Esperimenti a 478 THz / 627nm - 4° parte - IW3SGT
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03/2021 - QUBO V2 Con la V2 cambia l'integrato stabilizzatore e si passa su PCB. La nuova versione ha un LM317T regolabile da 1,5V a 9V che amplia l'utilizzo di QUBO anche ai LED IR e a quelli di potenza. Non era proprio necessario passare al PCB ma aiuta molto specialmente la basetta con 36 LED ! In realtà c'è anche un secondo fine: è l'unico modo che ho per restare "fresco" sul CAD. Per lavoro disegno mediamente meno di un PCB all'anno e le lunghe pause tra i progetti mi mettevano in crisi a ogni ripresa. I condensatori elettrolittici, i diodi e le resistenze verticali in 3D sono mie "creazioni".
Schemi del QUBO V2 (click sulle immagini per ingrandire).
Vista 3D del CAD.
Produttore: JLCPCB
Primo QUBO V2 montato e primi test di funzionamento, con 36 LED CREE C503B, ad 1 metro di distanza genera un cerchio con circa 30cm di diametro (~17°)
QUBO V2 finito e pronto all'uso
QUBO36 con due tipi di LED IR, a sinistra OSRAM SHF4550 (860nm, 2,5W totali, 39,6W/sr, emissione di 6°) e a destra i KINGBRIGHT L-7113F3BT (940nm, 1...2W/sr, emissione di 10°). Attenzione durante il funzionamento è necessario proteggere gli occhi !!!
03/2021 - la dispersione delle caratteristiche dei C503B Nel tempo ho accumulato un po' di LED CREE503B di diversi lotti e ho notato notando delle leggere differenze di luminosità a parità di corrente. Non ero tanto sicuro di quello che avevo visto, l'abbagliamento è tanto e forse le misure a bassa corrente forse non erano tanto affidabili. Non disponendo di strumentazione adeguata per misure di potenza o flusso luminoso mi sono mosso in modo empirico misurando la tensione ai capi di 100 LED (RS 904-7367, 9,2€ a confezione più 5€ di spedizione, arrivano in pochi giorni) alimentati con una corrente di 30mA. La mia perplessità era dovuta alla scelta che avevo fatto per alimentare i LED in tensione, 4 LED in serie alimentati a circa 8V. Ho voluto fare un test selezionando i LED con le tensioni estreme ma non sono riuscito a riprodurre le differenze che avevo notato tempo fa, forse si trattava di modelli con gli angoli di emissione diversi. Il bagliore è troppo forte per in confronto visuale, anche con gli occhiali da sole non si riesce a distinguere la differenza. Il telefonino dopo qualche scatto sfuocato è riuscito a tirar fuori qualcosa.
La distribuzione delle tensioni sui LED rilevate con una corrente di 30mA e le differenze di luminosità tra 4 LED selezionati con tensione di 1,99V e 2,00V (in basso nella foto) e 12 LED con tensioni tra 2,04V e 2,06V (QUBO V2 regolato per una tensione di 8,12V).
03/2021 - 1W LED test Cercando in rete altri tipi di LED rossi da testare ho trovato su Amazon un modello da 1W ad un prezzo interessante: 1,5€ per 2 pezzi. I test di confronto sono stati fatti a 10m, usando un setup in RX composto da con un BPW34 (con R3 di 1MOhm) e un attenuatore bianco formato da un disco di 1,7mm di HIPS. Il primo test è stato fatto senza lenti, il 36 LED CREE del QUBO hanno prodotto un segnale di -54,9dBV (scheda sonora con software Specran), il LED da 1W invece -69,9dBV, ci sono ben 15dB in favore di QUBO. Nel secondo test, con la lente di Fresnel, la situazione si è ribaltata: il livello con il LED da 1W è salito a ben -12,1dBV con quasi 60dB di guadagno mentre con il CUBO il massimo è stato raggiunto centrando bene il la luce proiettata da un singolo LED ottenendo un segnale di -29,2dBV. Questi LED di potenza richiedono lenti con focali corte e grandi aperture, caratteristiche tipiche delle lenti di Fresnel di grandi dimensioni (dai 25x25cm in su).
I LED di potenza hanno un case adatto alla dissipazione del calore e una lente per disperdere il fascio con un angolo molto ampio.
Basetta sperimentale per QUBO V2 con il LED da 1W (il piccolo rettangolo di rame funge da aletta di raffreddamento). Diagramma tratto dal data sheet.
L'emissione a 50cm genera un cerchio di luce di quasi 100cm (~90° di angolo) ma sembra più luminoso in un cerchio più stretto di circa 60cm (~60°). Con una lente di Fresnel da 26x26cm e lunghezza focale di 20cm ci vuole un po' di pazienza per focalizzare bene il fascio (circa 30x30cm a 3m di distanza, la distorsione nella parte alta è dovuta al supporto che interferiva con l'emissione del LED).
Data Sheet e link utili
Pagine radioamatoriali, documenti e video IK1WVQ Mauro Dai GHz ai THz SP 50km QSO K3PGP Experimenter's.Corner KA7OEI Optical (through-the-air) communications VK7MJ MODULATED LIGHT DX Laser and optical communications (gruppo facebooK) AD7OI Adventures at 300-750THz (400-1000nm) - pdf document DL6NAA - DKMN - pdf document DH5YM 48km QSO - video One way 635nm FM subcarrier modulated laser QSO S51VA - S57RW @ 10,4km - youtube video Data sheet componenti Amplificatore operazionale TEXAS LFx5x Amplificatore operazionale TEXAS TL081 Amplificatore operazionale TEXAS OP07 Fotodiodo OSRAM BPW34 Fotodiodo OSRAM SFH213/SFH213FA Fotodiodo PERKINELMER VTP1188S - Catalogo completo e app. note PERKINELMER LED rosso 624nm alta luminosità CREE C503B LED rosso 627nm alta efficienza KINGBRIGHT L7113ID LED rosso 625nm da 1W acquistato su Amazon LED IR 890nm VISHAY TSHF5410 LED IR 850nm OSRAM SFH4550 LED IR 940nm OSRAM SFH4544 LED IR 940nm KINGBRIGHT L-7113F3BT MOSFET VISHAY IRF510 MOSFET driver MICROCHIP TC142x Regolatore MOTOROLA 78xx Transistor FAIRCHILD 2N3904 Transistor PHILIPS 2N2222A Transistor STM 2N3019   Telescopi e binocoli BRESSER CELESTRON OMEGON SKY-WATCHER   Laser Compact red Dot laser su supporto picatinny  IRON JIA'S su Amazon Software Spectran Altro IW3SGT PIC board v4 Mikrobasic PRO for PIC EasyPIC v7 Tevo Tornado 3D printer Scheda Audio su USB UGREEN 30724 anche su Amazon VISHAY EYE SAFETY RISK ASSESSMENT OF IR EMITTING DIODES
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