Luci ed illuminazioni con i LED



Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Oliviero Lidonnici » 11 giu 2012, 0:49

Premessa: non so se sia questa la sezione adatta per questo argomento.
I moderatori stabiliranno la collocazione corretta.

SEMPLICI CIRCUITI A LED PER IL FERMODELLISMO ANALOGICO

- Stimolato da Pecetta (l’Alieno), che ha anche collaborato, realizzando alcuni circuiti sperimentali, ho pensato di inserire qui dei semplici schemi utili a quelli che, come me, sono ancora legati al vecchio mondo dell’analogico.
- Le vecchie e care lampadine hanno esaurito la loro vita operativa. Il loro maggior difetto è quello di illuminarsi decentemente solo con alimentazione vicina ai valori massimi. Per vedere accesi i fanali di una vaporiera occorre vederla correre alla velocità del Frecciarossa. -1- (x)
I diodi LED invece sono molto luminosi e riescono ad emettere luce anche a tensioni più basse, inoltre sono piccoli, non scaldano, assorbono poco…. ma hanno il difetto di lampeggiare in presenza di alimentazione discontinua (binari sporchi, passaggio su scambi, motori vecchiotti ecc..)
- Su internet non ho trovato (o non sono riuscito a trovare) risoluzioni soddisfacenti quindi, spinto da alcuni amici del sito, ho deciso di provare a realizzare dei semplici circuiti per alimentare diodi LED senza lampeggiamenti.
- Ho cercato di comporre circuiti nel modo più elementare possibile, per permetterne la realizzazione anche alle persone che non hanno specifiche conoscenze della materia.
Proto 01.JPG
Per testare i circuiti a LED ho messo insieme questa improbabile motrice con rottami Lima. Ho pensato che se riuscivo ad eliminare i lampeggiamenti su un rottame traballante, il circuito così provato avrebbe funzionato in ogni condizione.

Proto O2.jpg
Una diversa configurazione del circuito con le foto dei LED usati negli esperimenti.

Iniziamo col circuito piu semplice: due soli LED bianchi che si accendono alternativamente a seconda della direzione della motrice. I moderni LED bianchi ad alta luminosità, sono molto sensibili: il LED che in marcia, doveva restare spento, lampeggiava vistosamente in presenza di piccole irregolarità del binario. Il fenomeno appariva ancora più evidente montando i LED su motrici mosse dai vecchi motori G della Lima.

001-Schema LUCI Bianche.jpg
FIG.1 Schema a due luci bianche alternate

Note sul funzionamento del circuito a due LED: Le resistenze (R1 ed R2) servono a ridurre la corrente che passa nei diodi LED: il valore di queste resistenze dipende dalle caratteristiche del LED e dalla massima tensione di alimentazione (12 volt) ma anche dall'intensità di luce che vogliamo ottenere. (torneremo su questo argomento.....)
I diodi raddrizzatori (D1 e D2) sono posti con polarità di lavoro invertita rispetto ai LED e ..... rispetto ai condensatori elettrolitici (non vi lasciate ingannare dai segni + e - dello schema.... non ci sono errori!....spiegherò anche questo in seguito..). Lo scopo di questi diodi è di proteggere LED e condensatore dalle correnti inverse (quando cambiamo la direzione del treno ed il LED si spegne). Il condensatore elettrolitico (C1 o C2) si carica, assorbendo gli impulsi di corrente indesiderati ed impedisce al LED di lampeggiare.


002 schema bianco e rosse singolo.jpg
FIG.2 Schema a due luci bianche e due rosse alternate

Apparentemente in questo circuito si è duplicato il circuito a due LED di FIG.1. Ma è così solo in parte: in questo circuito i diodi raddrizzatori (D1-D2-D3-D4) hanno una seconda importantissima funzione oltre a quella di protezione su spiegata. Questi diodi alimentano alternativamente le coppie di LED: Bianco a destra e Rosso a sinistra e Rosso a destra e Bianco a sinistra.
Per chiarificare: se nel circuito di Fig.1 tolgo i due diodi, rischio dopo un pò di bruciare LED e condensatori ma il circuito funziona lo stesso, se invece tolgo i diodi dal circuito di Fig.2 i LED non si accendono affatto.
Notate che il valore delle resistenze (R1 ed R2) è ridotto (680 ohm al posto di 1000 ohm) perchè le resistenze in questo circuito alimentano due LED in serie (uno bianco ed uno rosso).
I condensatori in parallelo ai LED rossi sono di minore capacità, dato che ho notato che i LED rossi sono (di solito) meno sensibili di quelli bianchi. Però se non avete problemi di spazio consiglio sempre condensatori più "grossi" (100 microfarad 16 o 25 Volt) per tutti e quattro i LED.
003 - figurato-LED bianchi e rossi .jpg
FIG.3 E' lo stesso circuito della FIG.2 (qui rappresentato con figure) per le persone che non conoscono la simbologia elettronica

Nota: se usate il circuito di Fig.3 per illuminare una motrice Lima con motore G, potete tranquillamente saldare i fili (verde e rosso) di collegamento, esattamente come nello schema e i LED bianchi e i rossi si accenderanno alternativamente nel senso giusto di marcia.
Per altri tipi di motori invece dovete trovare sperimentalmente la posizione giusta in cui saldare i fili: Il verso di rotazione di un motore elettrico dipende dalla posizione (polarità) dei magneti e dal modo in cui sono stati avvolti, inoltre la direzione della motrice è determinata dal tipo di trasmissione. Quindi a priori non posso stabilire da quale parte saldare i fili.
CONTINUA
:mrgreen: Saluti da Oliviero
Ultima modifica di Oliviero Lidonnici il 7 mar 2016, 12:49, modificato 5 volte in totale.
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Mario De Prisco » 11 giu 2012, 8:37

Direi che l'argomento è molto interessante e si trova nella sezione giusta.
Grandioso l'uso dei mammuth per montaggi di prova. Non ci avevo mai pensato!
Ciao a tutti
Mario
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Alcune stagioni sembrano non avere mai termine ed accompagnano singoli e gruppi per tutta la loro esistenza...
La mia stagione dei trenini è iniziata negli anni '60 del secolo scorso con la prima confezione Lima, oggi si parlerebbe di start set, ricevuta quando ero bambino. Non è ancora finita!
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda MauroT » 11 giu 2012, 12:00

Oliviero scherzi?
I tuoi argomenti sono sempre interessantissimi!! (13)
Grazie!!
-4-
La vera misura di un uomo si vede da come tratta qualcuno da cui non può ricevere niente in cambio (Samuel Johnson)
MauroT

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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Oliviero Lidonnici » 11 giu 2012, 17:51

Ringrazio Mario e Mauro per gli interventi. (3)
Nota: come promesso ho aggiunto alcune chiarificazioni (molto elementari) sul funzionamento elettrico dei primi due circuiti proposti e, per risparmiare spazio, ho eliminato alcune note sull'opportunità o meno di questo mio intervento che avevano portato alle gentili risposte di Mauro e di Mario.
...........................continua
:mrgreen: Oliviero
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Pecetta » 11 giu 2012, 21:55

Oliviero Lidonnici ha scritto:Premessa: non so se sia questa la sezione adatta per questo argomento.
I moderatori stabiliranno la collocazione corretta.
- Stimolato da Pecetta (l’Alieno), che ha anche collaborato, realizzando alcuni circuiti sperimentali...


Adesso potrò finire la mia famosa E424 Lima.
:yahoo: :yahoo: :yahoo: :yahoo: :yahoo:
...e che pazienza che ha Oliviero poiché ne vuole a sopportarmi, a leggere tutti i miei pensieri (che spesso non centrano nulla) a ri-sopportarmi ed ancora a ri-ri-sopportarmi.
Legatevelo stretto questo scienziato poiché sto pensando di portarvelo via. Su un altro pianeta. :mrgreen:

@ Oliviero,

(3) applause1 (3) applause1 (3) applause1 (3)

Bye
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Rivarossi 1:80 NON si modifica
Rivarossi 1:80 si restaura e lo si fa il più vicino possibile a come l'oggetto era in origine.
Costi quel che costi!
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Oliviero Lidonnici » 12 giu 2012, 23:49

COME ILLUMINARE LE TESTATE DEI VOSTRI TRENI CON 8 LED

Se non vi basta un solo LED per illuminare i fanali della vostra motrice ma ve ne occorrono due, niente paura! Basta raddoppiare il numero dei LED, avendo l'accortezza di ridurre il valore delle resistenze.
I diodi LED verranno accoppiati in serie (vedi schema in Fig.4).

004 - Schema DOPPIE Bianche e Rosse.jpg
FIG.4 - Questo schema è la semplice evoluzione dello schema di Fig. 2

Purtroppo in commercio esistono LED con caratteristiche molto diverse quindi i valori dei componenti che vi ho fornito, sono solo indicativi e possono variare in base alla tensione di lavoro e all'assorbimento dei LED in vostro possesso.
Se avete montato il vostro circuito in base allo schema di Fig. 4 e notate che i LED bianchi sono troppo luminosi rispetto a quelli rossi, eseguite la modifica suggerita nello schema di Fig. 5.

005 Variante corretta.jpg
FIG.5 Il valore delle resistenze R1 e R2 è stato ridotto: in questo modo i LED rossi ricevono una corrente maggiore. Sono state aggiunte due resistenze R3 ed R4 per ridurre la luminosità dei LED bianchi (nel disegno è presente solo R3. La R4 sarà posta sul filo che alimenta D11 e D12)

Note sul funzionamento del circuito: i LED rossi D6-D5 sono alimentati mediante la resistenza R1 ed il diodo D2 che essendo attivo, pone in corto i LED D9-D10, tenendoli spenti e proteggendo contemporaneamente il condensatore C2 dalle correnti inverse. Invertendo la polarità dell'alimentazione, entra in funzione il diodo D1 che attraverso R3 alimenta i LED bianchi D9-D10. La corrente che giunge ai LED bianchi è limitata da R1+R2 mentre i Rossi sono limitati soltanto da R1. Quando sono accesi i LED bianchi, D1 protegge i LED rossi e il condensatore elettrolitico C1.
#####################################
Per domande e chiarimenti sono disponibile in questa sede o su messaggi privati.
:mrgreen: Saluti da Oliviero
CONTINUA
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Pecetta » 17 lug 2012, 23:18

Mi permetto di aggiungere 2 foto 2 riguardanti una Lima 67001 elaborata con luci LED bianche per senso di marcia, spero di fare cosa gradita poiché penso che siano foto utili per chi si sta chiedendo come far stare tutto quel popò di roba in una loco in scala HO.
In questo modo (la foto con scritte) sono riuscito a far stare LED, diodi raddrizzatori e condensatori nello stesso spazio (quasi) del 'telaietto' in plastica che Lima metteva per contenere la lampadina originale. Il trucco? Saldare i tre componenti tra loro e poi usare le gambette del led come 'cavalletto' prima di incastrarlo nei 'cilindretti' posti sul telaio. Sotto si mette un pò di Attack e... :yahoo:

Una nota: nelle foto vedete i cavi già avvolti nella guaina termorestringente e sotto ad essa, ce ne ho messa ancora per avvolgere e proteggere dai corti circuiti ogni saldatura precedentemente realizzata.

@ Oliviero,

Quasi quasi ti sfido a trovare il modo per utilizzare anche il led a due colori (bianco e rosso) ed aventi 3 gambette... :mrgreen:
(Ho detto quasi quasi perché se la sfida fosse seria la perderei di sicuro :oops: )

Bye
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Loco 2.jpg
Loco 1.jpg
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Berna » 18 lug 2012, 23:37

A questa soluzione ci ero già arrivato, anzi, anche ampliato l'illuminazione alle carrozze, utilizzando anzichè un LED rosso e uno bianco due led bianchi (o più) in modo tale che qualunque fosse la polarità si accendessero comunque... tutto perfettamente finzionante (tranne i fili sul carrello che si spaccavano molto facilmente) tranne quando sono passato al sistema digitale! la carrozza "frigge" come se il condesatore patisse alla grande, in quanto la corrente è quadra (una variante all'alternata per trasmettere i dati ai decoder). Ho abbandonato il vecchio progetto perchè sono passato a carrozze più raffinate, ma proseguirò, penso basti mettere (o costruirsi) un ponte di diodi così da avere corrente continua all'interno... giusto? o la mia deduzione è errata?
Berna

 
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Oliviero Lidonnici » 20 lug 2012, 11:38

Berna ha scritto:A questa soluzione ci ero già arrivato, anzi, anche ampliato l'illuminazione alle carrozze, utilizzando anzichè un LED rosso e uno bianco due led bianchi (o più) in modo tale che qualunque fosse la polarità si accendessero comunque... .......penso basti mettere (o costruirsi) un ponte di diodi così da avere corrente continua all'interno... giusto? o la mia deduzione è errata?

Conviene mettere il ponte di diodi!
Il semplice schema che segue mantiene acceso il LED qualunque sia l'alimentazione (positiva o negativa o alternata)
Attenzione al valore della resistenza R1 che va scelto in base al voltaggio di alimentazione.

LED con ponte.jpg

Saluti da Oliviero
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Re: Luci ed illuminazioni con i LED

Messaggioda Marco Fornaciari » 20 lug 2012, 23:06

(46) Oliviero, quasi quasi ti affido l'istruzione di elettrici ed elettronici che mi girano attorno (dal neo diplomato professionale all'ing. navigato, passando per tutti gli altri), i tuoi disegnini sono così chiari che se non capiscono ancora ... resta solo vanga e zappa (il badile è già complicato) (x) (x) (x)
laught16 laught16
Saluti
Marco Fornaciari
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Marco Fornaciari

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