LED RGB de 3 vatios con 3 pilas AA

No debe usar pilas AA para encender los LED. La curva de descarga es pronunciada y variará la intensidad durante la vida útil de la batería.

Tampoco se recomienda el uso de una resistencia para la energía de la batería. La mejor fuente alimentada por batería que he visto es el convertidor Buck-Boost de inductor único de alta eficiencia de TI TPS63030DSKR hecho especialmente para este tipo de aplicación.

Los dispositivos TPS6303x proporcionan una fuente de alimentación 1 • Rango de voltaje de entrada: solución de 1,8 V a 5,5 V para productos alimentados por una batería de dos celdas o • Opciones de voltaje de salida fijo y ajustable de tres celdas alcalinas, NiCd o NiMH, o una - Batería de iones de litio o polímero de litio de 1,2 V a 5,5 V.

Un controlador LED On-Semi NSI45060JD, regulador de corriente constante ajustable, 45 V, 60 - 100 mA mantendrá la intensidad constante.

A veces, una resistencia limitadora de corriente puede ser muy eficiente. Pero probablemente no con un suministro de 4.5V. Si desea seguir la ruta de la resistencia, necesita conocer el voltaje directo de cada LED. El rojo será de unos 2V y los demás de unos 3V. Espero que los voltajes directos sean más bajos que los especificados en la hoja de datos . Debe medir cada LED y usar el valor medido en los cálculos de la resistencia.

Dudo mucho que pueda ejecutarlos a 350 mA debido a la cantidad de calor generado. Supongo que menos de 100 mA si los tres están encendidos al mismo tiempo. Deberá probar la temperatura para encontrar la corriente máxima práctica.

Si el Vf es 3.6V como se especifica, tiene un problema real. En la curva azul (equivalente a hacer funcionar los LED a 80 mA cada uno) por debajo de su punto de corte estaría en 1,2 V.

Fuente : Hoja de datos ENERGIZER E91 AA

Una batería de iones de litio es generalmente la preferida para los LED. El voltaje está cerca de LED Vf y la curva de descarga es plana manteniendo la intensidad algo constante. Un LED de 3,6 V no funciona bien con pilas y resistencia limitadora de corriente.

Hoja de datos de Panasonic Li-ion NCR18650PF

NiMH tiene una curva de descarga plana mucho mejor que AA.

Fuente : HIDRURO METÁLICO DE NÍQUEL Panasonic HHR120AA

Debido a la eficacia luminosa fotópica (consulte: Curva de sensibilidad relativa para el observador estándar CIE), es probable que deba impulsar el rojo con más fuerza y ​​el azul con mucha más fuerza. El flujo luminoso (lm) en la hoja de datos (R 40, G 55, B 15 lm) es muy bueno (si es cierto) y será bastante brillante a baja corriente (por ejemplo, 30 mA).

Hay más detalles en esta respuesta: ¿Cómo medir la vida útil / capacidad de la batería alcalina en el circuito LED de práctica?

Una vez que sepa su objetivo actual, use una calculadora para encontrar la resistencia.

Usé 80 mA y la hoja de datos Vf.

Azul y verde

Rojo

Estas son las características de las baterías comunes
(tipo => carga completa-descarga, diferencia de voltios, % de diferencia sobre la carga completa (más bajo es mejor), capacidad típica)

9V Alkaline => 9V-5V,     4V,   44%,  300 mAH  
CR123A      => 3V-2V,     1V,   33%, 1500 mAH
AA Alkaline => 1.2V-0.8V, 0.4V, 33%, 2800 mAH
Li-ion      => 3.6V-3.2V  0.4V, 11%, 3000 mAH
NiMH        => 1.3V-1.2V, 0.1V,  7%, 2300 mAH

Si usa resistencias limitadoras de corriente, use el voltaje del punto medio de la curva de descarga para calcular el valor.

Comparar las curvas de descarga
1.2V NiMH Panasonic NICKEL METAL HYDRIDE HANDBOOK
18650 Batería de iones de litio Panasonic Li-ion NCR18650PF
9V alcalina Energizer 9V Batería
alcalina 1.2V alcalina Energizer AA Alcalina
3V (no recomendada) Energizer CR123A

Lo anterior vino de otra respuesta mía: batería de 9 voltios con 4 leds

Para 3 W, su corriente será de 350 mA por LED (rojo, verde, azul). Eso es 1 A en total.

Figura 1. La hoja de datos de Energizer E91 para tener una idea de lo que puede esperar de una celda AA.

Tenga en cuenta que Energiser ni siquiera muestra los datos para una descarga de 1 A. A 500 mA la capacidad es de unos 1500 mAh. Tenga en cuenta que el gráfico muestra una progresión geométrica y, por lo tanto, con una descarga de 1000 mA, podría esperar una capacidad <1000 mAh. Las baterías durarían una hora a 1000 mA. También se calentarían.

¿Es esto correcto o necesito más/menos voltaje?

Necesita un poco más que el V _F máximo del LED RGB. La hoja de datos (que es a lo que debería haber vinculado en lugar de la página del catálogo) muestra que esto es 3.6 V para el azul. 4,5 V es el siguiente múltiplo de 1,5 V por encima de eso, por lo que 4,5 V es la elección correcta.

También me preocupa que las baterías se agoten y pierdan lentamente su voltaje. ¿Podría esto dañar los LED?

No, no dañará los LED.

¿Qué resistencia usaría?

Necesita resistencias individuales en rojo, verde y azul.

$R = \frac {V_{batt} - V_F}{I}$dónde$V_F$es el voltaje directo del LED en cuestión.

La resistencia se calcula de acuerdo con:

R = (Vbat - Vf) / Si

Vbat = Voltaje de la batería = 4.5v

Vf = Voltaje directo del LED = Ver hoja de datos ( https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/2530/FD-3RGB-Y2.pdf )

Si = LED de corriente directa = 350 mA

Tenga en cuenta que el Vf es diferente para diferentes colores.

Sí, puedes usar 3 AA en serie. No, no debería dañar los leds a medida que baja el voltaje. Y una resistencia de 42 ohmios aún funcionaría bien a 4,5 V, con un brillo un poco más bajo también significa que durará más con las baterías.

No, esto no es una buena idea. Supongamos que sus baterías nuevas proporcionan 1,5 V cada una para un voltaje total de 4,5 V. La hoja de datos de Energizer dice que cada batería tiene una resistencia interna de hasta 0.3$\Omega$, para una resistencia en serie total de 0,9$\Omega$. Si está extrayendo 1A, el voltaje de la batería cae a 3,6 V con baterías nuevas .

Desea controlar los LED utilizando transistores TIP122. El$V_{CE(sat)}$para este transistor es de aproximadamente 0,5 V con una corriente de colector de 0,35 A. Ahora puede obtener un máximo de 3,1 V para los LED cuando las baterías están nuevas. Los LED azules y verdes estarán bastante tenues, no están iluminados.

A medida que las baterías se descargan, el voltaje de sus terminales caerá rápidamente a alrededor de 1,4 V cada una. Ahora tiene menos de 3 V y su LED rojo se atenuará (suponiendo que haya elegido una resistencia en serie para limitar la corriente a 4,5 V). Creo que tienes menos de una hora de vida para este esquema.

Realmente necesitas una mejor batería para esta tarea.

Su diagrama de circuito es muy desordenado, difícil de seguir y está lleno de errores.

Tradicionalmente, la línea más larga en un símbolo de batería es el positivo; parece que lo estás usando como negativo.

Las salidas del Arduino deben ir a través de resistencias a las bases de los transitores; las tienes yendo a los emisores.

Los LED deben estar conectados a los colectores transitorios y los emisores deben estar conectados a tierra.

El circuito para un LED debe ser algo como:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}