Proyecto de foco infrarrojo, necesita resistencias x50. ¿Cuántos ohmios qué tipo usar?

Esta es una aplicación de la ley de Ohm.

Suponiendo que cada conjunto de tres LED esté conectado en serie con una resistencia limitadora de corriente:

Usando un$V_f$de 1.5 significa el total$V_f$para cada grupo de diodos es de 4,5 V.

El valor de la resistencia es$R = \frac{E}{I}$, o$R = \frac{E}{0.060}$

• a 6V:$R = \frac{(6 - 4.5)}{ 0.060} =$25 ohmios (90 mW, use una resistencia de 1/4 W)
• a 12V:$R = \frac{(12 - 4.5)}{0.060} =$125 ohmios (450 mW, use una resistencia de 1/2 W)

Asegúrese de usar una resistencia clasificada para la disipación de energía ($P = IE$). Asumiendo que estos 50 grupos están en paralelo, eso da como resultado un total de 3 amperios. Perderá menos energía al tener una resistencia más pequeña de un voltaje de suministro más bajo, por lo que en estos ejemplos, 6 voltios son preferibles a 12 voltios. Para ser más eficiente, es posible que desee investigar los circuitos de controladores de LED.

¡Asegúrese de que su fuente de alimentación/baterías puedan suministrar al menos 3A!

Editar:

Según su edición, usar 14.8 V requeriría resistencias limitadoras de corriente más grandes y desperdiciaría más energía:

14,8 V:$R = \frac{(14.8 - 4.5)}{0.060} =$172 ohmios (618 mW, use una resistencia de 1 W)

Con este voltaje, la disipación de potencia de la resistencia ahora es de 618 mW y, por lo tanto, tendría que usar resistencias de potencia de 1W.

Edición 2:

Algunos de los valores matemáticos y de resistencia estaban mal. Aparentemente, era tarde en la noche y estaba tratando de obtener el TeX correcto. He ajustado las matemáticas y los valores para que sean precisos.

Se pueden usar 12 voltios para encender 3 de estos LED, pero el problema práctico es que esta batería no durará mucho. Cuando conecta LED en serie, comparten la misma cantidad de corriente, pero para cualquier cadena adicional necesita 60 mA más. 50 x 0,060A = 3A que es bastante alto para la batería. El valor de la resistencia se puede encontrar fácilmente con la ley de Ohm. Simplemente reste la caída de tensión de la cadena de la fuente de alimentación y divídala por la corriente deseada; ejemplo: 12 V - (2v + 2v +2v) = 6v / 0,06a = resistencia de 100 ohmios para cada cadena. Puedo ver una demostración de esto pero con solo 10 cadenas de LED aquí .

Veo que editas tu publicación, así que quiero sugerirte algo sobre tus baterías. Asumiré que tienen una capacitancia de 3000 mA para el ejemplo.

Cuando las baterías se conectan en serie, hacen el equivalente de una batería que tiene más voltaje pero la misma capacidad. Si conecta las 4 baterías, tendrá 3000mA y 14,8V, pero usará solo 6 voltios y el resto se disipará como calor en las resistencias. Lo cual es simplemente una pérdida para ti. Cuando las baterías están conectadas en paralelo, hacen el equivalente del mismo voltaje pero con una batería de mayor capacidad, lo que alimentará su dispositivo por más tiempo (6000mA, 3,7V). Dado que 2 de estos pueden proporcionar suficiente potencial para 3 LED (3,7V x 2 = 7,4V). Puedes hacer 2 pares en serie y conectarlos en paralelo.

Así terminará con una batería equivalente a 7,4V con 6000mA. El valor agregado es que no necesita resistencias grandes, ya que disiparán alrededor de 3 voltios x 60 mA y esto se puede manejar fácilmente con resistencias de 1/4 de vatio. Son baratos y prolíficos. Ejemplo de batería en paralelo y en serie y mejor ejemplo . Sólo uno de los primeros resultados de Google.

La caída de voltaje total de 3 LED en serie debe ser 3 x 1,5 V = 4,5 V. La diferencia entre la fuente de alimentación de CC y la caída de voltaje de los LED sería el voltaje en la resistencia.

Supongamos que usa una fuente de alimentación de 14,8 V. Luego tendrá un voltaje de 14,8 V - 4,5 V = 10,3 V a través de la resistencia, por lo que su resistencia tendrá que disipar una gran cantidad de energía en forma de calor: 10,3 V * 0,060 A = 0,618 W. Por lo tanto, necesitaría una resistencia nominal de al menos menos 1 W. El valor de la resistencia se puede calcular utilizando la Ley de Ohm (R = V / I), por lo que necesitará una resistencia de 10,3 V / 0,060 A = 171,6 Ohm Además, asegúrese de que su alimentación de CC pueda suministrar al menos 50 x 0,060 A = 3 A.

Para minimizar la energía desperdiciada en la resistencia, puede hacer una de dos cosas o ambas.

• Ponga más LED en serie
• Baje su fuente de alimentación de CC

De esa manera, más energía irá a los LED y menos se perderá como calor en la resistencia.

Aquí hay una herramienta útil para calcular la resistencia del LED.

EDITAR: Veo que ha realizado algunos cambios en su pregunta original y decidió usar una fuente de alimentación de CC más baja, con solo dos baterías de 3.7 V en serie en lugar de tres. Calculemos de nuevo el valor de la resistencia: 7,4 V - 4,5 V = 2,9 V en la resistencia, por lo que R = 2,9 V / 0,060 A = 48,3 ohmios, que está bastante cerca de los 56 ohmios. Puede continuar y comprar esas resistencias.

Lo que realmente debe considerar aquí son las baterías. Las resistencias son una preocupación secundaria si no puede alimentar el circuito. La resistencia interna de sus baterías es de aproximadamente$187 m \Omega$. Cualquiera que sea la corriente que pasa por los LED, también debe pasar por las baterías. La resistencia interna de la batería reducirá el voltaje aparente de la batería y la potencia disipada en esta resistencia calienta la batería.

En su configuración propuesta, tendrá 50 cadenas paralelas de LED, para una corriente total de$60mA \cdot 50 = 3A$. La resistencia interna de cada batería experimentará una caída de voltaje de$3A \cdot 187mA \approx 0.56V$y disipar$0.56V * 3A \approx 1.68W$de poder. Esa energía se manifiesta como calor en la batería, y aunque puede estar bien por períodos cortos de tiempo (segundos), puede sobrecalentar la batería si se opera constantemente. Además, querrá minimizar la energía en cualquier cosa además de sus LED para maximizar su tiempo de ejecución. Cada segundo que ejecuta este sistema representa 1,68 julios de energía que utilizó para calentar las baterías en lugar de encender sus LED.

Se puede demostrar a partir de la ley de Ohm que la potencia utilizada en una resistencia está dada por$P = I^2R$. no podemos cambiar$R$sin cambiar la batería, pero podemos minimizar$I$. Suponiendo que queremos que la potencia total del circuito permanezca constante, debemos aumentar el voltaje para reducir la corriente, ya que la potencia es el producto de la corriente y el voltaje,$P = IE$.

Si usa cuatro baterías en serie, cada cadena de LED de serie puede ser aproximadamente el doble, ya que tenemos más voltaje disponible. Todavía habrá 60 mA en cada uno, pero hay la mitad. Entonces, la corriente total requerida de la batería ahora es$60mA \cdot 25 = 1.5A$. Las pérdidas de energía en cada batería ahora serán$(1.5A)^2 187m\Omega \approx 0.42W$por batería. Esto todavía es demasiado, así que diseñemos para cinco baterías en serie.

Cinco baterías le darán un voltaje de$5 \cdot 3.7V = 18.5V$. Podemos poner nueve LED en serie por una gota de$9\cdot 1.55V = 13.95V$. Queremos dejar que más del 25% del voltaje caiga sobre la resistencia de la serie LED para obtener una regulación de corriente adecuada. Con 9 LED en cada cadena, necesitará 7 cadenas para obtener 153 LED. Corriente total de la batería:

$60mA \cdot 7 = 420mA$

Potencia y tensión perdida en cada batería:

$420mA \cdot 187 m\Omega \approx 78mV$
$(420mA)^2 \cdot 187 m\Omega \approx 33mW$

Dejo como ejercicio el cálculo de la resistencia necesaria. Las otras respuestas han cubierto eso bastante bien. Otro cálculo interesante es calcular la potencia total del circuito, la potencia en los LED y la potencia en las resistencias limitadoras de corriente. Esto le dará una idea de la eficiencia general de su circuito.

• 3 led por grupo = 3x1,5V = 4,5V de caída de tensión en tus leds.
• la batería es de 7.4V, tienes que usar 7.4V-4.5V = 2.9V en la resistencia
• necesita 60 mA, R = U / I = 48 ohm (puede obtener resistencias de 47 ohm).

Pero, como mis colegas destacaron anteriormente: * 60 mA x 50 grupo = 3000 mA: nunca puede cargar su batería con eso, a menos que tenga una batería de automóvil pequeña o una batería SLA a su disposición * como puede ver en el cálculo, utiliza una potencia de 4,5 V x 60 mA para generar luz y 2,9 V x 60 mA para generar calor. Pierdes como el 40% de la potencia en las resistencias.

Usted puede considerar:

• haciendo no 50 grupos, sino mucho menos, digamos 6 o 7
• use un controlador de LED de aumento para impulsar estas cadenas de LED y convierta su batería de 7.2V a un voltaje más alto con solo el 10% de pérdida de energía.

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1804

La búsqueda en http://www.linear.com/products/step-up_(boost)_led_drivers indica que LT3754 es una buena opción.

Estoy de acuerdo en que los convertidores elevadores no son un tema para principiantes: la otra forma de hacer una buena linterna IR es usar un LED IR de potencia de alto rendimiento, en lugar de desordenar 150 LED estándar.

Stackexchange no nos permite responder nada más que su pregunta literal, pero me atrevo a sugerir estas:

http://www.osram-os.com/osram_os/en/products/product-catalog/infrared-emitters,-detectors-andsensors/infrared-emitters/high-power-emitter-gt500mw/emitters-with-850nm/index .jsp

Los leds de potencia son mucho más efectivos que los leds estándar, es decir, a partir del mismo voltio y amperaje (potencia) producen más luz.