DIY ou Faça você mesmo uma lanterna com Power LED

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Eu estou a pensar colocar 3 XR-E 7090 R2 em paralelo, pendurados não num driver, mas sim num pwm.

Em termos de alimentação, para já estou a pensar colocar 12 baterias (14.4V) AA NiMh em série, com 2850mAh (potência de 41.04Wh). O pwm encarrega-se de reduzir a tensão quase sem percas, e mesmo que o pulso seja continuo, com a tensão ajustada para uma corrente de 500mA por cada led (o que dá 1500mA) dá cerca de 5.4W, o que significa uma autonomia a rondar as 7/8 horas.

Se andar com a corrente minima, que são 350mA, dá 1050mA no total, ou seja uma potência de cerca 3.8W. Isto dará para 11/12 horas com 300 e poucos lumens. Se depois reduzir o duty cicle do pwm.... Para além disso, estou a pensar em colocar um interruptor na alimentação de um ou dois led's, para os colocar for de serviço consoante as necessidades (mas ainda tenho que confirmar a estabilidade da saida do pwm face à carga aplicada... se isso não vai alterar a tensão de saída e consequentemente a corrente absorvida pelos led's que permanecerem activos...).

Se andar com eles nos 1000mA cada (máximo), tenho uma potência consumida de 11W, o que significa ainda assim, uma autonomia de 3.5horas (com um pulso continuo) a mandar 720lm cá para fora. Isto com 12 pilhas recarregáveis vulgares...

Também queria fazer isso de forma a poder facilmente colocar apenas 8 pilhas, o que significa que um segmento de 4 pilhas vão ser colocadas por forma a facilmente serem retiradas. Isto porque pretendo essa autonomia apenas para provas de resistencia. Para os passeios nocturnos, 8 pilhas serão suficientes (cerca de 27Wh).

Estou a pensar nestas baterias, por várias razões. Uma delas é a estabilidade da tensão nominal face à descarga, mantendo-se em valores normais até muito próximo da descarga completa. Para além disso, não têm efeito de memória, o que significa que se podem carregar sem grandes cuidados. Para além disso, podem ser carregadas num comum carregador de viagem (ou vários), apresentam um peso bom face à potência, e em caso de necessidade, podem ser facilmente trocadas por outras carregadas (vão ficar instaladas em comuns suportes para estas pilhas).

Por favor critiquem a minha ideia para saber o que posso de alguma forma melhorar.
 

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Já agora, pensei nas pilhas 18650, mas confesso que fico com receio delas por causa dos cuidados com a carga. Certamente que em termos de potência disponivel são melhores.... Para além disso, não podem ser carregadas num comum carregador.... Quem as usa, pode dizer como faz para a operação de carga (que carregador usa, se compra baterias protegidas, etc)?
 

PedroSoares

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

comprei um carregador para as 18650 que custou 5$. tem bom aspecto e termina o carregamento quando atinge a voltagem ideal.
as pilhas q uso sao protegidas. mas pelo sim pelo nao deixo-as a carregar no barbecue cá fora no jardim.
 

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

ya, então e o preço? Pelo que pesquisei, o preço das baterias não é assim muito baixo...

Mandaste vir dos US? Quanto tempo demora a chegar?
 

Bravellir

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Uso a mesma solução que o PedroSoares, protegidas, carregador próprio. Mesmo assim não as deixo a carregar à toa. No site que o PedroSoares mencionou, duas custam 7 euros já com portes.
 

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Suponho que te refiras ao Dealextreme. Mas quanto tempo demora aquilo a chegar cá?

Já agora, mandei vir led's da Alemanha (led-tech). Sabem quanto tempo demora a chegar a encomenda +/-, por correio?

Estou à rasca. Tenho as 24 horas de CB no fim de semana que vem, e não sei se os vou ter para montar... Foram enviados de lá na terça.
 

Foliveira

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Boas,

Porque não usam uma bateria de Li-ion, já completa.. assim já vem com protecção interna adequada..

Eu estou a usar uma para maquinas de filmar da panasonic:


dsc04152.jpg


dsc04160p.jpg


Custa 31€ e debita 4400mha a 7.2v.. (4x 18650 de 2200mha 3,6v) e com o peso de apenas 189gr..


http://www.100000volts.com/catalogu...aupunkt-139629/bateria-blaupunkt-ee-r900h.htm
 

PedroSoares

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

ja mandei vir varias coisas da dealextreme. demora sempre mais de uma semana.
no caso da lanterna fui urso e encomendei o suporte para a bike q eles nao tinham em stock. e ai demorou mto mais...
 

iLucena

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

fitty77, explica melhor essa cena dp pwm e onde arranjas isso? como é que controlas a frequencia de pulso? basta um simples potenciometro? tava a pensar arranjar uns drivers de lanterna (estes:http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.7612) mas so posso ligar um led por driver e ligar drivers em paralelo aumenta muito as perdas por efeito de joule (em 4x!!!)

atenção a duas coisas:1- se vais por as baterias em serie, quando n puseres la umas qts o circuito fica aberto e nada feito. é preferivel por dois conjuntos de pilhas em serie ligados em paralelo. assim podes andar so com um dos conjuntos. podes é ficar com falta de tensao, mas se usares as 18650 resolves o problema facilmente.
2- ao pores os leds em paralelo e com interruptores, quando desligares um, a corrente que la passava vai ser distribuida pelo outros. ou seja, n estas a poupar nada. pode é colocar os leds em serie e por um comutador que ora faz a ligaçao do circuito com o led ou faz a ligação direta.
 

jakim

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

iLucena said:
jakim said:
Bem então para teres uma ideia esse CREE Q5 que a lanterna usa dá no máximo 100 lumen. O LED que estou a usar é o MC-E que dá no máximo 750 lumen, multiplicado por 2 saidas deve dar à volta de 1500lumen. :D

isso dependo da corrente que passa no led. o q5 pode ir ate 228lm

350mA: 107~114lm
700mA: 171.2~182.4lm
1000mA: 214 ~ 228lm

tb tou a pensar em mandar vir uma dessas lanternas e adicionar-lhe uma bateria 4x18650. será que isso da luz suficiente para andar no mato a noite? ou para participar num 24h?

é que aqui toda a gente almeja quase 1000lm ou mais, mas nao sera isso um exagero? é mesmo necessaria assim tanta luz?


sim, na datasheet da cree só aparece o fluxo luminoso a 350 mA que é o valor tipico.

Para mim quanto mais luz melhor. se conseguirem por a luz de um estádio de futebol em 2 ou 3 LEDs COMPRO! :mrgreen:
 

jakim

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

iLucena said:
fitty77, explica melhor essa cena dp pwm e onde arranjas isso? como é que controlas a frequencia de pulso? basta um simples potenciometro? tava a pensar arranjar uns drivers de lanterna (estes:http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.7612) mas so posso ligar um led por driver e ligar drivers em paralelo aumenta muito as perdas por efeito de joule (em 4x!!!)
que ora faz a ligaçao do circuito com o led ou faz a ligação direta.

Já li algures que essas coisas da dealextreme não são nada eficientes... tipo 50-60% ao passo que os drivers feitos especificamente p isto tem eficiencias de 80-90% e mais de 90% em certos casos.

Agora explica lá onde foste buscar o valor de 4X mais de perdas para ligações em paralelo?  :shock: para os valores de tensão e corrente que estamos a usar as perdas por efeito de joule são insignificantes.
 

iLucena

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

epa, n sao assim tantas pq o que interessa n é a tensao mas sim a corrente. e esqueci-me de dizer que factor 4 é para 2 leds em paralelo. 3 leds é pior ainda =P

vamos considerar I a corrente que passa no led.
por definição potencia de joule=R*I^2, quando poes 2 leds em paralelo o teu circuito primario (aquele que esta entre a fonte de tensao e o nó dos leds) fica com uma corrente igual a soma da corrente que passa nos 2 leds. ptt tens 2x mais corrente.

substituindo na formula P=R*(2I)^2=4RI^2

no teu caso para tres leds é acrescido um factor de 9!! P=R*(3I)^2=9RI^2

agora fazendo uma aproximação sabendo que cada um desses leds no maximo consome 1A e considerando que vais usar 80cm de fio de cobre com um diametro de 0,8mm equivale a uma resistencia de 27,3mO, ptt uma potencia dissipada de 0,25W. num sistema de 11.1W representa uma eficacia de 97,7%. isto em termos teoricos =P

sei que n é muito, mas é 9x mais do que se tiverem em serie. como estas preocupado com o rendimento total do sistema secalhar faz diferença.

uma pgt, quais as dimensoes do reflector que tas a pensar usar nesses leds? tb tou inclinado para os r2...
 

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Ilucena, vou tentar responder a tudo.

Tu com um driver de corrente, o que controlas é a corrente de saída. A tensão é aquela que é consumida pelo led. Embora haja variantes mais ou menos elaboradas o que acontece, é que tens sempre uma corrente estável a chegar ao led. Se depois quiseres jogar com uma variação de um fluxo luminoso, então tens que jogar com as resistências que colocas, para variar a potência absorvida pelo led. Daí que muitos desses drivers estejam definidos para correntes diferentes (300, 350, 500, 1000mA, etc) mas na realidade custem o mesmo valor, porque internamente, o que muda, é uma resistência. Ora, se quiserem fazer isso, podem-no fazer com meia duzia de trocos, comprando um regulador
(lm317 = 1€) mais uma resistencia (quanto é que custa uma resistência?), que deve ser calculada para a corrente que pretendemos (vejam aqui o datasheet: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS009063.PDF ).

O problema dos drivers, é a sua efeciencia. Eles dissipam energia na forma de actuação (depende dos circuitos, mas pode mesmo atingir os 50%). Se depois levar um potenciometro (os que o podem levar) então as perdas serão ainda maiores. Acima de tudo porque o controlo é feito actuando directamente na saída. Já agora, deve-se ter uma alimentação ao circuito o mais próximo possivel da tensão de saída, mas pelo menos tem que ter cerca de 2 ou 3 V de diferença (depende do circuito, pode até funcionar com 1V de diferença...). Mas quanto maior for esta diferença, menor será o rendimento (Pode-se ter uma alimentação de 9V para um led de 3.6, mas isso significa um rendimento inferior...)

Os pwm, pouca energia dissipam, porque actuam no "comando". Apenas sai um sinal para um transistor (ou outro dispositivo) que esse sim, intervem na saída. Um pwm (pulse width modulation) consiste em tu definires a tensão que queres à saída (e consequentemente a corrente absorvida pelo led) e depois, para fazeres mudar o brilho, actuares na tensão por forma a forneceres uma onda quadrada. Dependendo do circuito, podes definir a frequencia, mas acima de tudo, o tempo em que o led fica energizado (duty cicle), levando a um on-off constante que se pretende que os olhos não vejam (daí ser importante ter ajuste da frequência). Por exemplo, é assim que se controla a velocidade dos motores DC, para que o torque se mantenha, porque na realidade, o motor está sempre alimentado com a tensão pretendida, mas de forma interrupta. Para isso, actua-se apenas um potenciometro. Façam uma busca pela net e vão ver as muitas possibilidades que isso oferece..

Estava para construir um, baseado num simples 555, mas não consegui arranjar um circuito que fosse completamente estável... Mas ainda não perdi a esperança de o fazer. Contudo, arranjei um kit da Velleman (8004) que ainda não testei, mas que pesno servir para o que quero. Na saída podemos colocar até 6.5A, e com um rendimento de pelo menos 90%, isto com a carga máxima... Dá para definir a tensão minima, máxima e a frequência, para além de, obviamente, do duty cicle.

Em relação às perdas nos fios, tens razão no que dizes em relação à aplicação paralela e série. Isto porque a corrente é diferente, num caso e no outro, mas a tensão ta,bém.... O problema é que se tiver 3 led's em série, num patamar de tensão de por exemplo 3.6V cada, preciso de uma alimentação superior a 10.8, ou seja, mais de, vamos lá, 14V... Talvez prefira apostar nuns bons fios, para minimizar as perdas (que ainda assim são pequenas).

É que com as 12 baterias, consigo ter 14.4V, mas apenas no inicio. Depois a tensão vai caindo (se bem que com as baterias de NiMh essa queda seja apenas quase no final, mas cai sempre qualquer coisa) e não sei se conseguirei aguentar essa tensão durante muito tempo (daí algum interesse nas de iões de litium). Ainda assim, não poderia retirar as 4 baterias para ficar com 8, caindo a tensão para 9.6V....

Para além disso, a montagem em série apresenta um risco para quem gosta de andar nos limites, tanto inferior como superior, de luminosidade. Se eu tiver 3 led's, mesmo que sejam do mesmo modelo, todos serão diferentes. O que quer dizer, que nem todos vão reagir da mesma forma perante a tensão que os alimenta. Vai haver um que consome uma corrente, e outro que consome uma corrente diferente, porque um vai ter uma queda de tensão diferente de outro. Isso pode fazer que, quando se anda com a tensão e correspondente corrente nos limites, possa haver um ou mais led's que estejam acima (para o valor máximo) ou abaixo (para o minimo) da corrente nominal definida pelo fabricante. Com a montagem em paralelo, isso não se coloca dessa forma, pelo facto de cada led ter a sua tensão igual ao do parceiro do lado... Há outros factores que podem influir, mas pelo menos este, podemos controlar.

Em relação a serem os drivers ligados em paralelo, penso que cada driver terá as suas perdas, e juntado 3, vais ter esse valor x3, mais as perdas no cabo devido a uma corrente superior a atravessá-los, mas se os ligares em paralelo, terás na mesma o valor de cada driver, mais as perdas de uma corrente inferior, mas também x3 porque tens que multiplicar os fios por 3.... Embora seja inferior (o efeito não é o mesmo) será muito próximo (as correntes também não são assim tão elevadas quanto isso...). Seja como for, penso que essas perdas nos fios, podem-se considerar quase despreziveis, devido à curta distânci que afasta a alimentação do consumidor... Arranja-sem-se fios com uma secção boa e em bom estado e deve chegar. Mas pronto, sem duvida que entram no jogo.

Em relação a tirar as 4 pilhas do circuito... isso é simples, basta ter uma toma de alimentação no ponto entre as 8 e essas ultimas 4 baterias.

Em relação a colocar um interruptor que retire um led do circuito, compreendo o que dizes em relação à corrente se dividir pelos outros 2, pois um driver mantém a corrente constante, mas um pwm não funciona assim... O que varia é a tensão (definida por ti) e a forma da onda dessa mesma tensão. A corrente, é imposta pelo led (ou conjunto de led's) e que é dependente da tensão com que este é alimentado.
 

fitty77

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

Foliveira, então e carregador para isso?

Desculpem eu bater nesta tecla, mas tenho um medo do caraças dessas baterias :mrgreen:

E já agora, desculpem o testamento anterior....

Ilucena, esse driver que apresentas da Dealextreme, parece ser interessante. Eles chamam-lhe driver, mas aquilo parece ser um semi-pwm, pois já tem pulsos em alguns modos, pelo que deve ser algo do género. E o preço é bom. Pena não permitir uma variação continua da luminosidade, mas tem muitos modos e dá para jogar com eles. A ver se consigo arranjar mais info para ver se a minha ideia está certa (se é ou não baseado no principio do pwm).
 

jakim

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

iLucena said:
epa, n sao assim tantas pq o que interessa n é a tensao mas sim a corrente. e esqueci-me de dizer que factor 4 é para 2 leds em paralelo. 3 leds é pior ainda =P

vamos considerar I a corrente que passa no led.
por definição potencia de joule=R*I^2, quando poes 2 leds em paralelo o teu circuito primario (aquele que esta entre a fonte de tensao e o nó dos leds) fica com uma corrente igual a soma da corrente que passa nos 2 leds. ptt tens 2x mais corrente.

substituindo na formula P=R*(2I)^2=4RI^2

no teu caso para tres leds é acrescido um factor de 9!! P=R*(3I)^2=9RI^2

agora fazendo uma aproximação sabendo que cada um desses leds no maximo consome 1A e considerando que vais usar 80cm de fio de cobre com um diametro de 0,8mm equivale a uma resistencia de 27,3mO, ptt uma potencia dissipada de 0,25W. num sistema de 11.1W representa uma eficacia de 97,7%. isto em termos teoricos =P

sei que n é muito, mas é 9x mais do que se tiverem em serie. como estas preocupado com o rendimento total do sistema secalhar faz diferença.

uma pgt, quais as dimensoes do reflector que tas a pensar usar nesses leds? tb tou inclinado para os r2...



Estava a pensar em corrente quando escrevi tensão, já corrijo.

OK, então vamos por isto de forma pratica. Tenho aqui fios de uma fonte de alimentação de um PC que são de 18AWG ou 0.82mm^2, o multimetro indica para um comprimento de fio de 65cm uma resistencia de 0,3mOhm quando os proprios fios do multimetro medem uma resistencia muito semelhante, ou seja isto é praticamente ZERO.

Ainda assim vamos considerar o valor de resistencia
Potencia dissipada = 0.0003 x 1
P = 0.0003W
Em 11W dá uma eficiencia de 99,997% nos condutores, que eu considero insignificante.

E isto ocorre para a secção de fio entre o driver e os LEDs, depois ninguem precisa nem vai usar 1 metro de fio entre os LEDs e o driver... digo eu... :roll: eu tenho 20 cm de fio no maximo!
 

iLucena

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

sim n é muito. e n te esqueças que ai tas a considerar um fio de 1.6mm de diametro que é o dobro do que eu fiz nas minhas contas. de qq maneira isso ta medido para 1A. o que eu referi é que uma montagem em paralelo ia aumentar esse valor 9x (para 3 leds em paralelo). continua a n ser muito, mas se pode ser menos pq n?
 

Foliveira

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Re: DIY ou Faça voçe mesmo uma lanterna com Power LED

fitty77 said:
Foliveira, então e carregador para isso?

Desculpem eu bater nesta tecla, mas tenho um medo do caraças dessas baterias :mrgreen:

Para carregar pode-se usar o carregador adequado para essa bateria, que penso também estar a venda no site que coloquei.. mas isso implica retirar a bateria da lanterna, para ser posta a carga. Ou então colocar uma pequena extensão de cabo nos terminais do carregador, e usar uma ficha macho e fêmea para ligar a bateria da lanterna sem a remover..


Eu optei por colocar uma pequena ficha na lanterna e construí o carregador, baseado num rudimentar Lm317, e ponho a bateria a carga até que a tensão das pilhas atinge o valor máximo e o circuito interno interrompe o carregamento..

dsc04364.jpg


dsc04360g.jpg


A titulo de curiosidade, as pilhas da bateria são estas: (ref. INR18650A220) http://www.yiklik.com/UploadFiles/20086301784199142.pdf


fitty77 said:
Para além disso, a montagem em série apresenta um risco para quem gosta de andar nos limites, tanto inferior como superior, de luminosidade. Se eu tiver 3 led's, mesmo que sejam do mesmo modelo, todos serão diferentes. O que quer dizer, que nem todos vão reagir da mesma forma perante a tensão que os alimenta. Vai haver um que consome uma corrente, e outro que consome uma corrente diferente, porque um vai ter uma queda de tensão diferente de outro. Isso pode fazer que, quando se anda com a tensão e correspondente corrente nos limites, possa haver um ou mais led's que estejam acima (para o valor máximo) ou abaixo (para o minimo) da corrente nominal definida pelo fabricante. Com a montagem em paralelo, isso não se coloca dessa forma, pelo facto de cada led ter a sua tensão igual ao do parceiro do lado... Há outros factores que podem influir, mas pelo menos este, podemos controlar.

Se me permites comentar.. acho que estas a confundir as ligações, num circuito em série (por ex. 3 led´s) a corrente que passa no circuito é igual para todas as cargas. Se colocares 3 led´s em série e aplicares por ex. 700ma, mesmo que um ou outro led tenha uma resistência diferente, a corrente a atravessa-lo será sempre 700ma, a diferença esta na queda de tensão que cada um deles causa..


Por outro lado num circuito em paralelo de 3 led´s se aplicares por ex. 2100ma, há a possibilidade de um led estar a gastar 750ma outro 650ma e outro 700ma.. e se a regulação dos 2100ma estiver a ser feita por um driver fixo, e por acaso um dos led´s fundir ou desligar, o circuito electrónico irá subir a tensão de saída para alcançar os programados 2100ma, e então aí os 2 led´s restantes podem queimar também..
Já no caso de uma ligação em série, qualquer falha em 1 dos led´s interrompe o circuito e protege os outros 2..
 
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