Allunghiamo la vita ai nostri LED

Livello di difficoltà    

Spesso noi radioamatori, affetti dalla sindrome del cacciavite abbiamo, specie negli utimi tempi,  la mania di aggiungere o sostituire alle vecchie lampadine i super luminosi led. E’ diventata una sorta di ricerca alla perfezione, motivo…? in alcuni casi tipo, per le vetuste apparecchiature radio ove reperire la lampadina della scala parlante diventa oneroso e a volte inutile ricerca, in apparecchi più giovani è quasi come una sfida a voler fare ciò che la casa madre ha ritenuto superfluo, e magari renderne l’aspetto più accattivante. Lavorare con i diodi LED non è complicato, basta attenersi alle specifiche del costruttore per poterli utilizzare al meglio. A seconda del colore la tensione di soglia cambia, la tabella sottostante elenca i valori per i colori piu diffusi:

tipo diodo led	tensione Vd
Led di colore ROSSO	1,8 Volt
Led di colore GIALLO	1,9 Volt
Led di colore VERDE	2,0 Volt
Led di colore ARANCIO	2,0 Volt
Led di colore BLU	3,0 Volt
Led di colore BIANCO	3,0 Volt

Voglio precisare che la tabella è puramente indicativa in quanto i valori di tensione di soglia possono variare in merito alla casa costruttrice oppure alla tolleranza stessa del componente in se.

Infatti per poter polarizzare direttamente la giunzione di un LED, dobbiamo superare il valore indicato in tabella affinché la giunzione vada in conduzione e attraverso essa fluirà corrente. Tale corrente dovrà essere limitata utilizzando  una comune resistenza Per i Led ad alta luminosità la corrente andrà fissata tra i 15 e 20 mA con un ottima resa luminosa.  Il circuito in basso è un esempio.

Passiamo ad un applicazione pratica:

Ipotiziamo di avere una sorgente di alimentazione E = 12v  e utilizzare un LED di colore Verde, dalla tabella ricaviamo che il valore di soglia corrisponde a 2v. Fissiamo una corrente di lavoro a 20 mA

Passiamo alla matematica :

Rp = E – Vled / 0,020 = 500 Ohm (valore standard 560 ohm)

La potenza che dovrà dissipare la resistenza vale:

Prs = (E – Vled) * 0,020 = 0,20 W (200 mW ) 

E’ superfluo dire che inserendo nel circuito più led, naturalmente in serie basta moltiplicare  la tensione di soglia per il numero di led utilizzati. Tenedo conto che bisogna avere una tensione di alimentazione sufficiente a poterli alimentare tutti.

La figura in basso è un esempio:

In questo caso il valore della resistenza sarà :

R1 =  E – (Vled * 4 ) / 0,020  =  200 Ohm  (valore standard 220 ohm)

Potenza dissipata dalla R1:

PR1 = (E – (Vled * 4) ) * 0,020 = 0,08 W (80 mW)

La soluzione descritta è valida fino a che abbiamo a disposizione una sorgente a tensione fissa. Trovandoci in una condizione dove la tensione di alimentazione è variabile, io ho adottato il circuito sottostante  che rende stabile la corrente nella serie di led anche a corpose variazioni di tensione.  La linea ENABLE può essere utilizzata come comando per accensione e spegnimento tramite un microprocessore, se non utile va collegata alla tensione di alimentazione.

In questo caso la corrente che fluisce attraverso il Led (o più ), transistor Q1 e la R2 e dimensionata in questo modo:

I = 0,6/ R2    di conseguenza  si ricava

R2 = 0,6 / I  ipotizzando una corrente massima di 20mA si ottiene :

R2 = 0,6 / 0,020 =  30 Ohm (valore standard 33 ohm )

La potenza dissipata dalla R2 sarà :

PR1 = 0,6 * 0,020 = 0,012 W (12mW)

Conclusione

Conoscere queste poche regole e saperle applicare, ci permette non solo di “allungare la vita dei nostri LED”, ma soprattutto di comprendere meglio certi aspetti e i fenomeni ad essi collegati, che possono tornarci utili in futuro.