[IR Matrix] Matrice led ir

[Polibio]

Ciao a tutti,
avrei necessità di realizzare una matrice di LED infrarossi.
Anticipo che di elettronica non ci capisco molto ... manco davvero nei fondamentali ... come si evincerà dalle domande che stò per porvi
Per questo, vi chiedo gentilmente di correggere e di non sconvolgervi delle eventuali sciocchezze che scrivo

Requisiti:
Matrice di LED ir per una illuminazione decente al chiuso.
Non chiedetemi di quantificare il "decente" in lux ... posso dirvi che vorrei coprire una distanza, dalla sorgente, di almeno 3 metri.
Dispongo di 30 led ir da 5mm con le seguenti caratteristiche:
Corrente diretta 50 mA
Tensione diretta 1.45 V
Tensione inversa 5 V
Peak lunghezza d'onda 880 nm
Angolo deflessione 50 °
Forza del raggio 30/20 mW/sr
Contenitori 5 mm (T1¾)
Per quanto riguarda l'alimentazione mi farebbe piacere poter usare l'USB.

Allora... senza soluzioni miste (più circuiti parallelo/serie collegati tra di loro)
potrei, ovviamente, scegliere una delle seguenti soluzioni:



Ora...

Per il circuito in serie:
posto
- Vled: tensione richiesta da ogni singolo led (1.45V come da specifiche)
- Vcc: tensione di alimentazione (5V volendo usare l'USB)

avrei che il numero max di led che potrei usare è:
NLedMax = Vcc/Vled = 5 V / 1.45 V = 3.45 circa
approssimando per difetto potrei usare 3 Led.
Poco e niente insomma ...
Sarebbe corretto non usare alcuna resistenza in un tale circuito?


A questo punto, ammenochè non cambi scelta sull'alimentazione, dovrei optare per una messa in parallelo dei led.


Per il circuito in parallelo:
La Vcc è più che sufficiente, non sommandosi le tensioni dei Led, ma ...
per quanto riguarda gli assorbimenti dei singoli led, in parallelo, si sommano? (in modo da capire, in base alla disponibilità di ampere sull'USB, quanti led posso collegare)
Come devo regolarmi per eventuali resistenze?


Come potete capire i dubbi non sono pochi... e causati dalla mia ignoranza in materia... quindi vi chiedo anticipatamente scusa per eventuali schiocchezze.
In generale... mi direste come, quando e perchè usare una resistenza?
Inoltre, tra le specifiche dei led, c'è la voce "Tensione inversa 5V", a cosa si riferisce, cosa significa?

Grazie mille in anticipo

[fabri00]

Non puoi usare l'usb: al massimo eroga 500 mA, mentre a te ne servono 30 x 50 mA = 1,5 A.

La tensione inversa non ti interessa: è la tensione massima che il diodo può sopportare se alimentato a polarità invertita.

Per il circuito in serie usando 3 leds li alimenti con corrente e tensione superiori alle specifiche e quindi possono bruciarsi; se vuoi rientrare nelle specifiche ne colleghi 4 (e faranno un pelo meno di luce) oppure 3 + resistenza.

e il ciruito in parallelo ti serve una resistenza per led.

In tutti i casi gli assorbimenti si sommano, compreso quello per la caduta di tensione data dalle resistenze nel circuito in parallelo.

[Polibio]

Grazie mille per la risposta fabri.
A questo punto opto per delle stilo ricaricabili... quindi 1.2V.

In questo caso mi consigli di mettere i led (e le pile quindi) in parallelo o in serie?

Scegliendo di metterli in parallelo, alimentando ogni led con una pila, quindi poco meno in termini di V di quanto
richiesto dalle specifiche ma sicuramente più per gli ampere, come mi calcolo la/e resistenza/e necessaria/e?
Fare una cosa del genere, quindi:






Grazie ancora

[fabri00]

Direi che se li alimenti con delle batterie a 1,2 non ti serva resistenza.
Sono un attimo confuso, perchè vai sotto alla tensione di alimentazione del led, e quindi non so se consigliarti di mettere la resistenza o meno.
In ogni modo se vuoi far scorrere 50 mA con 1,2 v., ti servono 24 ohm.

Il parallelo di batterie ricaricabili non è il massimo; vedi tu.

Se poi hanno capacità diverse, o stato di usura diverso, in parallelo cominciano as assorbire e cedere energia fra loro.

[Polibio]

grazie ancora,
m... allora ... se facessi così:



Avrei che (attenzione alle scemità ):

Posto:
LN = numero totale Led

e tenuto conto delle specifiche:

Potenziale totale richiesto = Vtot = 1.45V * LN
Intensità totale richiesta = Atot = 50mA * LN

Numero di pile in serie necessarie = NPile = Vtot/1.2V
(approx per difetto per non fornire potenza superiore alla necessaria)

A questo punto per la resistenza devo calcolarla
così:

R1 = 1.2V/Atot (se ho ben capito, così)

oppure così

R1 = 1.2V/50mA = 24 omh
?

[Polibio]

Scusate i due post consecutivi, ma avrei pensato un'altra cosa...
Se adottassi questa soluzione:



Sarebbe corretto?
Ho fatto questi conti...

2 Usb a 5V l'una in parallelo, ognuna offre max 500mA.

Quindi avrei un'alimentazione a 5V e 1000mA = 1A

Tutti i LED richiederanno esattamente 1A dato che ne sono 20 ed ognuno richiede 50mA.

Per ogni serie da 4 Led avrei:
4*1.45V = 5.8V richiesti per lavorare come da specifiche

Per quanto riguarda le resistenze posso ometterle senza problemi.

quindi sarebbero sottoalimentati a 5V ... sono "troppo sottoalimentati"?
Saranno sufficienti 20 led per una illuminazione ad almeno 3 m di distanza dalla sorgente?
Rischio di bruciare qualcosa? (mi preoccupo del controller USB... poi dei led )
Grazie mille ancora

[fabri00]

Secondo me così funziona.

Per il controller usb, sei all'interno delel specifiche, per cui dovrebbe poter reggere senza problemi.
Fra l'altro non avendo resistenze, non sprechi neanche 1 mA.

[Polibio]

Ok, grazie ancora una volta fabri.

- Per quanto riguarda la giunzione delle due alimentazioni e delle masse,
mi conviene farle su due cavi (ottenendo un cavo a Y) o su circuito (a valle di due porte USB femmine collegate a circuito e quindi con 2 cavi lunghi USB)?

- Così come ho messo le serie nell'ultimo post, avrei che solo l'ultimo led di ogni serie è sottoalimentato?
Perchè, in caso affermativo, per avere maggior uniformità di illuminazione, potrei, in definitiva, farlo così :



- Scusa se chiedo l'ennesima conferma ... ma sai com'è ... .
Posso stare sicuro che non succede nulla al controller? nada "corrente di ritorno" o altro?


P.s.
Se hai tempo e voglia, per curiosità, mi dici se questo è comunque corretto e se per il calcolo della resistenza avrei dovuto considerare gli ampere totali o quelli di un singolo led?:

Originariamente inviato da Polibio

grazie ancora,
m... allora ... se facessi così:



Avrei che (attenzione alle scemità ):

Posto:
LN = numero totale Led

e tenuto conto delle specifiche:

Potenziale totale richiesto = Vtot = 1.45V * LN
Intensità totale richiesta = Atot = 50mA * LN

Numero di pile in serie necessarie = NPile = Vtot/1.2V
(approx per difetto per non fornire potenza superiore alla necessaria)

A questo punto per la resistenza devo calcolarla
così:

R1 = 1.2V/Atot (se ho ben capito, così)

oppure così

R1 = 1.2V/50mA = 24 omh
?

[CharlieManson]

880nm è una lunghezza d'onda fuori dallo spettro visibile... appunto infrarosso...

per curiosità personale come intendi anche solo capire se il led è acceso o meno?

[Polibio]

lol ... si ... il risultato dovrebbe essere un faretto ir da collegare al pc ...
Per quanto riguarda il "vedere se è tutto ok" ... con una webcam senza filtro ir sull'ottica.

Per le domande di prima, se vuoi darmi delucidazioni anche tu sono tutto orecchie

P.s. se non erro, comunque, una lunghezza d'onda di 880nm costituisce la lunghezza d'onda di un raggio infrarosso vicino.
Mi sembra che, il modello di led, è di quelli che emettono una leggera luce visibile (ovviamente rossa)

[Polibio]

Nessuno mi dà una mano? Qualche risposta al post #8?

[fabri00]

Originariamente inviato da Polibio

- Per quanto riguarda la giunzione delle due alimentazioni e delle masse,
mi conviene farle su due cavi (ottenendo un cavo a Y) o su circuito (a valle di due porte USB femmine collegate a circuito e quindi con 2 cavi lunghi USB)?

E' uguale.

Originariamente inviato da Polibio

- Così come ho messo le serie nell'ultimo post, avrei che solo l'ultimo led di ogni serie è sottoalimentato?

Se i led sono tutti uguali, ciascun led della serie assorbe uguale. Quindi ciascun led ha V e mA uguali ai "fratelli" della serie.

Originariamente inviato da Polibio

- Scusa se chiedo l'ennesima conferma ... ma sai com'è ... .
Posso stare sicuro che non succede nulla al controller? nada "corrente di ritorno" o altro?

Sei al limite dell'assorbimento, cose che peraltro succede con tante altre periferiche, tipo chiavette wireless usb, modem usb, e altro.
Non mi viene in mente nessuna controindicazione tipo corrente di ritorno che hai citato.

Originariamente inviato da Polibio

P.s.
Se hai tempo e voglia, per curiosità, mi dici se questo è comunque corretto e se per il calcolo della resistenza avrei dovuto considerare gli ampere totali o quelli di un singolo led?:

Devi sommare nello schema cha hai postato; ciscun led deve assorbire x mA, nel circuito con n led in serie devono scorrere n * x mA.

[Polibio]

Originariamente inviato da fabri00

...
Se i led sono tutti uguali, ciascun led della serie assorbe uguale. Quindi ciascun led ha V e mA uguali ai "fratelli" della serie.
...

Si, questo mi è chiaro.
Intendevo dire se, con quella soluzione, ottengo (idealmente con led uguali) che tutti i led hanno la stessa luminosità o solo l'ultimo di ogni serie è meno luminoso?

In poche parole... in quella situazione, avrei che ogni led è sottoalimentato di 0.2V o solo l'ultimo di ogni serie è sottoalimentato di 0.8V?

Originariamente inviato da fabri00

...
Devi sommare nello schema cha hai postato; ciscun led deve assorbire x mA, nel circuito con n led in serie devono scorrere n * x mA.

Quindi, in quell'esempio, la resistenza va calcolata così:
R = 1.2V/Atot?
Ad esempio, se ho un'alimentazione a 5V e due led in serie, ognuno che richiede una tensione di 2V e 100mA la resistenza da mettere prima della serie, in quale di questi modi devo calcolarla?:
1) R = 5V/200mA = 25ohm
2) R = 5V/100mA = 50ohm
3) R = (5V-4V)/200mA = 5ohm
4) R = (5V-4V)/100mA = 10ohm

Se ho ben capito... la 3 è corretta... giusto?

[fabri00]

Originariamente inviato da Polibio

In poche parole... in quella situazione, avrei che ogni led è sottoalimentato di 0.2V o solo l'ultimo di ogni serie è sottoalimentato di 0.8V?

La prima.

Originariamente inviato da Polibio

Quindi, in quell'esempio, la resistenza va calcolata così:
R = 1.2V/Atot?
Ad esempio, se ho un'alimentazione a 5V e due led in serie, ognuno che richiede una tensione di 2V e 100mA la resistenza da mettere prima della serie, in quale di questi modi devo calcolarla?:
1) R = 5V/200mA = 25ohm
2) R = 5V/100mA = 50ohm
3) R = (5V-4V)/200mA = 5ohm
4) R = (5V-4V)/100mA = 10ohm

Se ho ben capito... la 3 è corretta... giusto?

Secondo me sì.