Proyecto ambilight casero con tiras de leds

[manuj]

Venga por favor echarme una mano que necesito acabar ya mi ambilight porque se me acaban las vacaciones...
He leído que el transistor ideal para controlar pwm es el irfz44n (http://www.neoteo.com/irfz44n-el-mos-fet-de-batalla-para-pwm.neo), pero yo tengo el bd440 que me dijeron que funcionaba y vi que funcionaba en otro ambilight. Pero a mi no me funciona, debo comprar los irfz44n?? y como calculo las resistencias? tengo que aplicar el método de las mallas? Sería la resistencia este valor?

R=(Vcc-Vcodo(led)-Vbe)/Ib

Vbe e Ib de donde lo saco? del datasheet o de la carga que conecte? Es lo unico que se me ocurre, me toy rompiendo la cabeza de tanto pensar esto...SOS
En el original usaban resistencias de base de 220 ohm pero en la pagina que les pongo te dice que la resistencia de base varía entre 5 y 33 ohm en función de la carga...guíenme por favor, no quiero que me lo den hecho pero sí que me digan que cálculos puedo realizar, un tutorial o algo please que no quiero convertir esto en un monólogo

 

[mnicolau]

Hola manuj, no había visto tus consultas (no tenía la subscripción al tema).
Cual circuito estas armando? Qué leds vas a usar? Por lo que leí son RGB, cátodo común no?
Ahora.. cambiaste un mosfet canal N por un bipolar PNP, por qué hiciste eso? Nunca va a funcionar si mantuviste la misma configuración del circuito.

En mi circuito uso resistencias distintas debido a que los leds tienen distintos consumos, entonces no podía usar una sóla resistencia para los tres porque, aparte de no ser recomendada esa conexión, iluminarían distinto.

Idealmente se deberían usar leds RGB, en aquel entonces no los conseguía pero ya los tengo comprados, en algún momento haré el cambio en mi ambi...

Saludos

 

[manuj]

Uso leds rgb cátodo común, los pillé baratos. El esquema es el que te muestro a continuación. Es para la patilla de un led. La resistencia en serie con el diodo es de 100 ohm, las he puesto iguales para todos los leds para que me queden 3 v en el led, aunque lo del consumo diferente por cada led me desconcierta...debo de usar resistencias diferentes por cada patilla (color)??.
La razón de por qué cambiar transistor y resistencia fue porque en otro foro alguien lo hizo con leds rgb y cogí los valores que dijo que puso y le funcionaba. Porque el diseño original era con CCFL, y ya digo que los transistores son mi punto débil.
Dicho esto me aconsejas cambiar los transistores por los IRFZ44n originales no? es decir, un mosfet de canal N genérico no? que parámetros debo fijarme por si no encuentro estos? porque si mal no recuerdo estos iban justos para tensiones de 5 v...
Las resistencias deben de ser chicas no? entre 5 y 33 ohm no? pero como saco el valor exacto? es aplicando mallas? Un saludo y muchisimas gracias por contestar, te debo una

 

[mnicolau]

Está correcto el esquema, el valor de "R" puede ser 1K. La resistencia de cada led va a depender de su consumo, tenés idea cuánto consumen? Verificá el consumo de los distintos colores. El cálculo que tenés que hacer es:
(5V-Vled)/Iled
Ahí sacás el valor de la resistencia de cada uno. Al pic vas a tener que programarlo para cátodo común.

En mi caso usé leds distintos y cada color consumía corrientes diferentes.

Saludos

 

[manuj]

El valor de la resistencia de los leds si sé calcularla, acabo de examinarme de diodos y operacionales...jajaja, lo llevo fresco. En cuanto al consumo tengo el datasheet genérico de un led rgb pillado por internet. Los que me pillé venían de hong kong con la intensidad lumínica y el vaor de Vf 1,9-2,4/3,2-3,6 v que no se muy bien que significa. Hago caso del datasheet generico? según él consumen todos 20 mA, lo que varía es la tensión del led...así que ahí tendré la variación de resistencias..jeje.
En cuanto al transistor los cambio por los IRFZ44n no? en qué me debo basar para escogerlos?
La resistencia de 1 k como la has calculado?
Perdona que sea tan preguntón pero quiero aprenderlo (si no es molestia) para no tener que volver a molestar a nadie...XD

 

[mnicolau]

No hagas el cambio, ya que los IRF son mosfets y no se "activan" de igual manera.
Al transistor lo elegís de acuerdo al consumo que tengas (entre otras cosas), en tu caso podrían ser transistores más chicos, ya que sólo vas a tener 20[mA] de consumo en cada uno y los BD440 soportan 4[A], con lo cual van a estar MUY desperdiciados.
Lo que sí debes respetar en tu caso, es que sean PNP.

A la resistencia de base la podés calcular de acuerdo a la corriente de colector y a la ganancia del transistor, así obtenés la corriente mínima que debería circular por la base.

El valor de Vf de los leds está algo confuso, pasá el link del datasheet así lo reviso. Igualmente el valor de resistencia va a ser de unos 120[Ohm] en promedio.

Saludos

 

[manuj]

Bueno la prueba la hago con un led por barra, pero en realidad voy a conectar más leds...construí una fuente que me daba como mucho un amperio, pero no quiero que el trafo trabaje a carga nominal, quiero que trabaje al 90 % como mucho. El led rgb consume por tres leds no? es decir 60 mA...no? con lo que con los bd440 voy bien porque no llegaré a los 4 A...
Conclusiones...mantengo el mismo esquema y los mismos transistores...cambio las resistencias de base y si eso las resistencias de los leds...
El datasheet que me pillé te lo mando adjunto en pdf. De los que me da deduzco que valor tipico y máximo son 1,9 y 2,4 v respectivamente para el rojo, y 3,2 y 3,6 v para el azul y el verde...siempre el rojo necesita menos según he leído...no?

Para las resistencias de base...la ganancia del bd440 es de 140 (Hfe), con lo que si voy a conectar por barra por ejemplo 4 leds...cada transistor consumiría 20mA*4 led=80 mA, que entre la ganancia serían 0,57 mA aprox. La resistencia de base sería ¿qué tension? entre esa corriente mínima de base no?

Volviendo al consumo total, suponiendo que el consumo total de cada led rgb es de 60 mA puedo poner 15 leds como mucho no? (trabajando el trafo al 90% mas o menos)

PD. Acabo de medir con el polímetro la ganancia de tres de los transistores y no me da 140 ni de lejos, en el primero obtengo un valor de 72, en el siguiente 47 y en el ultimo 32, tomo estos valores para mis cálculos???

 

[mnicolau]

El datasheet está claro.. necesitás las siguientes resistencias:
100 Ohm para Azul y Verde
150 Ohm para Rojo

Leé algún apunte de transistores y vas a aprender rápido cómo calcular la R adecuada de base de acuerdo a la cantidad de leds que quieras usar.

PD: la ganancia que da el datasheet es en ciertas condiciones que están expresadas ahí. Igualmente para corrientes tan bajas no te hagas mucho drama, el valor de la resistencia va a dar de varios KOhm, con 1 Kohm estás seguro que va a saturar correctamente.

Saludos

 

[manuj]

Como bien has dicho, he estado revisando apuntes, y aunque los circuitos son mas complejos, he llegado a la conclusión siguiente:

R(base)=hfe*Vcc/I(colector)

La tensión en la base es una señal cuadrada con valor pico pico de 5 v si no me equivoco y la tensión en el emisor es de 5 v.
Como dije, el trafo de 1 A trabajando al 90 % me limita a 15 leds RGB. Pondré 5 por barra. Lo que significa que tendré 9 transistores con corriente en el colector por cada transistor de 0,1 A. Si la ganancia del bd440 es de 140 (valor típico), me sale una resistencia de base de 7k. Con estos valores debería de andar ya mi ambilight no?

En una página de internet calculaban la resistencia de base con la corriente máxima de base sacada de la hoja de características...

Un saludo y muchísimas gracias por echarme una mano con esto...

 

[manuj]

Nada, el montaje no funciona...
Mirando un libro: "electrónica de potencia" de mohamed rashid, hago mis comprobaciones para cuando tengo conectado un led. Esto es, Ic=0,02 A=20 mA.
Transistor: BD440, ganancia=140, Vce(sat)=0,8V, Vbe(sat)=0,58V,
Valores de prueba fallida: Rb usada=3k3, Rc=100 ohm

Procedimiento 1: Calculo la intensidad de base de saturación=20mA/140=0,143 mA

La resistencia máxima en la base=[Vb-Vbe(sat)]/Ib(sat)=(5-0,58)V/0,143mA=30,9 kohm

Procedimiento 2: Ics=[V-Vce(sat)]/Rc=(5-0,8)V/100ohm=42mA
Ibs=42mA/140=0,3mA
Rbmax=(5-0,58)V/0,3mA=14k7

Ambos valores son superiores a la resistencia usada, con lo que no debería de ir mal, ya que según esto el transistor trabaja en saturación.

.........................

Si usamos otros valores, es decir, cambio la ganancia por 25, que son los valores mínimos según la hoja de características, con lo que la corriente de base de saturación es mayor aún restringiendo más la resistencia máxima.

Procedimiento 1: Calculo la intensidad de base de saturación=20mA/25=0,8 mA

La resistencia máxima en la base=[Vb-Vbe(sat)]/Ib(sat)=(5-0,58)V/0,8mA=5k5

Procedimiento 2: Ics=[V-Vce(sat)]/Rc=(5-0,8)V/100ohm=42mA
Ibs=42mA/25=1,68mA
Rbmax=(5-0,58)V/1,68mA=2k5

En este caso el valor usado es correcto para el procedimiento 1 pero no lo es para el procedimiento 2.

Conclusión, si estos razonamientos son correctos...debo quedarme con el más restrictivo y poner la resistencia de base de 500 ohm por ejemplo?, ya que esto aumentaría la corriente de base asegurandome que trabaje en saturación para ganancias chicas ya que en este estado (saturación) la corriente del colector permanece constante. Que opinais al respecto?
Esto o medir uno por uno la ganancia de los transistores y hacer un cálculo individual para cada uno...
Un saludo

 

[mnicolau]

Te la estás complicando demasiado...
Si la R de base es un poco más grande de lo debido, el circuito va a funcionar igual, sólo que la corriente de colector va a ser menor y los leds no van a iluminar como deberían. Como te dije antes, la corriente que va a manejar el TR es muy baja, con 1K de base tenías margen para usarlo adecuadamente, en fin... está bien que quieras hacer los cálculos correctamente, así se aprende.

Conectá el otro extremo de la resistencia de base (la que sería la salida del pic) a masa y vas a ver cómo encienden los leds (si es que no cometiste algún error en el armado). Si lo anterior funciona y el circuito no, empezá a buscar el error en algún otro lado... el pcb por ejemplo o el grabado del pic y el firmware usado. Cual PCB usaste? no habrás usado el mío no? El mío es para transistores NPN.
Si conectar a masa la resistencia de base no enciende los leds, revisá la conexión del PNP.

Saludos

 

[manuj]

Gracias por seguir ayundandome. Aver te cuento, tal y como lo tngo, los leds se encienden los tres colores. Como dije anteriormente, el circuito se que funciona porque si elimino los transistores y sus resistencias me reproduce todos los colores adecuadamente con el momotest, boblight, etc. El problema es que si quiero meterle más leds voy a tener que usar transistores, y es el caso. Con lo que si uso las resistencias de 3k3 el efecto es que efectivamente me cambia los colores pero no se corresponde con lo que debería, es decir, que se vuelve loco. De aqui deduzco que el fallo está en las resistencias de base.
Porqué no he usado todavia las resistencias de 1k como me dijiste y me estoy calentando la cabeza sobre los cálculos...pues porque a priori todavía no se cuantos leds voy a manejar, con lo que la de 1k kizas no sirva para montajes futuros. Y quiero entender a la perfeccion estos conceptos para variaciones futuras.

En cuanto al montaje, lo estoy armando en protoboard. Lo armé en pcb con un diseño mío y tenia unos puentes, a parte de que no funcionaba por la razon que llevo comentando...Cuando esté todo correcto usaré tu pcb (con tu permiso) ya que es mejor que el mío. Y sí, ya se que usaste transistores NPN, e iba a cambiar esa parte...jejeje. Con lo que deduzco que cambiaste los mosfet del diseño original no? por unos transistores bipolares...igual k yo...jaja.
La conexión de los transistores es la que puse en la otra imagen adjunta. son cátodo común los leds con lo que el emisor va a 5 v y el colector a cada patilla del led rgb con su resistencia en serie. El cátodo común lo pongo a masa, y la base a la resistencia limitadora y al pic.

 

[mnicolau]

el circuito se que funciona porque si elimino los transistores y sus resistencias me reproduce todos los colores adecuadamente con el momotest, boblight, etc. El problema es que si quiero meterle más leds voy a tener que usar transistores, y es el caso. Con lo que si uso las resistencias de 3k3 el efecto es que efectivamente me cambia los colores pero no se corresponde con lo que debería, es decir, que se vuelve loco. De aqui deduzco que el fallo está en las resistencias de base

Mmm a ver... por lo que decís ahí, sí te está funcionando, sólo que los colores no se corresponden con lo que debería. Y también comentás que conectando directo los leds, sí funciona correctamente. No?

Unos mensajes atrás te comenté que, al usar transistores PNP, tendrías que usar un firmware para "cátodo común". Si el circuito original usaba mosfets canal N o bipolares NPN, el firmware sería para "ánodo común". Al usar PNP, el funcionamiento básicamente es al revés, por eso puede ser que la mezcla de colores que te está haciendo al usar el firm equivocado, no es la correcta. Probá cambiar el firm.

Por otro lado, la resistencia de base no va a ser nunca la causa por la cual el circuito mezcle colores distintos...

Saludos

 

[manuj]

Si si, el firmware, es decir, el hexadecimal, es para cátodo común, la razón por la que elegí esto fue porque los leds eran cátodo común, no porque los transistores fueran pnp...pero si me dices que la resistencia no será la causa de la mezcla rara de colores...ya no se donde está el problema...
Acabo de hacer la prueba con el hex para ánodo común y los leds no reaccionan a los cambios de color, es decir, se mantienen los tres colores activados dando una luz blanca. Solo reaccionan (mal) al hex cátodo común, lo cual traslada el problema otra vez a los transistores...

 

[mnicolau]

Si es así ya no se me ocurre qué podría ser...
Podría ser que estés conectando mal los distintos colores (en donde debería ir otro de los colores), pero no vas a cometer el mismo error en los 3 lados del monitor.
Como última opción, cambiar los RGB por ánodo común, usar un NPN como en el circuito original y listo. Tendrás que seguir revisando.

 

[manuj]

Eso lo he respetado del circuito original...dnde va R va al pin R etc, y el patillaje lo vi en el datasheet, y sin transistores funciona...no me he equivocado en eso...
Los leds no los voy a cambiar porque gaste unos 15 euros en 50 que me trajeron de hong kong y tendre que usar esos..jeje. Lo unico que se me ocurre es cambiar los transistores por si estan jodidos, pero como no lo estén...preguntare por la universidad aver como puedo averiguar en que estado estan los transistores. Aún asi, te agradezco tu ayuda, cuando me salga lo celebrare por aqui...jajaja. Un saludo y gracias

 

[diegoja]

Hola gente, he retomado el proyecto del ambi para mi pc y hoy(2-marzo-2010) lo arme en la protoboard con leds RGB catodo comun, arme todo como esta en el circuito, cargue el PIC con el hex de catodo comun, y probe con momolight para ver como funcionaba, y me llevo la sorpresa de que los colores que veo en la pantalla cuando hace el "fade" no corresponden a los colores q veo en los leds, por ejemplo si tengo una tonalidad de rojo en el programa en los leds tengo cualquier color menos tonalidad de rojo. Uds me diran q serè daltonico pero no ajjajaj. Se me ocurrio pensar que podia estar fallando por haberlo armado en protoboard, pero ahora que leo que manuj tiene problemas similares, no se que podra ser el problema. La forma que conecte los leds fue directo al PIC con una resistencia, la que calcule para que la corriente sea de 15mA por cada led.

 

[mnicolau]

Hola Diego, por las dudas... probá el otro firm, el de ánodo común. Sólo para ver cómo responde con ese, y comentá después.

PD: si usan Vista o 7, desactiven el "aero", tiene problemas de compatibilidad con ese. Si te está haciendo la mezcla, funciona bien el circuito, lo que andaría mal es la parte del soft.

Saludos

 

[diegoja]

Ok mnicolau, pruebo con el firm de anodo y les digo como me fue. Con el tema de sistema operativo estoy con XP y tambien probando con windows 98. La mezcla la hace digamos, uno ve que estan trabajando los leds, no que se quedan encendidos o no prenden, solo que no tienen relacion los colores del programa con los colores que generan los leds.

 

[diegoja]

Bueno gente probe tanto con el firm de anodo y con el de catodo y obtengo los mismos resultados, los leds parpadean sin ninguna concordancia con los colores de muestra de los programas momotest y boblight, la verdad una lastima ya que este proyecto me entusiasmo mucho por su atractivo visual. Probe de cambiar el max232 para ver si ese era el problema, pero no hubo cambios.
Mnicolau podrias postear como tienes configurado los valores del boblight y la configuracion del puerto serie de la pc? Desde ya muchas gracias.
Seguire intentando una solucion, si resuelvo algo lo posteo. Un saludo. Diego