Despre LED-uri

rastel

Well-Known Member
Trenulist
10 Mar 2010
499
0
Cornetu
LOCATION
Cornetu
Sau se monteaza in antiparalel pe grupurile de diode LED cate o dioda 1N4148. Tensiunea de polarizare inversa e in acest caz identica cu caderea de tensiune pe dioda 1N4148. Sigur diodele LED se simt mai bine.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Diodele plasate în antiparalel pe grupurile serie de LED-uri (FĂRĂ s㒠fie incluse aici şi rezistenţele de balast!!!) ră’mân blocate la polarizarea direct㒠a LED-urilor, dar se deschid la polarizarea invers㒠a acestora, pă’strând astfel la bornele grupului serie o tensiune de 0.6V, perfect suportabil㒠pentru LED-urile blocate.
La polarizare directă’, curentul trece prin LED-uri şi rezistenţa de balast, iar la polarizare invers㒠curentul trece prin dioda antiparalel şi prin rezistenţa de balast. Cu valorile calculate anterior, prin ghirlanda galben㒠şi prin cea roşie vor trece curenţi de câte 10mA la polarizare directă’. La polarizare invers㒠curenţii vor fi mai mari, deoarece că’derea de tensiune la bornele diodei antiparalel este de 0.6V, mult mai mic㒠decât cea de la bornele LED-urilor aflate în polarizare direct㒠(6V pentru LED-urile galbene şi 4V pentru LED-urile roşii).
Mai precis, prin ghirlanda galben㒠protejat㒠cu o diod㒠antiparalel vor trece curenţii:
Idirect = (14V - 3x2V) / 800ohmi = (14V - 6V) / 800ohmi = 8V / 800ohmi = 0.01A = 10mA
Iinvers = (14V - 0.6V) / 800ohmi = 13.4V / 800 ohmi = 0.017A = 17mA
Prin ghirlanda roşie protejat㒠cu o diod㒠antiparalel vor trece curenţii:
Idirect = (14V - 2x2V) / 1000ohmi = (14V - 4V) / 1000ohmi = 10V / 1000ohmi = 0.01A = 10mA
Iinvers = (14V - 0.6V) / 1000ohmi = 13.4V / 1000 ohmi = 0.013A = 13mA
Astfel, la mers înainte vom avea în polarizare direct㒠ghirlanda galben㒠din cabina 1 (10mA) şi ghirlanda roşie din cabina 2 (10mA), respectiv în polarizare invers㒠ghirlanda roşie din cabina 1 (13mA) şi ghirlanda galben㒠din cabina 2 (17mA), situaţia inversându-se la mers înapoi. Astfel, indiferent de polaritatea tensiunii de la şine, instalaţia de lumini absoarbe curentul
Ilumini = 10mA + 10mA + 13mA + 17mA = 50mA
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
în cazul ghirlandelor protejate la polarizare invers㒠cu diode serie, rezistenţele de balast trebuie puţin micşorate:
Rgalben = (14V - 0.6V - 3x2V) / 0.01A = (14V - 0.6V - 6V) / 0.01A = 7.4V / 0.01A = 740ohmi
Rrosu = (14V - 0.6V - 2x2V) / 0.01A = (14V - 0.6V - 4V) / 0.01A = 9.4V / 0.01A = 940ohmi
în acest caz, ghirlandele vor fi parcurse de curenţii respectivi numai la polarizare directă’, dar vor fi complet blocate la polarizare inversă’. Astfel, indiferent de polaritatea tensiunii, instalaţia de lumini va absorbi curentul:
Ilumini = 10mA + 10mA = 20mA
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Mie unul parc㒠mai OK îmi pare versiunea cu diode montate antiparalel pe grupurile de LED-uri, deşi astfel se consum㒠mai mult curent decât la versiunea cu diode serie. Protecţia cu diod㒠antiparalel chiar asigur㒠o tensiune invers㒠de ordinul fracţiunilor de volt, care cu siguranţ㒠nu va pune niciodat㒠în pericol LED-urile polarizate invers.
Deci iat㒠aici schema complet㒠a luminilor bicolore 3rei galbene / 2ou㒠roşii, cu protecţie antiparalel la polarizare inversă’:
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Faza cu curenţii... treac㒠de la noi, dar ce ne facem cu tensiunile de deschidere ale ghirlandelor de LED-uri? Ghirlandele roşii vor începe s㒠lumineze de pe la 4V, pe când cele galbene de pe la 6V. Dac㒠renunţă’m la creşterea lent㒠a tensiunii la şine, atunci putem face abstracţie de acest decalaj.
Sau... v㒠gândiţi şi voi la ce m-am gândit şi eu?
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Poate v㒠va plă’cea aceast㒠schemă’:

Observă’m imediat c㒠farurile laterale sunt constituite de perechi de LED-uri conectate în antiparalel, unul galben şi unul roşu, iar farurile centrale sunt constituite de câte un singur LED galben protejat la polarizare invers㒠cu ajutorul unei diode 1N4148 în antiparalel. Funcţionarea este cam aceeaşi, în sensul c㒠la mers înainte lumineaz㒠LED-urile galbene 1-2-3 de la cabina 1 şi LED-urile roşii 9-10 de la cabina 2, situaţia inversându-se la mers înapoi.
Dar... câte LED-uri pe sens conţin ghirlandele serie care constituie farurile laterale? 2ou㒠galbene şi 2ou㒠roşii, ceea ce înseamn㒠c㒠tensiunile lor de deschidere vor fi de circa 4V pentru ambele ghirlande, deci farurile laterale din faţ㒠şi din spate se vor aprinde în acelaşi timp, galben respectiv roşu în funcţie de sensul de mers!
Farurile centrale, fiind constituite din câte un singur LED galben, au tensiunea de deschidere de circa 2V, deci se vor aprinde şi mai repede decât farurile laterale, dar asta parc㒠nici n-ar mai fi chiar aşa de deranjant.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Cred c㒠se remarc㒠faptul c㒠piesele pot fi grupate pe câte dou㒠plă’cuţe de cablaj imprimat plasate în cabinele respective ale locomotivei, între care s㒠existe doar cele dou㒠fire care duc şi la culegă’toarele de tensiune de la roţi.
Idee nă’struşnică’: farurile centrale pot fi constituite din câte 2ou㒠LED-uri galbene, ceea ce ar însemna c㒠tensiunea lor de deschidere ar fi tot 4V, deci se vor aprinde şi ele odat㒠cu farurile laterale!
Alt㒠idee şi mai nă’struşnică’: grupurile de LED-uri antiparalele galben-roşu pot fi înlocuite foarte bine cu celebrele LED-uri bicolore galben/roşu cu dou㒠terminale, despre care am tot povestit.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
în schemele de mai sus luminile LED se aprind conform sensului de mers, respectiv conform polarită’ţii tensiunii de la şine. Dac㒠se doreşte montarea de lumini LED care s㒠funcţioneze indiferent de polaritatea tensiunii de la şine, atunci se poate utiliza o punte redresoare care se conecteaz㒠cu bornele "alternativ" la firele care duc la culegă’toarele de tensiune, la bornele "PLUS" şi "MINUS" fiind conectate luminile LED respective înseriate cu celebrele rezistenţe de balast.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Schemele de mai sus sunt valabile numai în sistemul analogic, dup㒠cum bineînţeles c㒠ştiţi

în sistemul digital, sistemul de lumini nu mai are doar 2ou㒠conexiuni care îşi schimb㒠polaritatea conform sensului de mers, ci 3rei, care sunt comandate de "pă’tră’ţelul de electronică’" denumit decodor digital. Firul albastru reprezint㒠un PLUS comun permanent, firul alb reprezint㒠un MINUS comandat pentru luminile corespunză’toare mersului înainte, iar firul galben reprezint㒠un MINUS comandat pentru luminile corespunză’toare mersului înapoi. Datorit㒠configuraţiei decodorului digital, firul alb şi firul galben sunt fie lă’sate în aer în stare inactivă’, fie conectate la un MINUS al decodorului în stare activă’. Deci curentul iese totdeauna de la firul albastru şi, prin sistemul de lumini, curge (sau nu) că’tre firul alb la mers înainte, respectiv că’tre firul galben la mers înapoi. Bineînţeles, mai exist㒠posibilitatea ca utilizatorul s㒠comande stingerea luminilor, caz în care firul alb şi firul galben sunt ambele lă’sate în aer de că’tre decodor.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Iat㒠aici schema luminilor 3rei galbene / 2ou㒠roşii pentru locomotivele digitale:

Pentru calculul rezistenţelor de balast am considerat c㒠tensiunea oferit㒠de decodorul digital este de 16V, iar restul datelor se cunosc. Funcţionarea este extrem de simplă’.
Dac㒠utilizatorul a comandat stingerea luminilor, atunci decodorul las㒠în aer atât firul alb, cât şi pe cel galben. Curentul nu are pe unde s㒠curgă’, deci toate 4atru ghirlandele LED ră’mân stinse.
Dac㒠utilizatorul a comandat aprinderea luminilor şi locomotiva a primit comanda de mers înainte, atunci firul alb este conectat de decodor la un minus intern, deci curentul va trece prin ghirlanda LED galben㒠1-2-3 de la cabina 1 şi prin ghirlanda LED roşie 9-10 de la cabina 2.
Dac㒠utilizatorul a comandat aprinderea luminilor şi locomotiva a primit comanda de mers înapoi, atunci firul galben este conectat de decodor la un minus intern, deci curentul va trece prin ghirlanda LED galben㒠6-7-8 de la cabina 2 şi prin ghirlanda LED roşie 4-5 de la cabina 2.
Èťinând cont c㒠ieşirile de lumini ale decodorului digital NU prezint㒠schimbă’ri de polaritate, LED-urile din cele 4atru ghirlande nu sunt în pericol de a se pomeni polarizate invers, deci nu mai este nevoie s㒠fie protejate contra acestui eveniment nedorit.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Dar... (mi-aţi spune voi)... marea majoritate a locomotivelor au interfeţe digitale, îns㒠ele sunt livrate cu un dummy-connector care înlocuieşte decodorul digital, iar luminile LED ale acestor locomotive corespund sistemului digital. Atunci cum se face c㒠aceste lumini funcţioneaz㒠şi în sistem analogic, în prezenţa acelui dummy-connector?
Ră’spunsul la o astfel de întrebare este (relativ) simplu: interfaţa digital㒠este astfel proiectat㒠încât, împreun㒠cu dummy-connectorul, ea s㒠poat㒠oferi atât motorului, cât şi luminilor, tensiunile necesare funcţionă’rii corecte.
în cazul motorului lucrurile sunt clare: prin intermediul dummy-connectorului, pinul corespunză’tor firului poRRRtocaliu este pus în contact electric cu pinul corespunză’tor firului RRRoşu, iar pinul corespunză’tor firului ceNNNuşiu este pus în contact electric cu pinul corespunză’tor firului NNNegru.
în cazul luminilor, mai întâi ne trebuie un PLUS comun permanent, indiferent de polaritatea tensiunii de la roţi. în acest scop, interfaţa digital㒠conţine dou㒠diode, cu anozii la pinii corespunză’tori culegă’toarelor de tensiune (fir roşu şi fir negru) şi cu catozii conectaţi împreun㒠la pinul corespunză’tor firului albastru. Pentru firul alb şi pentru cel galben, intervine din nou dummy-connectorul, care pune în contact electric pinul corespunză’tor firului alb cu pinul corespunză’tor firului negru, respectiv pinul corespunză’tor firului galben cu pinul corespunză’tor firului roşu. Astfel, în funcţie de polaritatea tensiunii de la roţi, luminile vor funcţiona astfel:
1) plus în dreapta (roşu, portocaliu, galben) şi minus în stânga (negru, cenuşiu, alb) = mers înainte; pe "albastru" avem plus prin intermediul diodelor din interfaţa digitală’, pe "galben" avem tot plus, dar pe "alb" avem minus, deci vor lumina LED-urile corespunză’toare mersului înainte;
2) minus în dreapta (roşu, portocaliu, galben) şi plus în stânga (negru, cenuşiu, alb) = mers înapoi; pe "albastru" avem plus prin intermediul diodelor din interfaţa digitală’, pe "alb" avem tot plus, dar pe "galben" avem minus, deci vor lumina LED-urile corespunză’toare mersului înapoi.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
O conversaţie mai ampl㒠despre iluminarea vagoanelor de că’lă’tori se afl㒠aici.
în cazul în care se doreşte utilizarea unui numă’r mare de LED-uri pentru iluminarea unor clă’diri, eu unul propun în continuare formarea de grupuri mici de 3 LED-uri serie plus rezistenţa de balast aferentă’, aceste grupuri serie fiind apoi conectate în paralel la bornele sursei de alimentare cu tensiune continu㒠pentru circuitele auxiliare.

Dac㒠sursa pentru circuitele auxiliare este alternativă’, atunci... punţile redresoare şi condensatoarele de filtraj s㒠tră’iască’! 8)
Un alt avantaj al grupurilor serie conectate în paralel la sursa de alimentare const㒠în posibilitatea de a le conecta/deconecta individual prin intermediul unor comutatoare mecanice sau electronice, fă’r㒠a fi afectat㒠funcţionarea grupurilor vecine! :aplauze:
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 Aug 2007
3.350
28
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
înc㒠de pe vremurile când că’ile mele ferate erau înc㒠în sistem analogic, m-am stră’duit s㒠înlocuiesc becurile cu LED-uri în farurile locomotivelor mele. însă’... m-am pomenit (şi eu) cu un efect neaşteptat: luminile LED din sensul opus deplasă’rii au început s㒠pâlpâie scurt în timpul mersului!
Cauza acestui fenomen const㒠în vârfurile de tensiune produse de motorul în funcţiune, de polaritate opus㒠tensiunii de alimentare, care apar mai ales în momentele scurtelor pierderi de contact dintre roţi şi şine. Deoarece toate luminile sunt conectate în paralel cu motorul, nimeni şi nimic nu poate împiedica aceste vârfuri de tensiune s㒠ajung㒠la lumini. Becurile nu reacţioneaz㒠la acestea datorit㒠inerţiei termice a filamentelor, care nu apuc㒠s㒠ajung㒠la incandescenţ㒠într-un timp atât de scurt, deci farurile din sensul opus deplasă’rii nu vor pâlpâi. LED-urile nu au inerţie termică’, deci vor emite lumin㒠exact din momentul în care la bornele lor apare tensiunea de polarizare directă’, aşa c㒠vârfurile de tensiune pomenite mai sus reuşesc s㒠le aprind㒠şi... farurile din sens opus deplasă’rii pâlpâie, fă’r㒠ca noi s㒠putem face ceva în acest sens...
în sistem digital, circuitele luminilor sunt separate de circuitul motorului, astfel încât decodorul digital s㒠le poat㒠comanda pe fiecare în parte. Astfel, orice s-ar întâmpla în circuitul motorului, luminile primesc de la decodor numai tensiunile adecvate funcţionă’rii corecte, deci pâlpâirea lor pe sensul opus deplasă’rii nu mai apare deloc, indiferent dac㒠acestea conţin becuri sau LED-uri.