L’utilizzo dei LED nella vita quotidiana, negli ultimi anni ha sempre più preso piede.
Con l’uscita sul mercato di LED di potenza da 1W, 3W, 5W, 10W e così via la possibilità di illuminare con questi diodi le nostre vite è alla portata di tutti.
Purtroppo i sistemi a LED di potenza integrati (tipo lampadine di marca) hanno dei costi ancora abbastanza elevati, ma i singoli diodi led sono abbordabilissimi.
Il problema per tanti è l’alimentazione, in quanto rispetto ai classici LED da 20ma che tipicamente si alimentano a 12V con una resistenza in serie da 470Ω , questo tipo di LED hanno bisogno, a maggior ragione viste le potenze in gioco, di essere alimentati non a tensione costante, ma a corrente costante.
Quando si compra un LED di potenza, spesso il venditore fornisce anche il suo alimentatore specifico a prezzi non sempre accettabili.
Da qui nasce la mia ricerca sui vari siti e blog di un sistema per alimentare questi LED, che mi dia la possibilità anche di essere dimmerato eventualmente da un circuito PWM o da un microcontroller (tipo Arduino).
Ho trovato due progetti interessanti, semplici, di facile realizzazione, sperimentati e soprattutto economici e costruiti con componenti molto comuni e diffusi.
Il primo circuito che vi voglio presentare, è costruito utilizzando l’integrato LM317, che è un regolatore variabile di tensione, ma in questo caso lo utilizzeremo come regolatore di corrente.

Il circuito qui mostrato è abbastanza semplice da capire. Tra Vout e ADJ è presente un voltaggio di riferimento di 1,25V, quindi applicando la legge di Ohm I=V/R, con un voltaggio di 1,25V e una resistenza di 3,6Ω, avremo una corrente costante di circa 347ma che scorre attraverso il LED1, indipendentemente dal voltaggio di ingresso. Questo circuito è quindi adatto per esempio per alimentare un LED da 1w (che tipicamente va alimentato con una corrente di assorbimento di 350ma).
Ovviamente si possono mettere più LED in serie, ma va tenuto conto del dropout del circuito che è di circa 3V, quindi il voltaggio in ingresso deve essere di almeno 3V superiore a quello nominale del (o dei) LED. Se però il voltaggio è troppo alto l’integrato si scalderà troppo poichè tutto il voltaggio in eccesso verrà dissipato proprio dall’LM317.
Infatti questo circuito dal punto di vista del rendimento non è il massimo; per alimentare un LED da 1W, il circuito assorbe circa 4W.
Bisogna tener conto anche del fatto che la resistenza dissipa una potenza pari a 1,25V per la corrente di circuito (in questo caso 347mA), dovremmo quindi prestare attenzione che le resistenze abbiano una potenza adeguata (eventualmente se ne possono mettere due o più in serie o in parallelo).
Il tutto è “PWM capable”, possiamo quindi alimentare il tutto con un circuito PWM di potenza adeguato (magari ne pubblico uno in un prossimo post), oppure pilotarlo da un circuito PWM a bassa potenza, tipo l’uscita di Arduino a 5V e allora lo schema sarà così modificato:

Abbiamo dovuto modificare il valore della resistenza R1 perchè introducendo la R2, il valore di riferimento mi si porta a 1,75v circa. Eventualmente va sperimentato e misurato con un amoperometro.
In questo  circuito VCC che rappresenta l’ingresso TTL del nostro circuito (l’uscita PWM di un Arduino, piuttosto che l’uscita logica di un NE555), quando è a ad un valore alto (+5V), il transistor Q1 conduce e il piedino ADJ dell’LM317 va a massa, inibendo il passaggio di corrente nella R1 e quindi nel LED. Viceversa se porto l’ingresso logico ad un valore basso (0V) il transistor non conduce permettendo il passaggio di corrente: il LED si accende come nel’esempio precedente. Ovviamente lavora a logica invertita e quindi nella programmazione del microcontrollore se ne dovrà tenere conto, o al limite si può aggiungere un transistor ulteriore per invertire nuovamente la logica.
In un prossimo post, vedremo di realizzare un’altro circuito che abbia la stessa funzione, utlizzando però un transistor al posto dell’LM317.