LED programable. Cómo elegir un controlador LED programable y utilizar sus nuevas funciones

En este artículo hablaremos sobre los LED de color, la diferencia entre un LED RGB simple y uno direccionable, y agregaremos información sobre las áreas de aplicación, cómo funcionan y cómo se realiza el control con imágenes esquemáticas de los LED conectados.

1. Introducción a los LED

Los LED son un componente electrónico capaz de emitir luz. Hoy en día son muy utilizados en diversos equipos electrónicos: linternas, ordenadores, electrodomésticos, coches, teléfonos, etc. Muchos proyectos de microcontroladores utilizan LED de una forma u otra.

Tienen dos propósitos principales:

Demostración del funcionamiento del equipo o notificación de cualquier evento;
uso con fines decorativos (iluminación y visualización).

En el interior, el LED consta de cristales rojo (rojo), verde (verde) y azul (azul) ensamblados en una sola carcasa. De ahí el nombre: RGB (Fig. 1).

2. Usando microcontroladores

Con él podrás conseguir muchos tonos de luz diferentes. El LED RGB se controla mediante un microcontrolador (MK), por ejemplo, Arduino (Fig. 2).

Por supuesto, puedes arreglártelas con una simple fuente de alimentación de 5 voltios, resistencias de 100-200 ohmios para limitar la corriente y tres interruptores, pero luego tendrás que controlar el brillo y el color manualmente. En este caso, no será posible conseguir el tono de luz deseado (Fig. 3-4).

El problema surge cuando necesitas conectar cientos de LED de colores al microcontrolador. El número de pines del controlador es limitado y cada LED necesita alimentación de cuatro pines, tres de los cuales son responsables del color y el cuarto pin es común: según el tipo de LED, puede ser un ánodo o un cátodo.

3. Controlador para control RGB

Para descargar los terminales MK se utilizan controladores especiales WS2801 (5 voltios) o WS2812B (12 voltios) (Fig. 5).

Con el uso de un controlador independiente, no es necesario ocupar varias salidas MK; puedes limitarte a una sola salida de señal. El MK envía una señal a la entrada "Datos" del controlador de control LED WS2801.

Esta señal contiene información de 24 bits sobre el brillo del color (3 canales de 8 bits para cada color), así como información para el registro de desplazamiento interno. Es el registro de desplazamiento el que le permite determinar a qué LED se dirige la información. De esta manera, puede conectar varios LED en serie, mientras sigue utilizando un pin del microcontrolador (Fig. 6).

4. LED direccionable

Este es un LED RGB, solo que con un controlador WS2801 integrado directamente en el chip. La carcasa del LED está fabricada en forma de componente SMD para montaje en superficie. Este enfoque le permite colocar los LED lo más cerca posible entre sí, lo que hace que el brillo sea más detallado (Fig. 7).

En las tiendas online puedes encontrar tiras de LED direccionables, donde caben hasta 144 piezas en un metro (Fig. 8).

Vale la pena considerar que un LED consume solo 60-70 mA con brillo máximo, al conectar una tira, por ejemplo, con 90 LED, necesitará una fuente de alimentación potente con una corriente de al menos 5 amperios. Bajo ninguna circunstancia encienda la tira de LED a través del controlador, de lo contrario se sobrecalentará y se quemará con la carga. Utilice fuentes de alimentación externas (Fig. 9).

5. Falta de LED direccionables

La tira de LED direccionable no puede funcionar a temperaturas demasiado bajas: a -15 el controlador comienza a funcionar mal, en heladas severas existe un alto riesgo de falla.

El segundo inconveniente es que si falla un LED, todos los demás a lo largo de la cadena también se negarán a funcionar: el registro de desplazamiento interno no podrá transmitir más información.

6. Aplicación de tiras de LED direccionables

Las tiras LED direccionables se pueden utilizar para la iluminación decorativa de automóviles, acuarios, marcos de fotos y cuadros, en el diseño de habitaciones, como decoración de Año Nuevo, etc.

Se obtiene una solución interesante si se utiliza una tira de LED como retroiluminación Ambilight para un monitor de computadora (Fig. 10-11).

Si utiliza microcontroladores basados ​​en Arduino, necesitará la biblioteca FastLed para simplificar el trabajo con la tira de LED ().

Hoy en día es poco probable que alguien pueda sorprenderse simplemente con un letrero luminoso o una caja de luz brillante con un cuadro pintado. El consumidor exige espectáculo y la imagen publicitaria estática se está convirtiendo rápidamente en cosa del pasado, dando paso a carteles dinámicos y carteles con luces, letras iridiscentes, en general: la estática está siendo reemplazada por la dinámica.

Y esto no es nada sorprendente, porque controladores LED programables, lo que le permite crear fácilmente efectos de iluminación dinámicos únicos que, en combinación con los LED modernos, pueden crear verdaderos milagros de visualización.

Una pequeña caja de control para un letrero, a petición del diseñador, animará una línea de LED, una composición o un gran grupo de LED: un bloque de LED individuales o un bloque de líneas completas de LED. Estas soluciones basadas en los correspondientes controladores multicanal programables permiten a los diseñadores implementar las ideas más complejas para la señalización.

Emparejar varios controladores hará que el letrero sea aún más vibrante, sin mencionar los miles de tonos disponibles y docenas de gradaciones de brillo. En este caso, para crear efectos, el usuario simplemente necesita abrir un programa en la computadora, escribir un guión luminoso para el letrero, conectar el controlador al puerto USB, escribir el programa terminado en él y listo: el controlador puede estar conectado al letrero. Por cierto, algunos controladores pueden equiparse con sensores de luz y controles remotos.

Los controladores programables son, en principio, capaces de controlar tanto grupos monocromáticos convencionales como grupos RGB con voltajes normalmente de hasta 24 voltios, aunque todo depende del modelo del controlador, su complejidad y el objetivo del diseñador.

El controlador puede proporcionar hasta 262.000 tonos de color con el brillo especificado por el usuario y cada canal del controlador funcionará individualmente. En principio, la cantidad de canales no está limitada, basta con acoplar y sincronizar la cantidad requerida de controladores entre sí.

Al crear un script en el programa, el usuario podrá probarlo visualmente de inmediato: descubrir cómo se verá el letrero y realizar los ajustes inmediatamente a su discreción. En resumen, el sistema es bastante flexible. Y si antes el desarrollador tenía que diseñar circuitos analógicos complejos, ahora basta con escribir un programa en un entorno amigable y muy visual.

iMLed16x3_Pro (16 canales, 2 A/canal) de Impuls Light

El tamaño del controlador es de 20 por 10 cm y 3,5 cm de alto, con un peso de sólo 200 gramos. El controlador es capaz de controlar hasta 16 canales, en voltajes de 5 a 25 voltios, y la corriente máxima de 32 amperios, para 16 canales de 2 amperios, se logra con una alimentación de LED de 12 voltios.

El programa se carga mediante un cable USB utilizando la aplicación patentada DynamicLight suministrada, con la que el usuario tiene la oportunidad de escribir programas en 1336 pasos para un controlador con un tamaño de paso de tiempo de 5 milisegundos a 4 minutos.

La velocidad de ejecución del script es totalmente ajustable a petición del usuario. De esta forma, el usuario tiene la oportunidad de crear un escenario dinámico de cualquier complejidad en cuestión de minutos.

El usuario tiene a su disposición 16 canales o 5 grupos independientes para RGB. Puede conectar módulos y tiras monocromáticas, LED de píxeles y clusters RGB para voltajes de 5 a 24 voltios.

El programa "DinamicLight" para flashear un script en el controlador se presenta como una matriz, que el usuario debe completar asignando una sombra, modo de encendido y apagado para cada componente o grupo, habilitando efectos (desbordamiento, transición, efecto estroboscópico, etc.) y también establecer el tiempo entre transiciones. El tono se configura manualmente desde la paleta y el brillo y el tiempo se configuran simplemente ingresando números.

La conveniencia de usar el programa también radica en el hecho de que cada grupo de LED se puede nombrar con su propio nombre, para no confundirse en el proceso de creación del script.

Para crear más canales para una señal o suministrar más corriente a los elementos, basta con sincronizar varios controladores iMLed16x3_Pro entre sí según el principio maestro-esclavo y luego conectar los controladores entre sí con un cable de dos hilos.

Dominador 810 de RUNLINE

El controlador mide 11,5 por 6,5 cm y 4 cm de altura, con un peso ligero de 330 gramos. El controlador es capaz de manejar hasta 8 canales, con voltajes que van desde 4 a 25 voltios, con una corriente total máxima de 40 amperios y una corriente máxima por canal de 10 amperios.

El programa se carga a través de USB utilizando el software de controlador Led propietario incluido, con el que el usuario tiene la oportunidad de escribir programas en 65.000 pasos para un controlador con repeticiones y con una duración de fotograma de 1,6 milisegundos a 4 segundos. Puede crear un escenario dinámico de cualquier complejidad utilizando la aplicación en cuestión de minutos.

Hay 8 canales disponibles para programación. Puede conectar módulos monocromáticos, tiras, LED de píxeles y pantallas para voltajes de 4 a 25 voltios.

La ventana del programa "Controlador Led" para flashear el script se presenta en forma de una matriz de celdas con reglas: el nombre del canal en vertical y el tiempo de funcionamiento en horizontal, que el usuario completa asignando el encendido y modo apagado de cada componente o grupo, agregando efectos, configurando intervalos de tiempo de funcionamiento usando un conveniente control deslizante.

La facilidad de uso del programa radica no solo en la presentación visual del letrero, sino también en la capacidad de nombrar cada canal para facilitar la navegación al crear un guión.

Para crear más canales para una señal, basta con sincronizar varios controladores Dominator 810 entre sí, y puede escribir un programa para varios controladores al mismo tiempo, simplemente habrá más canales en la ventana y celdas para cada uno. El controlador se coloreará en su propio color.

Andrey Povny

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Materiales y herramientas

Tira de LED programable, controlador Arduino y fuente de alimentación correspondiente;

Alicates para cortar tiras de LED;

Una viga de álamo o madera más dura, del doble de longitud que la tira de LED;

Sierra de banco y herramienta para ranurar o fresadora;

Papel de lija;

Pegamento de madera;

Cinta adhesiva de doble cara o masilla especial para pegar tiras de LED a madera.

Instalación

En primer lugar, compre una tira de LED. Compramos dos bobinas de cinco metros para nuestras ventanas. Al comprar en bobinas, no sólo paga menos, sino que también tiene la oportunidad de cortarlo exactamente al tamaño requerido. Para decorar el escaparate utilizamos cinco metros de cinta LPD8806.

El LPD8806 es una tira de LED de tipo analógico con controladores integrados para cada par de LED. Esto significa que puede cargar la biblioteca de software en su controlador Arduino y establecer configuraciones individuales para cada tira de LED.

El sitio web de Adafruit tiene un buen tutorial de programación y una lista de todo el hardware necesario.

Una vez que su programa se esté ejecutando, puede usar el controlador Arduino para crear todo tipo de efectos de iluminación.

En primer lugar, debes medir cuidadosamente las dimensiones de tus ventanas y cortar las tiras de LED en las longitudes requeridas. En este caso, en cada extremo es necesario dejar unos dos centímetros de espacio para los cables de conexión, es decir, las tiras deben cortarse en trozos un poco más cortos que las dimensiones de las ventanas.

Suelde los extremos de las tiras de cinta a los conectores para que puedan conectarse firmemente. Verifique que cada tira tenga suficiente cable para encajar suavemente alrededor del perímetro de la ventana.

Ahora necesitará una máquina cortadora de mesa, que le facilitará el corte de paneles (bloques de madera con ranuras seleccionadas para colocar tiras de LED) al tamaño deseado.

Para hacer ranuras, existe una herramienta especial con dos hojas de dientes de sierra, con la que se pueden cortar ranuras de cualquier ancho. Las hojas están diseñadas de tal manera que sus dientes no se enganchan entre sí, incluso si se colocan muy cerca.

Puedes ver un vídeo en YouTube que describe detalladamente esta operación:

Las tiras de LED deben colocarse mediante espaciadores para que la luz de ellas incida en la dirección deseada. En nuestro caso, queríamos que la luz entrara al interior, reflejándose y dispersándose en las cortinas plateadas y aportando misterio al espacio.

Se hicieron espaciadores a partir de restos de madera y se colocaron varios en cada panel hasta lograr la longitud deseada. Esto era más práctico que hacerlos con madera industrial del largo requerido.

Elegimos un ángulo de inclinación de unos 22 grados.

Puedes hacer los espaciadores con cualquier otro material, como madera contrachapada o tablero de fibra, solo teníamos un poco de madera extra y una máquina cortadora.

Para obtener un resultado brillante y de aspecto profesional, y para asegurarnos de que todos los espaciadores encajaran bien en las ranuras, lijamos MUCHO.

Para ello utilizamos un bloque de madera de las dimensiones adecuadas cubierto con papel de lija y lijamos tanto los paneles como las juntas.

Después del pulido, es necesario montar las piezas individuales y cortar las partes sobresalientes de las juntas con una sierra para metales. Al instalar las juntas, utilizamos una masilla especial y las fijamos con clips mientras se secaba.

Después de que la masilla se haya secado, comenzamos a pintar los paneles terminados. Esto se puede hacer con un rociador de pintura y, para tamaños pequeños, use cualquier pintura de alta calidad. Intente pintar al menos dos capas de un color que combine con su decoración.

Aumento y disminución suaves del nivel actual, la capacidad de trabajar con LED de diferentes fabricantes y con diferentes agrupaciones, programación de atenuación basada en el tiempo sin instalar un bus de control separado, lo que garantiza un flujo luminoso estable a medida que los LED se desgastan en su vida útil, un alto grado de protección IP67: todas estas son características controladores LED programables Compañías de producción BUENAS INTENCIONES Y Inventrónica.

Al desarrollar una lámpara LED, un ingeniero debe resolver una serie de problemas relacionados con garantizar el rendimiento de iluminación, la compatibilidad electromagnética y las condiciones térmicas requeridas. Al mismo tiempo, es importante no olvidarse de la disponibilidad de los componentes seleccionados en el mercado de componentes electrónicos. Además, se deben tener en cuenta los aspectos económicos y tecnológicos. Al resolver estos problemas, el desarrollador debe determinar el fabricante y el tipo de LED, así como el fabricante y el tipo de óptica secundaria, y calcular la cantidad requerida de LED. A la hora de calcular el número de LED, es necesario adaptarse a un determinado valor actual “estándar” de las fuentes de alimentación disponibles en el mercado. Al elegir los LED, se debe tener en cuenta el binning y su alcance, las pérdidas adicionales que surgen en la óptica secundaria y cuando el módulo LED se calienta. El circuito de conexión del conjunto resultante de LED debe ser tal que a través de los LED fluya una corriente determinada, y esta corriente correspondería a la corriente de la fuente de alimentación disponible o prevista para su uso. Resulta que el desarrollador, y posteriormente el fabricante, está vinculado a los componentes seleccionados y a su disponibilidad en los almacenes de los proveedores en el momento adecuado. Y uno de los componentes principales en cuyos parámetros se basa esta elección es la fuente de alimentación o controlador LED.

La situación del mercado cambia rápidamente y, a veces, de forma inesperada. Lo que ayer era rentable puede no serlo hoy. En la realidad rusa, a menudo es necesario fabricar productos en modo de emergencia y es posible que el proveedor no tenga los componentes necesarios. Por otro lado, siempre hay en el mercado una amplia selección de componentes, tanto de fabricantes famosos como de fabricantes no muy conocidos, y sus productos pueden estar en stock en un momento determinado. Los fabricantes cambian constantemente las líneas de productos, mejoran los parámetros y/o reducen los costos. Algunos fabricantes de LED incluso tienen tamaños de carcasa estandarizados, por ejemplo, 3535 (el tipo producido por la empresa cree y similares). Ya hemos llegado a la conclusión de que en una determinada placa de circuito impreso se pueden utilizar LED e incluso ópticas secundarias de diferentes fabricantes sin necesidad de rediseñarla. Por supuesto, cambiar el tipo o el fabricante del LED dará lugar a algunos cambios técnicos de iluminación (los componentes de diferentes fabricantes tienen diferentes agrupaciones y eficiencias), pero estos cambios podrían compensarse cambiando la corriente de suministro de energía. Sin embargo, si se ha seleccionado una fuente de alimentación no regulada, esto resulta imposible. Cambiar la fuente de alimentación existente requerirá nuevas pruebas de certificación de la luminaria. Además, no hay garantía de que se cumplan estas pruebas.

A menudo resulta que es necesario cambiar bastante la corriente de salida de la fuente de alimentación, literalmente entre un 10...20%. En este caso, es imposible reemplazar la unidad, porque el paso de corriente de salida, incluso dentro de una serie, es significativamente mayor y tiene un valor estándar, y necesitamos algún valor intermedio.

Por lo tanto, la fuente de alimentación seleccionada anteriormente en la etapa de desarrollo puede convertirse en el futuro en un elemento limitante y no permitirá, si es necesario, reemplazar algunos componentes individuales de la lámpara o sus parámetros.

Sabemos que existen fuentes de alimentación con capacidades ajustables que podrían seleccionarse en la etapa de diseño. Hay tres opciones para este tipo de bloques, pero ¿qué tan convenientes son?

Las fuentes de alimentación más habituales se regulan mediante un potenciómetro interno. Sin embargo, cuando se utilizan, aumenta la complejidad del montaje de la lámpara, ya que es necesario realizar un ajuste mediante un dispositivo de medición. Además, estas fuentes de alimentación básicamente no pueden tener un grado de protección contra influencias externas superior a IP65 (debido al acceso al potenciómetro).

Las fuentes de alimentación con cambios de corriente mediante interruptores DIP tienen un paso de ajuste discreto, que puede no ser adecuado para el diseñador. Nuevamente, debido a la presencia de tales interruptores y la necesidad de acceder a ellos, dichas unidades solo son adecuadas para uso en interiores y no para iluminación exterior.

El tercer tipo de fuente de alimentación con ajuste incluye fuentes de alimentación con función de regulación “3 en 1” (PWM, 0...10 V, resistencia). Al conectar una resistencia constante a la entrada de control, puede reducir la corriente de salida al valor que necesitamos (al mismo tiempo, la potencia de salida también disminuirá). En este caso es posible un grado de protección IP67. En general esta es una buena opción. Sin embargo, no todas las fuentes de alimentación tienen esta posibilidad de atenuarse con resistencia. Además, la función de atenuación supone un aumento en el coste del producto, y el uso de esta función será bastante limitado.

Por tanto, entre los métodos disponibles para ajustar los parámetros de salida de una fuente de alimentación, no existe una opción ideal.

Actualmente, ha aparecido otra clase de fuentes de alimentación en el mercado de controladores LED: las programables que, junto con la capacidad de cambiar la corriente de salida, proporcionan una amplia gama de propiedades adicionales y funciones útiles, y también carecen de algunas de las desventajas mencionadas anteriormente. .

Los controladores programables están disponibles en la línea de productos de empresas como BUENAS INTENCIONES(familia y Inventrónica(familias , EBD) (Foto 1). El uso de esta clase de drivers en luminarias permite las siguientes funciones:

• cambio en la corriente de salida en el rango de 10...100% sin reducir el grado de protección contra influencias externas. El grado de protección se mantiene en IP67;
• aumento suave de la corriente a través de los LED cuando se enciende la lámpara. Esto tiene un efecto beneficioso sobre la fiabilidad del módulo LED, especialmente en invierno;
• posibilidad de aumento/disminución suave entre los niveles actuales programados (cambio suave en la iluminación);
• Compensación por el “envejecimiento” de los LED. Es posible realizar una lámpara con un flujo luminoso constante durante toda su vida útil;
• encendido forzado en el momento adecuado de la lámpara funcionando en modo de atenuación temporal hasta el brillo máximo (solo MEAN WELL);
• alarma sobre el fin de la vida útil de la lámpara (sólo MEAN WELL);
• programar los parámetros requeridos de protección de temperatura externa del módulo LED o de la lámpara en su conjunto, al alcanzar los cuales la corriente de salida disminuirá (solo Inventronics);
• Programación por el usuario de varios perfiles de regulación fijos y adaptativos en el tiempo (hasta 5 niveles de corriente): modo proporcional y modo punto medio.

Echemos un vistazo más de cerca a algunas de las funciones anteriores.

Compensación del envejecimiento del LED

Los LED son muy duraderos (50...100 mil horas). Generalmente se acepta que el final de la vida útil es una reducción del flujo luminoso del 30%. Durante el funcionamiento, el flujo luminoso de la lámpara disminuye lentamente. Este hecho se puede tener en cuenta inicialmente al programar el controlador de LED y configurar la corriente inicial a través de los LED a un nivel más bajo, por ejemplo, en un 20%, pero aumentando al final de su vida útil al 100% (Figura 2). Por supuesto, hay que tener en cuenta el aumento del consumo de energía de la lámpara hacia el final de su vida útil.

Arroz. 2. Captura de pantalla de la interfaz del software de Inventronics y MEAN WELL en modo de compensación de envejecimiento del LED

Atenuación por tiempo

La función de atenuación es muy popular en iluminación. Es especialmente interesante en iluminación exterior, ya que permite un consumo energético óptimo. Además, el actual GOST R 55706-2013 “Iluminación utilitaria exterior. Clasificación y Normas" permite reducir la iluminación nocturna (hasta un 30% y hasta un 50%) en calles, plazas y locales, en función de la intensidad del tráfico.

Implementar la capacidad de atenuar la iluminación exterior requiere costos significativos. En las luminarias solo se deben utilizar fuentes de alimentación regulables y, como mínimo, se debe instalar una línea de control para estas luminarias. Usando fuentes de alimentación programables, se puede implementar la atenuación sin instalar una línea de control adicional o un controlador adicional, lo que reducirá significativamente el costo total del sistema de iluminación. Estas fuentes de alimentación permiten programar diferentes valores de corriente de salida según el tiempo de inicio de funcionamiento de la lámpara (Figura 3).

Cuando consideramos la atenuación temporal (modos fijo y adaptativo), es importante comprender que la lámpara por sí sola no se enciende ni se apaga. El encendido y apagado lo realiza el operador en modo manual o mediante una señal de sensor en modo automático. El programa de regulación siempre se ejecuta desde el principio y cada vez que se enciende.

En la Figura 3 se puede ver que el perfil de atenuación de los controladores LED fabricados por Inventronics se puede programar por un período de hasta 19 horas (en MEAN WELL en modo de perfil fijo, hasta 24 horas). Sin embargo, esto no significa que después de 19 horas de funcionamiento la lámpara se apagará. La lámpara no puede apagarse por sí sola. Es solo en este intervalo que puedes cambiar la corriente de salida. Pasadas las 19 horas de funcionamiento y hasta el apagado forzoso, la fuente de alimentación seguirá funcionando en el mismo modo en el que funcionaba antes de finalizar el periodo de programación. Si no tenemos en cuenta las realidades del norte, donde el día y la noche duran seis meses, para el resto de Rusia este período de tiempo (19 horas) es suficiente. De lo contrario, puede organizar un apagado/encendido breve de la lámpara mediante un temporizador externo para que la cuenta atrás diaria comience de nuevo.

La presencia de una función de atenuación temporal de Inventronics y MEAN WELL se denomina “Atenuación temporizada” y “Atenuación con temporizador inteligente”, respectivamente. En términos de funcionalidad y capacidades en términos de atenuación fija y adaptativa, son muy similares entre sí y funcionan según un algoritmo similar, pero existen algunas diferencias en las capacidades generales.

La atenuación fija significa que la fuente de alimentación siempre funciona estrictamente de acuerdo con el perfil programado. Esto sería bueno si no fuera por los cambios de luz estacionales. Por ejemplo, si programamos la primera reducción de iluminación 4 horas después del inicio del funcionamiento, lo que corresponde aproximadamente a la 01:00 en verano (siempre que el encendido se produzca a las 22:00), entonces en invierno corresponderá a las 21: 00 (encendido a las 17:00), y a esta hora hay mucho tráfico en las calles. Debido a los cambios estacionales en la iluminación, es casi imposible utilizar un modo de atenuación fija en la iluminación exterior.

Una opción más interesante que se puede implementar en la práctica es el uso de atenuación adaptativa, es decir, adaptarse a los cambios estacionales en la iluminación.

Ambos fabricantes considerados tienen dos modos de atenuación adaptativa en sus fuentes de alimentación programables: el principio proporcional y el autoajuste del punto medio. Al programar la fuente de alimentación, la interfaz del programa le permite elegir entre cualquier opción de atenuación.

Atenuación adaptativa: principio de proporcionalidad

El principio de proporcionalidad asegura un cambio proporcional en cada tramo del perfil programado de acuerdo con el aumento o disminución del tiempo total de funcionamiento de la luminaria. Supongamos que hemos programado la fuente de alimentación para funcionar en el periodo otoño-invierno según el perfil que se muestra en la Figura 4a. El tiempo total de funcionamiento es de 15 horas diarias. Aquí y más adelante en el texto, el tipo de perfil se selecciona de forma condicional.

Arroz. 4. Perfil de suministro de energía: a) programado para el período otoño-invierno; b) reconstruido para el verano

A medida que nos acercamos al verano, el tiempo total de funcionamiento de la lámpara disminuye. Por ejemplo, el encendido y apagado se produce mediante un sensor de luz. El microcontrolador de la fuente de alimentación analiza el tiempo de funcionamiento y determina que el tiempo que la fuente está en estado encendido ha disminuido. Luego, la próxima vez que lo enciendas (al día siguiente), el perfil programado se reconstruye en proporción al cambio en el tiempo de funcionamiento de la fuente.

Digamos que en verano resulta que la fuente de energía ya no funciona durante 15 horas, sino solo 9. Entonces su perfil se reconstruirá y tendrá los intervalos de tiempo que se muestran en la Figura 4b. La figura muestra que la duración de cada intervalo disminuyó en proporción a la reducción del tiempo total con un coeficiente de proporcionalidad de 9/15.

Durante la programación se optó por que la primera reducción de corriente se produjera a las 00:00 horas, y después de la reestructuración se produciría a las 00 horas 35 minutos. Una imprecisión de 35 minutos es bastante aceptable, ya que consideramos los casos extremos (verano-invierno).

Para comprender el algoritmo de reestructuración del perfil en las fuentes de alimentación fabricadas por MEAN WELL, puede consultar la Figura 5.

El período base de referencia es de siete días hábiles, ignorando los períodos de trabajo más largos y más cortos. Para los cinco días restantes se calcula el tiempo medio de funcionamiento, y si este tiempo medio difiere del resultado anterior en más de 15 minutos, la fuente de alimentación ajusta su perfil en proporción al cambio ocurrido.

Atenuación adaptativa: autoajustable en el punto medio

Se puede lograr un resultado bastante preciso al reestructurar el perfil de la fuente de alimentación en el modo de ajuste del punto medio. Puede seleccionar la medianoche (00:00) como punto medio. Digamos que elegimos el perfil de atenuación que se muestra en la Figura 6a en invierno. El tiempo total de funcionamiento es de 16 horas diarias (8 + 8 horas respecto al punto medio). La primera reducción vigente será a las 23:00 horas, y la segunda a medianoche (00:00 horas). Supongamos que el tiempo total de funcionamiento de la fuente sea de 8 horas en verano, luego la fuente de energía reconstruirá su perfil con respecto al punto seleccionado (medianoche) para que este punto permanezca en la mitad de su ciclo de funcionamiento (4 + 4 horas). En este caso vemos que hemos conservado la hora del primer descenso actual (23:00) y la hora del segundo descenso actual (00:00). El resultado fue que el suministro de energía simplemente “cortó” el tiempo al principio y al final de su ciclo de acuerdo con los cambios en la luz estacional.

Consideramos que este algoritmo es el más conveniente, el que mejor admite el perfil programado dependiendo de los cambios estacionales en la iluminación y puede usarse para atenuar la iluminación exterior.

Controladores LED programables

MEAN WELL ha introducido la funcionalidad de programación en su popular familia de fuentes de alimentación (Figura 1). Los modelos programables tienen el sufijo D2 al final de su nombre, por ejemplo (100 W, 700 mA, programable). La línea de productos incluye tanto series con estabilización de corriente (CC) como series con modo de estabilización dual (CV + CC) en el rango de potencia de 75…240 W. Los principales parámetros de la familia ELG se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Parámetros básicos de las fuentes de alimentación programables.

Una característica especial de la familia considerada es su bajo costo, comparable al costo de los productos de los fabricantes rusos, y un largo período de garantía de 5 años. Hay que tener en cuenta que los fabricantes rusos aún no cuentan con controladores programables en su línea de productos, y cuando hablamos de coste, nos referimos a comparar modelos sin función de programación. La función de programación implica un incremento de coste respecto a los modelos no programables de aproximadamente un 15...20%, dependiendo de la potencia de salida de la fuente.

Al programar, puede cambiar la corriente de salida en el rango de 10...100%. A medida que la corriente de salida disminuye, la potencia de salida también disminuirá. Se sabe que a medida que disminuye la potencia, el valor del factor de corrección de potencia y la eficiencia se deterioran. En la familia considerada, cuando la potencia de salida se reduce en un 50%, el coeficiente de corrección de potencia permanece en 0,95, lo que es un indicador excelente. El deterioro real de esta relación se observó cuando la potencia de salida se redujo al 30% del valor nominal, es decir, si se operó una fuente de 100 W con una carga de 30 W. Por lo tanto, cuando opere esta familia, debe esperar utilizarla en el rango de potencia de salida del 100...50%. En este rango de cambios de potencia de salida, la eficiencia varía entre 2...3%, por ejemplo, del 91% bajará al 89%.

La línea de controladores LED programables de Inventronics consta de tres familias (Tabla 1). Se diferencian en capacidades técnicas y costo. Por ejemplo, la familia EUD tiene la gama más amplia de series en el rango de potencia de 75...600 W y funcionalidad de programación completa. La funcionalidad completa significa que, además de la capacidad de cambiar la corriente de salida y un perfil de atenuación fijo, se agregan capacidades de atenuación adaptativa, compensación por envejecimiento del LED y programación de protección de temperatura externa. La familia de fuentes de alimentación EUD tiene la máxima funcionalidad de programación/atenuación. Está representado por el mayor número de modelos en el rango de potencia de 75…600 W.