Метод за намаляване консумацията на мощни светодиодни матрици

[x_name41]

идеята е да се намали консумацията на мощни (50-100 ватови) светодиодни матрици до 1 ват, при запазване на светлоотдаването чрез мултиплексно захранване. Взирайки се във термометъра със светодиодни седемсегментни индикатори със мултиплексно управление се сетих, че същото нещо може да се приложи и при матрични конфигурации от светодиоди с фосфорно покритие. Така през цялото време периодично ще свети само по един диод и ще се консумира мощност само за един (все едно мига един диод със висока честота). По същия начин светодиода мига при захранване от проста еднотактна самовъзбуждаща се схема при захранване от 1.5 волта, като светоотдаването се запазва.


http://homemadecircuitsandschematics.blogspot.com/2012/10/1-watt-led-driver-using-joule-thief.html

Ето и една примерна схема


ако приемем че всеки светодиод във тази матрица е по 1 ват то мощноста на цялата матрица ще е общо 256 вата, но при мултиплексно захранване (тип бягаща светлина), консумацията ще е 1 ват. Единственният проблем е че стандартно, фабричните матрици са вътрешно свързани последователно и паралелно, което изключва възможностите за манипулирането им и постигането на такива възможности

[teofilius]

Има едно ватови както и три ватови светодиоди които са си доста ярки. Едно-ватовите са 60 стотинки. Триватовите са 1,20 ако не се лъжа.  Мисля че триватовите са по добър вариант и като направиш блок от тях върху печатна платка и после ги свързваш както искаш и така може да стане. Опитай първо с двадесетина светодиода и виж какво ще се получи и тогава може направиш и по голям вариант

[Dedo pop]

    И каква е ползата от това упражнение? При бягаща вълна свети 1 а останалите не. По добре захрани само един. Светлинното поле ще е същото.

[Аtos]

Бягат със скорост незабележима за окото.
Илюзията е, че светят постоянно. Един вид самозалъгване на окото, че му даваме повече светлина, въпросът е-върши ли ни работа?

[Радико]

Въобще не върши работа пробвано е диода ще изглежда ярък ама не осветява нищо за екран да го гледаш става но когато го ползваш за осветление илюзията рухва.
П.П. обяснявам защо: Ако вземеш само един диод и го въртиш много бързо той ще заприлича на огнена топка, но някой вярва ли, че ще засвети по силно от бързото въртене. 

[x_name41]

Най добре да се направи експеримент, той ще потвърди или отхвърли идеята. Както каза teofilius със една малка матрица от по 7х7 светодиода може да се пробва, излизат близо 30 лева. Не бързайте със изводите щото като гледам мултиплексния седемсегментен индикатор, и двата все едно светят едновременно със пълна яркост, а що е пробвано е отделен въпрос, щото голи приказки без факти са нищо, ако посочиш някъде да са го пробвали точно това, тогава бих се съгласил, макар че зависи и от самото захранване, какви импулси се подават, с какъв коефициент на запълване, какви светодиоди се използват, с какви характеристики и т.н., много лесно е да се плюе ей така, мисля че трябва да си вземете думите назад и то основателно и да се засрамите че пишете по подобен начин.

Ето го управлението на моя термометър със мултиплексна индикация, вместо 74LS244 съм използвал 74LS257, като превключването съм го направил със обикновен мултивибратор със два транзистора, със възможност за регулиране на честотата с потенциометър.

[valex]

Никой ли не е пускал седемсегментен индикатор ?

[x_name41]

забележете осветеноста при няколко мигащи светодиода и когато мигат всичките и се замислете добре дали осветеноста която ще създават всички диоди ще е като за един
<a href="https://www.youtube.com/v/HcsFiadAa0E" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/HcsFiadAa0E</a>

а тук на забавен каданс е посочено как мигат светодиодите
<a href="https://www.youtube.com/v/l9aof7q4EqI" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/l9aof7q4EqI</a>

и така нека сега направим технически разчет за диодна матрица съставена от 250 светодиода (25х10) от типа ET-5630. От справочните данни е видно че в импулсен режим диода консумира 400 милиампера при напрежение около 3.3 волта, това е около 1,32 вата. Световото отдаване на диода е около 50 лумена (или около 100 лумена на ватт), това означава че при 250 светодиода х 50 лумена = 12500 лумена при консумация в импулсен режим около 1,32 вата. Общата консумация в непрекъснат режим ще е 125 вата или 3,3 волта на 37,8 ампера (ако се вържат всички паралелно)

[EDM electronics]

x_name41, сериозно ли мислиш, че при бягаща светлина /светеща точка/ ще консумира колкото един светодиод, а ще отдава колкото броя на светодиодите? 

Това е трудно колкото задача: Кое тежи повече, едно кило памук или едно кило камъни?

Ти не си ли виждал бягаща светлина, как свети, а?   Параметъра време къде го игнорира?

[x_name41]

Да, виждал съм защото имам такава и се уверих че е точно така, мога да покажа и нагледно доказателство да се увериш


това е модифициран трети стоп, диодите бягат два по два, управлението е със 4017 в десетично броене (последните два не светят)
на първата картинка е непрекъснато светене само на два диода!, забележете осветеноста



на втората картинка мига (консумират) само по два светодиода в режим "бягаща светлина" забележете осветеноста и сравнете със първата



същото е при кинескопа, когато бялата точка бяга през редовете и създава светлинно поле с голяма светлинна интензивност

айде сега да те видим какъв кусур пак ще намериш?

[Аtos]

x_name41,  EDM electronics, спорът ви е безсмислен без коректно измерване на осветеност.

[mzk]

Ако бялата точка не бяга по кинескопа, тогава ще имаш прегорял фосфор . Ако имаш 20 светодиода, светещи с по 1 ват мощност, това са 20 вата. Ако имаш един светодиод, светещ с 20 вата (последователно редиш всичките за 1/20 от времето), тогава пак ще имаш същата консумация, дори малко по-неефективно, поради свойствата на светодиода (светлината пада с покачването на тока, макар и малко).

Поинтересувай се за възприятието на окото.

When a short-cycle pulse voltage with a frequency of approximately 60Hz is applied to an LED at a duty ratio of about 5%, the LED looks about twice as bright to the human eye in comparison with an LED driven by a direct voltage, the research group said.

http://www.ledsmagazine.com/articles/2008/05/pulse-driven-leds-have-higher-apparent-brightness.html
http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080407/150114/

[x_name41]

Ако бялата точка не бяга по кинескопа, тогава ще имаш прегорял фосфор . Ако имаш 20 светодиода, светещи с по 1 ват мощност, това са 20 вата. Ако имаш един светодиод, светещ с 20 вата (последователно редиш всичките за 1/20 от времето), тогава пак ще имаш същата консумация, дори малко по-неефективно, поради свойствата на светодиода (светлината пада с покачването на тока, макар и малко).

Поинтересувай се за възприятието на окото.

http://www.ledsmagazine.com/articles/2008/05/pulse-driven-leds-have-higher-apparent-brightness.html
http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080407/150114/

това означава ли че един 1 ватов бял светодиод като мига с висока честота ще потребява 20 вата?

[Аtos]

Не, x_name41, MZK казва  "Ако имаш един светодиод, светещ с 20 вата ".
Може да приравниш 20 едноватови диода с един 20 ватов, ако мигат с еднакви честоти, доколкото разбрах?
Въпреки, че при 20 едноватови би следвало светлината да е "по-разпиляна".

[dymelsoft]

x_name41, здравей. Значи за да получиш еднаква осветеност от светодиоди захранени импулсно-динамично същите трябва да имат голяма инертност, а за светодиодите тя е изключително малка. Давам ти пример. Ако палиш последователно 250 светодиода всеки един ще свети само 1/250 част от времето. При факта че инертността на светлинния поток при светодиодите е много малка, ако първия диод му подадем импулс със широчина 1/250 от работната честота, мога да ти гарантирам че този светодиод едвам ще се види. Ако ги чифтосаш по редичка да кажем 10 бр. едновременно , тогава времето за светене на комплекта от десет диода ще бъде 1/25. Ако тактовата честота е висока с цел премахване на трептенето, тогава пак имаш нямаляване на общата осветеност поради същата тази малка инертност на светодиода. Между другото един от начините за плавно регулиране силата на светене на един светодиод се прави предимно с ШИМ схеми. Има и такива специализирани интегрални схеми.
Има обаче нещо друго което може да даде по силно светене с по-малка мощност, ако диодите се захранят динамично, но с по-голям импулсен ток и с балансирано съотношение при което осветеността да бъде повече от консумацията на схемата като цяло. По справочни данни светодиодите могат да понасят 10 пъти и повече импулсен ток отколкото постоянен работен. В този режим един светодиод може да даде и в пъти повече осветеност. Точно това се използва и в някой скъпи фабрични светодиодни лампи. Това ги прави много икономични и в същото време с много голяма сила на светене. Като цяло решението на тази задача изисква тестове и замервания за намиране на оптимално решение в конкретния случай. Допускам положителен ефект, но не чак такъв какъвто смяташ, че ще получиш.