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13/08/2013 #1

Avatar de blanko001

Soft Start - Amanecer/Anochecer con LED para acuario
Hola a todos!

Debido a la necesidad de iluminar nuestros acuarios (especialmente los plantados) me he visto en la necesidad de experimentar una y mil veces con sistemas LED. En esta ocasión propongo un circuito capaz de hacer un encendido o apagado progresivo; que además de proteger el LED de corrientes no deseadas que se puedan generar al momento de encender también nos permite recrear un amanecer o un anochecer para el acuario, además de crear un bonito efecto evita estresar a los peces con una luz repentina (ej. Escalares)

El tiempo de encendido se puede “programar” ya que consiste en un simple circuito RC, (ver diagrama RT y CT). He probado el circuito con una fuente de portátil de 18V y 3.25A max, un LED de 10W y el típico LM317 (en mi caso LM350 porque no tenía el otro a la mano) como limitador de corriente. Todos los componentes son muy fáciles de conseguir.

En mi caso RT es de 5.5Mohm (5’500.000 ohm) y el CT es de 1000uF/25V. El circuito es totalmente modificable, dando la posibilidad de conectar otros drivers y manejar diversas potencias mediante la utilización de componentes que soporten las necesidades en tanto voltajes (en el caso de los capacitores) y corrientes (como el MOSFET). Bueno, no hace falta decir que se necesitan disipadores de calor para mosfet (no calienta tanto), el circuito integrado (calienta más) y el LED.

Como pueden observar el interruptor tiene 2 posiciones, cuando RT se conecta a (positivo) empezará a cargar el CT y eventualmente se producirán los primeros “rayos de luz” con el pasar de los minutos; igualmente cuando el interruptor se cambia de posición RT es conectada entre los bornes del capacitor y éste empezará a descargarse con tiempos similares a la carga… es entonces donde se evidenciará la disminución en la corriente del LED y en efecto su intensidad lumínica.

Presento la Versión 1.0, ya que estoy comprometido en el mejoramiento del circuito (el cual ya es probado y funcional 100%), pero falta probar con otros drivers, fuentes y voltajes distintos, que en teoría su funcionamiento no debería ser muy distinto.



PD: Si disponen el IC y el mosfet en el mismo disipador, aislar con mica y pasatornillos.
Tengan en cuenta que el tiempo para empezar a iluminarse depende de los valores de CT y RT, es posible que se demoren varios minutos antes de empezar a ver el "amanecer", para probar el circuito en primera instancia se puede con un capacitor de 1000uF y un resistor de 47K para notar el efecto con cierta celeridad
13/08/2013 #2
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

La corriente en el LED no cambia. Esto se debe a que, el LM317 está configurado o conectado como fuente de corriente constante.

Chao.
elaficionado.
13/08/2013 #3

Avatar de blanko001

La corriente es LIMITADA (diferente a que no cambia) cuando pretende sobrepasar los 700mA (mediante la resistencia del IC); antes de llegar a ese margen, lógico conducirá cualquier cantidad de miliamperios inferiores a 700mA. El LED de 10W soporta hasta 900mA, es decir, un resistor de 1.4 ohm en el IC LM317. De momento no disponía esa resistencia y opté por la de 1.8 ohm.

En otras palabras: Antes de alcanzar los 700mA (resistor de 1.8 ohm en el LM317) o 900mA (resistor de 1.4 ohm en el LM317) la intensidad lumínica es controlada por el mosfet. el LM317 evita sobrepasar el límite de miliamperios.
13/08/2013 #4
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.


Mira esto.



Chao.
elaficionado.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png limitador.png (14,5 KB (Kilobytes), 528 visitas)
13/08/2013 #5

Avatar de blanko001

elaficionado dijo: Ver Mensaje
Hola.


Mira esto.

http://www.forosdeelectronica.com/at...1&d=1376440764

Chao.
elaficionado.
Entiendo tu circuito, entiendo lo de utilizar un resistor shunt para regular la corriente en el mosfet mediante un transistor. Y...? no comprendo para que me pides que mire tu circuito

Por favor aclaradme la situación.
saludos!
13/08/2013 #6
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

Es sólo otra forma de controlar la corriente.

Chao.
elaficionado.
13/08/2013 #7

Avatar de blanko001

Ahhh... ok.
He subido un vídeo con el efecto soft start (RT 200K) y LED de 20W. Se aprecia desde el primer destello de los LED internos del chip, a medida que aumenta su intensidad la cámara ajusta la escena, por eso no se aprecia la potencia real del LED.

14/08/2013 #8


Hola, el tiempo en el video es en tiempo real. ?
Quiero decir, ¿que tiempo transcurre entre la primera luz visible y el maximo de luminosidad.?
¿La maxima luminosidad es a 12V y 900 mA.?
Un saludo.
14/08/2013 #9

Avatar de blanko001

Sí, en el vídeo aparece en tiempo real, utilicé CT de 1000uF y RT de 200K para no demorar tanto el encendido y sea posible ver el efecto en un corto tiempo. En la práctica del acuario utilicé una resistencia de 5.5M, el condensador si es el mismo de 1000uF, con esto logro alargar el tiempo hasta que se ve el primer destello y hasta que alcanza la máxima corriente en el LED.

La máxima luminosidad la alcanza a 900mA (para LED de 10W, el del video era de 20W - 1500mA); la tensión sobrepasa los 12V pero lo importante para el LED es limitar la corriente, es entonces donde se estabiliza el LED.

PD: con 5.5M pueden pasar unos 20 o mas minutos hasta ver el primer destello de luz, Paciencia, es un "amanecer"
El ajuste de la corriente se hace con la resistencia entre pin 1 y 2 del LM317, LM350 o LM338 dependiendo del "amperaje" requerido.
14/08/2013 #10

Avatar de chinouv

hola blanko001 esta muy practico tu circuito , me podrías decir donde consigues ese tipo de leds gracias
14/08/2013 #11

Avatar de blanko001

Este LED lo pedí hace unos 5 meses de China, en realidad fueron 10 de ese tipo para unos acuarios de un cliente en mi ciudad, "sobró" uno porque era excesiva la potencia para el acuario chico, solo se necesitó uno de 10W en ese caso. Son algo más caros que los clásicos cuadrados porque los materiales de construcción permiten mayor iluminación con menor calor (es relativo, para una misma potencia calientan menos por unidad de área que el típico modelo cuadrado), además por su forma alargada permiten una mejor posición en el acuario (reemplazando los tubos) y el disipador es un simple marco de aluminio de una puerta corrediza o similar.
14/08/2013 #12

Avatar de cosmefulanito04

elaficionado dijo: Ver Mensaje
Hola.

La corriente en el LED no cambia. Esto se debe a que, el LM317 está configurado o conectado como fuente de corriente constante.

Chao.
elaficionado.
Es como dice blanko, termina funcionando como un limitador de corriente.

Si bien esa configuración se la conoce para hacer una fuente de corriente constante, también funciona como limitador, ya que si el mosfet presenta una "resistencia" variable que llega a ser muy grande, la fuente de corriente pierde la linealidad y tiene que funcionar a menor corriente.

Funcionamiento Lineal:



Funcionamiento saturado:



No hace mucho en la zona de fuentes de alimentación, un usuario planteo esta misma solución como limitador en conjunto con un 317 como regulador de tensión y efectivamente funcionaba bien como limitador.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png Alineal.png (15,9 KB (Kilobytes), 482 visitas)
Tipo de Archivo: png Lineal.png (12,4 KB (Kilobytes), 477 visitas)
15/08/2013 #13

Avatar de blanko001

Hola a todos! He intentado mejorar el circuito para que el tiempo en que se demora en aparecer el primer destello del LED no sea tanto; la mejor manera es influyendo directamente sobre la curva de carga/descarga del condensador. En un principio quise empezar a cargar el condensador (CT) desde los 0V, pero me dí cuenta que el destello del mismo empezaba cuando entre los bornes del condensador se alcanzaban apenas los 5V; entonces, simplemente decidí que como base fundamental del proyecto el condensador empezara a cargar desde los 5V en vez de los 0V, así se eliminaría la mayor parte del tiempo previo antes de aparecer el primer e infinitesimal destello de luz.

Los 5V(aproximados) se obtienen con un simple regulador LM78L05, que mediante un diodo de uso general reduce un poco dicho valor y asegura un encendido desde el mínimo nivel de intensidad. Igualmente el interruptor permite un apagado decreciente cuando se lleva la resistencia (RT) a negativo; Dicha resistencia posee la característica de ser relativamente grande, por ende no entra en cortocircuito con los 5V del regulador.

Por otro lado la resistencia encargada de activar la base del transistor NPN (68K en del diagrama) puede ser aumentada con el fin de elevar un poco el tiempo del primer haz de luz o para hacer un poco más lenta la forma de cambiar la intensidad lumínica. (eso ya es como para poner a punto a nuestro gusto)

Sin mas que decir dejo la versión 1.1 que he probado con LED de 10W a 900mA. CT y RT es a gusto de cada quién, como base utilicé 1000uF (el voltaje superior al de la fuente). También probé con 3300uF para reducir RT e ir probando valores.



Saludos!
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg 1.1.jpg (33,1 KB (Kilobytes), 475 visitas)
25/08/2013 #14


Muy buenas estaba pensando en utilizar vuestro pequeño circuito para implementar mi proyecto, la cuestion es que los leds que yo utilizó, 14 en total, son de 5W a 7voltios 700mA. Pensaba ponerlos en serie para no tener que facilitarles 10 A.

Mi proyecto ahora mismo soloes una luz de dia con reloj , sin microprocesadores, el cual ya tengo los fotolitos casi listos. Cuando ya este bien hecho lo subire al foro. La regulación de tiempo la haré dando tres opciones: un circuito con NE555 pero este retrasa 7 minutos cada semana, uno que se basa en la frecuencia que viene en la red electrica, pero este depende de la exactitud de la red, y el mas fiable con un cristal de cuarzo.

Ya me direis vuestra impresión, y como veis la utilizacion de esos leds de potencia en serie con ese circuito.
Un saludo
25/08/2013 #15

Avatar de blanko001

xasi dijo: Ver Mensaje
Muy buenas estaba pensando en utilizar vuestro pequeño circuito para implementar mi proyecto, la cuestion es que los leds que yo utilizó, 14 en total, son de 5W a 7voltios 700mA. Pensaba ponerlos en serie para no tener que facilitarles 10 A.
Si los dispones en serie entonces debes suministrarle unos 100V DC. Necesitas una fuente para dicho propósito. Quizás puedas utilizar un transformador de 36V AC muy común para amplificadores de audio, y dispones de 2 series de 7 LEDs; en teoría necesitan 49V, entonces los 36V son rectificados y serían aproximadamente 51V DC, un voltaje muy bueno para el problema presentado.

De ser así utilizarías el LM350 (con su respectiva resistencia) que puede entregar hasta 3A sin problemas, ésto con el fin de no forzar o manejar al margen el LM317 (yo he usado el LM338 aún sin necesitar manejo de tanta corriente y es una joya jejeje). Buscas un MOSFET que maneje fácilmente la corriente y el potencial al que se someterá el circuito que implementes.

Además el transformador puede venir con un devanado adicional de unos 9V AC que al rectificar y la caída de tensión los diodos te permiten utilizar un ventilador de 12V DC para los disipadores del LM350 y el MOSFET (así trabajan mas frescos y descansados)

xasi dijo: Ver Mensaje
Mi proyecto ahora mismo soloes una luz de dia con reloj , sin microprocesadores, el cual ya tengo los fotolitos casi listos. Cuando ya este bien hecho lo subire al foro. La regulación de tiempo la haré dando tres opciones: un circuito con NE555 pero este retrasa 7 minutos cada semana, uno que se basa en la frecuencia que viene en la red electrica, pero este depende de la exactitud de la red, y el mas fiable con un cristal de cuarzo.
Te sugiero un reloj digital de tiempo real (el de cristal de cuarzo), puede llevar sistema de respaldo a pilas, que solo muestre "display" cuando se mantenga la energía en la red eléctrica domiciliaria. Así en un eventual apagón no tendrás desajustes de tiempo.

xasi dijo: Ver Mensaje
Ya me direis vuestra impresión, y como veis la utilizacion de esos leds de potencia en serie con ese circuito.
Como te lo indico con un transformador de 36V AC puedes implementar el circuito que te describo, pero como modificación de sugiero reemplazar el transistor 2N3904 por el 2N5551 ya que éste ultimo puede manejar un potencial superior entre el colector y el emisor, es posible encontrar en algún momento una tensión que no pueda manejar el 2N3904.

Además cambiar la manera de mantener 5V DC en el capacitor (CT), puede utilizar una resistencia y un diodo zener de 5.1V.

Por último es natural reemplazar los capacitores del proyecto por unos que puedan manejar el potencial requerido. Es recomendable que el valor sea algo mayor que el máximo potencial que entrega la fuente en DC.

Saludos!

PD: Es posible que se me escapen detalles, pero cualquier pregunta estaré atento a responder.
26/08/2013 #16


Muchas gracias blanko001, esta tarde trabajare un poco en el esquema, espero en poco tiempo poder subir el proyecto completo. Es un proyecto que podrá utilizar cualquiera.
26/08/2013 #17

Avatar de blanko001

Otra cosa a tener en cuenta es el ΔV (Vin-Vout) para el LM350, no estoy seguro si pueda manejar ese voltaje como limitador de corriente. Es decir, se conoce que como limitador de tensión se puede manejar un ΔV de unos 35V, pero en este caso se está utilizando como regulador de corriente.
Alguien me saca de la duda
26/08/2013 #18


Muy buenas, en los esquemas que voy a subir la fuente de alimentación es temporal ya que con el 7805 no es muy fino, probaré el LM315 tanto para los 5V como para los 9V, parael ventilador el 7812 ya esta bien.

El pulso de 1Hz le llega a través del borne 3 del CN15, el CN20 y CN21, són para la comunicación con otras placas, el CN20b y el CN21b no tiene tanta salida porque los tres decimales de los segundos no me hacen falta para regular el temporizador.

Los ID del segundo circuito son Interruptores Rotativos Decimales, el relé creo que lo sustituiré por transistores para alargar su vida y reducir los problemas.

Supongo que seria más facil hacer la fuente de alimentación de 7V 10 A. Me pondré a ello.Ahora voy a revisar lo que me has dicho en el otro mensaje.




---------- Actualizado después de 18 minutos ----------

Aqui se veran mejor las imagenes
[IMG][/IMG]

[IMG][/IMG]

Perdon el CN22 esla salida a los leds y falta una conexión entre el borne de 51V y el Q1.
26/08/2013 #19

Avatar de blanko001

Que buen trabajo! Te felicito!
Una pregunta, por casualidad los LED que tienes son en base redonda con 4 LEDs CREE? no recuerdo la marca de la pastilla... Si son esos, entonces ellos soportan hasta 7,5V entonces tu fuente debe ser de un voltaje de unos 10V DC por la caída de tensión en el LM350. Además debe poder entregar unos 15A para que trabaje sin forzar el trafo. Y por supuesto... un solo LM350 no te alcanzará para dicha corriente. Necesitarás varios circuitos "gemelos"

Pásame la hoja de datos de los LED o un sitio web donde salen. Solo curiosidad LED. jeje
Saludos!

PD: admiro ese trabajo!
27/08/2013 #20

Avatar de blanko001

Para ustedes: ¡La versión 1.2!



Como modificaciones importantes se agregó un diodo Zéner de 12V, (puede ser de 13V o 14V) con el fin de "estabilizar" el circuito y se adapte al uso de voltajes distintos para LEDs de diversa potencia sin tener que reemplazar el valor de los componentes como son CT y el transistor NPN 2N3904 de uso común; por ejemplo un LED de 20W (35V - 0.7A). Entonces si poseemos una fuente DC de por ejemplo 40V podemos utilizar el circuito sin tener que aumentar el voltaje del condensador CT, el cual puede ser a 16 o 25V ya que la tensión máxima en el mismo será la nominal del Zéner.

También se sustituye RT por un potenciómetro de 5M Ohm (recomiendo que sea multivueltas para ajustar con mejor precisión), el cual nos permite ajustar el tiempo de encendido/apagado del LED que puede ser de pocos segundos a un par de horas dependiendo de CT y el valor del ajuste del potenciómetro.

He probado con una fuente de 32V y un LED de 1W (3.5V - 0.35A) Ya se sabe lo que calentará el regulador, pero fué una manera algo fuerte de probar el circuito, dejo el vídeo de la prueba de "amanecer" y "anochecer"


NOTA: El voltaje del capacitor conectado en paralelo al LED debe ser superior a la caida de tensión en el LED, es decir, superior al voltaje nominal de trabajo del LED.
Se recomienda que el voltaje de la fuente sea un par de voltios superior al voltaje de trabajo del LED para evitar enormes perdidas de energía en forma de calor en el regulador LM350.

Saludos!
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