Dúvida sobre LED's

[Gabriel-Kun]

Estou querendo ligar um conjunto de LED's, mas para isso eu queria ligar direto na tomada, na minha cidade a tensão disponivel é de 220V, então pensei se cada LED precisa de 2V para acender, se colocoar 110 LED's em série (220V da rede/2V de cada LED = 110 LED's). Será que funciona ou vai queimar tudo???

Desenhei um circuito de como eles ficariam.

Os LED's são comuns de 2V por 20mA.

Agradeço desde já!!!

[hgccsp]

Pelo pouco que sei, acho meio impossivel!

veja:

120 leds x 20mA = 2,4A circulando sobre o diodo e sobre o primeiro led. leds nao suportam tanta corrente assim!!

[xyko-2020]

Amigo hgccsp, num circuito em série, tanto faz 2, 4 ,10 , 100, 1000 LEDs ou outros dispositivos, a corrente circulante será a mesma, ou seja, se passar 20mA no primeiro, vai passar pelo segundo, e assim até o último. O consumo total será os mesmos 20mA.

Porém não aconselho ninguem a ligar nem 10 LEDs em série. Na queima de apenas 1, os demais apagarão. E mesmo que fosse ligar, teria que colocar também um resistor em série, pois não é bem a soma da tensão de cada LED que determinará a tensão total.

[faller]

Estou querendo ligar um conjunto de LED's, mas para isso eu queria ligar direto na tomada, na minha cidade a tensão disponivel é de 220V, então pensei se cada LED precisa de 2V para acender, se colocoar 110 LED's em série (220V da rede/2V de cada LED = 110 LED's). Será que funciona ou vai queimar tudo???

Desenhei um circuito de como eles ficariam.

Os LED's são comuns de 2V por 20mA.

Agradeço desde já!!!

A tensão da rede ai é de 220 Volts AC. Isso significa uma forma de onda senoidal que vai desde 0 volts e sobe até a tensão de pico que é igual a 220 x Raiz de 2 = 220 x 1,4142 = 311 Volts. Logo que a tensão momentânea da rede ultrapassar os 220 volts que teoricamente seriam o somatório das tensões de cada led, a corrente desses led´s subiria (a tendência dos mesmos seria de manter a tensão em 220 V) a ponto de queimá-los. Como é uma associação série, alguns ficariam mais estressados que os outros mas já no primeiro semiciclo da rede elétrica um dos led´s iria abrir e desse modo proteger os outros. Você tem que manter uma tensão contínua de preferência, e limitar a corrente através desses leds a um valor seguro de digamos o dobro da corrente nominal no pico da tensão. Ou seja 311 - 220 = 91 volts . R=V/2I . 2 vezes o valor nominal da corrente do led. = 2 x 0,02 = 0,04

R= 91/0,040 = 2278 ohms => usar 2k2

Cálculo da potência => P=V ao quadrado/ R => 91 x 91 / 2200 = 3,76 watts => usar 5 Watts

Mais. Para garantir um acendimento em ambos os semiciclos ( para não ficar tremilicando a luz dos led´s) você deve usar uma ponte retificadora na entrada, com diodos que aguentem até 400 Volts. Do positivo dessa ponte coloque o resistor de 2200 R x 5 Watts e em seguida ligue o anodo do primeiro led. O catodo do último led deve ser ligado no terminal - da ponte.

Mesmo assim a iluminação do led ira tremilicar um pouco. Se você quiser manter uma luminação melhor, mais estável nesses leds, você poderá colocar um capacitor na saída da ponte (com isolação para 400 Volts por favor senão ele irá decolar, explodir na hora) e com uma boa capacitância para suprir a corrente dos leds enquanto tensão instantânea da rede baixar de 220 Volts. No uso do capacitor, o resistor poderá ter a seu valor da resistência dobrado. Poderá asumir um valor de 4.700 ohms. O valor do capacitor poderá ser de 47 uF x 400 Volts. Cuide pois esse capacitor armazanará energia suficiente para fornecer um choque de primeira grandeza.. Da ordem de 310 Volts...Dá para tontear e, para quem sofre do coração quem sabe pode até fazer dançar... Uma boa providência seria colocar em paralelo com esse capacitor um resistor de uns 47K, que garantiria a descarga do mesmo em menos de 10 segundos...

Vale lembrar que o risco dessa gambiarra dai não funcionar é grande pois uma associação em série com tamanha quantidade de leds tem tudo para dar problemas. Lembre-se das lâmpadas de natal. Aquelas que quando uma falha toda se apagam... E olha que llá são tão somente umas 20 lâmpadas e não 110 como queres..

Abraço...

[hgccsp]

valeu a lembrança soschip!!

eu sempre me quebro nessas associaçoes!!

vamos ver se agora eu acerto: a corrente seria 2,4A se eles fossem ligados em paralelo, correto??

as vezes me da umas bobeiras que eu esqueço da lei de ohm, odeio isso!

mas enfim, vivendo e aprendendo. ainda tenho mais 4 anos e meio de mecatronica pela frente, um dia eu aprendo isso!!

[Gabriel-Kun]

É pelo jeito ligar estes LED's vai ser difícil; heim, mas será que tem outro jeito de ligar estes LED's de uma maneira diferente, para ficar melhor?

Faller, o esquema que você sugeriu é desse jeito??

[faller]

É pelo jeito ligar estes LED's vai ser difícil; heim, mas será que tem outro jeito de ligar estes LED's de uma maneira diferente, para ficar melhor?

Faller, o esquema que você sugeriu é desse jeito??

Quase tudo certo. A adição do capacitor transforma uma tensão pulsante em uma tensão contínua, com um valor mais ou menos constante, com tensão alta, não é mais necessário fazer passar uma corente tão forte nos leds, que agora podem assumir sua corrente nominal. O resistor poderá ser levado a 4K7 91/4700 = 19 mA .

Lembre-se que sem o capacitor era necessário dar uma dopada na corrente do led pois o mesmo ficaria apagado grande parte do tempo. Com uma tensão contínua mais estável, perto do valor de pico, esse "plus" de corrente não é mais necessário.

No esquemático substitua 2K2 por 4K7 x 1 Watt.

Quanto a ligar muitos leds se isso se fizer necessário, esse esquema vai funcionar sim. O problema começa a aparecer quando tiver que dar manutenção. De um lado a confiabilidade vão pro saco. Se 1% de seus leds danificarem (de ruim mesmo que são) seu paimel apaga todo. De outro lado para você descobrir qual dos 110 leds que você deve trocar, você terá que sair dando um curto em um por um dos leds do painel até que o restante acenda. Se vê for um cara azarado um dia queimarão dois leds... Dai a porca torce o rabo... Veja só a dificuldade que você terá para descobrí-los...

Se seu problema é muito grande, separe-o em várias partes. Sei lá... em pequenos painéis de 10 leds é muito melhor de dar manutenção que em um grande de 110 Leds. Nesse caso pense em alimentar esses painéis com tensão menor (transformador) Também não adiantará colocar 11 desses painéis de 10 led´s em série. O problema voltará.

Outro fator de risco é que, quando você quer ligar isso tudo em 220 Volts, tenho certeza que está pensando em economia, e os ligará direto na rede, e quem sabe até, em um ambiente mais ou menos hostil...

Pela rede de 220 Volts (ou de 127 Volts) circula bem mais do que a energia pura, teórica que imaginamos. Veja que a rede elétrica se comporta como uma grande antena coletiva, onde além de seu dispositivo tem, de um modo ou de outro, mais ou menos em paralelo com esse seu dispositivo, aquele equipamento de solda elétrica daquela serralheria de perto de sua casa, gerando sujeira na rede o tempo todo. Tem os motores dos elevadores de seu prédio, ou do prédio ao lado, tem um sem fim de aplicações todas elas gerando espúrios e ruídos na rede elétrica e todos a fim de queimar um desses seus leds... Tudo vai conspirar contra essa sua montagem tão logo esses equipamentos souberem que basta queimar um desses seus leds para tudo se apagar... Vai funcionar sim, mas vai queimar um dia, quem sabe outro dia, etc.

Não estou torcendo contra, mas estou avisando...

Abraço...

[Gabriel-Kun]

Estive pensando, no que o faller escreveu, então desenhei um circuito com os LED's de maneira diferente, não sei se vai funcionar mas o problema de que se queimar um LED todos apagam, fica menor, pois fiz blocos de 5 LED's em série, e coloquei em paralelo. Mas tenho uma dúvida sobre qual resistor colocar.

O circuito que desenhei:

[faller]

Estive pensando, no que o faller escreveu, então desenhei um circuito com os LED's de maneira diferente, não sei se vai funcionar mas o problema de que se queimar um LED todos apagam, fica menor, pois fiz blocos de 5 LED's em série, e coloquei em paralelo. Mas tenho uma dúvida sobre qual resistor colocar.

O circuito que desenhei:

Cada associação série de cinco leds deverá ter, se submetida a uma corrente conhecida, uma tensão característica diferente. Leds não são como lâmpadas. Ao colocar os 11 braços de 5 leds em parasérie, a tensão estabelecida em todos os braços, cada um com 5 leds série, em paralelo, a tensão final em todos os braços será a mesma, mas a corrente em cada braça não será a mesma, terá diferentes valores de corrente em cada braço de 5 leds. A percepção visual dessa diferença pode ser mais ou menos gritante, em função até da repetibilidade das condições de fabricação desses leds.

Para uma solução desse tipo, há que colocar um resistor para cada braço de 5 leds, e alimentar o conjunto, de preferência, com uma tensão menor para evitar a dissipação elevada de energia em cima dos resistores. Não há necessidade do resistor único, ficando somente os 11 resistores, um para cada braço com 5 leds.

Para calcular use as leis básicas da eletricidade que são;

V=RxI P=VxV/R P=IxIxR

Por exemplo:

Imagine 11 resistores, um para cada serie de 5 leds:

Vresistor = Vpico - Vled => 220 x 1,4142 -10 = 311 - 10 = 301 Volts

Iled = 0,02A

R = Vled/Iled => 301/0,02 = 15050 => 15K

Presistor = VxV/15K = 301 x 301 / 15.000 = 6 Watts => usar 15K x 10 Watts.

Essa tensão de 220 aplicada ao capacitor é muito alta. Imagine um tranformador ligado em 220 e com secundário liberando 12 Volts 500 mA

Vpico = 12 x 1,4242 = 17 Volts

Vresistor = 17-10 = 7 Volts => R = 7/0,02=350 R => usar 390R 7x7/390 = 1/8 Watt = Pode usar 1/4 Watt. O capacitor da fonte poderá nesse caso ser de 470uF x 25 Volts (maior capacidade e menor tensão)

Abraço...

[Gabriel-Kun]

Será que tem outro jeito de ligar estes 110LED's, de um modo mais barato?

[faller]

O modo mais barato me parece ser um meio termo entre assovciações série/paralelo rebaixando a tensão com transformador. Os resistores de 1/8 de Watt são de baixo custo, diodos também.

Caros são capacitor de 47uF 350Ve resistor de 60 Watts

O transformador 220 : 2x12 Volts x 500 mA é uma peça mais barata que um resistor de 60 Watts.

Um resistor para 5 leds já é uma simplificação... O normal seria 1 resistor para 1 ou dois leds no máximo..

Mas tudo isso depende do uso a que for dado para o painel. Se ele fosse ficar em cima de um poste, por exemplo, (de difícil manutenção) procuraria fazer uma solução confiável e não econômica..

[Gabriel-Kun]

e ai, andei pensando melhor.... e o faller tem razão "Se ele fosse ficar em cima de um poste, por exemplo, (de difícil manutenção) procuraria fazer uma solução confiável e não econômica..", então vou colocar em parasérie, com um trafo e um resistor para cada 5 LED's.

E então faller o circuito para ficar do jeito que você falou é assim?

[xyko-2020]

Gabriel, só um detalhe, se for LEDs brancos ou azuis, terá que aumentar a tensão desse trafo para uns 18V pois uma série de 5 LEDs brancos ou azuis precisa de pelo menos 17V com a colocação de um resistor (dependendo do fabricante cada um acende com +/- 3,3V) .

[Gabriel-Kun]

Obrigado por me lembrar, mas a corrente também é alterada? Porque o trafo é de 500mA.

[xyko-2020]

Se você dimensionar os resistores para 20mA em cada série, terá um consumo total de 440mA. 500mA seria quase o limite então seria recomendável um trafo de pelo menos 600mA para uma pequena margem de segurança.