Led e batterie 1.5v

[SeleSnia]

Grazie a tutti ragazzi!
Allora.. le mie batterie le ha prese mio papà perchè gli servono quindi le devo prendere nuove.. indi per cui le prenderò da 2000mA..
Di led ne metti meno anche se un'ora mi basterebbe... ne metterò 50 o 40..
Quindi vediamo seho capito..
Metto queste 3 batterie in serie (e volendo in parallelo altre 3, anche se forse è più comodo cambiarle quando sono scariche).. dopodichè in parallelo a tutto ciò metto i led con la loro resistenza che va da W=VI quindi 2x3.5 = 7W.. Ne esistono da 7w? altrimenti,un'alternativa a metterne una per led, è quella detta da Marco..
Se mi dite che i conti sono giusti provo anche a fare il disegno, se nessuno mi precede..

[Barlex]

Il calcolo della resistenza non mi sembra del tutto preciso!!

Let me google that for you (led Calculator)

Comunque le pile o le metti in serie a coppie di 2 in modo da avere 3 volt (cosi facendo forse non ce nemmeno bisogno della resistenza se usi led ultraluminosi), oppure fai 2 gruppi da 3 pile in serie e hai un'uscita di 4,5 volt per la quale poi devi calcolare e mettere le resistenze.

[wolf359]

Scusa SeleSnia, nel tuo post precedente avevi espressamente parlato di batterie ricaricabili, ma nel mio esempio ho citato le batterie alcaline da 1,5 V nominali, quelle non ricaricabili.

Le due tipologie sono intercambiabili in quasi tutte le applicazioni ma nel nostro caso c'è una leggera differenza.

Le batterie ricaricabili più diffuse tra gli hobbisti sono le NiMH "nichel metal idruro" hanno una tensione nominale di circa 1,2 V e quindi per avere una tensione di alimentazione superiore ai 3,5 V del led bianco te ne servono 4 (alla fine del messaggio faccio alcune considerazioni sul numero di batterie da usare con i led).

Nuovo calcolo:
V batteria = 4 x 1,2 = 4,8V
Vf led = 3,5V
corrente = 20 mA
resistenza = (V batteria - Vf led) / corrente = (4,8 - 3,5) / 20e-3 = 65 Ohm che approssimo al valore disponibile in commercio di 68 Ohm.
Ci calcoliamo anche la potenza
potenza = (V batteria - Vf led) * corrente = (4,8 - 3,5) * 20e-3 = 0,026 W = 26 mW

Se vuoi risparmiare e semplificare il circuito, invece di mettere 100 resistenze una per led, puoi fare come ti ha detto marco, ma devi dividere il valore della resistenza per il numero di led che raggruppi in parallelo e moltiplicare la potenza per lo stesso numero, quindi:

1 led 68 Ohm 26 mW (1/8 W)
2 led 33 Ohm 52 mW (1/8 W)
4 led 15 Ohm 104 mW (1/4 W)
5 led 12 Ohm 130 mW (1/4 W)
10 led 6,8 Ohm 260 mW (1/2 W) *
20 led 3,3 Ohm 520 mW (1 W) *
* quando il numero di led è molto alto, aumenta anche il rischio di rovinare alcuni led, cosa che spiego alla fine.

Circuito alternativo per i led


Nel sito elm-chan, seguendo le voci di menù Electronic Works ==> Miscellaneous, ho trovato questi due circuiti:

• White LED Head Lamp
• Pocket LED Light

Io li trovo molto interessanti ed anche se sono un po' più complessi rispetto alla singola resistenza, secondo me sono l'uovo di colombo nell'alimentare i led in modo appropriato con batterie e tensioni basse.

Numero di batterie o voltaggio da utilizzare nei circuiti a led
Io utilizzo sempre il buon senso e mi affido a circuiti classici e collaudati, perché non ho spirito di sperimentazione e non mi va di rovinare i componenti.

Le torcette cinesi sono IMHO completamente all'opposto rispetto a come vedo io l'elettronica (sono antico che ci volete fare ).

Il fatto di mettere tre batterie da 1,5 V in serie e poi alimentarci più led in parallelo è una astuzia economica e circuitale.

Questi circuiti sfruttano delle caratteristiche particolari dei componenti utilizzati per funzionare in modo più o meno regolare, ma non scommetterei sulla durata.

La resistenza nel circuito non c'è ma in effetti è presente ed è formata dalla resistenza interna delle batterie e da quella dei led.

Alla fine il circuito è praticamente uguale a quello che facciamo noi hobbisti mettendo la resistenza in serie al led ed ipotizzando, con buon senso, che le resistenze interne delle batterie e dei led siano nulle.
Per questo motivo io utilizzo sempre la resistenza quando devo alimentare un led.

Se per ipotesi alimentiamo una torcetta cinese con un alimentatore da laboratorio regolato su 4,5 V e senza limitazione di corrente, sono quasi sicuro che i led verrebbero bruciati in pochissimo tempo perché l'alimentatore da laboratorio ha una resistenza interna quasi nulla e la limitazione della corrente indotta dalla resistenza interna delle batterie non ci sarebbe più (vedi sotto).

Led in parallelo e resistenze di limitazione
La singola resistenza per LED serve essenzialmente a regolare meglio la corrente che transita in ciascun led.

I led non hanno caratteristiche esattamente identiche tra loro, quindi la classica tensione diretta di 3,5V con 20 mA potrebbe essere in realtà 3,3V o 3,7V.

Utilizzando una resistenza da 68 Ohm, come nel mio precedente esempio, la corrente sul led con 3,3 V sarà circa 22 mA, sul led da 3,7 V sarà circa 16 mA.

Se mettiamo più led in parallelo tra loro, ciascuno con Vf diversa dall'altro, alimentati da una sola resistenza, non sappiamo più quanta corrente scorrerà sul singolo led.

Oltre ad avere un problema di illuminazione, con un led più luminoso ed un altro meno, c'è un pericolo più grave, la deriva termica.

In pratica la corrente che transita su uno o più led potrebbe superare i 20 mA, che attenzione sono solo un limite di corrente generico perché dipende ovviamente dal led utilizzato, ma la tensione ai capi del gruppo di led sarebbe sempre 3,5V, quindi se ipotiziamo che in un led la corrente arrivi a 40 mA, la potenza dissipata da quel led raddoppierebbe rispetto al caso classico dei 20mA ed aumenterebbe di conseguenza la temperatura di quel led.

I diodi a semiconduttore, come il led ad esempio, hanno un piccolo problema, con l'aumento di temperatura la loro tensione diretta tende a calare, quindi nel caso in questione, non potendo calare la tensione del gruppo di led perché è fissata dal led che nel gruppo ha la Vf più alta, la corrente del led che si è scaldato aumenta ancora di più in una reazione a catena che finisce con la fusione del silicio nel diodo.

Ma non è finita ... nel caso più frequente in cui il led bruciato si interrompe, i led che rimangono si "spartiscono" nuovamente la corrente che noi abbiamo imposto al gruppo con la singola resistenza, quindi se abbiamo in origine 5 led con 20 mA, dopo la "scomparsa del poveretto" avremo 4 led con circa 25 mA, che si scalderanno a loro volta ... non continuo perché avete già capito.

La logica della resistenza di limitazione è questa:
se la corrente nel led aumenta, la tensione ai capi della resistenza tende ad aumentare (V=RxI), questo significa che la tensione ai capi del led tende a scendere perché la tensione del led + resistenza non può essere maggiore della batteria.
Se la tensione ai capi del led scende, la sua "resistenza" al passaggio della corrente aumenta e la corrente del circuito tenderà a calare riportandosi sui valori di progetto.

Dopo aver fatto quello che non volevo fare e cioè il professorONE (che fa rima con ...) mi scuso per l'abuso di byte e vado a letto ... notte!

Non c'è niente da fare ... quando si parla di queste cose non riesco a trattenermi