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Apr 26, 2023

Controle Teu LED

Em um artigo anterior, discuti LEDs em geral e suas propriedades. Nisso

Em um artigo anterior, discuti LEDs em geral e suas propriedades. Neste artigo, quero dar alguns exemplos de acionamento de LEDs e comparar alguns dos métodos mais usados. Não existe um "tamanho único", mas tentarei generalizar o máximo possível. A ideia é poder controlar eficazmente o brilho do LED e prolongar a sua vida ao fazê-lo. Um motorista eficiente pode fazer toda a diferença se você planeja implantá-los para longas distâncias. Vamos dar uma olhada no problema e, em seguida, discutir as soluções.

A maioria dos novatos estará interessada em fazer um LED brilhar sem explodi-lo. Um pouco mais abaixo na linha, tudo se resume ao controle de brilho e, em seguida, à mistura de cores para produzir qualquer tonalidade do seletor de cores. Em qualquer caso, é essencial ter uma compreensão clara da aplicação final. Uma aplicação de iluminação, como uma luz de bancada de trabalho, raramente exigirá um controle de luz romântico. Pelo contrário, uma luz de discoteca exigirá intensidades flutuantes de vários LEDs coloridos.

Então, como o brilho é percebido? Logicamente falando, quando você tem duas lâmpadas de LEDs de 100 lúmens cada, o resultado deve ser o dobro do brilho. Na realidade, os olhos humanos são logaritmicamente sensíveis à mudança de intensidade, o que significa que dobrar a intensidade será percebido como uma pequena mudança.

A percepção da intensidade da luz segue a Lei de Potência de Stevens com um expoente que depende da quantidade de seu campo de visão ocupado pela luz. Para um ponto de 5 graus, o expoente é de cerca de 0,33, mas para uma fonte pontual, é de cerca de 0,5. Isso significa que, para um ponto de 5 graus, a fonte precisa aumentar em um fator de 8 para parecer duas vezes mais brilhante e uma fonte pontual precisa aumentar em um fator de 4 para parecer duas vezes mais brilhante.

Vamos começar com um simples LED SMD de 1 W como o disponível na Adafruit. Este é avaliado em 90 Lumens e vem com um PCB de alumínio como dissipador de calor. Aqui está uma rápida olhada em alguns dos parâmetros do LED.

A folha de dados tem algumas informações muito importantes, começando com a corrente direta (contínua) e a corrente direta de pico. Os valores são 350 mA e 500 mA respectivamente e não devem ser excedidos.

Mais duas informações importantes são usadas, representadas como gráficos. O primeiro é o gráfico direto de corrente e tensão, que mostra que uma tensão de cerca de 1,8 V é suficiente para polarizar o LED diretamente. A corrente aumenta ohmicamente depois disso e em cerca de 3 V, é relatado que consome cerca de 200 mA. A segunda curva é a relativa LI vs corrente direta que mostra que a corrente controla a quantidade de saída de luz (a linha reta que se estende até a marca "4").

Como o LED segue a Lei de Ohm, a corrente deve ser diretamente proporcional à tensão e, portanto, podemos variar a tensão para controlar o brilho. Bem, há apenas um pequeno soluço que a curva da corrente direta é tão íngreme que um pequeno incremento na tensão terá uma mudança maior na corrente. O brilho será diferente se você conectar uma pilha tipo moeda em vez de duas pilhas alcalinas. Ambos têm uma diferença de potencial de 3 V, mas a quantidade de corrente fornecida por qualquer um deles é diferente e, conseqüentemente, o brilho é diferente. Em vez de controlar a tensão, é melhor controlar diretamente a corrente que passa pelo LED.

A coisa mais fácil de fazer é adicionar um potenciômetro em série com o LED. Simples! Essencialmente, quando você varia a resistência, a Lei de Ohm entra em ação e pronto! Resistência variável é igual a corrente variável é igual a brilho variável.

Aqui está uma simulação de um LED com um resistor variável variando de 100 ohms a 1 quilohm. O único problema é que se a resistência do LED mudar ou a voltagem flutuar, o resultado pode ser devastador. Este é essencialmente um controle de malha aberta e não há feedback do circuito para o usuário além da variação de brilho.

Claro, também há a questão da eficiência, pois também haverá energia dissipada pelo potenciômetro.