LED in acquario

Scopriamo i LED in acquario!

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Alimentazione dei LED

I LED sono dispositivi cosiddetti controllati in corrente, dunque la grandezza elettrica che va regolata è, appunto, la corrente, che misura quante cariche elettriche passano nel dispositivo, ogni secondo.

Alimentazione con LED driver

L’alimentazione più corretta per i LED è quindi usare un apparecchio in grado di fornire una corrente fissa ed eventualmente impostabile.
Tali apparecchi sono detti LED driver, piloti di LED.

Questi dispositivi sono cioè capaci di erogare una corrente data (per esempio 350 mA), a prescindere dal dispositivo collegato – ovviamente entro certi limiti, non è detto si possa attaccare una serie di mille LED ad un driver!

Vediamone un esempio:

Driver LED MeanWell
Driver LED MeanWell serie LDD, consente di controllare anche con PWM LED ad alta potenza.

Questo driver è in grado di erogare una corrente costante di 700 mA, avendo come caduta di tensione del LED (o della serie di LED) un valore compreso tra 2 e 52 V, se adeguatamente alimentato.
Un driver di questo tipo va bene per dimmerare LED ad alta potenza (power LED), controllandoli in corrente, grazie al suo apposito pin, che riceve in ingresso un segnale da una scheda quale Arduino o altre schede con micro-controllori.

Alimentazione in tensione

I driver sono dispositivi generalmente costosi e relativamente complessi da costruire. Quindi, in quasi tutti i prodotti più economici, si opta per un’alimentazione in tensione, ovvero non controllando la corrente.

Questa sembra un’apparente violazione delle richieste dei LED, tuttavia mettendo in serie un generatore di tensione con una resistenza di valore appropriato, si può ottenere l’equivalente di un generatore di corrente.

Striscia LED
Le strisce LED tipicamente hanno già delle resistenze montate (sono i rettangoli neri) e basta fornire loro la tensione richiesta, 12 V nella foto.

La resistenza, che si misura in ohm (simbolo Ω), è facile da calcolare, basta conoscere le caratteristiche dei LED e dell’alimentatore:

Resistenza = (Tensione di alimentazione – Tensione di Forward) ÷ Corrente di Forward


Esempio: disponiamo di una batteria da 9 V e vogliamo alimentare un LED con una caduta di tensione di 3 V e corrente richiesta pari a 20 mA. La resistenza necessaria sarà di 300 ohm; se non troviamo una resistenza di tale valore esatto, possiamo prendere quella appena più grande, come una da 330 Ω.

Resistenza = (9 V – 3 V) ÷ 0.02 A = 300 Ω


Da notare che la formula funziona anche con le serie di LED, ovvero mettendo un LED dopo l’altro. Basta sostituire alla forward voltage di un LED la somma delle forward voltage della serie.


Esempio: disponiamo di un alimentatore a 12 V e vogliamo collegare 3 LED con uguale corrente richiesta, pari a 350 mA, e con una caduta di tensione di 3.2 V ciascuno. Vogliamo calcolare la resistenza necessaria.

Resistenza = (12 V – 3×3.2 V) ÷ 0.35 A = 6.9 Ω


 

Scelta dell’alimentatore

L’alimentatore sarà l’apparecchio che preleverà l’energia elettrica dalle prese di casa per convertirla in energia adeguata per essere utilizzata dai LED driver o dalle serie resistenze-LED.

Alimentatori
Esempi di alimentatori; a sinistra uno di potenza più elevata, a destra uno poco potente ma molto più compatto.

Per la scelta, basta prenderne uno con la tensione necessaria per i nostri scopi, ad esempio 12 V, 24 V, 48 V etc
Per la potenza, è sufficiente calcolarla conoscendo la corrente consumata:

Potenza = Tensione × Corrente

È inoltre consigliabile, per questioni di efficienza, non usare un alimentatore né al massimo delle sue specifiche né a specifiche troppo basse. Per esempio, se abbiamo un alimentatore da 100 watt, non è né bene usarne solo 5, né usarne 95 o 100.
Una buona percentuale di utilizzo è attorno al 50-70% della potenza nominale.

Ad esempio, se ho un alimentatore a 36 V che deve erogare una corrente di 1.5 A, la potenza dell’alimentatore sarà pari a 48 watt. Sarà però meglio acquistare un alimentatore un po’ più potente, ad esempio attorno ai 75 watt.