Parallellkoppling av LED, komponentval? (Edit 2013-06-30)

[Big_Forre]

Hej,

Jag är ny på forumet och inte alls särskilt bevandrad inom elektronik. Är utbildad maskiningenjör och har möbelsnickeri som min stora passion i livet och har gjort slag i sak och har tänkt att börja visa upp lite alster utåt som jag erbjuder att tillverka på beställning. Än så länge finns ett soffbord och nästa möbel kommer att bli ett hyllsystem, vilket jag vill kunna erbjuda med och utan belysning i hyllplanen.

Jag skulle inför det arbetet (som kommer att påbörjas under semestern) behöva hjälp av er samlade kunskap och jag ska försöka återge den infomation som jag tror att ni kan behöva för att ge svar på min fråga? Beskrivningen av hyllan blir begränsad då den innehåller några lite roliga lösnigar och eftersom den inte är byggd har jag inte skickat in en ansökan om designskydd.

- Hyllan är modulär och med det innebär att man köper lösa reglar och hyllplan.
- Det nedersta hyllplanet kommer att innehålla drivern (och övriga komponenter) och när det sätts på plats förses den ena regeln med + och en andra med -.
- Varje hyllplan bestyckas med likadana LED-lampor, 2st i serie och får kontakt med späningen över reglerna när det sätts på plats.
- Okänd parameter 1 är var på reglarna hyllplanen kommer att sättas - därför blir seriekopplingen svår?
- Okänd parameter 2 är antalet hyllplan som kunden väljar att sätta upp på reglarna - motståndet över kretsen blir okänd.

Valet med LED faller på de små inbyggnadsmåtten tillsammans med den låda värmeutvecklingen.

Finns det någon lösning för att kunna leverera rätt ström genom varje LED trots dessa okända parametrar och parallellkopplingen, eller är vi ute på något som inte är möjligt? För mig låter det nästan som att det skulle behövas någon inbyggd intelligens i drivdonet som kan justera strömmen beroende på antal hyllplan som används, sedan står vi ändå inför problemet med balansen i motstånd över varje hyllplan som kanske gör att vi ändå för för stor variation i ström mellan varje hyllaplan.

Ser ni någon möjlig lösning på mitt problem?

En tråkig lösning blir ju att dela upp reglarna i sektioner och låsa antalet hyllplan till exempelvis 2st och därigenom seriekoppla ett känt antal LED-lampor. Detta är dock något jag helst vill undvika in i det längsta.

Tack på förhand!

Hälsningar / ANders

HYLLA.jpg

[Klas-Kenny]

Det enklaste borde väl vara att använda någon typ av LED-modul med inbyggt drivdon, som man bara kopplar till 12V.

Inga problem att parallellkoppla ett helt gäng, och det spelar ingen roll hur många det är, det sköter sig självt liksom.
Så får du bara i varje regel-kant ha både plus och minus-anslutning.

Men annars går det att bygga även med en konstantströmdrivare och "rena" LED-armaturer, själva grejen med konstantström är ju att resistansen inte spelar någon roll, drivaren skjutsar på med spänning om det behövs för att uppnå rätt ström. Sen finns såklart begränsningar i hur många lysdioder man kan ha i serie med en viss spänningsmatning. Har du 3V över varje lysdiod blir det ju rätt svårt med mer än fyra styck, om man bara har tillgång till 12V.

Sen så kan jag avslöja att i regel så brukar inte forumister vara så värst mycket för hemlighetsmakeri. Kan man inte visa upp det man gör för att man vill skydda sin produkt, kan man även hyra in en konsult om man behöver hjälp.

[Big_Forre]

Hej,

Tack för svar, det kan mycket väl vara så att jag missuppfattar en del i det du säger eftersom min kunskap är begränsad. En LED-modul med inbyggt drivdon skulle ju lösa problemet...det blir ju i sådant fall som att varje hyllplan blir varsin seriekoppling. Med lite trixande i dragningen så går det ju att behålla att att bara ha en pol i varje regel, det blir ju bara lite kabeldragning.

- Frågetecken kring detta är om det finns LED med drivning som klarar de snåla inbyggnadsmåtten och värmeutvecklingen i drivningen? Frågan är ju också prislappen på detta, något exempel på en sådan produkt?

Var gäller att lägga en konstantströmsmatare över båda reglarna, tänker jag fel..

- Om man lägger konstan ström över reglarna så kommer i fallet om man sätter i ett hyllplan all ström att gå igenom ett hyllplan om man lägger till ytterligare ett hyllplan behöver man väl mata på med dubbel ström för att få rätt ström genom varje hylla och på samma sätt tre gånger så mycket med tre hyllplan? Och med det har vi väl även ett system i obalans där det blir osäkert hur strömmen fördelar sig mellan varje hyllplan, för mycket i ett och för litet i ett annat? Eller är motståendet generellt stabilt i dioder? Vad händer om ett hyllplan går sönder?

Jag är ledsen om jag missuppfattar svaret på grund av begränsad kunskap i ämnet. Vad gäller mitt hemlighetsmakeri så ber jag om ursäkt för det, men det finns egentligen inget direkt att visa eftersom bygget inte är påbörjat, designen är fastslagen. Idén med belysning kom in sent i tankarna. Det här är ett mycket litet hobbyprojekt som jag lägger ner för mycket av min fritid på att första gången någon ser skapelserna är på hemsidan som kommer ut om några månader och då att det finns ett designskydd på i alla fall formerna. Jag kommer nog aldrig att kunna lägga ner mitt dagtidsjobb på detta, utan handlar mer om att få visa upp min hobby för andra och det skulle ge väldigt mycket tillbaka om någon visade intresse för formgivningen och konstruktionen.

Jag lovar dock att direkt visa upp slutresultatet om det finns intresse av att se hur slutresultatet blir.

Vänliga Hälsningar / Anders

[Walle]

Du har helt rätt i att det blir, eller i alla fall kan bli, obalans om man parallellkopplar LEDs. Framförallt på grund av att spänningsfallet över en LED är omvänt proportionelt till temperaturen (dock hyffsat oberoende av strömmen, en LED är inte en resistans). Ökad temperatur innebär alltså ett minskat spänningsfall, vilket innebär ökad ström, vilket innebär ökad temperatur, och så vidare tills, i värsta fall, LEDen ryker istället för lyser.

Det bästa vore väl som sagt att ha ett drivdon i varje hyllplan.

[prototypen]

Men kära medforumister, om snickarn matar sina hyllsidor med 12volt så behövs ju bara ett motstånd på varje hyllplan för att bestämma/begränsa strömmen genom dioderna. Någon egentlig "parallellkoppling" av dioder är det ju inte.

Protte

[Icecap]

Jag håller med prutte här. Såklart beror det ju på intensiteten på ljuset - och därmed strömmen - men det är ju en fråga om att räkna lite.

Och rör det sig om en del ström kan man ganska säkert designa ett switch-mode konstantströmskretslopp som kan göras platt och då fällas in i skivan.

Enda problemet jag ser är om man har fler hyllbärare bredvid varandra, då kommer det att vara omkastade + och - på varandra, detta är dock inget problem heller då man bara kan ta en diodbrygga, då är saken biff.

[matsadona]

Köp färdiga ledlister som kan kapas i valfri längd. Dessa är gjorda för 12V och har inbyggda motstånd. En meter list ger ganska mycket ljus, och försänker man dem i trät kan det bli riktigt snyggt.

[Bonehead]

Som redan sagt, 12V i ena regeln och jord i andra sen har du motstånd eller drivdon på varje hylla.
På så sätt sköter hyllorna sig självt när man monterat dom och man slipper en hel del krångel med ett drivdom som ska klara 1-3 hyllor(kan skilja en del i last beroende på mängd lysdioder..)

[MadModder]

Jag är också inne på LED-remsor för 12V.
Fräs spår på insidan av gavlarna och montera metallskenor där.
Fräs spår i hyllplanen där LED-remsor fälls in, samt fjädrande bleck på sidorna som gör kontakt med skenorna.
Nedersta hyllan samma sak, fast 12V-strömkällan som matar ut i skenorna istället.
Då kan man sätta hyllorna precis där man vill, och vilket antal man än önskar. Beroende på strömkällans kapacitet såklart.

[Big_Forre]

Jag vill börja med att ödmjukast tacka för all den respons och hjälp jag har fått på det här forumet så här långt. Att få den här hjälpen är för mig otroligt värdefullt. Jag ska försöka summera lite svar på de inlägg som jag har fått och med en tillhörande följdfråga till en del.

- Att parallellkoppla enligt ovanstående bild och med motstånd på varje hyllplan låter som en gångbar lösning.
1. Kommer man med denna metod att nå en tillräckligt jämnt fördelad ström genom hyllplanen?
2. Ett svar som blir mellan tummen och pekfingret, hur mycket värme kan tänkas utvecklas i motståndet? Trä är ju en fantastisk termisk isolator och jag antar att man vid inbyggnation av ett motstånd kanske behöver ett ventilationshål (om än litet)?

- Icecaps svar...angående efterfrågad intensitet på ljuset så är tanken att det ska vara ett stämningsljus som man gärna låter vara tänt även när man vill ha en dunkel allmänbelysning i rummet. Alltså relativt svagt, bred spridningsvinkel, och varmt ljus. Dessvärre följer jag inte helt med vad gäller switch-mode konstantströmskretslopp och omkastade och de omkastade polerna.

- Angående Madmodders inlägg så är du väldigt nära vår grundläggande tanke. Reglarna kommer att vara i ek eller ask och redan tidigt i skedet så kommer de att remsas på längden och en någorlunda grov (ett par mm) kommer lägga in varpå delarna limmas samman igen. Nedersta hyllplanet är tänkt att vara ett hyllplan som blir driver till reglarna och förser dem med konstant ström eller spänning vilket valet tillslut faller på.

Jag tänkte från början hoppa över LED-list eftersom jag tycker att de flesta ser lite tråkiga ut, men när ni har talat om det så ser jag ju fördelen i att de ofta drivs med konstant spänning, vilket gör att det hela blir väldigt enkelt. Fick ett PM från Icecap där han nämnde detta också och med en lätt modifiering av den idén så tror jag att jag har något som jag gillar designmässigt också. Det ligger väldigt när att det blir ett fräst spår med LED-list som sedan täcks med en remsad ek och sedan vitt laminat. I eken och i laminatet borras sedan hål med fas där ljuset kan sippra ut. Detta ska jag dock test och se hur ljusbilden blir innan. Faller inte det ut på ett positivt sätt så är jag nog tillbaka på spottar där strömmen justeras med motstånd.

3. Frågan kommer även här hur mycket och snålt man får och kan bygga in en LED-list utan att överskrida regler och fara vad gäller värmeutveckling.

4. En generell fråga som jag ska börja läsa på om nu också så att man håller sig innanför all säkerhet är vad som gäller angående petsäkerhet och övrigt vid en sådan här krets. Om någon har tankar att fylla på med här är allt av värde. Jag har själv varit kontaktperson på ett tidigare arbete rörande maskindirektivet (CE-märkning) i mekaniska frågor. Och jag antar att man bör i ett sådant här fall upprätta ett dokument där man beaktar och förklarar konstruktionslösningarna rörande petsäkerhet och värme eftersom det här är en produkt som ska gå att köpa av en konsument.

Återigen tack för all hjälp.

Hälsningar / Anders

[Walle]

Effektförlusten i motståndet är lätt att räkna ut.

Säg att du driver med 12 V, och att du har tre lysdioder med spänningsfall 3 V i serie, hamnar 3 V över motståndet. En tämligen normal drivström är 20 mA. Effektförlusten blir således 3*0.02=0.06 W, (samma effekt omsätts även i var och en av de tre lysdioderna, en viss del blir ljus, resten värme). Resistorns storlek blir 3/0.02=150 Ohm.

Det går alldeles utmärkt att lägga såna slingor parallellt.

[Icecap]

För mysbelysning är 2W/m nog ett ganska rimligt värde.

[Meduza]

En ide om man inte vill köra led-lister är färdiga led-puckar som drivs på 12v, inget motstånd behövs, bara att paralellkoppla inom hyllplanet.

Tillexempel dessa från IKEA: http://www.ikea.com/se/sv/catalog/products/40116541/

[matsadona]

Vill du inte bygga själv så har Velleman (och säkert många andra) färdiga produkter (för att gömma LED lister)...



http://www.velleman.eu/products/view/?id=387022

[matsadona]

En annan fördel med LED-listerna som matas parallellt är att du skulle kunna få dem dimbara om du matar med PWM.