Ho un problema di logica con il collegamento in parallelo di LED.
I due schemi elettrici della figura sotto non sono equivalenti, ma non mi so spiegare perché.
Con lo schema di sinistra la corrente totale è pari alla somma delle correnti di ciascun LED, come mi aspetto per componenti passivi in parallelo,
con lo schema di destra la corrente totale è pari a quella di un singolo LED, e non capisco come mai.


Allego qualche foto per spiegarmi meglio.

Alimento un LED con 12,23 V e una resistenza da 1 kOhm (misurata 989 Ohm)

e misuro una corrente di 9,67 mA

quindi dovrei misurare una caduta di tensione sulla resistenza di 9,67 mA * 989 Ohm = 9,56 V, e infatti trovo 9,56 V (perfetto!)

e una caduta di tensione sul LED di 12,23-9,56= 2,67 V


Per altri 2 LED misuro rispettivamente correnti di 9,55 e 9,47 mA
Ora, se metto in parallelo i 3 LED, ciascuno con la propria resistenza, dovrei avere una corrente totale pari alla somma delle correnti di ciascuno 9,67+9,55+9,47 = 28,69 mA, che è confermata dalla lettura del tester (a meno della precisione dello strumento, con il cambio scala)


Ma, se metto in parallelo i 3 LED, con un'unica resistenza, la corrente totale è pari a 9,74 mA, praticamente uguale a quella assorbita da un solo LED con la sua resistenza.

E, ancora più incomprensibile, se con questa configurazione misuro la corrente di ciascun LED, trovo 1,95 1,93 1,82 mA, la cui somma non fa 9,74 mA


Grazie
Vittorio

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Era un mio errore, appunto, di logica.

Non potrei mai avere una corrente di 28,69 mA, perchè significherebbe avere una caduta di tensione sulla resistenza di circa 28 V, impossibile dato che la tensione totale ai capi del circuito è di 12 V.
Il calcolo da fare è quello che normalmente si fa per determinare la resistenza da usare con un singolo LED, anche se ci sono LED in parallelo.
12,23 V alimentazione - 2,67 V caduta di tensione del LED (qualunque sia il numero di LED in parallelo)= 9,56 V tensione ai capi della resistenza
Per aumentare la corrente ai LED dovrò diminuire la resistenza.

Evidente...
Mi aveva tratto in inganno il fatto dei LED in parallelo: mi aspettavo un maggiore assorbimento, dimenticando che ero io stesso a limitare la corrente con la resistenza!

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Inoltre la configurazione di sinistra è migliore nei confronti dei led che, anche se sulla carta identici, possono avere caratteristiche leggermente differenti.
Nella configurazione di destra nulla impedisce che in uno dei 3 led passi una corrente molto più elevata che negli altri 2.

Vero.
Anche se in pratica tutte le strisce LED per illuminazione carrozze hanno i LED in parallelo, ne ho un centinaio e non ho avuto per ora problemi (incrociando le dita)

Ma soprattutto il mio problema nasce dal fatto che regolo la luminosità dei LED per illuminazione edifici con trimmer, e se uso più LED per illuminare una stessa parte di edificio (ad esempio un capannone o un'officina) dovrei usare più trimmer...
Già ne userò una trentina, se dovessi usarne uno per ogni LED ne dovrei usare più del doppio. Preferisco correre il rischio di dover cambiare un LED morto prematuramente.

Comunque l'importante è capire, in modo da poter poi fare le scelte appropriate.
Bell'errore il mio di pensare che più LED in parallelo, in serie ad un'unica resistenza, assorbissero più corrente!

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Concordo con la tua osservazione.
Solo per proporre una soluzione alternativa ai meno esperti, io metterei un solo trimmer, collegato a valle delle 3 resistenze in parallelo, così con il trimmer regoli le intensità simultaneamente ma eviti il problema sui led.


Naturalmente i led di una striscia sono prodotti tutti in un unica partita ed hanno pertanto caratteristiche molto simili da scongiurare il pericolo!

Christian, ripensandoci, nella configurazione di sinistra le tensioni ai capi dei LED sono sempre differenti, a causa delle tolleranze nelle resistenze, mentre nella configurazione di destra le tensioni sono uguali per definizione.
Quindi il rischio di correnti diverse tra i LED è maggiore nella configurazione di sinistra rispetto a quella di destra.
Quindi è meglio avere una sola resistenza, o trimmer, per tutti i LED in parallelo.

Magari mi sbaglio e la discussione è giusto per imparare e intanto aiutare altri.

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Il valore delle resistenze in serie è la somma dei valori delle singole resistenze, per quelle in parallelo vale la formula:

R'+R''/ R'R''

Francesco

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festina lente

Intanto non devi collegare i led in parallelo ma in serie di tre led con una resistenza come poi sono tutte le strisce già cablate. In questo modo avrai una maggior illuminazione col minimo assorbimento.
Non capisco, scusami, tutta questa ricerca. I led consumano pochissimo rispetto alle lampadine ad incandescenza. Se hai una alimentazione di 12 volt colleghi i led i serie da tre e li sistemi dove vuoi, la resistenza la metti "ad occhio" si fa per dire, l'importante è che la serie stia al di sotto dei 20/30 mA. In altro modo non capisco che cosa ti servono i "trimmer" per regolare la luminosità, se utilizzi degli alimentatori, ad esempio i Mean Well, che si trovano da tutte le parti e sono poco costosi, protetti dai corti e regolabili da 10,5 a 13,8 volt puoi fare quello che vuoi oppure se hai un'alimentazione fissa giochi con le resistenze.

Ciao

Le curve caratteristiche dei led sono tali che per piccole variazioni di tensione applicate ai capi del led si hanno grandi variazioni della corrente che li attraversa.
Quando metto la resistenza in serie al led il calcolo che faccio è teorico poichè la R avrà un valore simile ma non uguale a quello di targa, tuttavia se la R è più bassa del previsto ho una caduta di tensione Vr sulla resistenza minore del previsto e quindi una Vled sul led maggiore essendo Vled = Vtot - Vr. Avrei di conseguenza un rapido aumento della corrente e quindi subito un proporzionale aumento della Vr, diminuzione della Vled etc. Il sistema è quindi autoequilibrante nel senso che piccole variazioni dei valori portano comunque ad un funzionamento molto vicino a quello che ci aspettavamo.

Se i due led hanno risposte leggermente diverse a parità di tensione applicata ai capi di entrambi, questi possono far transitare correnti molto diverse (vedi grafico)

La curva blu è stata trovata sperimentalmente e quella rossa l'ho disegnata io come esempio.
Se fossi partito dall'ipotesi di avere 2 led con curva blu avrei dimensionato l'unica resistenza in modo da avere una
I = Iled1 + Iled2 = circa 10 + 10 = 20 mA con Vr = R x 20mA.
In realtà avrai una Vr = R x (10 + 6) mA e quindi questo comporta un incremento di ambo le correnti (con quella maggiore che può superare la corrente ammessa dal led).
Se poi un led si brucia, la I che lo attraversa sarà nulla, pertanto Vr si riduce drasticamente etc.....

Christian, concordo sul fatto che il sistema LED+resistenza è autoregolante.
Ho inoltre notato sperimentalmente che piccole variazioni di resistenza, e quindi di tensione sul LED, producono grandi variazioni di luminosità quando i valori di tensione/corrente sono già abbastanza elevati, mentre bisogna "trimmare" molto di più per regolare basse luminosità. Ma credo che questo effetto sia dovuto, oltre che alla curva caratteristica del LED che si appiattisce per basse tensioni, anche alla percezione del nostro occhio.
Io uso LED Osram Duris SMD con queste caratteristiche

dove la derivata della curva caratteristica sembra essere minore di quella del tuo esempio; ciò non toglie validità teorica al tuo ragionamento, solo diminuisce un po' la possibile differenza di correnti.
In conclusione uno può scegliere se complicare leggermente (una resistenza in serie ad ogni LED) in favore della sicurezza e/o durata (ricordiamo a tutti che anche se il LED non si brucia, a tensioni/correnti elevate ha una vita inferiore), oppure usare un solo trimmer per tutti i LED in parallelo, conoscendo gli svantaggi correlati (personalmente, per le ore di accensione previste o per la complicazione o spesa di sostituzione di un eventuale LED morto, preferisco questa seconda via).

Pierluigi, non so se usi strisce LED di illuminazione carrozze, ma quelle hanno i LED (generalmente 6 o 8) collegati in parallelo. Il collegamento in serie o in parallelo non è un dogma.
Su quelle strisce si usa il collegamento in parallelo per poterle tagliare a piacimentoa seconda della lunghezza della carrozza, cosa che non sarebbe possibile con un collegamento in serie.
Ho utilizzato il collegamento in serie realizzando strisce LED da 5 (ne uso 12) per illuminare la stazione nascosta e in quel caso cercavo la luminosità di cui dici, infatti la tensione di alimentazione è di 16V, vicina alla massima ammessa per il LED di 3,3V, con corrente di 150 mA (tieni conto che sto parlando di LED SMD ad alta luminosità, con caratteristiche abbastanza diverse dai normali LED). Il principale svantaggio del collegamento in serie è che se un LED muore, interrompe il passaggio di corrente e la striscia si spegne.

Nel caso di edifici invece cerco una luminosità molto bassa (generalmente con correnti di pochi mA, inferiori alla decina), diffusa (ad esempio per un capannone o per un ricovero loco con vetri trasparenti, dove l'utilizzo di un solo LED sarebbe inverosimile) e regolabile.
Alcuni edifici hanno finestre trasparenti, mentre altri hanno del cartoncino e la luminosità percepita è molto differente. Quindi per i primi alimento i LED con correnti da 1 a 3 mA, mentre per i secondi arrivo intorno ai 10 mA.
Da qui l'utilizzo di trimmer (nel mio caso da 2k), per poter regolare la luminosità a piacimento senza dover stare a provare diverse resistenze.
Ma soprattutto le resistenze hanno valori discreti (con rapporto di 1,5 tra un valore e il successivo per la serie standard), e per quanto detto con Christian, piccole variazioni di tensione provocano nei LED grandi variazioni di corrente; é vero che il sistema è autoregolante e la caduta di tensione finale sulla resistenza sarebbe inferiore della variazione del valore nominale della resistenza, ma comunque la regolazione di luminosità sarebbe molto grossolana.
Impensabile usare un alimentatore a tensione variabile per ogni LED o gruppo di LED: ne prevedo una trentina. Ho preparato una basetta con i 30 trimmer ai quali collegherò i LED dei vari edifici.
Se poi il trimmer non basta a raggiungere la bassa luminosità desiderata, metto in serie una resistenza da 2k, in modo da poter regolare da 2 a 4 k.
Infine ho scelto di utilizzare LED SMD per le dimensioni, spessore di soli 0,7 mm e quindi "credibili" anche se in vista, e perchè molto più facili da alloggiare rispetto ai LED con connettori metallici

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Pierluigi, non so se usi strisce LED di illuminazione carrozze, ma quelle hanno i LED (generalmente 6 o 8) collegati in parallelo. Il collegamento in serie o in parallelo non è un dogma.
Su quelle strisce si usa il collegamento in parallelo per poterle tagliare a piacimentoa seconda della lunghezza della carrozza, cosa che non sarebbe possibile con un collegamento in serie.
Ho utilizzato il collegamento in serie realizzando strisce LED da 5 (ne uso 12) per illuminare la stazione nascosta e in quel caso cercavo la luminosità di cui dici, infatti la tensione di alimentazione è di 16V, vicina alla massima ammessa per il LED di 3,3V, con corrente di 150 mA (tieni conto che sto parlando di LED SMD ad alta luminosità, con caratteristiche abbastanza diverse dai normali LED). Il principale svantaggio del collegamento in serie è che se un LED muore, interrompe il passaggio di corrente e la striscia si spegne.


Ho usato le strisce e continuo ad usarle, ti posso garantire che sono tutte fatte da 3 led in serie, quindi 3-6-9-12- ecc. (vedi foto) Poi se una ditta tipo Almrose o altro fa delle strisce ad hoc è un altro discorso. Diciamo che a 12 volt si usa questo sistema, aumentando la tensione si può aumentare la serie tenendo sempre presente che i led variano dai 2,4 a 3,3 volt circa. Comunque se un led "muore" si spengono i 3 led di quella serie ma gli altri rimangono accesi.

Ciao