Soprattutto, spesso (quasi sempre), vengono acquistati a casaccio, pensando solo al colore che devono emettere, senza pensare al tutto il resto. Ma è quel "tutto il resto" che crea il buon funzionamento e l'ottima riuscita del nostro lavoro.
Poi, inevitabilmente, il led brucia, oppure si rilevano assorbimenti abnormi in linea. E si comincia ad imprecare perché dobbiamo smontare il lampione, aprire il modello, etc.
Ho quindi pensato di spendere due parole per spiegarvi quel "tutto il resto", fondamentale per l'applicazione di uno o più led. Non mi dilungo sulla forma ed il colore, ma solo sulla tipologia e peculiarità dei led da utilizzare (ed acquistare) e la corretta applicazione. Ci tengo a sottolineare che l'elettronica non è una branca della "falegnameria".. Ma una materia scientifica, branca della fisica. Quindi non dovremo applicare resistenze a caso (calcolate come se piallassimo un assa), condensatori a casaccio (calcolati come se forassimo del multistrato), etc., ma tutto è stato, ed è tutt'ora, studiato ed è materia universitaria. Vi sono leggi matematiche e scientifiche ben precise da tenere sempre in considerazione. Tutto per un "quasi" eterno funzionamento (micro batteri a parte).
P.S. La faccenda dei micro batteri è storia lunga e complessa, da analizzare in altra sede, che mette in gioco la serietà professionale dei costruttori della componentistica, ma ripeto, è cosa da discutere in altra sede.....
Buona lettura:
Cos'è un led:
Un led è un diodo ad emissione luminosa, luminosità che viene emessa solo se viene percorso dalla corrente nel senso corretto del diodo, non si accende se percorso in senso contrario, peculiarità dei diodi. La parola "Led" è l'acronimo, dall'inglese, Light Emitting Diode.
Quali led acquistare e come:
Quando acquistiamo i nostri led è fondamentale tenere conto del "datasheet" del produttore.
Cos'è il datasheet?
E' il foglio che contiene tutte le caratteristiche tecniche interne dei semiconduttori che il costruttore ha utilizzato. Questo foglio non viene mai fornito dai commercianti.. Perché sarebbe (per loro) un'inutile spesa. Ma è fondamentale all'installatore. Quindi.. Se il commerciante (o chi vende) non fornisce il datasheet, fatevi dare la marca ed il modello del led. Inserendo quei dati in rete, potete trovare e scaricare il pdf con il datasheet che vi occorre.
Nel datasheet sono elencate tutte le caratteristiche tecniche del led in nostro possesso. Sono un lungo elenco di caratteristiche tecniche, grafici, etc, ma a noi servono solo alcuni di quei dati (sono sempre in inglese):
-1- Forward Voltage: Voltaggio di alimentazione dei semiconduttori interni in alimentazione corretta (dritta)
-2- Reverse Voltage: Voltaggio massimo tollerato se alimentato in modo inverso
-3- Continuous Forward current: Ampere minimi e massimi tollerati dai semiconduttori in regolare alimentazione
-4- Soldering Temperature: Temperatura massima tollerata alla saldatura. Sottointendendo 5 secondi di esposizione.
-5- Luminous intensity: Intensità luminosa emessa, espressa in mcd (millicandele, millesimale di candele. Una candela è equivalente a 4 "pigreco" Lumen).
Ora. Al punto "-5-" del mio elenco (non sarà così elencato nel datasheet) è riportato il dato di "Luminous intensity". Questo significa l'emissione luminosa del led a parametri ordinari, cioè, con alimentazione corretta, in tolleranza, in rispetto degli altri dati.
L'emissione luminosa dei led è molto ampia. possono andare da 150 mcd (normali led rossi-verdi-gialli da 3 mm) a 7500 mcd (led ad alta luminosità bianchi-blu da 5 mm). Ma possiamo trovare una serie di vie intermedie per l'applicazione corretta al nostro scopo. Per l'illuminazione nei nostri plastici (i lampioni ad esempio) possono andare bene led da 1200-1300 mcd, mentre per l'illuminazione delle carrozze è consigliabile scendere a 500-600 mcd.
E' molto importante avere un emissione luminosa corretta, non possiamo mettere una resistenza a caso (leggasi procedura da falegname) per creare una caduta esagerata di tensione. Bisogna acquistare un led che abbia un emissione luminosa corretta. Una resistenza che crea un'anomala caduta di tensione farà uscire i semiconduttori interni dai parametri nominali di funzionamento, portando inesorabilmente alla loro rapida decaduta e deperimento del led.
Installare un led.
Prendiamo ora in considerazione il datasheet di un led da 4 mm bianco "ultrabright" (ad altissima luminosità) della "Everlight- mod 204-15/T3C2-1QSC" e vi inseriamo (nel mio elenco precedente) le caratteristiche riportate dal datasheet: http://www.msc-ge.com/download/opt/data ... 2-1QSC.pdf
-1 -Forward Voltage: 3 - 3,6 Volts
-2- Reverse Voltage: 5 Volts
-3- Continuous Forward current: 30 mA
-4- Soldering Temperature: 260° C.
-5- Luminous intensity: 7150 mcd
Ora abbiamo quasi tutti i dati che ci servono per installare il nostro led in un lampione della stazione.
Ne manca solo uno. Che tensione di alimentazione abbiamo in uscita dall'alimentatore?
E' un quesito di facile risposta.
Supponendo un alimentatore da 12 Vcc.. Possiamo ora calcolare la resistenza da applicare al led. La resistenza è necessaria per abbattere i 12 Volts continui d'ingresso ai 3,6 Vcc richiesti dal led alla voce "-1-" del datasheet. Ma attenzione. Molta attenzione. L'aumento della resistenza diminuirà l'assorbimento del led, portandolo oltre i parametri descritti di tolleranza. Bisogna che tali parametri vengano rispettati.
Il calcolo è semplice. Corrente di alimentazione, meno, corrente richiesta, diviso, milliampere erogati. E' meglio se rimaniamo nel sicuro, togliendo 0,2 volts dai massimi richiesti d'alimentazione. Portando i 3,6 Vcc a 3,4 Vcc.
Quindi (12-3,4):0,030. Ma i 30 mA sono il limite massimo tollerabile dal led. Il datasheet (dal grafico) riporta un massimo di 25 mA. E' quindi meglio stare al sicuro, calcolando 25 mA. Quindi: (12-3,4):0,025=336.
La resistenza da applicare sarà di 336 Ohm. se non dovessimo trovarla. Si può acquistare una resistenza che più si avvicini, per eccesso, al richiesto. (350 Ohm)
Se dovessimo installare 2 led in serie, la resistenza vuole ricalcolata. (12-3,6-3,6):0,025=192 Ohm (220 Ohm) e così via fino al raggiungimento, per somma, dei volts d'alimentazione del led. 3,6+3,6+3,6=10,8. Eventualmente possiamo aggiungere un'altro led. avremo 14,4 Volts di somma. ma la rensione è, e rimane di 12 Vcc. Quindi un fruibile per led di 3 Vcc. Il datasheet ci conferma che possiamo avere un minimo di 2,6 Vcc. Ci sta!
Ma un'altro led porterebbe la tensione al di sotto della soglia minima.
E' altresì possibile ridurre la luminosità emessa aumentando la resistenza, ma c'è un limite. Nei datasheet è riportato, in calce, anche la curva di capacità del led. Analizzando tale curva, scopriremo che al di sotto di essa rendiamo precari i semiconduttori interni. La resistenza troppo grande abbatterà notevolmente la tensione di alimentazione, portando il led in stallo. Nel caso del nostro led, non possiamo scendere sotto i 2,6 Volts e scendere con l'assorbimento oltre gli 0,015 mA. Quindi: (12-2,6):0,015= 626 Ohm circa.
Per avere un emissione luminosa inferiore... Abbiamo sbagliato led. Un led "Ultrabright" non va bene. Ha appunto un'emissione luminosa massima di 7150 mcd. Dobbiamo optare per un led con un emissione luminosa inferiore.
Sfogliando alcuni datasheet, il migliore è il "Everlight 204-15/T2C3-2LQA" con un intensità luminosa minima di 1425 mcd. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- ... -2LQA.html
Il calcolo è identico, ma avremo un 'intensità luminosa molto più realistica nella riproduzione del nostro lampione.
Collegamento dei led:
Un'altra cosa da tenere sempre in considerazione è il punto "-2-" dei dati da datasheet. Quello denominato "Reverse Voltage".
Tale voltaggio massimo ammissibile dev'essere rispettato, pena.. brucia il led.
Qualcuno, ora, dirà: Ma io il led lo collego sempre dritto. Non è vero. Se colleghiamo il led ad uso "fari direzionali" in una locomotiva a comando analogico, quando invertiremo la polarità di alimentazione, per invertire il senso di marcia..
Taaaaaac!!!!!
Reverse Voltage Inside!!!!!
Ed avremo 12 Vcc inversi. Di gran lunga superiori a quanto tollerato dal led in analisi (5 Vcc).
E' quindi consigliato inserire un diodo 1N4007 in serie al catodo (polo negativo) del led. In questo modo taglieremo di fatto l'ingresso inverso di correnti indesiderate che faranno bruciare il led.
Lo so che sono cose complicate. Ma vogliono in questo modo gestite. Non possiamo improvvisare... sempre che si voglia fare i lavori fatti bene. altrimenti...
Mettete una resistenza a caso, con un led a caso... La Sony non è diventata Sony perché metteva i componenti a caso.
Spero di esservi stato utile, se non altro, mi auguro, qualcuno abbia (od avrà) imparato qualcosa.
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) del tutto rimbambito 