Construyendo un analizador de espectro de 100 led

[Dr. Zoidberg]

En ves de aumentar el voltaje para los leds a 20v (Ya que lo alimento con una fuente de pc y poner un transformador se complicaria economicamente) podria poner los 4 leds en paralelo y configurar el divisor para tener 40mA en cada salida, con una caida de voltaje limitada por el LM3916, estoy en lo cierto?

El LM3916 no limita ninguna caída de tensión! Las salida operan a corriente constante, así que cualquier "caída de tensión" está definida por la carga para esa corriente (aplicar ley de Ohm si la carga es una resistencia o ver la curva Vdf vs. Id si es un LED).
Por otra parte, no podés poner los LEDs en paralelo así nomás por que no hay garantías de que todos dejen pasar la misma corriente, así que hay que ecualizar la corriente a través de ellos poniendo algunas resistencias de muy bajo valor...
Por ultimo, si usás una fuente de PC, en este foro hay un tema muy largo que analiza y propone unas modificaciones muy simples para aumentar la tensión de salida de las fuentes de PC, y yo he llegado a lograr 23V (estables) a partir de la salida de 12V, así que tampoco es problema usar la fuente de PC.

PD: Si vas a usar esa cantidad de LEDs de alto brillo, no me vengás con que un trafo "te compromente económicamente"

Entendi lo que tengo que hacer pero no se de que forma se mide ese parametro, podrias explicarme ?

Dijiste que habías medido los filtros con un osciloscopio. Para verificar la ganancia unitaria de cada filtro a su frecuencia central, solo tenés que meterle una señal de amplitd conocida (digamos 1Vpp) y frecuencia igual a la frecuencia central del filtro, y medir que a la salida tengás la misma amplitud que a la entrada. Y te recomiendo quitar los diodos para hacer esta medición y dejar las salidas del AO "al aire".

Tenes razon, si o si calculo el Vref pero como me doy cuenta de que Vref necesito? tendre que ver que voltaje entregan los filtros cuando esta al maximo? o como puede ser?

Suponiendo que los filtros tienen ganancia 1 a la frecuencia central, tenés que definir con cual tensión de entrada querés que se excite el último LED. Si esa tensión es menor de 1.25V, pues multipicala por dos (por ejemplo) y ajustá el divisor para que esa tensión sea la Vref. Luego podés ajustar el ampli de entrada (ese que tiene el preset en el lazo de realimentación) para que multiplique por dos... o por lo que quieras.

Claro que esto es solo un ejemplo... se puede jugar un rato con el valor de la Vref, pero vos sos quien debe definirla en base a la señal de entrada.

comentario: lo que me resulta raro es que a Djstigma le funciono perfectamente conectando dos en serie y haciendo un analizador de espectro de 200 leds, yo tendria que hacer lo mismo pero poniendo 2 leds mas en paralelo. Por eso intentento buscar la solucion que menos haya que editar el circuito ya que se que el analizador funciona bien y puede funcionar mejor con los cambios que hizo Djstigma hace un tiempo.

No te engañés: El circuito "no funciona perfectamente", sinó no estarían jugando con la Vref para que enciendan o nó las ultimas dos hileras, ni poniendo resistencias colgadas para que se apaguen algunas filas que no deberían encender. Es más... en el video de la página del diseño, tampoco encienden las ultimas filas . Los transistores están mal polarizados y por eso encienden cuando no deben... o no encienden, y la falla es un problema de CIRCUITO y no de resistencias...
Entiendo que no quieras modificar el PCB que tenés armado, pero no esperés llegar muy lejos con ese circuito tal como está

 

[djstigma]

Djstigma muchas gracias por las fotos al circuito, la R1 del LM3916 se ve que es de 100k pero la otra al ser tan chica no se llega a ver bien, te acordas que valor es ? La segunda imagen son las resistencias que pusiste para que no queden encendidas las filas al sacarse la señal de audio no ?

si mal no recuerdo 560ohms mas o menos se ven los colores, las otras si son para evitar que prendan van del pin 1,2,3,4 etc a positivo +12v

 

[tinchoball]

El LM3916 no limita ninguna caída de tensión! Las salida operan a corriente constante, así que cualquier "caída de tensión" está definida por la carga para esa corriente (aplicar ley de Ohm si la carga es una resistencia o ver la curva Vdf vs. Id si es un LED).
Por otra parte, no podés poner los LEDs en paralelo así nomás por que no hay garantías de que todos dejen pasar la misma corriente, así que hay que ecualizar la corriente a través de ellos poniendo algunas resistencias de muy bajo valor...
Por ultimo, si usás una fuente de PC, en este foro hay un tema muy largo que analiza y propone unas modificaciones muy simples para aumentar la tensión de salida de las fuentes de PC, y yo he llegado a lograr 23V (estables) a partir de la salida de 12V, así que tampoco es problema usar la fuente de PC.

Ayer hice una prueba con LM3916, al conectar en serie 4 leds funciono perfecto con 12v, y entre los 4 leds tenia 10v, como calculaste 20v? eso me resultaba raro..
Basandome en la prueba que hice podria decir que si saco los transistores y las resistencias y conecto 4 leds en serie podria funcionar perfectamente ya que el LM3916 no estaria para nada exigido.

Dijiste que habías medido los filtros con un osciloscopio. Para verificar la ganancia unitaria de cada filtro a su frecuencia central, solo tenés que meterle una señal de amplitd conocida (digamos 1Vpp) y frecuencia igual a la frecuencia central del filtro, y medir que a la salida tengás la misma amplitud que a la entrada. Y te recomiendo quitar los diodos para hacer esta medición y dejar las salidas del AO "al aire".



Suponiendo que los filtros tienen ganancia 1 a la frecuencia central, tenés que definir con cual tensión de entrada querés que se excite el último LED. Si esa tensión es menor de 1.25V, pues multipicala por dos (por ejemplo) y ajustá el divisor para que esa tensión sea la Vref. Luego podés ajustar el ampli de entrada (ese que tiene el preset en el lazo de realimentación) para que multiplique por dos... o por lo que quieras.

Claro que esto es solo un ejemplo... se puede jugar un rato con el valor de la Vref, pero vos sos quien debe definirla en base a la señal de entrada.

El osciloscopio que use era de mi escuela, y termine de cursar hace unos dias. Voy a intentar ir de nuevo para medir este parametro. No aseguro nada pero voy a intentarlo.

PD: no quiero llevarte la contra solamente estoy buscando el mejor funcionamiento sin editar mucho el circuito como dije antes.
Muchas gracias por comentar, espero tu respuesta.

Djstigma, voy a probar la sensibilidad que me da en el vumetro que tengo construido en protoboard y te digo los resultados.
Gracias por comentar

 

[Dr. Zoidberg]

Ayer hice una prueba con LM3916, al conectar en serie 4 leds funciono perfecto con 12v, y entre los 4 leds tenia 10v, como calculaste 20v? eso me resultaba raro..

12V a cual corriente directa?
El cálculo de los 20V era de 2V para evitar que sature la fuente de corriente de cada salida + 4 * 4.5V (o por ahí) que es la caída directa mas desfavorable de un diodo azul o blanco a 10mA (o por lo menos los que yo medí andaban por ahí cerca). De todas maneras, 12V es muy poco...

Basandome en la prueba que hice podria decir que si saco los transistores y las resistencias y conecto 4 leds en serie podria funcionar perfectamente ya que el LM3916 no estaria para nada exigido.

Y por que debería estar exigido el LM3916? Mientras que no excedas la corriente y disipación que puede brindar, nunca a a estar exigido.
Se vé que tenés un pensamiento totalmente voltaje- céntrico

PD: no quiero llevarte la contra solamente estoy buscando el mejor funcionamiento sin editar mucho el circuito como dije antes.
Muchas gracias por comentar, espero tu respuesta.

No digo que me llevés la contra, pero hay un límite hasta donde podés llegar con este circuito... y no está muy lejos que digamos y tenés que aceptarlo antes de que tengás algo que funciona a medias o que no lo haga...

 

[tinchoball]

Dr.Zoidberg: los 12v fueron sacados de la misma fuente de pc con la que alimento el analizador de espectro, si es lo que preguntabas...
Entendi tu calculo pero no termino de entender la razon siendo que con 12v llego perfecto a alimentar todos los leds. Sino una tira de leds de 3 leds en serie por tramo necesitaria 20v para funcionar ! Disculpa la insistencia pero no termino de entender la razon.

Mas que por el voltaje lo decia por la corriente pero cuando revise bien el datasheet me di cuenta que no habia problema con eso jaja.

Querria llegar al limite de este circuito ya que lo tengo armado. Si no da los resultados que busco tendre que cambiarlo lamentablemente pero no sin antes llegar a lo maximo

Gracias por comentar espero tu respuesta

 

[Dr. Zoidberg]

Entendi tu calculo pero no termino de entender la razon siendo que con 12v llego perfecto a alimentar todos los leds. Sino una tira de leds de 3 leds en serie por tramo necesitaria 20v para funcionar ! Disculpa la insistencia pero no termino de entender la razon.

Cuando uno hace un diseño, lo hace para que funcione en la absoluta mayoría de los casos y no solo cuando cuando los LEDs - en este caso - son de un tipo en particular.. se entiende??
Si vos buscás datasheets de LEDs blancos/azules/verdes vas a encontrar que entre todos ellos aparece una caída directa mínima de 3V para algunos y una máxima de 4.5V para otros. Como nunca sabés de cuales te van a tocar a menos que hagas un contrato especial con la empresa que los fabrica, entonces tenés que diseñar para el caso mas desfavorable, que es el de 4.5V. En este diseño lo unico que hay que considerar para cumplir con eso (ya que la corriente la fijás con una fuente constante) es que la tensión disponible sea suficiente como para cubrir las caídas de los 4 LEDs mas un poco extra para que no sature la fuente de corriente y pueda mantener el control... y para eso se necesitan 20V. A vos te funciona con 12V y 4 LEDs??? OK, y yo te pregunto: cuales LEDs usaste: de alto brillo o difusos? De que color usaste??? A que corriente (5, 10, 15, 20mA) los hiciste funcionar??? Verificaste con el datasheet las condiciones de operación??? Te fijaste que pasaba si cambiabas algunos LEDs por otros de un grupo diferente?? Sin saber eso, no podemos seguir buscando explicaciones...

Además, el tema de las barras de LEDs es completamente diferente, por que son 3 LEDs que se montan en fábrica y es factible aparear LEDs que tengan una caída directa de 3 o 3.5V que es lo que mas o menos tienen en forma "típica", pero para 3 LEDs nunca hacen falta 20V... a lo sumo serán necesarios 15V... sacá la cuenta, la electrónica no es "a las adivinanzas".

 

[tinchoball]

Hola Dr. Zoidberg, pido disculpas por no haber respondido en estos dias pero no tuve wifi en todo el fin de semana por reparaciones en la zona.
Volviendo al tema del analizador de espectro...

Cuando uno hace un diseño, lo hace para que funcione en la absoluta mayoría de los casos y no solo cuando cuando los LEDs - en este caso - son de un tipo en particular.. se entiende??
Si vos buscás datasheets de LEDs blancos/azules/verdes vas a encontrar que entre todos ellos aparece una caída directa mínima de 3V para algunos y una máxima de 4.5V para otros. Como nunca sabés de cuales te van a tocar a menos que hagas un contrato especial con la empresa que los fabrica, entonces tenés que diseñar para el caso mas desfavorable, que es el de 4.5V. En este diseño lo unico que hay que considerar para cumplir con eso (ya que la corriente la fijás con una fuente constante) es que la tensión disponible sea suficiente como para cubrir las caídas de los 4 LEDs mas un poco extra para que no sature la fuente de corriente y pueda mantener el control... y para eso se necesitan 20V.

Entendi, pero 4,5v me parece una muerte segura para un led la verdad, tiene que ser un caso MUY desfavorable para que funcione asi. Ya se que los datasheets dicen eso, es solamente un comentario.

Hace no tanto tiempo compre 500 leds en Buenos Aires (Argentina) todos del mismo fabricante. 100 leds eran para uso general mio y los otros 400 eran para el analizador de espectro.
En las bolsas de cada 100 leds venia escrita una etiqueta a modo de datasheet para cada color

A vos te funciona con 12V y 4 LEDs??? OK, y yo te pregunto: cuales LEDs usaste: de alto brillo o difusos? De que color usaste???

Use de los 100 leds de alto brillo azules de 5mm cuyo datasheet decia:
Vmin: 3v
Vmax: 3,2v
Imax: 20mA
Por este motivo digo que ponerle 4,5v a uno de estos leds es mandarlo a la muerte o quemarlos en corto tiempo por exigirlos

A que corriente (5, 10, 15, 20mA) los hiciste funcionar???

Los hice funcionar con una corriente de 10mA teniendo bastante luminosidad

Verificaste con el datasheet las condiciones de operación??? Te fijaste que pasaba si cambiabas algunos LEDs por otros de un grupo diferente?? Sin saber eso, no podemos seguir buscando explicaciones...

No verifique con el datasheet las condiciones porque busque el fabricante de estos leds y no lo pude encontrar, y mirar el datasheet de otro fabricante no seria lo indicado.
Si cambiaba todos los leds por otro grupo de leds funcionaba al igual que con los otros.

Gracias por responder, espero tu respuesta.

Por otro lado.. Djstigma, probe tu configuracion de sensibilidad y con el amplificador de 2w y sigo sin tener resultados, si pasa algo mas aviso.
Gracias

 

[Dr. Zoidberg]

Entendi, pero 4,5v me parece una muerte segura para un led la verdad, tiene que ser un caso MUY desfavorable para que funcione asi. Ya se que los datasheets dicen eso, es solamente un comentario.

Use de los 100 leds de alto brillo azules de 5mm cuyo datasheet decia:
Vmin: 3v
Vmax: 3,2v
Imax: 20mA
Por este motivo digo que ponerle 4,5v a uno de estos leds es mandarlo a la muerte o quemarlos en corto tiempo por exigirlos

Seguimos sin entedernos. Vos NO LE VAS A METER 4.5V los LEDs!!!!! Vos estás controlando la corriente (bueno... vos no, el LM391X) para que no exceda los 10mA, pero no sabés ni te importa la tensión que aparezca sobre los diodos (entre 3 y 4.5V) por que eso depende del propio diodo y su construcción. Lo que te digo es que tenés que preveer suficiente tensión de alimentación para que alcance con cualquier (conjunto de) LED que pongás y no solo con los que compraste, pero los diodos no se van a romper así lo alimentés con 100V por que la corriente a través de ellos nunca va a ser mayor de 10mA que es lo que el chip le deja pasar.

Seguís pensando en alimentar los LEDs como si fuera con tensión y el LM funciona con corriente...si no reseteás el cerebro no lo vas a entender: tenés que imaginar que, adentro, el LM391X tiene una especie de "resistencia variable automatica" que se ajusta sola para que cualquiera sea la tensión de alimentación que usés y la cantidad de LEDs conectados que pongás, solo les deje pasar 10mA (o lo que sea que hayas calculado). Sobre cada diodo va a aparecer "automágicamente" una tensión que se encuentra entre los valores Vmin y Vmax que te dice el papelito que viene pegado en la bolsa.

Entonces, el caso mas desfavorable para vos es tener 4 LEDs en serie con 3.2V cada uno de ellos, lo que te dá 12.8V de caída directa, y agregado un par de Volts extra para el buen funcionamiento del chip, vas a necesitar alimentar los LEDs con 15V MINIMO para asegurarte que SIEMPRE funcione bien.... OK?

 

[tinchoball]

Dr. Zoidberg entendido fuerte y claro busque los datasheets de los integrados que estan en la placa que controla los leds y vi que las tensiones maximas son:
LM3916 = 15v
NE555 = 16v
CD4017 = 15v
CD4066 = 22v
Es recomendable alimentar esta placa con 15v ?
Hago este comentario ya que algunos estarian trabajando al 100% de la tension que soportan.
Que recomendas ?
Voy a buscar en el foro el tema que dice como elevar la tension de la fuente de pc.
Muchas gracias

 

[djstigma]

amigo tincho, si ami me anda perfecto con 12v y 5v porque te complicas la vida ?
yo en tu caso que ya estas llendote por las ramas (me parece) buscando el problema
por un lado que no creo sea la causa, porque no agarras una protoboard y pones solo
100 leds iguales con el circuito original y probas si funciona ?
si asi funciona solo es cuestion de alimentar mas led que con los transistores que lleva
originalmente ya te andaria bien.
pero si no funciona ya no es por la cantidad de leds y descartas todo este royo de los voltajes
que a mi parecer en "este caso" y teniendo uno funcionando me parece innecesario
siempre las prubas mas simples son las mas claras amigo
ojo no quiero entrar en discuciones de los voltajes ni nada de esto, yo solo digo
que si ami me anda te tiene que andar ok y probar con los led que lleva (100) si esta
todo bien te tiene que andar sin modificar nada. hace la prueba y de ahi partis y te ahorras
tiempo y manoseo de los componentes. un abrazo

 

[Dr. Zoidberg]

Dr. Zoidberg entendido fuerte y claro busque los datasheets de los integrados que estan en la placa que controla los leds y vi que las tensiones maximas son:
LM3916 = 15v
NE555 = 16v
CD4017 = 15v
CD4066 = 22v
Es recomendable alimentar esta placa con 15v ?
Hago este comentario ya que algunos estarian trabajando al 100% de la tension que soportan.
Que recomendas ?

Yo te sugiero, que de ser posible, solo alimentés los LEDs con esa tensión mas alta, sin tocar la alimentación de los chips. En los LM391X podés alimentar el chip con la tensión de operación y los LEDs con otra, que puede llegar hasta 25 V y no es necesario que sea regulada!! O sea, con solo rectificar y filtrar un poco, ya podés alimentar a los LEDs.
Si nó, podes subir la tensión de todos hasta los 15V sin problemas, por que todos los IC se la aguantan, excepto el 7660... con ese no sé que vas a hacer...aunque podés alimentarlo con un zenner de 9.1V y que duplique esa tensión...

 

[tinchoball]

Dr. Zoidberg voy a hacer como dice djstigma. Probar todo como esta ahora ya que a el le esta funcionando sin problemas ! Prefiero hacerlo antes de editar el circuito. En el caso que no funcione voy a hacer lo de subir la tension y sacar los transistores.
No creo que sean un problena los transistores ya que estan comandados por el lm3916 y solamente amplifican la corriente.
No desprecio tus comentarios dr.zoidberg pero como dije en algunos comentarios anteriores voy a intentar llegar al maximo de este circuito y en el caso que no me de resultados edito hasta que funcione.
Voy dando resultados.
Muchas gracias a ambos por responder

 

[tinchoball]

Hola gente. Arme la matriz con 100 leds para ver si funcionaba bien y el efecto quedo perfecto con el amplificador de 2w en la entrada. Tengo un problema, la fila 9 correspondiente a la salida de los transistores del LM3916 no responde, el efecto llega a ese punto y sigue hacia la linea 10 sin encenderlo. Sera el transistor ? En este momento no tengo un bc327 mañana voy a ir a comprar varios. Por otro lado dos leds correspondientes a la columna 1 y 2 y la fila 8 tampoco encienden teniendo la misma respuesta que antes dije. Que puede ser ? La columna 1 y 2 funcionan bien y la fila 8 funciona en todas las otras columnas. Que se les ocurre ?

 

[djstigma]

hola tincho, asi que te funciono bien ? me alegro
respecto a esos led que no andan me la juego a que es el transistor o algun mal contacto nada mas, ami me paso
ahora que sabes que funciona bien no lo toques mas
solo tenes que lograr activar mas led, que con los transistores adecuados no seria problema
o tambien podes usar optos nose bien, blanko esta mas en el tema pero yo usaria transistores nada mas

 

[tinchoball]

Dj stigma, voy a revisar los contactos de nuevo sino cambio los transistores que corresponden a las columnas y la fila esa.
Con estos transistores voy a estar bien en tension y voltaje ya que van a manejar 60mA y con las resistencias limito el voltaje, compre de 1w porque van a calentar bastante las de 1/4w si las cargo con los leds Muchas gracias, doy noticias cuando termine

 

[tinchoball]

FUCIONAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA !!!!!!!!!!!!! eran falsos contactos en la placa de los leds !!!!!!
Apenas pueda subo un video. Gracias por la ayuda de todos

 

[djstigma]

FUCIONAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA !!!!!!!!!!!!! eran falsos contactos en la placa de los leds !!!!!!
Apenas pueda subo un video. Gracias por la ayuda de todos

ya era horaaaaaaaaaaa
bueno tincho, ahora que sabes que funciona, solo queda sacar esa señal para mas leds pero sin modificar mas nada del circuito, no sea que deje de funcionar :cabezon:
en fin podes probar con algunos grupos de leds sin armar todo, almenos en principio
pero aver podes pasarme un esquema de como conectaste esos 4 led por punto ?
tengo una duda.

 

[tinchoball]

Djstigma. Lo que voy a hacer es usar la matriz de 100 leds pero en lugar de poner un led en cada lugar voy a sacar dos cables. De ahi conectaria dos leds en serie y otros dos leds en serie. Teniendo los dos conjuntos pondria en paralelo los dos. De esa forma tendria que tener 20mA por rama y 6v de caida en el paralelo.
Si no lo entendes te armo el diagrama sin problemas.
Estoy buscando una forma de filmar la matriz sin que el obturador de la camara se sature mostrando un punto azul.
Muchas gracias

 

[djstigma]

ok amigo, yo lo filme con la luz prendida y de costado
en cuanto a los led, proba con 1 punto o 2 primero y decime si anda porque
tengo una duda con respecto a eso. por otro lado puede que no puncione pero
podrias conectar otro transistor mas a cada uno para aumentar su respuesta
pienso que eso funcionaria nose tendrias que probar

 

[tinchoball]

Hola gente, aca esta el video prometido

Los 4 leds que estan a la derecha-abajo son los que simulan los 4 leds que voy a conectar, tienen buena luminosidad los 4.

Djstigma, probe lo que me decias de poner resitencias de 4,7k a 10k a positivo y no puedo hacer que al no tener audio no queden prendidas minimamente algunas filas. que me recomendas?
Si no se puede cambiar lo dejo asi ya que es una luz muy tenue, pienso que puede venir de ruidos que vienen del amplificador o de los conectores de audio que no estan protegidos contra ruidos