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Il regolatore di luminosità a LED

Principi di funzionamento, manutenzione, modifica e autocostruzione dei microscopi e dei loro accessori
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Enotria
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Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da Enotria » 30/03/2014, 12:42

Ormai sui microscopi quasi tutte la vecchie lampade vengono sostituite con dei led di potenza. I vantaggi sono moltissimi: luce bianca, grande durata, costo ridotto, ecc.
Peccato solo che, rispetto alle lampade, sono più complicati per regolare la loro luminosità.

Con le alogene era molto semplice, bastava ridurre la tensione di alimentazione e la lampada faceva meno luce.
Con i led occorre regolare non la tensione ma la corrente, per cui occorre dei dispositivi diversi.

Vediamo allora come progettare e costruire un regolatore di corrente per led, in grado di variare la sua luminosità da quasi spento fino al massimo ammissibile.

Il regolatore è formato da ben pochi componenti:
1.JPG
Da sinistra il dissipatore, l'integrato, il potenziometro ed in basso, la resistenza.
Il materiale lo troviamo tutto in qualsiasi negozio di elettronica, con una spesa complessiva che non supera i 10 Euro.
Sono un integrato LM317, un piccolo dissipatore, un potenziometro lineare a filo da 47 Ohm, una resistenza da 1,5 Ohm 5W.
Con questi componenti faremo un regolatore adatto ai più comuni led da 3W, in grado di fornire una corrente variabile da pochi milliamper fino al massimo sopportabile dal led.

Lo schema elettrico che utilizzeremo è classico:
2.JPG
Schema elettronico del regolatore
in cui la corrente arriva dal positivo dell'alimentatore, Entra nell'integrato regolatore ed esce attraversando anche il potenziometro e la resistenza, per poi finire al positivo del led.
Il terminale di Riferimento dell'integrato "sente" la corrente che è in transito e la stabilizza a seconda del valore che diamo regolando il nostro potenziometro.
Il circuito regolatore è calcolato sula base di due semplici formulette che legano la Resistenza sull'Uscita alla corrente in transito: R=1,25/A e A=1,25/R

Vediamo allora cosa succede quando il potenziometro è tutto inserito, noi avremo una resistenza totale di 47 + 1,5 quindi passerà una corrente di 1,25/48,5 = 0,025 Amper che rappresenta la minima luminosità.
Ruotando il potenziometro fino a portarlo a Zero, noi avremo una resistenza totale di 0 + 1,5 Ohm, quindi la corrente che passerà sarà di 1,25/1,5 = 0,833 Amper, che sarà quindi la corrente massima che arriverà al led.

Naturalmente, modificando il valore delle resistenze, potrete adattare il regolatore anche ad altri tipi di led, tenete però presente che la corrente massima che l'integrato può gestire è di 1,5 Amper.

Vediamo ora la costruzione:
3.JPG
Assemblaggio volante sul potenziometro.
Altra vista:
4.JPG
Altra vista
Notate quindi che vi sono solo due capi, uno che va all'alimentatore e si collega al positivo, l'altro che va collegato al positivo del led e gli porta la corrente regolata.
5.JPG
Particolare

Come vedete i componenti sono veramente pochi, la spesa è minima ed il lavoro una decina di stagnature.

Ora, qualsiasi led può venire regolato perfettamente, basta tagliare il filo che gli porta la tensione positiva ed inserire in mezzo il nostro regolatore. Il filo del negativo non viene invece toccato.

:wave:
Andrea

URL: http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm

:clap: il binocolo migliore in assoluto, è quello che hai con te nel momento in cui ti serve. :clap:

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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da Dante » 09/06/2014, 13:39

Grazie Andrea, leggo ora, assolutamente da fare... e per led da 10w che integrato consigli? Potenziometri a filo di quel valore dalle mie parti non si trovano più, sono tutti a pasta di grafite... Hai qualche indirizzo!
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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da 500paolo » 09/06/2014, 14:22

Innanzitutto chiedo scusa a Enotria se invado il suo thred, ma avendo gia' risposto in pvt ad un altro utente per lo stesso argomento vorrei dare il mio contributo, resta inteso che rimuovo immediatamente tutto se non gradito.

In controtendenza i led io non li alimento mai in corrente ma in tensione, forse perche' mi trovo a illuminarci vaste porzioni di edifici, comunque per i 10w ti consiglio questo mio schema gia' testato, dato che i moduli led da 10w possono gia' essere alimentati a 12v. Il potenziometro non dissipa quasi nulla quindi non serve a filo, il trasformatore deve essere per forza da 9v poiche' raddrizzando la sua uscita si ottengono 12v e LM317 ha solo funzione di "abbassare" i 12v fino a 3v in ragione della posizione del potenziometro. Nella seconda parte dello schema vi e' un altro sistema per ottenere 3 livelli di luminosita' fissi sfruttando la possibilita' di separare le tre catene di led presenti nel modulo da 10w, e' molto semplice e potrebbe risultare anche piu' pratico.
Ricordati di dotare il modulo da 10w di opportuno dissipatore altrimenti ti durera' poco.
Allegati
led10w schema.jpeg
LED10W.jpeg

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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da Dante » 09/06/2014, 15:01

Grazie per le info! :thumbup:
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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da Guido Gherlenda » 10/06/2014, 0:51

Aggiungo la mia opinione: la dimensione del led a volte è determinante, nel caso del mio microscopio "vedo" un diametro di 3 mm all'incirca, tutta la superficie in più è persa, quindi un led con una superficie ad esempio di 8x8 avrà, sempre nel mio microscopio, un'efficenza vicina ad uno da 3W single chip.
Un Cree XML da 10W copre esattamente il diametro del mio campo visibile.
Io li piloto in corrente per il solo motivo che è possibile una regolazione molto graduale, in tensione non si accende sotto una certa soglia poi, nel mio caso con il Cree da 10W, è troppo forte per i bassi ingrandimenti, l'unico problema è la non semplicità nel costruirsi un serio regolatore da 3A, usavo la regolazione in tensione con un PWM, che non ha problemi nel permettere una bassissima luminosità, ma il sensore della mia fotocamera non va d'accordo con alcune frequenze e alla fine ho optato per un sistema regolato in corrente.
Ovviamente vale sempre il detto "de gustibus.....
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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da 500paolo » 10/06/2014, 4:56

I moduli da 10w sono particolari perche' essendo 3 stringhe da tre led in serie vanno gia' a 12v, quelli da tre watt possono essere a singolo led e per forza vanno a 3,3-3,4v, quindi in prima analisi potrebbe essere piu' difficile da pilotare in tensione, in realta' l'LM317 ha un ampio range e tutto dipende dalla tensione in ingresso, se questa e' di poco superiore al necessario (ad esempio 5v) la dissipazione e' bassissima, meno che usato in corrente.
Ho cominciato con il singolo led da 1/4 di watt (quello classico con i due piedini), poi sono passato a quello da 1w, poi a 3w, ma la luce non mi bastava mai specie per il campo oscuro a forti ingrandimenti (un 60x 0.85 a secco e' terribile). C'e' anche da dire che il 3w e' piu' puntiforme come sorgente di luce, mentre il 10w essendo una matrice di led ha una diffusione maggiore e il condensatore per il campo oscuro puo' essere piu' economico se non il dischetto artigianale interposto tra la luce e il condensatore (per obiettivi a secco chiaramente).

Poi come hai gia' detto tu de gustibus, l'ideale sarebbe che ognuno li provasse entrambi e scegliesse quello che lo soddisfa di piu', certo il pwm e i sistemi a impulsi sono da escludere ora che la fotografia digitale ha preso piede.

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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da Dante » 10/06/2014, 16:50

Grazie Paolo, grazie Guido.
Sarebbe carino postare il circuito per pilotare in corrente anche il led kree da 10w (a proposito lo hai acquistato direttamente o estratto dalle torce portatili?)
Farò anche una prova con le matrici di led a 12 volt pilotati in tensione perchè forse per il campo oscuro può fare la differenza qualcosa di meno puntiforme. Ho proprio dei faretti led a cui è saltato l'alimentatore con cui provare, sempre dai faretti potrei riciclare anche il dissipatore :)
Forse più che di gusti dipende anche dal microscopio che si usa, anche se pure io ho notato spesso la "non stabilità" quando si pilotano i led in tensione...
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Re: Il regolatore di luminosità a LED

Messaggio da 500paolo » 10/06/2014, 16:58

La non stabilita'? Forse erano alimentati con solo il trasformatore, il ponte e il condensatore ma senza integrato stabilizzatore...

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