LED rasveta - moje iskustvo

[Cira]

1. deo

Posto sam u procesu pravljenja rasvete za novi akvarijum da podelim sa vama ono sto sam do sad uradio i kako sam zadovoljan. Mozda nekome pomogne.

Plan je sledeci:
Akvarijum 115x55x50cm (DxSxV)
Rasveta LED diode 3w x mnogooo
Hladnjaci za LED: aluminijumski profil T i U 25x25mm x 100cm
Napajanje za LED: 36V, 4.2A (150W) http://dx.com/p/197602
Drajveri za LED: uradi sam varijanta.

Prvi LED su stigli sa AliExpressa 50komada (20 superblue, 10 blue, 10 normal white, 10warm white) + 50 sociva od 60stepeni (sad znam da je to malo usko trebalo bi 90) = 85$ http://www.aliexpress.com/item/3w-aquarium-led-lighting-460nm-475nm/506638992.html
Napajanje je stiglo sa DealExtream http://dx.com/p/197602
U "Uradi sam" sam uzeo T aluprofil 25x25mm x 100cm za ~6e (moram da proverim tacnu cenu)
Lepilo je sa DealExtream - neko ga je vec reklamirao ovde - odlicna stvar! http://dx.com/p/4579

Na aluminijumski profil sam zalepio 10 Super blue LED i redno ih vezao. One su deklarisane kao 3.6V/700mA tako da 10 komada u teoriji bi trebalo da lepo rade na 36V.
U praksi LED imaju jako mali unutrasnji otpor i kada se diode greju struja koja prolazi kroz njih raste i one se jos jace greju dok to ne postane nekontrolisano i dok ne ispuste carobni dim. Da se to ne bi desilo preporucljivo je redno sa LED diodama staviti otpornik koji ce ograniciti struju koja ce kroz njih teci. Dobar sajt koji Vam moze pomoci da odaberete otpornik mozte naci ovde: http://led.linear1.org/led.wiz

Za parameter koje ja imam dobio sam sledece resenje:

Kod: [Odaberi]

Solution 0: 10 x 5 array uses 50 LEDs exactly
    +----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|---/\/\/----+  R = 1 ohms
    +----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|---/\/\/----+  R = 1 ohms
    +----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|---/\/\/----+  R = 1 ohms
    +----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|---/\/\/----+  R = 1 ohms
    +----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|----|>|---/\/\/----+  R = 1 ohms

The wizard says: In solution 0:
  each 1 ohm resistor dissipates 490 mW
  the wizard thinks 1W resistors are needed for your application
  together, all resistors dissipate 2450 mW
  together, the diodes dissipate 126000 mW             
  total power dissipated by the array is 128450 mW     
  the array draws current of 3500 mA from the source.

Ovo se lepo uklapa u ono sto imam. Spojio sam sve na napajanje i struja je bila negde oko 650-700mA. Posto na napajanju imam poteciometar malo sam se igrao i za malu promenu napona dobijao velike promene struje - bas kao sto su mnoge pametne glave pisale po raznim forumima.

[VlatkoZ]

Slika govori ko tisucu rijeci 

[Cira]

2. deo

Posto sam hteo da mogu da menjam intenzitet svetla na netu sam trazio kako da to uradim.
Kao kontroler logicno mi se kao resenje nametao Arduino

Arduino Mega 2560 http://dx.com/p/184830 USD$ 21.39
Ethernet Shield http://dx.com/p/118061 USD$ 10.41
DS1307 Real Time Clock http://dx.com/p/ds1302-real-time-clock-module-with-battery-cr2032-126453#.UvAH7bE1gkU USD$ 2.40

I onda glavnom pitanje: Kako napraviti drajvere?
Postoje gotovi drajveri sam pokusavao da to napravim sam.
Uprosteno: Kontrola osvetljenja kod LED se radi tako sto se one brzo pale i gase  (500Hz = 500x u sekundi) i odnos ON i OFF dela odredjuje koliko ce jako da svetli. Na ovim brzinama ljudsko oko ne moze da vidi treperenje.
Paljenje i gasenje LED diode mozemo da radimo pomocu MOSFET tranzistora, koji se koriste za kontrolu uredjaja jednosmerne struje koji rade na visokom naponu ili trose dosta struje.
Ovde mozete naci odlicno uputstvo u vezi Arduina i MOSFET tranzistora: http://arduinodiy.wordpress.com/2012/05/02/using-mosfets-with-ttl-levels/

Ali ovako mozemo da kontrolisemo osvetljenje samo ako je struja konstantna. Posto dosta pretraga po netu kao na tacni mi je jedan dan izletelo resenje koje je jedan tip napravio bas u trenutku kad sam lupao glavu.

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

Covek je koristio otpornik i transistor da izmeri struju koja protice kroz LED diode i kada bi struja pocela da raste transistor bi gasio MOSFET transistor i tako drzao struju konstantnom. Detaljno objasnjenje kako ovo radi i kako da izracunate otpornik mozete procitati ovde: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/

Kratko objasnjenje bi bilo: Arduino salje PWM (Pulse Width Modulation) signalhttp://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation i ukljucuje MOSFET transistor koji pusta struju kroz sebe, otpornik i diode. Drugi tranzistor meri struju koja prolazi kroz otpornik i kada ona postane previsoka on postaje provodan, spaja gate nozicu MOSFET-a na nulu i gasi ga.

http://www.instructables.com/file/FU4FE7UHQ4QH6BO

To bi bila teorija

[Cira]

3. deo

Moj prvi drajver je izgledao ovako.
Prvi otpornik koji sam koristio je bio od 0.56Ohma/5W, zalemljen tako da ga lako mogu zamenuti drugim.
pored toga sam dodao i osigurac (za svaki slucaj) od 800mA
Kada ga skinem i na njegove krajeve nakacim unimer mogu tacno da izmerim kolika struja protice kroz diode.

U ovoj kombinaciji sa napajanjem od 36V, 10 diode i otpornikom od 0.56Ohma struja je bila oko 600mA.
Onda sam se igrao i povecavao napon na napajanju sve do 40V ali struja se nije linearno povecavala. Na kraju sam ustanovio da Arduino koji se napaja preko USBa nije mogao da potpuno otvori MOSFET.

Posle raznih eksperimenata resio sam da koristim otpornik od 0.82Ohma posto sam ustanovio da ako bi u kombinaciji sa otpornikom od 56Ohma jedna LED diode bila kratko spojena struja bi narasla na oko 1000mA sto bi dovelo da vrlo kratkog zivotnog veka ostalih.

[Cira]

4. deo

Posto sam sad konacno znao sta hocu da napravim, napravio sam 6to kanalni drajver. Sve je isto kao kod jednokanalnog samo x 6
Zaboravio sam da napravim spisak sta vam je potrebno:

MOSFETi - BUZ11 ili IRF530 (te sam testirao i rade)
Tranzistori - 2n3904
Otpornici - 0.82Ohma/5W keramicki (uspeo sam da nadjem samo velike od 5w keramicke u vrednostima manjim od 1Ohma)
Otpornik za PWM - 1KOhm/0.25W

Na slici se vide kako izgledaju 10% plavih, 10% belih i na trecoj 100% plavih + 100% belih kao i razlika izmedju belih.

[Vipko]

Super tema, pratim s zanimanjem 

[viktori]

Pratim! Izvrstan clanak!

Urednistvo? Covjek ima dara za pisanje i ocito se razumije u tematiku.

[penzic]

Slažem se dobar i koristan članak.

Pratim! Izvrstan clanak!

Urednistvo? Covjek ima dara za pisanje i ocito se razumije u tematiku.

Čuj njega: Uredništvo upomoć ! Koliko sam ja shvatio svi mi očekujemo (nestrpljivo) tvoj cjelovit članak o LED-diodama.