Pci com 21 leds e controle de tensão

dhandrei · 12 de maio de 2016

Prezados, boa tarde!

Venho aqui pedir ajuda para um projeto que eu estou fazendo com iluminação de led para carro.

Eu preciso fazer uma placa PCI com 21 leds difuso de 3mm.

Fazer a ligação com resistores eu sei, mas como é para 12v automotivo, eu andei pesquisando bastante e me deparei com a oscilação de tensão no carro, que pode chegar até 13.8 aproximadamente, fazendo que os led fiquem oscilando a cor, piscando, queimando, enfim....

Fiz muita pesquisa e já aprendi muito sobre o PWM, Diodo Zener e Transistor NPN/PNP para controle de tensão simples.

E estou com muita dificuldade para entender o cálculo para esses componentes e construir o dia.

Lembrando que não sou técnico em eletrônica, mas gosto muito de fazer coisas com leds.

Vamos lá,

Eu iria fazer a ligação com 1 resistor de 470ohms para cada led em paralelo, deixando a placa o mais simples mesmo, mas diante desse impasse que estou vivenciando eu peço que me indiquem a melhor forma de fazer essa configuração, se em paralelo mesmo, ou em série, com ou sem o controle de tensão, etc.

A placa que preciso fazer é essa

Procurando pela internet eu encontrei esse exemplo:

O mesmo possui o diodo zener e um transistor PNP.

Seguindo esse exemplo eu fiz esse diagrama, somente acrescentando mais leds e resistores.

Testando virtualmente no Circuit Wizard não houve erros, e suportou uma tensão de até 21.5v, se eu aplicar 21.6 o resistor 1K explode, ou seja, aparentemente ele queimará numa sobre tensão e protegerá o restante do circuito, acredito eu.

Diante disso, eu gostaria de saber se devo continuar com esse diagrama e produzir a placa ou deve ser feito novos ajustes para que fique adequado.

Agradeço antecipadamente à todos os que poderem compartilhar de seu conhecimento que tanto me faz falta.

Muito obrigado!

Denys

faller · 12 de maio de 2016

Eu, fosse você, adotaria um CI LM7808, seus 22 leds e 11 resistores..

O CI tem três pinos, entrada, onde se liga os 12 Volts, comum, que vai a massa, terra, lataria e saída de 8 Volts onde serão ligados os leds..

Nessa saída se coloca 11 conjuntos de um resistor e dois leds tudo em série.. O valor de cada resistor está ai no esquemático.

Uma coisa desse tipo: http://ledcalculator.net/default.aspx?values=8,3,17,22,0&lang=pt-BR

O lado comum dos resistores vai ligado a massa...

Coloque um dissipador no CI , algo mais ou menos assim:

http://www.soldafria.com.br/circuito-integrado-lm7808-p-560.html

http://proesi.com.br/lm7808-circuito-integrado-to-220.html

É mais simples e mais confiável que o seu projeto...

dhandrei · 12 de maio de 2016

Faller, muito obrigado pela sua ajuda. Esse dissipador não é grande?, tenho um espaço muito, mas muito reduzido aqui.

Pode ser qualquer dissipador, ou tem que ter uma medida X para dissipar tantos Y de calor que o CI irá gerar?

Se poder explicar para leigo, comparando os dos projetos os prós, e os contras. Não é crítica, é que estou aprendendo e isso me deixa muito contente, quando entendo o pró e o contra.

Muito obrigado mesmo, pela ajuda!!!!

faller · 12 de maio de 2016

18 minutos atrás, dhandrei disse:

.... isso me deixa muito contente, quando entendo o pró e o contra.

Sempre a simplificação em eletr6onica deixa as coisas melhores desde que bem dimensionadas..

A colocares um transistor com 21 saídas de corrente da ordem de 20 mA vais ter uma corrente total de 20 mA x 21 = 420 mA. A dissipação no transistor será de 0,42 x 5,5 = 2,31 Watts. Sem dissipador nem vais conseguir tocar nele de tão quente

Com o CI terias 8 - (2 x 3) = 2 Volts que divididos por 120 = 17 mA em 11 caminhos = 183 mA. A queda sobre o CI seria de 12-8 = 4. A dissipação sobre ele seria de 4 x 0,183 = 700 mWatts pelo menos 3 vezes menor, Até já dá de encostar o dedo no CI, sem dissipador. O dissipador entra como segurança.. Na pior das hipóteses prenda-o na lata do carro, colocando uma pasta térmica antes e procurando deixar ele bem plantado sobre a lata.. (plano)

Notastes que na minha solução uma mesma corrente acende dois leds... Isso poupa energia e evita maior dissipação...

Além disso o CI é limitado por corrente, pode tomar curto que ele não queima e também limitado termicamente (se aquecer demais não queima pois se limita, se protege)

dhandrei · 13 de maio de 2016

Perfeito! Muito obrigado mesmo pela paciência e dedicação na explicação. Estou muito contente mesmo de aprender sobre isso.

Ainda mais saber sobre o calor que será gerado, porque eu havia colocado fita de led no comando do ar, e está esquentando muito e esse é o motivo de eu fazer a placa.

Uma ultima dúvida, como será dentro do comando do ar condicionado, não tenho onde por o CI na lata, pois é tudo plástico.

Na hipótese de eu não conseguir colocar o dissipador tem alguma forma de deixar o mais frio possível?

Veja essa placa de um teclado que tirei.

Ela tem os 3 led azuis difusos que, os mesmo que irei utilizar e eles utilizam como alimentação a USB do PC, que nesse caso tem 5V. Daí surgiu a ideia de fazer a placa porque esses 3 leds eu já deixei ligados por 12hs seguidas e não esquenta. Não esquenta mesmo. Mas, entendo que no carro irá entrar os 12v e mesmo que eu deixe estabilizado 5v de saída para os led 7v terá que ser dissipado. Seria possível dissipa-lo atraves de outros componentes para não esquentar de mais?

Espero que possa ter entendido o que tentei explicar. :S

faller · 13 de maio de 2016

Entenda. Qualquer energia térmica a ser dissipada terá de provocar a emanação de calor, seja por um transistor, por resistores etc e tal. 5Watts dissipados em um resistor ou em um transistor representarão a exata mesma energia a ser dissipada. A temperatura, essa sim, que o(s) elemento(s) alcançarão, essa vai depender da superfície desses elementos e do arrefecimento que lhe é ofertado e sua capacidade de trocar energia com o meio ambiente. O segredo então me parece ser diminuir a energia dissipada. Diminiuir a corrente dos leds acaba por diminuir a dissipação nos resistores limitadores... O aproveitamento da corrente de um led para acender um segundo reduz e muito o calor gerado, não pelos leds mas pelos elementos série...

Você pode sim é sintonizar (ajustar para um mínimo possível essa dissipação e para isso será necessário saber mais dados tais como:

A tensão dos leds em determinada corrente:

Como é a lógica daqueles 21 led's, todos acendem de uma só vez, acendem por grupos, a função deles é de iluminar ou de sinalizar múltiplos eventos???

E você sabe qie podes deixar os elementos limitadores de corrente para fora do que quer que seja e só levar dois fios para acender os leds. Desse modo só vais ter o calor gerado pelos leds. Ou seja, é necessários que expliques onde queres chegar para que se possa ajudar

dhandrei · 13 de maio de 2016

Serão acesos de uma só vez.

Veja como é o compartimento.

Aqui a vista de fora

Aqui a vista interna de onde está as posições do ar

Os led terão que ficar apontados para as posições como nesse layout

Imagine que esse papel que plotei seja a PCI, na verdade a PCI será nesse formato precisamente.

Ela será encaixada na parte cinza do comando do ar, somente com os leds em uma face, pois como vou usar PCB dupla face e penso em colocar todos os resistores e demais componentes na face de trás do placa.

Será encaixado dessa forma precisamente

Aí, ele ficará encaixado assim na parte branca do restante do comando do ar.

Acho que agora melhorou a visualização.

Dai, como os leds ficarão bem próximos do poliéster que está com as posições estampadas, não pode haver muito calor nessa parte para não derreter ou deformar.

faller · 13 de maio de 2016

O que eu faria no seu caso..

- Colocaria os leds, somente os leds na placa, do lado frontal. Se tiveres facilidade de encontrar leds SMD usaria desse tipo.

- Reduziria a corrente desses leds de 17 a 20 mA para algo como 10 mA somente, o que vai limitar em muito o aquecimento dissipado pontualmente nos led's.

- Usaria resistores de 1/8 ou 1/10 de Watt que são minúsculos, quase metade dos de 1/4 de Watt..

- Usaria sim um CI LM7808 com ou sem dissipador visto que a dissipação haverá de reduzir e muito com as medidas ai de cima..

- Outra alternativa seria colocar o CI regulador fora desse conjunto dai (placa, led e resistores) levando desde onde ficará o dissipador, com dois fios bem finos, os 8 Volts para dentro do conjunto ligando a placa com os componentes (led's e resistores)

Esse seria o conjunto que ficaria na placa:

Cálculo do resistor: http://ledcalculator.net/default.aspx?values=8,2.9,10,22,0&lang=pt-BR

No ML tem led SMD a venda até mesmo em pacotes de 10 Led's mas cuide que tem de ser led de 0,060 Watts ou 60 mW os quais vais colocar a trabalhar com 30 mW somente. Tem de fazer um teste se a quantidade de energia luminosa (brilho) vai ser suficiente..

lista.mercadolivre.com.br/leds-smd_Desde_51

http://proesi.com.br/componentes-eletronicos/resistor-ohms/mini-resistor-cr12-1-8w-220r.html

Agora só falta fazer...

Ricardo S Ferreira · 13 de maio de 2016

Caro @dhandrei , não tem leds demais aí não?

Não irá ficar uma lanterna esse seu painel?

Não sei a cor que irás utilizar, mas se for a azul, ela é bastante forte.

dhandrei · 13 de maio de 2016

Em 13/05/2016 às 20:24, Ricardo S Ferreira disse:

Caro @dhandrei , não tem leds demais aí não?

Não irá ficar uma lanterna esse seu painel?

Não sei a cor que irás utilizar, mas se for a azul, ela é bastante forte.

É o azul, mas não é alto brilho, esse led é leitoso e acende fraco, bem difuso mesmo.Eu também achei que ia ficar, e fiz um teste 1 só não ilumina a função do comando, além de ficar um ponto de luz mais forte no meio do display da função e quase apagado nas pontas. Hoje com fita de led 5050 está parecendo um farolete de tão forte, Não gostei da fita.

Hoje está assim, não sei se da para entender pelo video, mas ao vivo está forte pacas e esse azul é quase roxo.

O azul que eu preciso é o mesmo dos telefones sem fio da panasonic.

Já testei 3 fitas com leds de vários tipos, 3528, 5050, 0603.

Minha ultimas opções são esses leitosos e o 0402 SMD que não importei ainda para testar.

dhandrei · 31 de maio de 2016

Prezados,

Encontrei na Rússia um post num fórum em que a pessoa fez exatamente o que eu pensei em fazer, só que com um plus a mais que é um micro dimmer embutido na placa para controle da luminosidade.

Tive que usar o google tradutor para tentar entender quais os componentes que ela usou.

O problema é que lá eles usam o Sprint Layout para tudo, e não disponibilizaram o esquema elétrico, somente a PCB pronta.

Dá para entender o que foi usado e dá para adaptar para mais leds do que ela usou.

Mas temos algumas limitações (infelizmente) aqui no Brasil para encontrar os componentes.

Tem como vocês me ajudarem a tentar descobrir os componentes equivalentes disponíveis no comércio brasileiro?

Confesso que estou desde o dia 13 de maio procurando os componentes e não encontro, somente importando, mas não estou afim de esperar 90 dias para receber.

Nessa lista está a descrição do que ela usou.

1.Timer - NE555 (1pc)
2. Transistor - IRF7413 (1pc)
3. Resistors - 1 ohm (2 pieces)
4. Capacitor - 0,01uF (1pc)
5. Capacitor - 0,1uF (1pc)
6. Diode - SM4007 (2 pcs)
7. Trimmer - 3329H - 50 kW (1 pc)
8. Three wire

Para a iluminação ela usou
1. Resistors 0805 - 390 Ohm (12p)
2. LEDs 0805 - white (27 pieces)
3. LED 0805 - red (9 pcs)

Já tentei simular em programas esse circuito, mas nenhum deles, nem Circuit Wizard, nem Proteus, nem online possuem todos os componentes, principalmente o transistor IRF7413 SMD e o diodo SM4007. Daí eu não sei por qual substituir para poder redimensionar.

Aqui está a placa do módulo PWM com dimmer que ela fez.

Aqui está a placa do comando com o módulo embutido.

Arqui o video da placa montada.

No meu projeto eu irei utilizar 47 leds SMD 0805 Azul 3.6v 20mA e 13 leds SMD 0805 Branco 3.3v 20mA.

Não estou conseguindo simular se com esse projeto acima os array de led com seus devidos resistores irão funcionar, porque não encontro alguns componentes nos simuladores.

Usando esse conceito acima eu encontrei 1 milhão de esquemas na internet, mas cada um muda alguma coisa, e acabo me confundindo ainda mais.

Portanto eu foquei no dela e fiz muita pesquisa para encontrar um PWM com dimmer para eu tentar ajustar para meu projeto.

Eu tentei fazer um esquema elétrico baseado nesse site que é muito parecido com o dela.

http://www.reuk.co.uk/LED-Dimmer-Circuit.htm

O conceito é esse

Na descrição abaixo informar que se quiser um dimmer de 1 a 99% de precisão tem que usar o diodo de germanium 1N34A no lugar do IN4148 (só encontro 1N4148) consigo uma precisão melhor. Também não sei qual transistor NPN devo usar.

"The NPN transistor selected must have an Ic rating in excess of the sum of the peak currents flowing through the strings of LEDs.
In our test circuit, the resistors in the LED strings were chosen to provide a forward current of 25mA to the LEDs. With three equal strings, the total current was 75mA and so we chose a transistor (BC547) with an Ic rating of 200mA - better safe than sorry.

This dimmer circuit cannot be used to turn the LEDs all the way off or to full brightness. In fact it operates within a duty cycle range of 5%-95% as the potentiometer (labelled P1) is turned from minimum to maximum. (By using germanium diodes in place of the two IN4148 signal diodes this dimming range can be extended to go from 1%-99%.)"

Então eu fiz um array com os leds que preciso, mas sei que não está correto porque não sei qual NPN devo usar e o dimmer não está simulando corretamente.

Então, peço por gentileza se alguém poder me auxiliar na adequações eu ficarei muito agradecido.

Agora se não for possível substituir os componentes pelos que existem aqui no Brasil eu vou ter que importar o que for definido no final.

Muito obrigado à todos!

Denys

dhandrei · 13 de junho de 2016

Pessoal, podem me ajudar?

Eu resolvi que não será necessário o dimmer no meu caso.

Portanto eu comprei alguns componentes para testar na protoboard.

Eu achei esse esquema PWM na internet.

Só que não foi especificado o componente M1.

Fiz alguns ajustes e testei na protoboard com uma fonte de 12v e funcionou.

Quando fui testar no carro descobri que meu carro usa 17,5V com motor ligado e 15,5 com motor desligado.

Testei a protoboard no carro e não houve nenhuma queima de componentes.

Fiz o no circuit wizard o esquema e fui testando.

Gostaria da ajuda para me dizer se está correto, se não está estressando os componentes.

Estou disponibilizando o arquivo do CircuitWizard para melhor visualização e para poderem ajudar sem ter que ficar confeccionando o esquema.

agradeço quem poder ajudar.

att,

Denys

Somente PWM 2 - 48 led azul e 13 led branco - Circuito testado OK para confecção.cwz

dhandrei · 3 de julho de 2016

Pessoal, alguém pode me ajudar?

Fiz esse circuito anexo com o LM7808, porém com os leds em mãos e ajustando todos os pontos de luz, irei usar na verdade 60 leds 3mm sendo 48 azuis e 12 vermelhos.

O problema é que todos os leds usam 20mA o total é 1.2A e no multímetro também marcou 1.2A de carga.

Na protoboard o LM7808 está esquentando, deixei ligado 48hs ininterruptas e o mesmo não desarma por proteção de calor e nem oscila.

Como ele pode trabalhar com no máximo 1A eu tenho certeza que estou sacrificando ele com os 1.2A e não tenho como prever quanto tempo ele irá durar.

Como já disse no começo, não tem como colocar dissipador, a ideia é usar sem mesmo.

Uma observação, não tenho termômetro para medir a real temperatura, mas segurando eles com os dedos arde um pouquinho, mas dá para segura-lo o tempo que quiser que não aumenta a sensação de calor.

Portanto, eu gostaria de saber se tem alguma forma de aumentar o ampere do circuito com algum transistor ou outro componente, ou ainda outro CI que suporte pelo menos 1.5A.

Agradeço qualquer ajuda, pois isso me impede de confeccionar a placa.