LED a luminosita' costante

Un problema molto sentito nei modelli a trazione "analogica" e' quello del cambiamento di luminosita' delle luci al variare della tensione di alimentazione. Un modo per risolvere questo problema e' quello di costruire un piccolo circuito che mantenga una corrente costante nei LED al variare della tensione presente sui binari, cioe' un generatore di corrente. Due possibili approcci sono i seguenti:

Nella soluzione 1 si usa il fatto che la giunzione base emettitore di un transistor PNP (Q2) produce una caduta di circa 0.6V. La resistenza R1 in parallelo quindi fissera' la corrente al valore 0.6/R e questa corrente la ritroveremo uguale dentro al nostro LED. I LED solitamente si illuminano da 4-5mA fino a 15mA, quindi possiamo usare una resistenza tra 100 Ohm (6mA nel LED) fino a 39 Ohm che produce una corrente di circa 15mA. Completano il circuito Q1 che e' l'amplificatore di potenza e R2 che da il bias a Q2 e puo' essere circa 10K Ohm.

La soluzione 2 usa un regolatore di tensione lineare tipo LM317 come integrato U1. Questo circuito tra la sua uscita e ground regola una tensione di circa 1.2V: se mettiamo una resistenza tra questi due punti riusciremo ad avere una corrente di circa (1.2V/R1). Quindi ripetendo il ragionamento sulla corrente nei LED si avranno valori della resistenza tra 330 Ohm per avere circa 5mA e 81 Ohm per avere circa 15 mA.

I due circuiti sono comunque indipendenti dalla tensione di alimentazione, quindi svolgono la funzione di base che ci eravamo prefissi, pero' con alcune differenze. La soluzione 1 inizia a funzionare quando la corrente polarizza una giunzione Vbe (0.7V) e una Vcesat (0.4V) quindi a circa 1-1.1V oltre la caduta sul LED. Il secondo circuito ha bisogno di 1.2V (uscita) e circa 2V sull'ingresso dell'LM317 quindi un totale di circa 3.2V oltre la caduta sul LED. In definitiva il primo circuito iniziera' a funzionare da 2.5-3V mentre il secondo da circa 5V cosa molto importante notare che le loco di solito iniziano a muoversi ad una tensione piu' simile a quella del primo circuito che a quella del secondo.