llegaría a una corriente de reposo de 3 mA. Pueden ser bastante eficientes (dependiendo de la corriente de salida) y la mayoría de ellos permiten la atenuación de PWM. Vamos a agregar algunos números de estadio:

Por canal:

La resistencia de detección de corriente cae 100 mV. El diodo toma otros 0.4 V (probablemente menos). Debido a la baja corriente de 20 mA, el inductor necesita una alta inductancia por lo que la resistencia será un poco más alta de lo normal, digamos 1.5 \ $ \ Omega \ $ porque quiere que sea pequeña. Así que eso se acumula en aproximadamente 10 mW de pérdidas de potencia más el IC, terminamos en 17 mW de pérdida de potencia. La potencia de salida depende de la tensión del LED, así que suponga 2.2 V para una roja y 3.2 V para la azul, a medida que las conecte en serie, las tensiones se duplicarán. La potencia de salida estaría entre 88 mW y 128 mW. La eficiencia estaría entre el 83% y el 88%.

Una resistencia simple con una batería de 9 V le daría del 24% al 35% o en una conexión en serie del 48% al 71%. Entonces, no es tan fácil de decidir, será más eficiente y tendrá una mayor duración de la batería, pero es discutible si realmente quiere pasar por todos los problemas.

Y hay un gran PERO: el bloque de 9 V bajará de voltaje a 4,8 V si desea salvar toda la energía. Eso hace que una conexión en serie solo sea utilizable si tiene un tipo de fuente de conmutación de modo de conmutador, son menos eficientes, por lo que probablemente no valga la pena nuevamente. No puedo decir si un modo de ahorro de hasta 6,4 V durará más que una resistencia simple de 4,8 V. Creo que mi segunda sugerencia sería un mejor enfoque. Otra cosa a tener en cuenta es que con la caída de voltaje, la corriente y el brillo disminuirán notablemente para una resistencia simple.

Usando componentes SMD, un diseño de 3 canales debe ser posible en un tablero de 4 x 7 cm². Podría colocar un solo canal en un área de 11 x 25 mm². He utilizado un AL8805 , que funcionó razonablemente bien.

Otra sugerencia sería usar un paquete pequeño de iones de litio. Hay un montón alrededor para el mercado de hobby RC. Tengo un paquete en mi escritorio que es un poco más grande que la batería del bloque de 9 V pero tiene 2 veces la capacidad de un bloque estándar de 9 V. Y como beneficio adicional, su voltaje es de 7.4 V, por lo que desperdiciará menos energía. Con ese enfoque definitivamente iría con una conexión en serie de los LED y solo resistencias. El paquete de iones de litio también mantendrá su voltaje mucho mejor, por lo que la corriente no variará mucho a lo largo de la vida útil de la batería, lo cual es un problema en el caso de que el enfoque de la batería de 9 V y solo las resistencias.

    
respondido por el Arsenal
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Este es un problema antiguo que se había resuelto

Hay muchos tipos de controladores LED que hacen exactamente lo que quieres. En realidad, es una fuente de corriente constante que cambia (PWM) el voltaje de entrada (9 V en su caso) para controlar directamente los LED sin resistencias. En realidad, ajusta el ciclo de trabajo para que la tensión de salida sea exactamente lo que necesitan los LED.

Hay muchos tipos de controladores de LED. Verifique esta nota de aplicación si necesita comprender más sobre el principio de operación y algunos productos disponibles:

    
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¿Por qué usas una batería de 9V con un regulador 7805? Esa 9V es mucho más alta de lo que necesita para el PIC o los LED, por lo tanto, debe perder el voltaje * corriente = energía en las resistencias y el regulador 7805, o debe usar un circuito de reducción de conmutación (más complicado).

Un 12f683 puede funcionar a tan solo 2 V si limita la frecuencia a 8 MHz (aunque el LED será un problema).

Puedeusar2o3bateríasAAoAAA,ounabateríaAALiSOCL2.Conestosvoltajesmásbajos(3,4.5o3.6voltios),laresistenciadelaseriecaerámuchomenosvoltajey,porlotanto,menosenergía,yesasbateríascontienenmuchamásenergíaqueunabateríade9Venunvolumencomparable.Ypuedestirarel7805.

Sideseaobtenerfantasía,puedeprobarestecircuito(advertencia:nuncaloheprobado,ytendráquehaceralgunoscálculosparaelvalorcorrectodelabobina,dependiendodelafrecuenciayelciclodetrabajo):

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Wouter van Ooijen

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