LED RGB en un entorno automotriz con voltaje fluctuante

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Este es un buen primer corte. Se supone que la salida de Arduino es de 3.3 voltios, y el total de 33 k de carga no debería cambiar eso apreciablemente. C2 da un tiempo de activación / desactivación de un milisegundo más o menos. OA1 es un opamp de un solo suministro, ferrocarril a ferrocarril. Con 1 voltio en la entrada +, impulsará suficiente corriente a través de Q1 para producir 1 voltio a través de R2, que en este caso será de 10 mA. Puede cambiar la corriente del LED cambiando R2. La red R5 / C1 evitará que el ruido en la línea de 12 V altere el amplificador operacional.

El opamp no debe consumir mucha corriente, y la combinación Q1 / R2 no es menos eficiente que una resistencia simple.

Si desea que el brillo del LED sea independiente de la tensión de alimentación, entonces necesita manejarlo desde una fuente de corriente constante. Una corriente constante suministra / regula una corriente constante a la carga siempre que el voltaje sea lo suficientemente alto como para que en teoría sea posible generar la corriente deseada. Hay dos métodos para hacer una fuente de corriente constante:

• Una fuente de corriente constante lineal, como la propuesta por Whatrouchbeast. Esto es simple, pero es ineficiente. Q1 está actuando como un regulador de serie lineal, potencia de combustión.
• Una fuente de corriente de modo conmutado. Estos son eficientes, típicamente > 95%, y son esencialmente fuentes de alimentación de modo conmutado de tipo buck, boost o similar que se controlan en modo de corriente constante. Para alimentar un solo LED desde una fuente de 12-14 V de una manera eficiente, un controlador de LED de modo conmutado basado en "buck" (paso hacia abajo) como el LM3409 de Texas Instruments haría muy bien el trabajo, ya que la tensión de un solo LED es de aproximadamente 3.6V, es decir, siempre menor que la tensión de alimentación.

En los controladores de carrocería de automóvil ¹ la iluminación se ejecuta en circuitos PWM, y el control PWM tiene dos entradas, una es la configuración de brillo deseada, la otra es la tensión del vehículo.

PWM se utiliza para atenuar la iluminación, por lo que es como si se ejecutara en 11.8v independientemente del voltaje real del vehículo. Esto se hace principalmente por razones regulatorias relacionadas con el brillo de la bombilla del faro, pero se extendió al resto de la iluminación del vehículo porque no hubo un costo adicional para las luces PWM, y evita el parpadeo o la atenuación de la iluminación, independientemente de la situación del motor y el alternador .

Entonces, si tiene un vehículo moderno (2009 o más tarde, probablemente), y su iluminación solo será una cuando la iluminación existente del vehículo esté encendida (luces de estacionamiento, faros, etc.) y su iluminación tenga una corriente relativamente baja, podría simplemente toque uno de los cables de la lámpara existente y probablemente encontrará que su brillo no fluctúa. Sin embargo, una carga grande puede causar problemas, ya que estos controladores también controlan el consumo de corriente para detectar apagones de bombillas o cortocircuitos, por lo que puede ser mejor que cree su propia fuente independiente de voltaje si consume más de unos pocos vatios.

Un regulador de corriente lineal, similar a otra respuesta aquí, funcionará, y es relativamente sencillo de construir.

También funcionará un regulador de voltaje lineal con resistencias adecuadas. Puede obtener un regulador de caída baja bastante barato que no requiere muchos componentes de soporte.

Hacer lo que hacen las empresas automotrices y simplemente PWMing el voltaje existente a una tasa que depende del voltaje también funcionará y ahorrará energía.

Sin embargo, hay muchos controladores LED disponibles en el mercado que facilitan el diseño de algo. Sin embargo, no puedo recomendar uno, ya que no has explicado tu experiencia y a qué distancia del hoyo de conejo quieres ir. Si se trata de una única opción barata, consideraría un controlador PWM simple con mosfets controlados por un microcontrolador, y descubriría la corrección de voltaje pwm correcta de forma empírica y terminaría con él.

Si necesita resolver esto para un producto que producirá en cientos o más, entonces querrá buscar productos de controladores LED de los principales proveedores de semiconductores para encontrar una solución que satisfaga todas sus necesidades.

¹ _{El controlador del cuerpo generalmente maneja todas las funciones de iluminación y la mayoría de las criaturas, etc., separadas del motor, el control de tracción y los controladores de las bolsas de aire.}