Pil ve ledler ile ilgili bir kaç soru

[Subzero]

Arkadaşlar bir devre yaptım ve bu devre 3 adet saat pili ile çalışacak.
(1,5V 110mAh ) bu da 4,5 volt yapıyor.

Şimdi devrede MCU, RF modul, decoder, smd led vs. falan var.

1.Ben bu devrenin ne kadar güç çektiğini, pillerin ne sürede biteceğini
nasıl hesaplarım?

2.Pillerde anlayamadığım şey, akım ve gerilim değişimi nasıl oluyor.
Yani zamanla akım ve gerilim değişimini nasıl çıkarabilirim?
Bir de, devreyi pille beslerken, pile herhangi bir regülasyon yapmak gerekir mi, kondansatör falan koymalı mıyım yani?

3.Kullanacağım SMD Çift renkli ledin görevi pil durumunu da göstermek.
Şöyle ki; 2,5 volta kadar yeşil led yanacak (tuşlara basıldıkça),
2,5 volt altında kırmızı yanacak. Voltage detector falan hazır.
Sorun şurada; bu ledlerin 2,2 volta kadar (devre bu değere kadar çalışacak), parlaklıklarından fazla bir şey kaybetmemesi gerek.

Şimdi, led diyotların özellikleri hemen hemen aynı :
typ. volt = 2 V    max. volt = 2,5 V
ileri akım (forward current) =  30mA
Data Sheet :
http://www.us.sunled.com/products/spec/XZMDKSGK59W-1.pdf

Ben bu ledlere seri olarak bağlayacağım direçleri öyle seçmeliyim ki,
max akım ve gerilim değerlerini geçmemem gerek.
Ancak 4,5V için bu gereklilikleri göz önünde tutarak bir direnç
değeri seçtiğimde, 2,5 Volt yada daha aşağılarda akım 0,5mA
ve aşağısına düşüyor ki, bu da leddeki verimi 1/4ün altına çekiyor.
Bunu nasıl çözebilirim ?

[CaFFeiNe]

bence bu tip bir uygulamada MAX1674-75-76 gibi bir DC-DC konvertör çok işe yarar kapasitesi (Ah) daha büyük tek bir pille (1.5V) besleyebilirsin devreni...

[bsivgin]

1.5 V 110mASaat...sanırım şu demek;

eğer devren toplamda sürekli olarak 110 mA çekiyor ise pilin ömrü bir saat olacak demektir.

Eğer devren toplamda sürekli olarak 55 mA çekiyor ise pilin ömrü 2 saat olacak tır

Eğer devren toplamda sürekli 11mA çekiyor sie pilin ömrü 10 saat olacaktır demek.

Ayrıca sen pilleri seri bağladığın için yukardaki önermeler 3 seri pil içinde geçerlidir. Ama paralel bağlasaydın akım kapasitesi 3 katına çıkacaktı ve süreler 3 kat uzayacaktı.

Yanlışım varsa düzeltin...

Saygılarımla
Bülent ŞIVGIN

[Subzero]

Bülent hoca, dediklerin doğru onları biliyorum zaten.
Data sheetinde de zamana göre grafik var.
Ama akım ve gerilim grafiği yok, yani pildeki akım ve gerilim
değişiminin birbirine göre nasıl olduğunu bulamadım.

[OG]

Pillerin akım/gerilim grafiğinden ziyade ampersaat olarak hesaplama yaparsanız işiniz kolaylaşır. Devreniz sabit değerli bir akım çekmeyeceğine göre net birşey söylemeniz de zor olacaktır. Sizinki cep telefonlarındaki pil dayanım süresine benziyor. Standby süresi şu kadar, konuşmada bu kadar gibi. Yani devrenin min ve max akımlarına göre kullanacağınız pil ile ilişkilendirirsiniz.

[Subzero]

Saol un arkadaşlar. 1. ve 3. sorularıma hala cevap bulamadım ama.

[OG]

1. soruya yukarıda cevap verdim. Akım sabit bir değerde olmadıkça bunu bilmeniz imkansız.

3.Kullanacağım SMD Çift renkli ledin görevi pil durumunu da göstermek.
Şöyle ki; 2,5 volta kadar yeşil led yanacak (tuşlara basıldıkça),
2,5 volt altında kırmızı yanacak. Voltage detector falan hazır.
Sorun şurada; bu ledlerin 2,2 volta kadar (devre bu değere kadar çalışacak), parlaklıklarından fazla bir şey kaybetmemesi gerek.

Yeşil led chipleri 3V civarında çalışır. 2,2V da ışık farkı normal değerinden çok farklı olabilir. Deneyip görmeniz gerekir. Ayrıca yanlış anlamadı isem 3 adet pilin toplam gereilimi 2,2V a düşecekse tamamen pil bitmiş demektir. CaFFeiNe'nin bahsettiği gibi öncelikle bir upconverter ile sabit gerilim üretirseniz daha iyi olacaktır, ancak bu da gereksiz bir tüketime sebep olur.

Ledleri sabit akımda yakmanız gerekir. Sabit akım için aşağıdaki devreyi kullanabilirsiniz. Yükünüz collector ila + arasına  bağlı. Akım Yaklaşık=0,7/Emetör direnci
de sınırlanır .

[CaFFeiNe]

1-) devren çalışırken çektiği akımı ölçersin Ah hesabına göre nekadar gideceğini hesaplarsın

3-) a-) sabit akım kaynağı ile (forumda araştırırsan 2 transistörlü basit bir devre var) ledleri sürersen olabilir denemek lazım
b-) DC-DC konvertör ile pil voltajını yükseltip örneğin 5V ile devreni çalıştırırsan belki birsürü problemini çözebilir (birsürü başka problemde çıkarabilir tabi maliyet, yer vs. orasını bilmem )

[Subzero]

Saol un arkadaşlar.
Aslında devreyi büyütmek istemiyorum, converter koymayı hiç istemiyorum.
Ama transistörlerle bir çözüm düşünebilirim.
Sample ledler gelsin bir test edeceğiz artık, belki sorun olmaz.
Çünkü bir led var elimde o 2,5 V ta kırmızıyı çok iyi yakıyor.

Biraz fazla titiz olduğum için sorduğum şu soruya da cevap verirseniz,
çok sevinirim :

Bir de, devreyi pille beslerken, pile herhangi bir regülasyon yapmak gerekir mi, kondansatör falan koymalı mıyım yani?
(Burada kasteddiğim, IClerin koruma kondansatörleri haricinde.)

[OG]

Bir de, devreyi pille beslerken, pile herhangi bir regülasyon yapmak gerekir mi, kondansatör falan koymalı mıyım yani?

Kondansatör her zaman koymalısın. Bu kondansatör enerji kaynağının iç direncini yok eder (gerçekte azaltır). + ila -  arasını AC olarak sıfır yapar.  

2,5 V ta kırmızıyı çok iyi yakıyor.

Yakında tam bir yanış olur    . Kırmızı chipler genelde 2,1V da sınıra dayanır.

[cenkara]

Ledlerde akım - direnç - voltaj hesabı için bir link

Tembelliğe alıştırıyor ama... kolaylık

http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LEDcalc.html

[Subzero]

OG, 2,5 dediğim pilin gerilimi, tabiiki direnç ile ledinkini sınırlıyorum.
Dolayısıyla, ledde 2V bile yok.(çok daha az) Zaten bütün ledler hemen hemen 2Vta çalışıyor.
Bahsettiğin kondansatör, MCUnun beslemeleri arasına konulan mı,
yoksa ona ilave bir de pile koymaktan mı bahsediyorsun ?
Eğer pile ise 100nF falan mı?

Cenkara sağol, ben de bunu arıyordum tam.

[OG]

bütün ledler hemen hemen 2Vta çalışıyor.

Kırmızı, Sarı 2V civarı, yeşil mavi beyaz 3V civarıdır.

Bahsettiğin kondansatör, MCUnun beslemeleri arasına konulan mı,yoksa ona ilave bir de pile koymaktan mı bahsediyorsun ?
Eğer pile ise 100nF falan mı?

Yaptığınız her devrede kaynak iç dirençlerini elimine etmek ve AC dekuplajı sağlamak için + ve - arasına taktığınız kondansatörden bahsediyorum. Küçük frekanslı haraketler için yeterince değerde elektrolitik kapasite, ilave olarak yüksek frekans varsa ona uygun kapasite.

Örneğin 27MHz devresinde 10nF~22nF gibi bir kapasiteyi + - arasına bağlamak şarttır. Ve bu kapasiteyi pcb üzerinde  sağa sola gerekli yerlere yeterince ilave etmek lazım.

UHF de çalışıyorsanız bu değer 220pF~1nF gibi değerlerdir.

Yani çalıştığınız frekansa göre bir kapasite takılır.

+- arasına takılan bu kapasite gibi beslemeden darbeler halinde akım çeken lojik elemanların hemen yanına kapasite ilave edilir. PIC için kullandığımız 100nF da bu sebepledir. Benzer çalışan başka elemanlar var ise onlara da kullanılır. Yani bu PIC dir ve böyle bir uygulaması vardır anlamına gelmez. Bütün lojik darbeli componentlerin sağlıklı çalışması, diğer taraftan PCB deki yollarda lüzumsuz akım darbeleri olmaması için gereklidir. Bu darbeler kimi zaman kayıplara, kimi zaman osilasyonlara, kimi zaman enterferanslara vs vs sebep olur.

[Subzero]

Aklıma bir şey takıldı; gerçi bir çok devrede böyle bir şey yok ama,
pille çalışan bir cihaz yaptığımda, adam pilleri ters takarsa devreye zarar
vermesi söz konusu olabilir mi? Yada ne tür durumlarda ters bağlantı zarar
verir ?

Eğer böyle bir zarar olası ise, önlem olarak nasıl bir şey yapmam
gerekir, diyot koruması falan mı yapmalı?
Ama hakikaten çok lazım değilse, devreyi büyültmek istemem doğrusu.

[OG]

Ben umumiyetle diyot koruması yapıyorum. Çünkü çok fazla kullanıcı hatası olmakta.

Diyodu üç türlü bağlayabilirsiniz.
1-Tek bir diyodu devreye seri. Bu durumda diyottan sonra voltajda 0,7V kadar düşme olacağını unutmayın.
2-Devreye seri sigorta + tek diyot ama ters paralel bağlı. Voltaj kaybı yoktur, sigorta külfeti vardır.
3-Köprü diyot. 1,4V kadar voltaj kaybı vardır.

Bu üç sistemden birini kullanacaksanız bileziklerden hemen sonra bağlayın, diyottan sonra kondansatörlere gerek olabilir.