Как остановить светодиоды от слабого освещения

Я подключил простую схему (ниже), которая была разработана с использованием веб-сайта / приложения Every Circuit. Это небольшая светодиодная схема, используемая внутри костюма. При нажатии на главный выключатель загораются 3 светодиода. Затем, когда нажата кнопка «кратковременное нажатие», загорается другой (верхний) зеленый светодиод. Все работает нормально, но при нажатии на спусковой крючок 3 последовательно включенных индикатора слегка тускнеют.

«Тусклый» можно увидеть в этом видео на Instagram (надеюсь, вы можете увидеть его) https://www.instagram.com/p/Bqh2x6YDASG/

Тусклый свет меня не сильно беспокоит, и я мог бы просто оставить его, так как он добавляет немного модели в модель, но мне было интересно, знает ли кто-нибудь, как это исправить, чтобы светодиоды вообще не тускнеют.

Мои знания в области электроники чрезвычайно просты. Я слышал об использовании регулятора напряжения, но я не думал, что это будет необходимо, поскольку схема, казалось, работала нормально, когда я создавал ее на «EveryCircuit.com».

Любая помощь приветствуется.

mike65535

Джефф Вахаус

Rovanite

Эндрю Мортон

Rovanite

Джефф Вахаус

Светодиод тускнеет при закрытии переключателя, потому что вы получаете больше тока от батареи. Моделирование, которое вы используете, предполагает идеальную батарею с постоянным напряжением 9 В. На самом деле напряжение от батареи будет зависеть от нагрузки (ток потребления), и напряжение будет падать, когда ваша схема потребляет больше энергии.

Ваша схема показывает, что вы управляете светодиодами с высоким током. Вы увидите, что многие светодиоды столь же ярки при меньших токах, например, около 10 мА. Я бы порекомендовал подключать 3 всегда светящихся светодиода параллельно каждому из них с собственным резистором и использовать как можно большее значение резистора (достаточно маленькое, чтобы светодиоды были достаточно яркими для вас, но как можно большими). Это уменьшит потребление тока и уменьшит яркость при включении 4-го светодиода с помощью переключателя.

Синие светодиоды обычно нуждаются в большем токе, чтобы выглядеть ярко. Красный цвет обычно выглядит ярким при меньшем токе.

труба

Джефф Вахаус

труба

Джефф Вахаус

WhatRoughBeast

Попробуйте изменить схему, чтобы она выглядела так

Теперь посмотрим, что происходит, когда вы закрываете переключатель. Джефф Вахаус описал эффект, но это покажет вам. Батареи не являются простыми источниками напряжения — они имеют то, что называется выходным сопротивлением. И, если вы думаете об этом, это имеет смысл. Если выходной импеданс равен нулю, вы можете получить бесконечный ток при коротком замыкании выходов батареи.

Rovanite

Неправильно понятый

Мне было интересно, если кто-нибудь знает, как это исправить, чтобы светодиоды не тускнеют вообще.

Лучшая батарея на 9 В сделает это. Использование более эффективного светодиода также будет иметь большое значение.

Тип батарей имеет большое значение. Три ячейки монеты 3 В имели бы низкую емкость. Но они литиевые и имеют плоскую кривую разряда, поэтому светодиоды остаются ярче в течение всего срока службы батареи.

Кривая разрядки напряжения для литиевой батареи.

Литиевая батарея на 9 В будет лучше, чем щелочная на 9 В.

С резистором 100 Ом на 3 светодиодах, вы получаете только около 5 мА, когда батарея заряжена. Похоже, светодиоды имеют низкую силу света (mcd) и батарея разряжена.

При питании светодиодов от аккумулятора рекомендуется использовать светодиоды высокой яркости (более яркие) и высокой эффективности (больше света на ватт). Хороший светодиод будет стоить около 25 центов. Эта стоимость будет быстро возвращена в экономию батареи.

Читайте так же:

Розетка для телевизионного кабеля затухание

Используемые вами светодиоды не очень яркие с самого начала. Если вы используете более яркие светодиоды, ваши глаза могут не почувствовать никакой разницы.

Лучшие 5- миллиметровые круглые синие и зеленые светодиоды в настоящее время — Cree C503B-BAN-CX и C503B-GAS-CB

Светодиоды на видео были очень тусклыми, возможно, имели интенсивность света в сотню мкд. Светодиоды Cree имеют до 90500 мкд (зеленый) и 23500 мкд (синий). Оба эти светодиода излучают примерно одинаковое количество фотонов (мкмоль / с), воспринимаемая чувствительность ваших глаз меняет интенсивность света.

Ваше моделирование не использует правильное прямое напряжение. Синий и зеленый светодиоды имеют прямое напряжение около 3 В. Красный, оранжевый и желтый около 2В. Это имеет большое значение, когда общее прямое напряжение для 3-х последовательных светодиодов больше, чем у 9В батареи. Особенно, когда при использовании батарея разряжается до своего предельного (мертвого) напряжения.

Я слышал об использовании регулятора напряжения, но я не думал, что это будет необходимо, поскольку схема, казалось, работала нормально, когда я создавал ее на «EveryCircuit.com».

На самом деле для светодиодной цепи с питанием от батареи контроллер постоянного тока (CC) является типичной опцией. Хотя при освещении одного белого, синего зеленого светодиода регулятор напряжения 3,3 В также будет работать хорошо, так как разница между напряжением питания и прямым напряжением светодиода не так уж велика, учитывая очень хорошую эффективность.

Существует множество регуляторов тока, специально разработанных для щелочных, литиевых, никель-металлогидридных и литий-ионных аккумуляторов.

Если вы снизите ток синего светодиода Cree до 4 мА, а зеленого до 1 мА, светодиоды все равно будут излучать более 200 мкд. При уменьшении тока прямое напряжение падает ниже 3 В. Затем вы используете напряжение питания 3В-3,3В и светодиод Vf 2,9В для расчета значений резистора.

Проблема с питанием от батарей контроллеров наддува CC при низком токе и низком напряжении, заключается в том, что эффективность не велика. Для вашего проекта было бы наиболее эффективно использовать повышающий повышающий преобразователь напряжения. Увеличьте напряжение аккумулятора чуть выше прямого напряжения светодиода.

Используя светодиоды Cree, вы можете запустить зеленые светодиоды при 1 мА и синие при 4 мА. Используя эффективный низковольтный и низковольтный преобразователь напряжения переключения, такой как TI TPS61261, и настраивая выходное напряжение чуть выше прямого напряжения светодиодов, вы получите очень эффективный дизайн.

С регулятором 3,3 В вы используете резистор 400 Ом для зеленых светодиодов и резистор 100 Ом для синих светодиодов. Если вы установите напряжение 3 В, используйте 25 Ом для синего и 100 Ом для зеленого, и вы получите еще лучшую (≈10%) эффективность.

Нижняя граница

Используя светодиод высокой интенсивности, вы можете уменьшить ток, потребляемый аккумулятором, чтобы напряжение не падало при включении дополнительного светодиода.

Если вы используете аккумулятор с достаточной емкостью, напряжение не будет падать при включении дополнительного светодиода.

ДОРАБОТКА LED ФОНАРИКА

Как и многие радиолюбители, я люблю что-то дорабатывать, изменять, улучшать. В данной статье речь пойдёт о доработке фонарика, купленного 1,5 года назад по дешёвке. Плюс — не большой, светит ярко, удобно держать в руке. Но не долго радовался. За полгода эксплуатации выяснилось, что он слишком «прожорлив». Причём батарейки, бывало «садились» в самый неподходящий момент. После очередной операции по замене батареек типоразмера ААА, неожиданно вышли из строя 6 светодиодов (всего их установлено 14). Решил проверить ток потребления, он оказался около 550 мА! Не слишком ли много для такого «малыша»? Общее напряжение 3 свежих батарей было 4,5v. Так как определить тип светодиодов не представлялось возможным, решил их так сказать, испытать.

Читайте так же:

Электро выключатели света для дома кнопочные

В ходе проверки выяснилось, что при напряжении 3v на светодиоде, ток был равен 25mA, а при 3,5v выходил из строя светодиод! А питающее, ещё раз замечу было 4,5v! Решено было перепаять светодиоды на имевшиеся у меня на тот момент, светодиоды FYL-5014UWC1C-UWW, (яркость по документации составляла 15000 мкд, при напряжении 2,8-3,2v, и токе-20 mA), и добавить линейный стабилизатор. Из имевшихся у меня микросхем с регулируемым выходным напряжением, были только серии кр142ен12а, кр142ен22, LM317 и LP2951. Выбор пал на последний. Так как эта микросхема для поверхностного монтажа, проблем с изготовлением платы и установкой, не возникло, по сравнению с кр142ен12а, её просто некуда вставить, в ограниченном пространстве фонаря. Задумано — сделано! Так как LP2951 это микромощный стабилизатор, (ток до 100mA), то пришлось поэкспериментировать. В результате получился стабилизатор, схема которого приведена в тексте:

Все детали для поверхностного монтажа. Выходное напряжение выбрано +2,9v, из соображений экономии, надёжности и исключения перегрузки микросхемы, и увеличения срока службы светодиодов. Напряжение можно изменить в любую сторону, рассчитав по формуле: Uвых=Uref(1+R1/R2), при Uref=1,2v, где R1 и R2 –в килоомах.

Ток потребления от блока батарей(3шт ААА по 1,5v, или 3 аккумуляторов ААА по 1,2v), не превышает 60mA. Это уже не 550mA, как в исходном варианте! Так как у меня не нашлось R2=3,3к., то в моей конструкции он состоит из 2 параллельно спаянных резисторов номиналом 10к и 5,6к, что с учётом разброса сопротивлений и дало 3,3к. Печатная плата изготовлена из тонкого одностороннего стеклотекстолита. Подобным решением можно оснастить любой фонарик, всё зависит от типа, применяемых стабилизаторов. Соответственно для более мощного фонаря, нужно к этой схеме добавить усилитель тока на транзисторе, или применить более мощный стабилизатор.

Фонарь в разобранном виде: Блок светодиодов с отражателем и платой стабилизатора. Кнопка включения находится в торце рукоятки и одним контактом связана с корпусом. В заключении отмечу, что спустя год с момента переделки, расходы по замене батарей снизились к нулю. После переделки в фонарь были вставлены NI-MH аккумуляторы размера ААА, ёмкостью 1000mA. Индикатором разрядки служат светодиоды. При разрядке элементов питания до 3v, что соответствует 1v на элемент, яркость светодиодов заметно падает. В этом случае следует заменить батарейки или зарядить аккумуляторы, что я и делаю с помощью самодельного разрядно — зарядного устройства с регулируемым напряжением и током, о котором расскажу в одной из следующих статей. Всем удачи, с вами был INVERTOR.

Форум по обсуждению материала ДОРАБОТКА LED ФОНАРИКА

Как работает литий-ионный аккумулятор и чем он отличается по физико-химическим свойствам от других типов. Занимательная теория.

Читайте так же:

Провода для прожекторов светодиодных

Схема и сборка самодельного усилителя НЧ на TDA7379, TDA7375, TDA7377 или STA540.

Класс A — схема самодельного УМЗЧ высокого качества на полевых MOSFET транзисторах.

Устройство для использования разъёма USB в качестве прикуривателя — разборка и схема.

1.5.1. Зачем нужны светодиоды?

Светодиоды заменяют большинство из бытовых осветительных приборов. Причем заменяют эффективно по нескольким причинам.

Во-первых, светодиод очень экономичен. Так один, даже сверх-яркий светодиод с силой света до 5 кД (Кандел) потребляет всего 60-100 мА (питание постоянным током), и рассчитан примерно на 60000 часов непрерывной работы. При соединении в последовательную электрическую цепь ток в ней остается постоянным, а общая яркость светодиодного устройства возрастает. Эта идея легла в основу создания гибких светодиодных лент.

Во-вторых, светодиод миниатюрен. Он занимает очень мало места (по сравнению в энергосберегающей лампой или лампой накаливания сопоставимой световой отдачи) и может компактно монтироваться. Если посмотреть на современные портативные (ручные) фонарики, то мы увидим там кластеры из нескольких (иногда нескольких десятков) сверх-ярких светодиодов, которые дают световой поток, превосходящий поток от криптоновой лампы (накаливания).

Из «минусов» можно отметить необходимость принудительного охлаждения сверх-ярких (мощных) светодиодов (с мощностью более 1 Вт, ток свыше 300 мА). С другой стороны маломощные светодиоды и даже их комбинации (сборки) с током потребления до 80 мА в охлаждении не нуждаются.

Но даже несколько светодиодов в одном кластере (на одной печатной плате) по эффективности светового потока уступают светодиодной ленте, которая уже стала настолько популярна, что ею оформляют не только подсветку кухонь и подвесных потолков, но и контуры кузовов автотранспорта.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Технические характеристики мощных светодиодов CREE

Американская компания CREE является ведущим производителем твердотельных источников света. Разработанные и выпускаемые ею светодиоды семейства XLamp серий XR, XP, MC отличаются высокой эффективностью и экономичностью, что позволяет создавать на их основе современные технологичные и экологически безопасные осветительные приборы.

Итак немного расшифруем обозначения.

Например на фонаре написано: светодиод CREE XP-E R2

CREE — естественно название производителя диода

XR-E, у CREE бывает XP-E, XP-G, у других фирм встречается P4, P7 и т.д. — это обозначение самого диода.

Читайте так же:

Подсветка для картин с выключателем бронза

R2 — бин яркости. Бин показывает, сколько люмен выдает светодиод при потреблении 1 ватта энергии, для светодиода это ток 350 мА. В английском языке этот параметр называется flux bin. На сегодняшний момент встречаются Q2, Q3, Q4, Q5, R2, R3, R4, R5, S2. В таблице ниже видно, сколько люмен с какого диода можно получить.

Q2-Q5 и R2 есть у XR-E диодов, у R2, R3 — есть у XP-E, R4-R5 и S2 — только у XP-G.

В чем основная разница, кроме яркости?

XR-E — самый старый и встречающийся только моделях фонарей, которые довольно давно на рынке. XR-E внешне очень легко определить, у него большая полусфера покрывает диод, сам кристалл больше чем у последующих серий (для сравнения на XP серии это такая себе капелька, размер XP-E по сравнению с XR-E был сокращён на 80%. XP-E от XP-G отличается тем, что у Е — три полоски на диоде, у G серии — четыре, получается что площадь XP-G выше.

Следовательно, в одинаковых по размеру, строению отражателях самый дальнобойный является XP-E, так как у него самый маленький кристалл, и, самый маленький источник света, так как его легко сфокусировать в узкий луч, потом XR-E, а самый широкий луч у XP-G, не из-за размера кристалла, а из-за сложности фокусировки, об этом ниже.

Если диоды расположить по энергоэффективности от самого слабого к самому яркому, то получим XR-E — XP-E — XP-G, где последний самый энергоэффективный, см. таблицу ниже.

Казалось бы, если есть самый яркий и самый новый и эффективный диод XP-G, то почему все известные и уважаемые производители фонарей не спешат переходить на этот диод. Причина проста. Каждый диод требует специально спроектированный отражатель для получения приемлемого светового пучка.

Рассмотрим все серии. Если посветить фонарем на ровную стену, то увидим следующие артефакты:

У XP-E — идеальная картинка без каких-либо недостатков: хорошо и равномерно сфокусированный центральный пучок и ровная боковая засветка без провалов.

У XP-G при фокусировке с помощью отражателя может наблюдаться так называемая дырка от бублика, когда центральный пучок света представляет собой бублик с заметным потемнением внутри. Это не вина производителей фонарей, а особенность диода. Поэтому такие фирмы как Fenix, Jetbeam, Nitecore, Zebra, 4sevens не спешили обновлять свой модельный ряд, а другие в гонке за новинками либо ставили сильно текстурированный отражатель, либо вообще просто применяли отражатели для других типов диодов. Все это негативно отражается на фокусировке луча и дальнобойности фонарей. По мнению многих экспертов фонари на этом типе диодов проигрывают по дальности старым моделям на XP-E и XR-E.

XM-L — является настоящим шедевром данной компании! Это новейшая разработка 2011 года! С момента изобретения данного светодиода 95% мощных фонарей строятся именно на нем! Данный диод обладает выдающимися характеристиками. Его яркость достигает до 1000 люмен при токе 3А !

В таблице представлены характеристики светодиодов, применяемые в фонарях.

голоса

Рейтинг статьи

Как остановить светодиоды от слабого освещения