¿Cómo puedo hacer que el brillo de los LED sea más uniforme en comparación con el consumo de batería?

Yo sugeriría usar un transformador DC-DC incremental o reductor dependiendo del voltaje que necesite. He encontrado un ejemplo aquí .

Editar: Este convertidor DC-DC exacto necesita un voltaje mínimo de 5V, su 2 AA no suministrará lo suficiente, podría agregar dos más para alcanzar 6V o podría usar esto .

Los reguladores de refuerzo de 95% de eficiencia son posibles si se vuelven a cablear en serie. ~ 85% del regulador de resistencia al descenso al brillo regulado por CC reducirá el tiempo de uso de la descarga.

Lo ideal es que usted quiera hacer coincidir el voltaje de los LEDs 1SxP paralelos, de la matriz a la batería de voltaje constante.

La mejor apuesta para la simplicidad es un litio CR2 no recargable de 3.0V con 2450mAh directo a todos los LED en paralelo que nominalmente son de 3.1 V según el tamaño del chip y el ESR del LED (~ 15 Ohms por 5mm) para que no lo hagan correr a pleno brillo.

Las células Li son células CV muy precisas de 3.0 V

por ejemplo

la siguiente opción es un 3.7V LiPo con un regulador Buck CC o un LDO ultrabajo con un controlador xxx mA o un circuito CC basado en un Vref de precisión. Pero incluso estos bajarán a 3.3V

Bueno, una cosa viene a la mente acerca de su situación de LED. Pero aún no ha dicho nada sobre cómo los conduce para hacerlos parpadear. Dicho esto, al menos puedo transmitir una idea para considerar. Digamos que su riel de voltaje puede funcionar bien con un voltaje desde \ $ Vcc = 2 \ cdot 1.55V = 3.1V \ $ desde un nuevo juego de baterías AA hasta \ $ Vcc = 2 \ cdot 1.1V = 2.2V \ $ para Un conjunto casi agotado. Supongamos también que sus LED requieren aproximadamente \ $ V_ {led} \ approx 2V \ $ para operar en \ $ I_ {led} = 20mA \ $. Vamos a apuntar eso por ahora. Le dejaré a usted los detalles sobre cómo opera cada LED, ya que, por desgracia, no le da mucho para continuar. (No sé cuántos, no sé si necesitan ser controlados individualmente para parpadear, no sé cómo los parpadea, no sé las especificaciones de los LED ... Un estado bastante triste de los asuntos dados, usted está pidiendo ayuda.)

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La idea aquí es proporcionar una corriente razonablemente constante a cada uno de los LED. El circuito anterior debe proporcionar entre \ $ 19mA \ $ y \ $ 21mA \ $ a los LED sobre el rango de voltaje de \ $ V_ {CC} \ $ que acabo de mencionar.

Análisis: Vamos a ignorar las corrientes de base requeridas por todos los transistores para mantenerlo limpio, al principio, y discutir esos problemas, más adelante. Hay dos circuitos básicos. El primero es el que establece la corriente deseada en los LED y, con suerte, logra hacerlo sobre las variaciones en el voltaje de alimentación. Este circuito se activa de forma activa mediante \ $ Q_ {100} \ $ y se basa en \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ para completar el circuito. Este circuito establece la fuente actual de \ $ Q_0 \ $, que es parte de una cadena de espejo actual. \ $ Q_0 \ $ y \ $ Q_1 \ ldots Q_n \ $ representan la réplica actual utilizada para entregar la corriente correcta en cada LED. La corriente programada por \ $ Q_100 \ $, \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ establece el \ $ V_ {BE} \ $ of \ $ Q_0 \ $. Este voltaje se distribuye a cada uno de \ $ Q_1 \ ldots Q_n \ $ y establece sus corrientes de colector, que luego se usan para generar cada uno de los LED.

Hay un problema, ya que cada una de las corrientes de base afecta la precisión y más transistores en la cadena tendrán sus corrientes de base para un error mayor. Pero eso se puede lograr haciendo cambios en \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $, según sea necesario.

También hay otro problema serio. Si observa detenidamente, puede ver que los colectores de controladores LED \ $ Q_1 \ ldots Q_n \ $ están en \ $ 2V \ $. Pero sus emisores pueden estar en \ $ 2.2V \ $ cuando la fuente de alimentación es baja. Esto significa que definitivamente estarán en saturación, entonces. No cuando \ $ V_ {CC} = 3V \ $. Pero ciertamente como el nivel de voltaje disminuye. Eso va a gravar el circuito de configuración actual y causar errores. Podría insertar otro BJT para compensar eso, pero eso significaría otro \ $ V_ {BE} \ $ del espacio necesario y, francamente, no tiene suficiente. Así que ... no. Solo tendrás que aceptar y vivir con el problema. Al menos, creo, debería ser mejor que no hacer nada en absoluto.

El cálculo de los valores de \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ (ignorando las complicaciones actuales básicas) es bastante sencillo. Se debe suponer que \ $ R_1 \ $ cae alrededor de uno \ $ V_ {BE} \ approx 750mV \ $ para \ $ Q_ {100} \ $. También desea que \ $ R_2 \ $ fuerce un modesto colector de corriente en todo momento en \ $ Q_100 \ $ (de lo contrario, el circuito no es estable contra los cambios en \ $ V_ {CC} \ $.) Cuando \ $ V_ {CC } = 2.2V \ $ entonces debería poder ver que solo habrá alrededor de \ $ V \ left (R_2 \ right) = 2.2V - 1.5V = 700mV \ $ a través de él. Eso debe proporcionar el \ $ 20mA \ $ necesario a través de \ $ R_1 \ $ más cualquier extra para el coleccionista de \ $ Q_ {100} \ $. Voy a establecer que la corriente del colector sea \ $ 10mA \ $ a este bajo voltaje, por lo que el valor será \ $ R_2 = \ frac {700mV} {10mA + 20mA} \ approx 23 \ Omega \ $. Redondemos eso a un valor estándar de \ $ R_2 = 22 \ Omega \ $. Ahora, \ $ R_1 = \ frac {750mV} {20mA} = 37.5 \ Omega \ $. Redondeamos eso al valor estándar de \ $ R_1 = 39 \ Omega \ $.

Eso debería hacerlo para un posible modelo a considerar. No sé si esto es inaceptable para usted, o no. Pero proporciona un posible camino a considerar.

Actualmente no le proporciona ninguna forma de parpadear los LED. Y no proporciona control individual para cada uno de los LED. Y no trata bien las situaciones en las que uno o más de los LED están apagados cuando otros están encendidos. Aunque no se supone que haga nada de eso. Solo quería sugerir un camino a considerar, primero. Luego, si todavía estás interesado, el resto siempre se puede agregar.