Jednostavni DIY LED driveri

[viktori]

Pozdrav,

Ja sam zagovornik LED drivera, pa otvaram tu temu.

Osobno sam isprobao nekoliko razlicitih varijanti i slozenosti LED drivera iz samogradnje.

Do sada mi je najjednostavniji LED driver ovaj predstavljen u koraku 6, a na slici oznacen sa #1:



Izvor: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/?ALLSTEPS


Ako radim driver za PWM regulaciju uz pomoc arduina, najjednostavniji driver je modificirana verzija iz koraka 8, oznaka #5.



Izvor: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/?ALLSTEPS

Modifikacija koju koristim je dodatni tranzistor i 2 otpornika izmedju PWM izlaza arduina i PWM ulaza sklopa #5, tako da je modificirana shema ova:



Nisam isprobavao sa IRF520, samo sa FETom sa izvorne sheme, odnosno FQP50N06. Taj radi dobro i poprilicno unutar tamo objavljenih proracuna.

Shema modifikacije izvono objavljena tu: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/?ALLSTEPS#CYEHRNEH9G15WG4

Takodjer, proracun bih malo korigirao, umjesto

I=0.5/R3

empirijski sam utvrdio da je bolje racunati R3 po formuli:

I=0.6/R3

Ako netko ima neku bolju ili jednostavniju shemu/driver, neka posta.

Biljezim se sa stovanjem,
Viktor


P.S.
Ako je zabranjeno koristiti fotke sa drugih sajtova, molim moderatore da maknu fotke.

[viktori]

Arduino ima PWM na ~490Hz, a ovaj driver koji trenutno koristim u kombinaciji s arduinom interno oscilira navodno na ~100kHz, ako me sjecanje sluzi od kad sam detaljno citao instructable.

U svakom slucaju, nema nikakvog zujanja, sve je potpuno besumno.

Najniza razina jacine svjetlosti koja se moze postici sa arduinom i ovim driverom je toliko mala da ja ne bih to nazvao niti slabim moonlightom. To je toliko slabo da upaljena sibica kraj tri odjednom upaljene XM-L ledice na najnizoj razini izgleda kao moderni Xenon naspram orginal farova VW bube iz 1958.

[Veky]

Evo par promišljanja, no nemojte me shvaćati previše ozbiljno jer već desetljeće ne živim od struke (elektronike) nego od programiranja.

koliko me još mozak služi, ovo bi trebala biti regulacija konstantne struje, a ovaj R3 bi trebalo mijenjati ovisno o struji? Također R3 bi trebao biti nešto više snage s obzirom na struju i disipaciju energije. istina, ne veliku ali je treba uzeti u obzir.
Također, vrijednost otpora prema struji bi trebala biti ovisna o naponu Ube tranzistora i ovisi od tranzistora - do tranzistora, gdje mu je radna točka i na kojem Ube otvara.

Ima li Arduino tj. atmel PullUp-pve. na Vcc ? Ako nema, da bi ova shema sa Arduino PWM-a. stabilnije radila možda treba staviti pullup između kolektora Q1 i Vcc (trebalo bi izračunati, no odokativno na 5V nekih 10kOhma).

[strasilo]

alo ... ALOOO ... sad već za*ebavate neuki narod .... pričajte na hrvatskom ... 

[penzic]

alo ... ALOOO ... sad već za*ebavate neuki narod .... pričajte na hrvatskom ... 

Je, slažem se.Naslov je "Jednostavni DIY....".Ovo je neki drugi forum.Tu je ljudima komplicirano pospojiti ledice,a kamoli nešto više.Moj aruDino se sastoji od tri tajmera i tako postepeno palim i gasim.Akvariju tak sejedno,a meni za oko dosta.
Mislim da je za većinu dovoljno:  tajmer, strašilo napajanje,dimmer 5$.ledice i peljepa kutija.

[Kwan]

Kod ovog R3 je teško precizno struju postavit uzevši u obzir toleranciju komponenti jel se radi o jako malom otporu i izvodi se najčešće kombinacijom 2 otpora
A što veky kaže za disipaciju ti otpori bi trebali bit bar 2W+
Nebi bilo na odmet dodati i neke osigurače prema napajanju just in case

[Veky]

Upravo tako, i meni je na um pala tolerancija elemenata, prvenstveno otpornika. Em se standardno proizvodi u nekoj toleranciji, em se mijenja otpor pri zagrijavanju (radu). Eventualno malo "predimenzionirati" onaj R3 i paralelno mu dodati trimer potenciometar pa bi se naponskim djelilom moglo finije podesiti max. struju, no ni to baš nije presigurno rješenje.

Ma dajte ljudi, to uopće nije komplicirano, pa takav nivo DIY elektronike je bio nekad normala u časopisu Sam svoj majstor. K tome ovo su osnove elektroničkih sklopova negdje tamo sa 3. godine srednje tehničke škole.

Slično je akvaristici. Netko će postati akvarist kad kupi "kuglu" i 2 gupyja, netko će biti sa 100 litarskim akvarijem, a netko će također biti akvarist no sam će miješati micro i macro elemete u svojim gnojivima, proračunavati CO2 i čistiti vodu kroz ro-di.
Ovaj s kuglom ne zna puno o co2, o gnojivima ili pH/KH/GH no činjenica je da svi mijenjaju vodu i znaju što je voda. Samo ovi napredniji malo više znaju što je to voda. Da će ovim "kuglastima" biti "nečitki" - hoće, a ne trebaju komplikacije nego samo da im gupići prežive što dulje.

Osim toga, svakome tko "nije doma" na nekom području dobro dođe savjet nekoga iz struke. Ja se recimo još od srednje škole gubim u koncepciji molarne mase i najradije preskočim temu kad neki kemičar počne pisati u Mol i milimolima  (a tako nekako stojim i sa pravom i zakonima).

[marinjo]

O Veky, ja bi tako volija da si ti upravu... Al treba mi dva života da shvatim:

Ima li Arduino tj. atmel PullUp-pve. na Vcc ?

A ništa, iden opet od prvog posta

[Cira]

Odavno nisam pratio slatkovodnu akvaristiku ovde i sad sam primetio ovu temu. Inace sam krenuo sa istim uputstvima koji su navedeni ovde ali sam kasnije nasao jos jednostavniju semu sa samo jednim tranzistorom i MOSFETOM.

http://www.instructables.com/id/Build-the-Ultimate-Larson-Scanner/

Sinoc sam postavio slicnu temu sa mojim iskustvima sa DIY drajverima.
https://www.akvarij.net/forum/index.php?topic=93033.0

[viktori]

Wohoo \o/

Izvrstan clanak!

Ova moja modifikacija sa dodatnim tranzistorom i 2 otpornika vise omogucava proracun po izvornoj formuli, ali istovremeno osigurava da arduino otvara FET do kraja, zato i koristim tu modifikaciju.

A izvorna shema je ista, tranzistor, FET i dva otpornika. FET ovaj ili FET onaj, za ove potrebe i namjenu *skoro* pa isto. Nije svaki FET isti, naravno, ali ako su slicne karakteristike, otprilike je to to.

[Cira]

Wohoo \o/

Izvrstan clanak!

Hvala

Ova moja modifikacija sa dodatnim tranzistorom i 2 otpornika vise omogucava proracun po izvornoj formuli, ali istovremeno osigurava da arduino otvara FET do kraja, zato i koristim tu modifikaciju.

Znam nasao sam na to cak sam nasao i ovo uputstvo koje koristi dva tranzistora da bi se FET brze otvarao i zatvarao pa onda jos kondenzatore i otpornike da bi ispeglao liniju na osciloskopu.



Ali onda sam se zapitao da je to neophodno. Ono sto autor navodi kao zakljucak: That certainly looks nice. I still don't think it is more then aesthetics though..

Zato sam i isao linijom manjeg otpora i prvo testirao kako to radi. Prvo sam proverio da li se FET otvara kako treba. Arduino mi daje 4,2-5v u zavisnosti da li je na USB samo ili ima i napajanje. Tako da je to vise on FET threshold koji je 2-4V. Ako FET nije potpuno otvoren (obicno su predvidjeni da rade na 10V) on ne moze da propusti maksimalno deklarisanu struju, Medjutim 0,7 ili 1A koliko nama treba po kanalu FET moze da pusti "zavezanih ociju" tako da sam isao linijom manjeg otpora i izbacio taj jedan transistor. Doduse da donesem tu odluku mi je pomoglo i drugo uputstvo: http://arduinodiy.wordpress.com/2012/05/02/using-mosfets-with-ttl-levels/ koje kaze:

The IRF530 is a better choice. At 5V volt on the gate, the IRF530 will pass something around 4.5Amps...... The relatively cheap BUZ11 is also an option. Slucajno sam te bez problema mogao da ih nadjem u elektro radnji a BUZ11 mi vec 5 godina kontrolise brzinu ventilatora u akvarijumu pa sam iskoristio starog znanca.

Ni jedan logicki MOSFET (koji radi na 5V) u radnji nisam uspeo da nadjem, tj bio je jedna u SMD varijanti sa cenom oko 6e 

Zakljucak ovog mog pisanija? Ako koristite arduino na 5V moja sema je malo jednostavinja ako koristite 3,3V mikroprocesore - moja sema ima dobre sanse da nece da radi. 

[viktori]

Iskreno, ja nemam nista protiv ni one izvorne seme koja je dosta dobra.

Ovo sa shuntom mi izgleda kao overkill. Ako imas neki link na komentare ili diskusiju, pejstaj, rado bih procitao.

Dakle, ti si smanjivao R3 da bi dobio struju koja ti treba, a koju arduino ne moze sam osigurati jer ne otvara FET do kraja? Jesam dobro rezimirao?

Problem je u tome da ce ti struja biti znacajno veca od one koja ti treba ako iskopcas PWM pin i ostavis driver da sam regulira bez arduina. Probaj pa javi. Meni je taj rizik neprihvatljiv.

[bojan.c]

Jednu stvar zaboravljate da se takvi driveri (ako rade na 0.7A) jako griju i treba imati dobar hladnjak za njih. Provjereno iz prve ruke

[Cira]

Iskreno, ja nemam nista protiv ni one izvorne seme koja je dosta dobra.

Ovo sa shuntom mi izgleda kao overkill. Ako imas neki link na komentare ili diskusiju, pejstaj, rado bih procitao.

http://joost.damad.be/2012/09/dimming-12v-led-strip-with-mosfet-and.html
http://joost.damad.be/2012/09/imming-12v-led-strip-with-mosfet-and.html
http://joost.damad.be/2012/09/dimming-12v-led-strip-with-mosfet-and_29.html

Tip je lepo sve objasnio ali da bi primenili to u praksi neophodan nam je osciloskop jer sa razlicitim vrednostim dobija sasvim razlicite rezultate koji nisu linearni ni logaritamski. 

Dakle, ti si smanjivao R3 da bi dobio struju koja ti treba, a koju arduino ne moze sam osigurati jer ne otvara FET do kraja? Jesam dobro rezimirao?

Nisam ni sam siguran sta je sve tu bilo ali definitivno nisam mogao da prebacim preko 550-600mA. Rekao bih da je primarni problem napajanje od 36V ali sam uzput primetio da gubim snagu mozda zato sto i Arduino nema 5V nego 4.1V. Uradio sam sledece:
- Povecavao sam napon do 40V i dobijao 620mA ili tako nesto.
- Jednu LED sam kratko spojio tako da sam dobio 9x 3,6V tj 3,6V vise nego sto bi trebalo - Struja je porasla na oko 1000mA - Zakljucak: otpornik nije dovoljno veliki i ne ogranicava struju nego je struja ogranicena naponom. Ako bi jedna LED bila kratko spojena struja bi porasla na 1000mA i sve bi crke.
- Zamenuo sam otpornik od 0.56 sa 0.82 i probao isto sa 9 dioda - Struja je ostala 600mA

Problem je u tome da ce ti struja biti znacajno veca od one koja ti treba ako iskopcas PWM pin i ostavis driver da sam regulira bez arduina. Probaj pa javi. Meni je taj rizik neprihvatljiv.

Bila bi da nisam povecao otpornik.
Druga stvar je sto moj drajver radi obrnuto od tvog. Kod tvog:
- Kada Arduino salje ON signal - Drajver je OFF
- Kada Arduino ne salje nista ili ga nema - Drajver je uvek ON

Kod mog:
- Kada Arduino salje ON signal - Drajver je ON
- Kada Arduino ne salje nista ili ga nema - Drajver je uvek OFF

Jednu stvar zaboravljate da se takvi driveri (ako rade na 0.7A) jako griju i treba imati dobar hladnjak za njih. Provjereno iz prve ruke

Meni se cini da se IRF530 mnogo manje grejao (tj ni malo). Kad sam sastavio 6 kanala sa BUZ11 i jedno pipnuo - bolelo je koliko su topli Onda sam im dodao hladnjake i temperature je malo visa o

[Cira]

Greska koju sam napravio je da sam zamenuo IRF530 sa BUZ11 a nisam proverio struje.
Malo pre sam sve izmerio ponovo imam sledece podatke:

Napon napajanja je 38.00V. Verovatno bi mogao/trebao da smanjim na 36V i tako smanjim i struje.
U ovoj konfiguraciji LED su mi radile par dana po par sati - jos uvek su sve zive.

[Marko_Sp]

u vezi struje i napona poznato mi je da bi se količina svjetla kod ledica trebala regulirati strujom, ali što se dogodi ako driver nije u stanju isporučiti dovoljan napon za postojeću struju?

[Veky]

IRF530 i BUZ11(A) baš i nisu nešto slični FET-ovi.
Osim razlike u vršnoj struji 30A(BUZ11) ili 14A (IRF530) razlika i u otporu Drain-Source i padu napona koji na njemu nastaje 0.16Ohm / 0.04Ohm (BUZ).
ISto tako, napon G-S je 2 do 4 V što nije zanemarivo i tu onaj R1 i moje pitanje u pull upovima igra veliku ulogu. Nije bitan samo shunt R3 kojim se mjeri struja nego i pojačanje tranzistora koji "ruši" fet. Struja koju Arduino može isporučiti je nebitna, tj. "smiješna". FET-ovi struju draina provode u mikro Amperima. (i inače je cijela CMOS tehnologija napravila boom između ostaloga i zbog niskih struja i niskih struja curenja i sl. i omogućila sklopove koji "godinama ne potroše bateriju").

Inače, IRF 14A trajne struje propušta uz maksimalnu temperaturu od 100°C, BUZ drži 20A na 30°C (skračeno pojašnjeno).
Struja D-S je za razliku od tranzistora ovisna o naponu i vjerojatno ne dobivate punu struju otvaranja ili pravilno ograničavanje zbog "bezveze" odabranih napona otvaranja i vrijednosti R3. Opet, ako povećavate R3 raste disipacija na njemu, raste i pad napona, i tako u krug.

Trebalo bi sve ubaciti u neki dobar simulator tipa Spice ili se igrati u labosu. I osciloskop nije nužan osim sa se vidi valni oblik tj. dudty cycle periode i eventualno neki pikovi i izboji ili istitravanja (za perfekcioniste).

Ozbiljno bi se pristupilo uz dobru analizu datashetova i simulacije + mjerenja u labosu, no kao što nas je netko već ovdje podsjetio (tj više ljudi normalnijih od nas) ovdje smo se okupili zbog akvaristike i okotoga kako povežzati tri drota i 2 lampe umjesto laprdanja o dubokim detaljima profi i poluprofi pristupa. Sreća je da u današnje vrijeme sve profesionalno odrađeno košta vrlo malo, a najviše košta vrijeme. Baš kao (bivši) profesionalac savjetujem svima neka vrijeme utroše na naše prijatelje s perajama, a strogo profesionalne stvari prepuste profesionalcima za relativno sitne novce (kupite driver pa ga kopirajte, radite sklopove, a za sve "rizično" rabite gotovi sklop). Na kraju krajeva nitko ne radi svoju štampu i ne lemi svoj mikrokontroler nego uzme gotovi Arudino. Radio sam svoje pločice, ostala mi je još šaka 89c2051 kontrolera, programirao ih programerom, no jednsotanije je i brže uzeti gotov Arduino bez brige i pameti i popikati na njega par žica. Tako isto i s driverima, inače uz pristup "na ćoravo" nikad ne budete sigurni radi li sklop u idealnim uvjetima bez nepotrebne disipacije, limitiranog napona ili struje, sa pravilnim zasijecanjima, bez raznih tranzitijelnih pojava itd, itd...

Evo, isprika svima i neću više daviti nerazumnjivim postovima, ovo je više promišljanje upućeno kolegama koji su zagrizili duboko u ovu temu.
Mene ionako više brine kuhati ili peći zemlju za podlogu, samo je namakati ili uopće ne stavljati  .

Živjeli!

[www_www]

evo da se pridruzim sa jednom shemom koju koristim na autu za HHO sistem, zato je tu N MOSFET
mozda nekom pomogne, pogotovo ko ne barata sa arduinom

[Cira]

u vezi struje i napona poznato mi je da bi se količina svjetla kod ledica trebala regulirati strujom, ali što se dogodi ako driver nije u stanju isporučiti dovoljan napon za postojeću struju?

Padala bi struja a samim tim i osvetljenje:

Izmerio sam kako se ponasaju 3 diode 3,6V sa promenom napona:

12.0 - 710mA
11.0 - 440mA
10.5 - 340mA
10.0 - 250mA
9.5 - 140mA
9.0 - 88mA
8.5 - 45mA
8.0 - 13mA
7.5 - 3mA
7.0 - 0mA

[Marko_Sp]

fala Cira 
vidim da struja brzo pada u odnosu na napon.

[viktori]

Ovaj thread vec zahtijeva 100-tinjak pitanja i 200-tinjak odgovora, uz upitnu korist za opcu populaciju.

Umjesto da upadnem u tu zamku, napisat cu da ovaj moj driver iz prvog posta radi na 12V i snabdijeva ledice kod mene sa 2.3A. Dva komada montirana na hladnjak iz starog pokvarenog PC napajanja, svaki daje 2.3A. Hladnjak bude vruc, ali da se primiti prstima bez neke opasnosti. Da ga se drzati barem 15 ili vise sekundi a da ne postane "tezak".

Slika:


Slazem se da ne treba pretjerivati s naukom, ipak smo na akvaristickom forumu. Ako stvar radi, visak energije treba potrositi na ucenje ispravnog gnojenja, umjesto na ispravljanje empirijske razlike od 0.1A naspram onoga sto formula propisuje.

Iako, mozda bi se rasprava na nekom drugom mjestu mogla i nastaviti, u akademske svrhe. 

I, naravno, ne tvrdim da je ovaj moj bolji ili losiji od bilo kojeg drugog, samo kazem da kod mene u uvjetima koje sam ja zadao radi poprilicno dobro.

[viktori]

Ovo je shematski prikaz spajanja svega ovoga opisanog od 220V struje do ledica, sa vanjskim timerom.



Tako je kod mene trenutno spojeno.

[viktori]

Napravio sam tablicu vrijednosti otpornika u odnosu na struju koju ce ovaj driver isporuciti, korisna stvar za brzi odabir vrijednosti otpornika prema onome sto ledica trazi.

[gašo]

Lipo ste vi to i stručno razradili i objasnili samo mi nije jasno zašto je stavljen naslov "JEDNOSTAVNI"....

[viktori]

Zato jer u najosnovnijoj verziji ima ni vise ni manje nego cetiri komponente.