Iluminación de tira de LEDs mediante PWM en respuesta al movimiento

[Poshi]

Hola a todos,

este es mi primer mensaje general y espero que esté en el subforo adecuado, sino podeis moverlo sin ningún problema También he buscado cosas parecidas en el foro, pero en ninguna de las que he encontrado se han resuelto mis dudas (aunque he aprendido otras cosas )
Os pongo en antecedentes para plantearos mi duda. Estoy intentando hacer un proyecto bastante simple en el que quiero iluminar una tira de LEDs cuando haya movimiento. Hasta aquí, muy fácil. Pero no quiero solo que se encienda, sino que quiero que se encienda lentamente y se apague del mismo modo (fade in, fade out) cuando detecte movimiento y deje de detectarlo. Y para rizar el rizo, quiero que esto lo haga de noche, y que de día se encienda más rápido.
Para conseguir todo esto, me estoy basando en un Arduino con un LDR para medir los niveles de luz (para saber si es de dia o de noche), un sensor PIR para detectar movimiento y un transistor TIP120 para poder gestionar la potencia necesaria para la tira de LEDs.
Quiero usar un transformador 220V->12V que usaré para alimentar la tira de LEDs y tambien el Arduino. Las tierras debería juntarlas (si no estoy equivocado) y será el Arduino el que genere una señal PWM que alimentará la base del TIP120 para regular la intensidad de los LEDs.

En todo esto se me plantean varias preguntas:

1. Es buena idea alimentar el Arduino directamente a 12V? Tendria sentido buscarme un adaptador 220V->5V para alimentarlo por separado? En tal caso, tambien podría poner el de 12V detrás de un relé y solo activarlo cuando fuera necesario.
2. Para montar esto, voy a necesitar generar una pequeña placa de circuito impreso (PCB). Casi toda ella llevará señales de control, pero una pequeña parte llevará toda la potencia de la tira de LEDs (12V, 2A, 24W). Debo tener alguna consideración especial con ese trozo de pista en el PCB? Imagino que deberia hacerlo mas ancho, o quizá debería conectar estos elementos de algun otro modo y que no pasaran por una pista del PCB? Justo este fin de semana instale Fritzing para hacer esos diseños y no he visto lugar donde indicar la intensidad de corriente que debe soportar cada pista
3. El último tema que se me ocurre que tengo pendiente es el del montaje en un "recipiente". Todo esto debería acabar situado dentro de alguna cosa cerrada con las entradas y salidas necesarias. No voy a dejar las placas al aire y los cables colgando! Alguien tiene experiencia o puede recomendarme algun método para generar este tipo de cajas? Carpintería? Plastico inyectado? Impresión 3D? Que empresas hacen este tipo de cosas?

Muchas gracias por vuestra paciencia al leer este ladrillo! Cualquier respuesta a las preguntas o comentarios sobre otras formas de realizar este proyecto serán muy bienvenidas

 

[pandacba]

El arduino debe recibir 5V si le introducis 12, deberas tirar a la basura la tarjeta

 

[josemaX]

pandacba, Las placas Arduino pueden recibir hasta 20V (recomendado hasta 12V) en el conector de alimentación tipo jack. En los pines de los conectores que lleva y por USB no, pero por ese jack, si. Hay que tener en consideración que este tipo de alimentación hará que el regulador se caliente, pero 12V es el límite que dan antes de que sea un problema.

http://arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Main/ArduinoBoardUno

 

[Nuyel]

Pues si el Arduino (mientras sean los completos y no los que solo tiene un chip como el nano) lo alimentas por su terminal Vin et debería aceptar los 12V y usar el regulador integrado para reducirlo a los 5V, por esa parte no hay problema, el consumo si solo alimentas el Arduino será poco, no debería haber problemas de calentamiento por disipar la potencia excedente. En cuanto a las conexiones, deja separadas las líneas, las tierras se unen pero no en el Arduino, si no la alta corriente causada por el PWM puede hacer oscilar su voltaje a tierra y hacerlo inestable, deben unirse mutuamente en el regulador de 12V, lo ideal es que de ahí salgan dos pares de cables, uno para el regulador del Arduino (colocar una resistencia en serie también ayudaría a reducir el rizado y la potencia disipada por el regulador) y otro par para la electrónica de potencia.

 

[Poshi]

Efectivamente, Arduino lleva un regulador de voltaje que me permite alimentarlo con 12V, pero una de mis dudas es que como va a ser una instalación permanente, quisiera que no se calentara por el funcionamiento continuo y que no me consumiera mucho por el mero hecho de regularme el voltaje mientras está en reposo. Por eso me planteaba que igual era razonable alimentarlo directamente a 5V (pero quizá me estoy llevando el mismo problema a otra parte) o usar un conversor DC-DC de 12V a 5V. Solo que no conozco su funcionamiento y quizá todas las opciones me provocan la misma pérdida de potencia en forma de calor.
En cuanto a lo de poner una resistencia en el camino a la entrada de potencia de la placa Arduino... entiendo que entonces el regulador no se calentará tanto... pero el se calentará la resistencia en su lugar, no? Como debería calcular la resistencia? No se cual es el consumo/intensidad que requerirá la placa, por lo que no tengo claro como calcular la resistencia necesaria para provocar una caída de potencial de 5V (y que queden 12-5=7V para el regulador). Y lo del rizado no lo acabo de entender: para eso no deberíamos poner un condensador entre + y -?
Muchas gracias por las respuestas y disculpad si pregunto cosas obvias, de electrónica se lo básico y hay un basto mundo enfrente de mi para explorar.

 

[Nuyel]

Del Arduino ya tiene su condensador, agregar la resistencia creará un filtro RC, si quieres eficiencia puedes usar el CD-CD, la corriente no sabría decirte, pero quizá 100mA sean suficientes, algo asi como 47ohm 1W podría servir. Otra, en teoría, si lo manejas con sensores y automatizado, no estaría en reposo nunca.

 

[Poshi]

En código aun no lo tengo implementado, pero la idea sería que si el sensor PIR no detecta movimiento, el microcontrolador se ponga en modo bajo consumo por un tiempo (200, 500, 1000ms), y solo realice mediciones cada este tiempo. Si no hay movimiento, apenas trabajaría un poco cada segundo. Otra posibilidad que tenia en la cabeza era usar interrupciones: dormir el microcontrolador y que se despierte cuando el PIR cambie de estado y dispare la interrupción. En ese caso, podrían pasar horas con el microcontrolador dormido hasta que llegase la hora de actuar.



Añado el esquema que tengo hasta ahora (falta añadir el LDR). Con tierras separadas (se unirán a la salida del conversor 220V->12V).

 

[Tachenk]

Hablando una vez mas de PWM y famosos led... hago la pregunta concreta y esperemos que no me ....:loco:
Se ha dicho trecientas cincuenta mil cuatrocientas veinte y siete veces..que los leds no se montan en paralelo, hay bien, ¿pero con fuente PWM regulada? ¿Si se puede?
En la cabeza no por favor, que tengo el pelo delicado...
Estamos hablando de leds de alta potencia....

 

[Scooter]

Si, se pueden conectar en paralelo, también se pueden golpear con un martillo y también se puden meter en ácido o tirar por la ventana.

Si los aprecias en algo NO SE DEBEN DE CONECTAR EN PARALELO NUNCA

Otra cosa es que lo que tengas no sea un led sino un circuito mas complejo que lleve algo mas en su interior; los led de 10W que he probado (referencia desconocida) tienen un comportamiento "relativamente" lineal que me hace sospechar que llevan algo mas que leds en su interior. De todos modos ante la duda no me parece buena idea ponerlos en paralelo sin algo que controle su corriente. El problema es que los pobrecitos leds no saben controlar su corriente y se "embalan" con facilidad. El control por tensión es una ruleta rusa, y si están en paralelo solo controlas la tensión o la corriente total pero no la corriente por cada uno de ellos.

 

[Poshi]

Muchas gracias por vuestra aportación, pero cuando he hablado de "tira de LEDs", me refería a una tira de LEDs ya prefabricada, con una entrada de 12V en un extremo (y si quieres, otra en el otro). Internamente van agrupados de 3 en 3, cada trío con su propia resistencia. Para ser exactos, son estos: amazon.es/gp/product/B00MYTPYQA?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o02_s00
Y hasta donde yo entiendo, se conectan en paralelo grupos de 3 leds con resistencia propia por grupo (adjunto esquema eléctrico de la tira de LEDs). Si un grupo se fundiera, el resto de grupos no debería ver incrementada su corriente, ni su voltaje ni fallar debido a ello. Si me lo currara para ponerlos en serie, aparte del pitote de cortar la tira a cachitos y echar cable por todos lados, tendría el problema que si me fallase uno, todo quedaría a oscuras.

Y mi pregunta concreta no es si puedo alimentar con fuente regulada y PWM ese conjunto de LEDs. Mis tres preguntas concretas son 1) sobre la mejor forma de alimentar Arduino, 2) sobre el tamaño de las pistas en el PCB y 3) sobre la mejor forma de meter todo el invento en una cajita.

Digamos que los LEDs los voy a conectar como dice el fabricante, y quiero usar un elemento externo que me haga el PWM para regular su brillo a base de aplicar PWM al driver (o a su salida) de esos LEDs.

Disculpad si no he sido todo lo preciso que podía ser al hablar de "tira de LEDs", creí que se entendería de que estaba hablando. Y si realmente enchufar esta tira de LEDs como dice el fabricante es tan malo y tener en tan poca estima a los LEDs, os agradecería enormemente que me explicarais porqué, a ver si aprendo algo

 

[Scooter]

Si llevan una resistencia en serie los diodos ya NO estén en paralelo, están en serie con la resistencia.
El conjunto resistenciadiodos en paralelo con lo que sea, ya no son diodos solos.

Si se abre una de las series las demás siguen estando a la misma tensión y por el efecto de la resistencia, siguen teniendo la misma corriente.

 

[Nuyel]

No se desvíen del tema, NL ase trata de las tiras, se trata de la enorme corriente que pulsará el PWM y de como integrar el Arduino son que se vuelva loco el sensor y manteniendo la eficiencia, ahí si puedes conseguir el ATmega328 que usa el Arduino Uno y un cristal de 16MHz, pues ya creas el circuito apropiado u usando el Arduino para el desarrollo, luego quitas el chip y lo montas al PCB apropiado.

 

[Poshi]

Si llevan una resistencia en serie los diodos ya NO estén en paralelo, están en serie con la resistencia.
El conjunto resistenciadiodos en paralelo con lo que sea, ya no son diodos solos.

Si se abre una de las series las demás siguen estando a la misma tensión y por el efecto de la resistencia, siguen teniendo la misma corriente.

Todo esto ya lo se. Lo que todavía no entiendo es de donde habéis sacado que quería conectar diodos a pelo en paralelo

No se desvíen del tema, NL ase trata de las tiras, se trata de la enorme corriente que pulsará el PWM y de como integrar el Arduino son que se vuelva loco el sensor y manteniendo la eficiencia, ahí si puedes conseguir el ATmega328 que usa el Arduino Uno y un cristal de 16MHz, pues ya creas el circuito apropiado u usando el Arduino para el desarrollo, luego quitas el chip y lo montas al PCB apropiado.

Lo de separar el microcontrolador de la placa Arduino y usarlo de forma independiente también lo había pensado. Pero para ser mi primer proyecto real (no un experimento, sino algo que quiero instalar y usar), me parece ir demasiado lejos y con demasiado poca experiencia.
De hecho, si hiciera eso, le pondría un cristal más lento para ahorrar algo de energía y porque mi aplicación no requiere de velocidad.

 

[Scooter]

Hablando una vez mas de PWM y famosos led... hago la pregunta concreta y esperemos que no me ....:loco:
Se ha dicho trecientas cincuenta mil cuatrocientas veinte y siete veces..que los leds no se montan en paralelo, hay bien, ¿pero con fuente PWM regulada? ¿Si se puede?
En la cabeza no por favor, que tengo el pelo delicado...
Estamos hablando de leds de alta potencia....

En este post se reabre la eterna cuestión

 

[Poshi]

En este post se reabre la eterna cuestión

Ya... y este post ni es mio ni se de donde sacó esa idea

 

[Scooter]

Ya pero si alguien pregunta algo relacionado, se le contesta, supongo.

 

[Tachenk]

Amigo Poshi, sobre estas tiras ya he posteado incluso con fotos no hace ni dos dias y no entra en la cabeza de que si funciona, y que para eso esta fabricadas.
Otra cosa es la calidad,....eso es otro tema.
Tu lo explicas mejor que yo.
Da igual , una y mil veces se te contestara lo mismo, porque se desconce el diseño de estas tiras..:cabezon:.
Respuesta : tension y corriente constante...una u mil veces, que si, que ya lo sabemos pero hay diseños y diseños,
Pues los leds de 10 o 500W lo mismo, estan montados con chips de 3,3 V y 300ma en serie de 3 o 20 chips y 3 o 10 lineas en paralelo, da igual. En cuanto leen paralelo, la hemos liao.
Da igual, un led es un diodo y punto....
Que ya tengo mi experiencia de años con estas tiras, que montado unas cuantas para mi y para otros y funcionan sin problemas.
Que seran varios miles de leds ya funcionando (hay pantallas que llevan 400) y de entre todos algun led falla, mas por mal mantenienmo que por otra cosa, cortos con el agua, p.e.
¿PWM? si claro, perfecto, corriente controlada, por supuesto que es mejor y tambien la tension.
Centrandonos en el tema yo empleo un controlador ya montado basado en ARM con los transitores de potencia ya montado en mismo circuito.
Programale por USB en windows, graficamente, facil, comodo rapido, sin lineas de codigo en las que errar. Cinco canales independientes de 5A. alimentado en potencia desde 3 a 24V.
Espero no levantar ampollas pero es la realidad.
Mi maximo respeto con los profesionales, y entendidos , de los que tanto he aprendido en este foro.
Saludos..

 

[Scooter]

Sin ánimo de levantar ampollas y por supuesto sin animo de ser mas listo que nadie, que no lo soy.
Las tiras de led llevan resistencia y ahí no hay discusión.
Como he comentado los leds de potencia que he usado, tres modelos distintos de 10W, internamente son unos cuantos led en series y paralelo. Me da la sensación , de que son algo mas que leds porque no tienen "el quiebro" típico de la curva de un diodo. Esa característica los hace potencialmente "paralelizables". Aunque habría que ver el efecto térmico que no lo he medido ni mirado.
Ahora bien, "YO" no lo haría. Para un uso eventual apostaría a que van bien, pero estoy harto de ver carteles, semáforos etc etc etc "profesionales" con la mitad mas uno de los leds rotos, parpadeando, atenuados...
Está claro que hay calidades, entre otras cosas calidad de montaje, instalación, soldadura y un largo etcétera y que todo influye. Pero yo, el talibán antiparalelo, no los por pondría en paralelo. Obviamente cada uno es libre de hacer lo que crea conveniente.

También depende de la "seriedad" del equipo; yo he puesto chips de 5V que el datasheet dice que no van a 3,3V a funcionar a 3,3 "porque a mi me iban" pero era una aplicación poco exigente; si se rompía o no funcionaba, no pasaba nada.

 

[Poshi]

Respuesta : tension y corriente constante...una u mil veces, que si, que ya lo sabemos pero hay diseños y diseños,

Respuesta a que pregunta? Yo no he preguntado nada sobre tensión, corriente o como alimentar los LEDs.

Que seran varios miles de leds ya funcionando (hay pantallas que llevan 400) y de entre todos algun led falla, mas por mal mantenienmo que por otra cosa, cortos con el agua, p.e.
¿PWM? si claro, perfecto, corriente controlada, por supuesto que es mejor y tambien la tension.
Centrandonos en el tema yo empleo un controlador ya montado basado en ARM con los transitores de potencia ya montado en mismo circuito.
Programale por USB en windows, graficamente, facil, comodo rapido, sin lineas de codigo en las que errar. Cinco canales independientes de 5A. alimentado en potencia desde 3 a 24V.
Espero no levantar ampollas pero es la realidad.
Mi maximo respeto con los profesionales, y entendidos , de los que tanto he aprendido en este foro.
Saludos..

La programación no me asusta, llevo más de 20 años con ella, los últimos profesionalmente. El circuito y el programa correspondiente ya los tengo listos y funcionan, pero por ahora solo los he probado en breadboard y con un único led con su correspondiente resistencia en serie (estoy pendiente de conseguir la fuente de alimentación definitiva para alimentarlo todo). Y con todo lo que me dices, no me resuelves ninguna de las dudas reales que tengo yo. Me dices que los transistores de potencia ya los tienes montados en el mismo circuito. Mi pregunta es: como son las pistas del circuito que van al colector y emisor de esos transistores? Igual que la de la base? Son mas anchas? Mas gruesas? O no pasan por el circuito y se han soldado al aire? Y otra de mis preguntas es: como has encapsulado este controlador? Lo has dejado al descubierto? Le has hecho una caja a medida?

De ahora en adelante, olvidad que he pronunciado la palabra LED. Suponed solo que le quiero conectar una carga resistiva que me va a consumir 24W a 12V con una intensidad de 2A. Y que esta carga la quiero activar mediante PWM para conseguir niveles intermedios de lo que tenga que hacer (puede ser una bombilla incandescente cuya intensidad de funcionamiento voy a regular con PWM, o una estufa, o...).

Y nuevamente, gracias por el interés en mis dudas.

 

[Scooter]

Creo que este tema se está calentando sin sentido. Cada uno que monte lo que quiera. Yo seguiré poniendo resistencias a los leds.





Para una carga de 2A pon un transistor de 4A o mas con su radiador y ya está.

Pero esa respuesta es incorrecta según para que: si es carga inductiva hacen falta diodos volantes o de lo contrario se quemará el transistor.
Para un led ugh! Led no led no led no, no he dicho naaadaa [emoji38]

Es que el circuito electrónico varía según la carga que uses, es fastidioso pero es así.