Impulsi laiusega moduleeritud LED -taskulamp: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:51

Impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) saab kasutada paljude seadmete võimsuse, kiiruse või heleduse muutmiseks. LED -ide abil saab PWM -i kasutada nende hämardamiseks või heledamaks muutmiseks. Ma kasutan neid väikese käsipõleti tegemiseks. LED -i saab hämardada, lülitades selle mitu korda sekundis kiiresti sisse ja välja. Märgi ruumi suhte muutmisega on heledus erinev. PWM -süsteemi lihtne rakendamine oleks kell, mis toidab LED -i ja kaitsetakistit maapinnale. Kell peaks ideaaljuhul võnkuma sagedusel 50Hz, et tagada, et te ei näe võnkumine. Selle testimiseks võite kasutada ruutlaine tekitamiseks signaaligeneraatorit, nagu allpool, või luua vooluring, et seda teie jaoks teha.

Samm: lõdvestusostsillaator

See vooluring tekitab ruutlaine, mille töötsükkel on 50%. Kaks 10K takistit, mis on ühendatud op -võimendi +sisendiga, annavad võrdluspinge ning sisendiga R1 ja C1 loovad ajakonstandi, mis juhib sagedust, f = 1/{2ln (3) RC}. Kondensaator C1 laeb ja tühjeneb läbi takisti R1 ning selle tsükli toimumiseks kuluv aeg on lainekuju periood.

2. etapp: lõdvestusostsillaator

Määrates 1. etapis sageduse, saab R1 asendada potentsiomeetriga RP, väärtusega 2R1 ja kahe dioodiga. See muudatus võimaldab töötsüklil varieeruda, säilitades samal ajal konstantse sageduse. Valgusdioodide üldise PWM -i jaoks ei ole vaja sageduse absoluutset täpsust. Kui on vaja täpsust, peaks valitud potentsiomeeter olema nii lähedal, kuid mitte rohkem kui 2R1, ja kompensatsioonitakistus on võrdne R1-RP/2. Alternatiivne lahendus on kasutada kahte dioodi järjestikku kahte takistit, et anda kindlaksmääratud ja etteantud töötsükkel.

3. samm: lõdvestusostsillaatori väljund

Kella signaali saab ühendada otse ühe LED -iga, kuid see ei võimalda LED -i juhtimist välise loogikaallikaga. Selle väljundi võib olla lihtsam edastada transistori alusele ja seejärel kasutada LED -i sisse- ja väljalülitamiseks transistorit. Transistori sisendi potentsiaalne jagaja on vähendada lõõgastusostsillaatori väljundit, kuna see on väljalülitatud olekus, väljund on endiselt 2 v. Seda tuleb vähendada alla 0,7 v, et mitte sisse lülitada transistorit, vastasel juhul jääb LED pidevalt põlema ja küpseb.

Samm: heleduse suurendamine

PWM -i teine kasulik rakendus koos LED -iga on see, et LED -il võib olla tavalisest suurem vool, mis muudab selle heledamaks. Tavaliselt hävitab see vool LED -i, kuid kuna LED -tuli põleb vaid murdosa ajast, on LED -i keskmine võimsus lubatud piirides. Selle voolu piir on määratletud LED -i tootja andmelehel, edasi liikuva impulsi vooluna. Samuti on sageli üksikasju minimaalse impulsi laiuse ja töötsüklite kohta. Kasutades näitena valget LED -i, esitatakse järgmised spetsifikatsioonid: Edasivool = 30mPulss Edasivool = 150mPulsi laius = <10msTöötsükkel = <1:10 Impulsi laiuse ja töötsükli teavet kasutades saab lõdvestusostsillaatori uuesti arvutada T = 2ln (2) RCA Eeldusel, et kasutatakse 10nF kondensaatorit ja soovides TON = 10ms ja TOFF = 1ms, saab teha järgmised arvutused ja seejärel joonistada vooluahela.

Samm: võimsuse suurendamine

Teine nõue heleduse suurendamiseks on LED -i läbiva voolu suurendamine. See on suhteliselt otse edasi. Eeldades, et LED -ile tarnitakse 5 V loogikat, ja andmelehe järgi on LED -i standardpinge 3,6 V. Kaitsetakisti saab arvutada, lahutades toitepingest LED -i pinge ja jagades selle vooluga. R = (VS - VLED) / (iMAX) R = (5 - 3,6) / 0,15 R = 1,4 / 0,15 R = 9,3 = 10RI Siiski on tõenäoline, et LED -toiteallikas ei suuda tagada piisavat 100 mA voolu, isegi kui seda tehakse väga lühikese aja jooksul. Võimalik, et LED-i tuleb toita läbi transistori, mida võib juhtida ka teine jada transistor, mis on samuti võimeline voolu kandma. Selles vooluahelas tuleks kasutada op-amp toitepinget, kuna ka 5v loogiline toide väike. Mõlemal transistoril on 0,7 V langus ja LED -il 3,6 V, kokku 5 V, mis ei jäta kaitsetakisti jaoks midagi. Kuid põleti puhul saab juhtimisseadme paigutada vooluahela toiteallikale. VR = 9 - (3,6 + 0,7) VR = 4,7 vR = 4,7 / 0,15R = 31 = 33R

6. samm: lõppvooluring

Allpool on lõplik vooluahela skeem. Rakendamisel pannakse toiteallikale lüliti ja paralleelselt olemasoleva paariga veel viis LED-takisti paari.

Samm 7: testiahel

See on vooluringi üksik LED -versioon. Mitte eriti korralik, kuid see on prototüüp ja järgib 7. sammu skeemi. Samuti näete toiteallikast, et joonistatakse ainult 24 mA, võrreldes 30 mA -ga, kui LED on normaalselt ühendatud. Kolmandast pildist, mis sisaldab kahte LED -i, näib, et mõlemad LED -id on sama heledad. Kuid väga kiiresti muutub otsejuhitav LED kiiresti soojaks, andes PWM -ile hea põhjuse.

8. samm: Valmis taskulamp

Vooluahela ülekandmine veroboardile on keeruline, eriti lõdvestusostsillaatori kondenseerimine, nii et see mahub korpusesse. Peamine asi, mida tuleb kontrollida, on see, et juhtmeid pole ületatud või need on piisavalt lahti. Veel 5 LED-i lisamine, aku pistikuga jadamisi lüliti ja seejärel nende paigutamine korpusesse on otsesem. Kui vooluahela testimiseks ühendati toiteallikas aku pistikuga, oli keskmine voolutugevus ligikaudu 85 mA. See on oluliselt väiksem kui 180mA (6*30mA), mida otsese ajamiga süsteem nõuaks. Ma ei ole ahela ülekandmisel leivaplaadilt veroboardile väga üksikasjalikult tegelenud, kuna olen püüdnud keskenduda pigem selle projekti teooriale kui konkreetselt selle tootmine. Kuid üldjuhendina peaksite vooluringi testima ja tööle panema, seejärel viige komponendid veroboardile, alustades väiksematest komponentidest. Kui olete jootmisel pädev ja kiire, võite kiibi ohutult otse plaadile joota, vastasel juhul peaksite kasutama kiibihoidjat.