Utilização de diodo (básico)

Tobi Norris · 6 de maio de 2017

Pessoal, estou montando um circuito com arduino para controle de uma fita de LED digital de 5V.

Minha fonte é de 5v 2A e quero adicionar um componente para proteger meu circuito caso seja ligado a uma tensão superior (Ex: 12v) ou inverter os polos (negativo e positivo).

Me indicaram o uso de um diodo para tal, porém encontrei apenas diodos com tensão alta (Ex: 60v), que resolve apenas o caso 2 e não o 1 (verificar tensão).

Daí me indicaram utilizar um diodo zener, porém pelo que pesquisei ele depende da corrente (Imax e Imin) para funcionar corretamente. Até aí tudo bem, porém estou confuso para saber como utilizá-lo, pois meu circuito consome de 0.5A quando apenas alguns componentes estão ligados e 2.0A quando minha fita de led é acionada, além das variações quando coloco algum efeito para ela. Outro ponto que verifiquei é que nesta corrente o diodo zener não suporta em alguns casos.

Poderiam me dar um orientação básica de como criar esta proteção no meu circuito, seja com diodo ou qualquer outro componente (ex: diodo + regulador de tensão).

Obrigado.

MOR_AL · 6 de maio de 2017

Você tem que atuar no estágio da fonte de alimentação.

1 - Qual é o circuito de sua fonte, ou como você está obtendo os 5V?

2 - Sua placa recebe uma tensão maior e nela há um regulador? Acredito que não.

MOR_AL

Tobi Norris · 6 de maio de 2017

@MOR , respondendo suas perguntas:

1) Estou conectando uma fonte externa 5V, porém quero proteger meu circuito caso seja conectada uma fonte de maior tensão ou mesmo que os polos sejam invertidos.

2) Eu não tenho regulador de tensão... Até posso conectar um, porém o LM7805 me limita a 1A e preciso de 2A.

6 de maio de 2017

Um diodo direcionando a corrente como você falou e um regulador de tensão... tem uns reguladores de 3A e 5v (tem que colocar dissipador) ou pega um regulador de menos amperes e liga a um transistor para aumentar a corrente fornecida... Com tudo isso você pode tanto plugar tensões maiores dependendo do datasheet do regulador e evitar que ligue invertido a fonte.

Eu estou olhando você falar de fita de led tomara que não seja alguma coisa que puxe mais corrente que o controlador* aguente ^^

Renato.88 · 6 de maio de 2017

@Tobi Norris Se seu circuito é 5V e sua fonte também, qual a necessidade de tantas proteções?

Quando você coloca circuitos desse tipo na entrada, torna meio difícil a alimentação com a fonte de 5V, veja:

Se você põe um diodo retificador em série com o circuito para que ninguém ligue invertido, já perdeu 0,7V aí, pois o diodo sempre "rouba" essa tensão. Então sobrará 4,3V para alimentar o seu circuito. Porém ainda não vejo maneira melhor de se fazer isso.

Sobre uma maneira de funcionar somente em 5V, a maneira mais prática seria um regulador/estabilizador de tensão. Mas estes perdem mais tensão ainda necessitando de 2 ou 3V para funcionar, o que torna impossível alimentar o circuito com 5V.

Uma maneira mais viável seria usar um relé com bobina de 6V + resistor em série onde:

Em 5V este relé não funcione de jeito nenhum, mas com tensões maiores seus contatos se fechem desligando a carga.

A carga deverá estar no contato NF do relé.

Sensação de deja vu agora:

6 de maio de 2017

9 minutos atrás, Mestre88 disse:

Se seu circuito é 5V e sua fonte também, qual a necessidade de tantas proteções?

Quando você coloca circuitos desse tipo na entrada, torna meio difícil a alimentação com a fonte de 5V, veja:

Se você põe um diodo retificador em série com o circuito para que ninguém ligue invertido, já perdeu 0,7V aí, pois o diodo sempre "rouba" essa tensão. Então sobrará 4,3V para alimentar o seu circuito. Porém ainda não vejo maneira melhor de se fazer isso.

Sobre uma maneira de funcionar somente em 5V, a maneira mais prática seria um regulador/estabilizador de tensão. Mas estes perdem mais tensão ainda necessitando de 2 ou 3V para funcionar, o que torna impossível alimentar o circuito com 5V.

Uma maneira mais viável seria usar um relé com bobina de 6V + resistor em série onde:

Em 5V este relé não funcione de jeito nenhum, mas com tensões maiores seus contatos se fechem desligando a carga.

A carga deverá estar no contato NF do relé.

Sensação de deja vu agora:

Putz... não é que eu esqueci disso! E olha que já falei isso em outro tópico.... Tem que ter dois volts a mais no mínimo na fonte para fazer isso... mas se for colocar outra fonte de 12v ai , sim, o regulador vai ser necessário. Claro, depende se a o teu controlador já não tem um regulador desses.

Tobi Norris · 6 de maio de 2017

Posso mudar então para uma fonte de 12V e assim uso um diodo para proteção de inversão. Dessa forma uso um regulador de tensão, encontrei o LM2596 que permite 3A de saída.

Renato.88 · 6 de maio de 2017

Pode.

Um diodo bem comum que você pode usar são os 1N54XX para corrente de até 3A.

MOR_AL · 6 de maio de 2017

Estou entendendo que sua fonte se encontra separada do circuito dos leds e que você quer uma proteção, caso inverta as tensões da fonte no circuito ou caso sua tensão seja maior que 5V.

Bom. Já mencionaram que com um diodo em série, a fonte de 5V mais o diodo vão fornecer menos tensão para o circuito. Quanto menos? Vai depender do consumo de corrente do seu circuito. Mas algo perto de 0,7V, o que não é legal.

O detalhe é que os leds agem como zeners. À partir de determinada tensão de condução, sua resistência interna cai rapidamente e a corrente sobe descontroladamente. Por isso é que se coloca um resistor limitador, ou mesmo uma fonte de corrente. Esta garante que a corrente seja conhecida perfeitamente.

Aumentar a tensão da fonte para 12V, vai fazer o que tiver entre ela e o circuito dos leds, dissipar pelo menos (12V - 5V)*2A = 14W. É muita potência para qualquer componente, exigindo um muito bom dissipador.

Se você tiver algo que mostre o seu circuito de leds, ou as especificações, poste aqui, que a gente tenta uma solução melhor.

Se você mantiver uma fonte dedicada para o seu circuito, então seus problemas terminaram. Bastaria uma fonte chaveada para 5V e dois ou um pouco mais amperes, já conectada ao seu circuito.

MOR_AL

7 de maio de 2017

Acredito que também tenha o consumo do circuito do regulador, tipo (12-7)*2=10W.

Ele pode usar também uma fonte de 9v ... (9-7)*2=4W.

Essa conta diretona sem considerar o gráfico desses reguladores é complicado X)

adicionado 11 minutos depois

esqueci a queda de tensão do diodo... mas vamos botar isso variação de consumo ai ^^ se não, se for considerar tudo daqui apouco está em 2W huauhauha

ADITANDO:

Adicionando, o faller me esclareceu que a corrente consumida é baixa pelo regulador... então ele vai dissipar o que o MOR falou ^^

Tobi Norris · 8 de maio de 2017

Esclarecendo algumas dúvidas:

1) Meu circuito é composto por 1 Arduíno pro mini + módulo de Bluetooth + 3 Leds. A tensão é de 5V e consome menos de 0.5A (medi com multímetro e ficou em torno de 0.3A).
2) Minha fita de LED é digital de 5V. Estou calculando que ela irá consumir em torno de uns 3A ao total.

3) Estou usando uma fonte externa de 5V 2A.

Entendo que precisarei aumentar um pouco a fonte neste cenário. Estou pensando em utilizar uma fonte de 12V 5A, daí vou ter que colocar um redutor de tensão para 5V. O que me indicam?

MOR_AL · 8 de maio de 2017

Você tem mais informações sobre esta fita de leds?

1 - Quantos leds. Fotos ou endereço da imagem deles, de onde comprou...

2 - Como estão ligados. Circuito deles.

3 - Tensão de condução de cada led versus a corrente nele.

Mas já posso dar a segunda dica. A primeira encontra-se em minha postagem #9,

"Se você mantiver uma fonte dedicada para o seu circuito, então seus problemas terminaram. Bastaria uma fonte chaveada para 5V e dois ou um pouco mais amperes, já conectada ao seu circuito."

Segunda dica:

Reserve esta fonte de 5V, 2A para a fita de leds e compre uma fonte menor de 5V, 1A para o restante. Assim a probabilidade do consumo da fita alterar os 5V de menor consumo fica reduzida e o Arduino não vai reclamar. Além disso, a fonte de 5V, 1A é bem mais barata que uma fonte de 12V, 5A. Sem mencionar que você terá que colocar algo entre estes 12V e a fita dos leds, aumentando ainda mais os custos.

Isso, considerando que a fita de leds deve ser alimentada com os 5V. Mas tente responder os três itens desta minha postagem, que talvez possamos apresentar uma solução melhor.

MOR_AL

Tobi Norris · 9 de maio de 2017

@MOR São muito pertinentes suas perguntas e me fez refletir alguns pontos no meu circuito que não tinha percebido, principalmente em relação ao consumo. Vamos as respostas:

1 - Quantos leds. Fotos ou endereço da imagem deles, de onde comprou...

É uma fita de LED Digital 5V com 60Leds por metro. Modelo do LED: WS2812B

Igual a essa: http://www.ebay.com/itm/371432213255?_trksid=p2057872.m2749.l2649&var=640506846073&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

2 - Como estão ligados. Circuito deles.

Estou utilizando uma fonte 5V 2A. Ela está conectada a um capacitor de 1000uf e alimentando:

- Arduino Pro mini

- sensor LDR (desconectei, portanto não está consumindo nada)

- 3 Leds

- módulo bluetooth para arduino

- Fita de LED

3 - Tensão de condução de cada led versus a corrente nele.

Bingo! Aqui está o problema.... Na especificação consta 0.3W por Led, ou seja, 1 Metro (60leds) = 18w (absurdo!! rs)

Considerando que a fita é 5V, cada metro precisa de cerca 3,6A para seu funcionamento com a máxima potência em com as 3 cores ativadas (RGB), porém eu não consigo chegar a estes valores medindo pelo multímetro.... Para ter uma ideia, eu acionei 150 Leds e o consumo máximo foi 1.9A, sendo que em alguns casos fica entre 1A e 1,5A

A dica de manter 2 fontes de alimentação, sendo uma para o circuito do Arduino e outra para fita é muito válida, pois meu arduino está travando em alguns casos e suspeito que seja por conta da alimentação.

Ainda não sei como resolver a fonte para fita, pois a corrente que ela precisa é muita alta, imagina se eu for utilizar uns 4 metros (72W). A melhor saída seria ter uma fonte 12V que tem o preço bem mais em conta, porém volta aquele caso de ter um regulador de tensão 5V e com alta corrente (até mais do que eu imaginava)...

MOR_AL · 9 de maio de 2017

54 minutos atrás, Tobi Norris disse:

@MOR São muito pertinentes suas perguntas e me fez refletir alguns pontos no meu circuito que não tinha percebido, principalmente em relação ao consumo. Vamos as respostas:

1 - Quantos leds. Fotos ou endereço da imagem deles, de onde comprou...

É uma fita de LED Digital 5V com 60Leds por metro. Modelo do LED: WS2812B

Igual a essa: http://www.ebay.com/itm/371432213255?_trksid=p2057872.m2749.l2649&var=640506846073&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

Dei uma olhada no endereço e não consegui nehuma informação mais relevante. Apenas que a alimentação é de 5V e 0,3W por led. Como sua fita tem 300 leds, então a corrente que eles puxam é de 300 leds * 0,3W / 5V = 18A. Será isso mesmo na prática?

2 - Como estão ligados. Circuito deles.

Estou utilizando uma fonte 5V 2A. Ela está conectada a um capacitor de 1000uf e alimentando:

- Arduino Pro mini

- sensor LDR (desconectei, portanto não está consumindo nada)

- 3 Leds

- módulo bluetooth para arduino

- Fita de LED]

Pois é. Eu faria como já mencionado. Uma fonte separada e com menos capacidade de corrente para o circuito sem a fita de led.

3 - Tensão de condução de cada led versus a corrente nele.

Bingo! Aqui está o problema.... Na especificação consta 0.3W por Led, ou seja, 1 Metro (60leds) = 18w (absurdo!! rs)

Considerando que a fita é 5V, cada metro precisa de cerca 3,6A para seu funcionamento com a máxima potência em com as 3 cores ativadas (RGB), porém eu não consigo chegar a estes valores medindo pelo multímetro.... Para ter uma ideia, eu acionei 150 Leds e o consumo máximo foi 1.9A, sendo que em alguns casos fica entre 1A e 1,5A

Considere o máximo, mas tem algo errado aí. Pelas especificações, o consumo de corrente deveria ser próximo a 150 * 0,3 / 5 = 9A.

Faça um teste com a menor tira deste kit de leds. Algo que sua fonte de 5V possa aguentar SEM alterar a tensão de 5V de saída:

1 - Acione as três cores ao mesmo tempo e, caso haja algum controle de luminosidade, coloque-o no máximo.

2 - Verifique se a tensão da fonte se mantém em 5V e meça a corrente fornecida pela fonte.

3 - Ache a potência máxima por led. Pled = Vfonte * I fonte / número de leds. Este valor será sua referência de consumo de cada led.

4 - Verifique se este valor se repete para outros conjuntos similares ao do item 3 e use o maior consumo por garantia.

5 - Com o resultado do item 4, calcule a corrente necessária para seu kit de leds.

6 - Mantenha outra fonte apenas para alimentar o resto do circuito e torne os dois terras unidos.

A dica de manter 2 fontes de alimentação, sendo uma para o circuito do Arduino e outra para fita é muito válida, pois meu arduino está travando em alguns casos e suspeito que seja por conta da alimentação.

É, pode ser isso mesmo.

Ainda não sei como resolver a fonte para fita, pois a corrente que ela precisa é muita alta, imagina se eu for utilizar uns 4 metros (72W). A melhor saída seria ter uma fonte 12V que tem o preço bem mais em conta, porém volta aquele caso de ter um regulador de tensão 5V e com alta corrente (até mais do que eu imaginava)...

Pelas especificações, a tensão de alimentação tem que ser de 5V. Não valeria a pena consumir mais energia à toa.

Você pode separar os leds em grupos, cada qual com sua fonte de 5V.

Diga o que você quer fazer, talvez haja uma outra opção mais viável.

Em tempo:

fui no Youtube e encontrei este vídeo.

Mas tem muitos outros lá do mesmo tipo, que vai te ajudar a resolver o seu problema.

MOR_AL

Tobi Norris · 9 de maio de 2017

Vou fazer estes testes e depois posto aqui.

Sobre o vídeo, essas fitas são RGB simples (12v) e não RGB Digital (5v).

obrigado

MOR_AL · 10 de maio de 2017

5 horas atrás, Tobi Norris disse:

Vou fazer estes testes e depois posto aqui.

Sobre o vídeo, essas fitas são RGB simples (12v) e não RGB Digital (5v).

obrigado

Sei disso, mas é apenas como acesso aos muitos outros vídeos sobre o assunto.

MOR_AL