Mi capita spesso che qualcuno nel chiedere informazioni sui driver Led in corrente prodotti da DEF, nonostante abbia chiare le caratteristiche di alimentazione della scheda mi faccia la classica domanda: “ma fino a quanti LED posso collegare per ogni scheda ?”
In questo breve articolo cercherò passo passo di spiegare qual è la procedura con cui vado a determinare quanti LED al massimo posso collegare in funzione della tensione di alimentazione che ho a disposizione.
I calcoli sono fatti prendendo in considerazione i nostri driver in corrente come ad esempio le schede ATMega 2576, ATMega 3406-9, ATMega 6150-4 o ATOmega LED ma valgono in generale sempre per qualunque tipo di driver LED in corrente.

La regolazione in corrente e in tensione

Prima di passare al procedimento di determinazione del numero di LED, spendo qualche parola sulla differenza fra driver in tensione e driver in corrente, nei driver multicanale come i classici RGB o RGBW, il ragionamento lo applichiamo al singolo canale (il concetto vale per il canale R, per il G, per il B e per il W).
In un driver in tensione, la caratteristica è quella di mantenere costante la tensione di uscita al variare della corrente di carico, normalmente questo tipo di driver viene utilizzato per pilotare barre o strisce Led.
Nello specifico, se ho una o più barre le dovrò collegare in parallelo fra di loro (tutti i positivi insieme e tutti i negativi insieme), all’aumentare del numero di barre, aumenterà la corrente assorbita dal carico ma la tensione resterà sempre costante.
Nel caso il driver consenta di regolare l’intensità luminosa, tale operazione si ottiene modulando la tensione di uscita con una tecnica denominata PWM (Pulse Width Molulation).
Con il PWM, in uscita sulle barre andremo a generare un segnale che passa velocemente da spento ad acceso e viceversa.
Aumentando o diminuendo il tempo di accensione andremo ad aumentare o diminuire l’intensità del nostro canale che alimenta un determinato colore sulla barra.
All’aumentare del tempo di accensione, corrisponderà una diminuzione del tempo di spegnimento e viceversa, in modo tale che la somma tra il tempo di On e di Off sia costante (frequenza di PWM).

Qui a fianco si può notare graficamente quanto detto in merito alla tecnica PWM.
0%, tutto spento e poi man mano si aumenta la percentuale di uscita, l’intensità della barra aumenterà fino al 100% dove avrò il massimo.

Prossimamente dedicherò un articolo al pilotaggio in tensione delle barre LED.
Nei driver in corrente, la caratteristica è esattamente inversa a quanto abbiamo appena visto, ovvero la corrente nel canale viene mantenuta costante e per fare ciò il sistema aumenterà o diminuirà la tensione ai nostri LED (secondo la legge di Ohm) per compensare eventuali variazioni di carico (il LED non è una resistenza pura e quindi ha una deriva della la sua tensione diretta dovuta a diversi fattori, come ad esempio quello termico).
Un’altra grossa differenza che c’è con i sistemi controllati in tensione, è che i LED controllati in corrente non andranno MAI messi in parallelo ma andranno messi in serie, questo è un requisito INDISPENSABILE.

Mettere i Led in serie, vuol semplicemente dire che io avrò l’anodo del mio primo LED collegato alla A o al + del canale di uscita del mio driver, poi il suo catodo non andrà alla K o al – del canale di uscita ma andrà all’anodo del secondo faretto.
Il catodo del secondo faretto andrà all’anodo del terzo faretto e via così fino all’ultimo LED il cui catodo finalmente andrà alla K o al – del mio driver.

Collegamento di più LED in serie.

Ora la domanda sorge spontanea, ma fino a quante volte posso uscire da un LED ed entrare nel successivo ?

Determinazione del numero massimo di LED in serie

Ci vuole più tempo a dirlo che a calcolarlo, comunque vediamo insieme come determinare in modo molto semplice il numero massimo di LED serie che io posso collegare al singolo canale del mio driver LED.
Il primo dato da sapere è con che tensione andrò ad alimentare la mia scheda LED, perché questo determinerà la tensione massima di uscita dei miei canali.
Ad esempio se io prendo una nostra scheda ATMega 6150-4, la tensione di alimentazione può andare da 12Vdc a 48Vdc in funzione dell’alimentatore che andrò a scegliere.
Supponiamo di utilizzare un alimentatore a 48V.
A questo punto entrerebbero in gioco tutta una serie di considerazione, distanza dei LED dalla scheda, la sezione del cavo che vado ad utilizzare, corrente massima (350mA, 700mA o 900mA) e via dicendo…
Per fare un calcolo spannometrico e conservativo, posso dire che il mio LED abbia una tensione diretta (quella che viene indicata con Vf o Forward Voltage) di circa 4V (oggi con i led di nuova generazione siamo a valori decisamente più bassi).
A questo punto so che la mia tensione di alimentazione è 48V e la Vf è 4V, non faccio altro che fare il rapporto fra la tensione di alimentazione e la Vf.
Quindi farò 48V/4V= 12 Led.
Nel caso si debba collegare più di 12 LED (ad esempio 13 o 14), bisognerà iniziare a vedere i dati dichiarati dal costruttore del LED in merito alla Vf, la distanza dei LED dalla scheda (ad esempio se sono entro una decina di metri oppure se tra il driver e i LED ci sono 50mt), la sezione dei fili delle dorsali e la corrente massima di pilotaggio dei LED.
Tutto questo determina quelle che tecnicamente si chiamano perdite di carico ovvero la caduta di tensione dovuta alla corrente che attraversa i cavi, alla lunghezza e alla sezione dei cavi stessi.

Con le tre tensioni di alimentazione standard, sono schematizzati quanti LED possono essere collegati a ogni singolo canale, con Vf di 3,8V e di 3,3V.

Le perdite di carico andranno tenute in considerazione se ci si trova ad operare con un numero di LED tale per cui la somma delle singole Vf dia un valore di tensione prossima alla tensione di alimentazione del driver.
Per qualunque ulteriore informazione non esitare a contattarmi cliccando qui oppure inserendo una commento qui sotto.

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