Die ganze Wahrheit über die Einstellung der Helligkeit von LED-Lampen: Dimmer, Treiber und Theorie

Durch die Einstellung der Helligkeit der Lichtquellen wird eine angenehme Ausleuchtung des Raumes oder Arbeitsplatzes erreicht. Die Regulierung der Helligkeit ist das Gerät einiger Ketten möglich, die von den abgesonderten Umschaltern eingeschaltet werden. In diesem Fall erhalten Sie eine schrittweise Änderung der Beleuchtung sowie separate leuchtende und ausgeschaltete Lampen, was zu Unannehmlichkeiten führen kann.

Stilvolle und aktuelle Designlösungen beinhalten eine stufenlose Anpassung der Gesamtbeleuchtung, sofern alle Lampen beleuchtet sind. So können Sie sowohl eine intime Atmosphäre zum Entspannen, als auch für Feierlichkeiten oder Arbeiten mit kleinen Details schaffen.

Früher, als die Hauptlichtquellen Glühlampen und Strahler mit Halogenlampen waren, gab es keine Anpassungsprobleme. Wir verwendeten einen gewöhnlichen 220V-Dimmer an einem Triac (oder Thyristoren). Das war in der Regel in Form eines Schalters, mit einem Drehknopf anstelle von Tasten.

Mit dem Aufkommen von energiesparenden (Kompaktleuchtstofflampen) und dann LED wurde dieser Ansatz unmöglich. In jüngster Zeit sind die meisten Lichtquellen LED-Lampen und Glühlampen, und in vielen Ländern sind Glühlampen für Beleuchtungszwecke verboten.

Interessanterweise deuten nun auf den Verpackungen von Haushaltsglühlampen etwas wie: "Elektroheizkörper".

In diesem Artikel lernen Sie das Prinzip des Dimmens von LEDs kennen und wie es in der Praxis aussieht.

Theorie

Jede Halbleiterdiode ist ein elektronisches Gerät, das Strom in einer Richtung überträgt. In diesem Fall hat der Stromfluss keine lineare Abhängigkeit von der angelegten Spannung, sondern ähnelt einem Ast einer Parabel. Dies bedeutet, dass beim Anlegen einer niedrigen Spannung an die LED der Strom nicht fließt.

Der Strom fließt nur dann durch ihn, wenn die Spannung an der Diode den Schwellenwert überschreitet. Für gewöhnliche Gleichrichterdioden liegt sie in dem Bereich von 0,3 V bis 0,8 V, abhängig von dem Material, aus dem die Diode hergestellt ist. Silizium-Dioden benötigen etwa 0,7 V, Germanium 0,3 V. Schottky-Dioden liegen in der Größenordnung von 0,3 V.

Die LED war keine Ausnahme. Die Schwellenspannung der weißen LED beträgt ungefähr 3 V, im Allgemeinen hängt sie von dem Halbleiter ab, aus dem sie hergestellt ist, der auch die Farbe ihres Glühens bestimmt. Die rote LED-Spannung beträgt also etwa 1,7 V. Wenn diese Spannung erreicht ist, beginnt der Strom zu fließen und die LED beginnt zu leuchten. Im Folgenden sehen Sie die Strom-Spannungs-Kennlinie der LED.

Die Helligkeit des LED-Lichts hängt vom Strom ab. Dies ist in der folgenden Grafik dargestellt.

Die Helligkeit einer idealen theoretischen LED ist linear abhängig vom Strom, aber in der Realität sind die Fälle etwas unterschiedlich. Dies liegt an dem differentiellen Widerstand der Diode und ihren thermischen Verlusten.

LED - ein Gerät, das mit Strom, nicht mit Spannung versorgt wird. Um die Helligkeit anzupassen, müssen Sie daher den Strom ändern.

Natürlich hängt die Stromstärke von der angelegten Spannung ab, aber wie man aus dem ersten Graphen ersehen kann, führt selbst eine unbedeutende Spannungsänderung zu einem unangemessenen Stromanstieg.

Daher ist die Helligkeitssteuerung durch eine einfache Rheostat - nutzlos Beruf. In einem solchen Schema, während der Rheostat Widerstand plötzlich LED-Leuchten reduzieren, und nach der Helligkeit weiter leicht erhöhen, um die übermäßige angelegten Spannung ist es stark erhitzt und beginnt zu versagen.

Von hier kommt die Aufgabe: Regulieren Sie den Strom auf einen bestimmten Wert der Spannung mit einer geringfügigen Änderung in ihm.

Methoden zur Einstellung der Helligkeit von LEDs: lineare "analoge" Regler

Das erste, was einem einfällt, ist die Verwendung eines bipolaren Transistors, da sein Ausgangsstrom (Kollektor) von dem Eingangsstrom (Basis) abhängt, der in der gemeinsamen Kollektorschaltung enthalten ist. Wir haben ihre Arbeit bereits in einem großen Artikel über Bipolartransistoren betrachtet.

Sie ändern den Basisstrom, indem Sie den Spannungsabfall am Emitter-Basis-Übergang mit dem Potentiometer R2 ändern. Die Widerstände R1 und R3, die zur Begrenzung des Stroms am maximal offenen Transistor benötigt werden, berechnen sich nach der Formel:

R = (U-Power-Udaleniya auf der LED-Uptaniya auf dem Transistor) / Beleuchtung.

Dieses Schema habe ich geprüft, sie war nicht schlecht reguliert den Strom durch die LEDs und die Helligkeit, aber einige jaggies in bestimmten Positionen des Potentiometers bemerken, ist es möglich, aufgrund der Tatsache, dass der Topf war logarithmisch, und vielleicht aufgrund der Tatsache, dass jeder Transistor pn-Übergang ist die gleiche eine Diode mit der gleichen IV-Charakteristik.

Besser für diese Aufgabe ist der Stromregler-Schaltkreis des LM317-geregelten Stabilisators geeignet, obwohl er oft als Spannungsstabilisator verwendet wird.

Es kann auch verwendet werden, um einen festen Strom bei einer konstanten Spannung zu erhalten. Dies ist besonders nützlich, wenn die LEDs an das Fahrzeugbordnetz angeschlossen werden, wo die Spannung im Netzwerk mit ausgeschaltetem Motor ungefähr 11,7-12 V beträgt und wenn sie 14,7 V erreicht, beträgt die Differenz mehr als 10%. Funktioniert auch gut, wenn es mit einem Netzteil betrieben wird.

Die Berechnung des Ausgangsstroms ist ziemlich einfach:

Es stellt sich eine ziemlich kompakte Lösung heraus:

Dieses Verfahren hat keine hohe Effizienz, es hängt von der Spannungsdifferenz zwischen dem Eingang des Stabilisators und dessen Ausgang ab. Alle Spannung "brennt" auf der LM-ke. Die Leistungsverluste werden durch die Formel bestimmt:

Um den Wirkungsgrad des Reglers zu erhöhen, benötigen Sie einen radikal anderen Ansatz - einen Pulsregler oder einen PWM-Controller.

Methoden zur Helligkeitssteuerung: PWM-Steuerung

PWM entschlüsselt als "Pulsweitenmodulation". Es basiert auf Ein- und Ausschalten mit hoher Geschwindigkeit. Somit erhalten wir eine Stromänderung durch die LED, da sie jedes Mal mit der vollen Spannung versorgt wird, die notwendig ist, um sie zu öffnen. Es schaltet sich bei voller Helligkeit schnell ein und aus, aber aufgrund der Trägheit der Ansicht bemerken wir es nicht und es sieht aus wie eine Abnahme der Helligkeit.

Bei diesem Ansatz kann die Lichtquelle Pulsationen erzeugen, es wird nicht empfohlen, Lichtquellen mit Pulsationen von mehr als 10% zu verwenden. Detaillierte Werte für jede Art von Räumlichkeiten sind in SNIP-23-05-95 (oder 2010) beschrieben.

Arbeiten unter pulsierendem Licht verursachen erhöhte Müdigkeit, Kopfschmerzen und können auch einen stroboskopischen Effekt verursachen, wenn die rotierenden Teile stationär zu sein scheinen. Dies ist nicht akzeptabel, wenn man auf Drehmaschinen, mit Bohrern und anderen Dingen arbeitet.

Schemata und Optionen für die Implementierung von PWM-Reglern sind großartig, so dass es sinnlos ist, sie alle aufzulisten. Die einfachste Möglichkeit besteht darin, den PWM-Controller auf Basis des NE555-Timer-Chips zu montieren. Dies ist ein beliebter Chip. Unten sehen Sie das Diagramm dieses LED-Dimmers:

Aber in der Tat ist dies die gleiche Schaltung, der Unterschied ist, dass ein Leistungstransistor ausgeschlossen ist und es geeignet ist, 1-2 Low-Power-LEDs mit einem Strom von ein paar zehn Milliampere anzupassen. Es schließt auch den Spannungsregler für den 555-Chip aus.

So stellen Sie die Helligkeit von LED-Lampen für 220V ein

Die Antwort auf diese Frage ist einfach: herkömmliche LED-Lampen sind praktisch nicht geregelt - d. H. in irgendeiner Weise. Zu diesem Zweck werden spezielle dimmbare LED-Lampen verkauft, dies steht auf der Verpackung oder das Dimmer-Icon wird gezeichnet.

Vielleicht gibt es die breiteste Auswahl an dimmbaren LED-Lampen von GAUSS - verschiedene Formen, Designs und Sockel.

Warum kann nicht dimmbare LED-Lampen 220V

Tatsache ist, dass der Stromkreis herkömmlicher LED-Lampen entweder auf der Basis eines Vorschaltgeräts (Kondensator) aufgebaut ist. Oder im Schema eines einfachen Impulsabsenkungswandlers der ersten Art. 220-V-Dimmer regeln wiederum einfach den tatsächlichen Wert der Spannung.

Es gibt solche Dimmer entlang der Vorderseite der Arbeit:

1. Dimmer schneiden die Vorderkante der Halbwelle (Vorderkante). Solche Systeme finden sich am häufigsten in Haushaltsregulatoren. Hier ist ein Diagramm ihrer Ausgangsspannung:

2. Dimmer schneiden die Hinterkante der Halbwelle (Falling Edge). Verschiedene Quellen behaupten, dass solche Regler sowohl mit herkömmlichen als auch mit dimmbaren LED-Lampen besser funktionieren. Aber sie sind viel seltener.

Normale LED-Lampen werden die Helligkeit mit einem solchen Dimmer praktisch nicht ändern, außerdem können sie ihren Ausfall beschleunigen. Der Effekt ist der gleiche wie im Rheostat-Schema, das im vorherigen Abschnitt des Artikels gegeben wurde.

Es ist erwähnenswert, dass die meisten billig einstellbaren LED-Lampen sich genau wie gewohnt verhalten, aber teurer sind.

Einstellen der Helligkeit von LED-Lampen - eine rationelle Lösung 12V

LED-Lampen an 12V sind weit verbreitet in Sockeln für Scheinwerfer, zum Beispiel G4, GX57, G5.3 und andere. Tatsache ist, dass es bei diesen Lampen oft keinen Stromkreis als solchen gibt. Obwohl einige eine Eingangsdiodenbrücke und einen Filterkondensator aufweisen, beeinflusst dies die Möglichkeit der Regelung nicht.

Dies bedeutet, dass Sie diese Lampen mit einem PWM-Controller anpassen können.

Auf die gleiche Weise, wie auch die Helligkeit des LED-Bandes zu regulieren. Die einfachste Version des Reglers, hier ist eine solche Verkabelung, in Geschäften, werden sie normalerweise als: "12-24V Dimmer für LED-Band."

Sie stehen je nach Modell in der Größenordnung von 10 Ampere. Wenn Sie in einer schönen Form verwenden müssen, d.h. anstelle eines herkömmlichen Schalters gebaut, dann im Angebot können Sie eine solche Touch-12V-Dimmer oder Optionen mit einem Drehgriff finden.

Hier ist ein Beispiel für die Verwendung dieser Lösung:

Bisher verwendete Halogenlampen bei 12V wurden mit elektronischen Transformatoren betrieben, und dies war eine ausgezeichnete Lösung. 12 Volt ist eine sichere Spannung. Um diese Lampen an einem 12V-Trafo zu betreiben, ist ein Netzteil nicht geeignet, Sie benötigen ein Netzteil für LED-Streifen. Grundsätzlich ist die Neugestaltung der Beleuchtung mit Halogen an LED-Lampen in diesem und ist.

Fazit

Die vernünftigste Lösung, um die Helligkeit der LED-Beleuchtung einzustellen, ist die Verwendung von 12V-Lampen oder LED-Streifen. Wenn die Helligkeit verringert wird, kann das Licht flackern, Sie können versuchen, einen anderen Treiber zu verwenden, und wenn Sie den Controller selbst machen, erhöhen Sie die PWM-Frequenz.

LED-Helligkeitsregelung

Heute werden wir versuchen, einen Controller zu machen, der die Helligkeit der LED anpassen wird. Materialien für diesen Test wurden von der Seite led22.ru aus dem Artikel "LEDs für Autos mit ihren eigenen Händen" genommen. Die zwei Hauptteile, die in diesem Experiment verwendet werden, sind der Stromstabilisator LM317 und ein variabler Widerstand. Sie können auf dem Foto unten gesehen werden. Der Unterschied zwischen unserem Experiment und dem Originalartikel besteht darin, dass wir auch einen variablen Widerstand zur Einstellung des Lichts der LED entwickelt haben. Im Laden der Radioteile (nicht die billigsten, aber alle sehr gut bekannt) kauften wir diese Details für 120 Rubel (Stabilisator - 30r, Widerstand - 90p). Hier möchte ich darauf hinweisen, dass der russische Widerstand "Timbre", der einen maximalen Widerstand von 1 kOhm hat.

Anschlussplan: Das rechte Bein des Stromstabilisators LM317 wird mit einem "Plus" von der 12V-Stromversorgung geliefert. Die linken und mittleren Beine sind mit dem Wechselstromwiderstand verbunden. Außerdem ist das Plus-Bein der LED mit dem linken Bein verbunden. Die Minusleitung des Netzteils ist mit dem Minuspol der LED verbunden.

Es stellt sich heraus, dass der Strom, der durch Lm317 fließt, auf einen Wert abnimmt, der durch den Widerstand des variablen Widerstands bestimmt wird.

In der Praxis wurde beschlossen, den Stabilisator direkt an den Widerstand zu löten. Dies geschieht hauptsächlich, um Wärme von dem Stabilisator abzuleiten. Jetzt wird es sich zusammen mit dem Widerstand aufheizen. Wir haben 3 Kontakte am Widerstand. Wir benutzen das Zentrale und das Extreme. Welcher imeno extreme Gebrauch - für uns spielt es keine Rolle. Abhängig von der Wahl, in einem Fall, wenn der Knopf im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird die Helligkeit zunehmen, im entgegengesetzten Fall - verringern. Wenn Sie die Endkontakte anschließen, beträgt der Widerstand konstant 1 kΩ.

Löten Sie die Drähte wie im Diagramm. Der braune Draht wird durch ein "Plus" von der Stromversorgung, blau - "Plus" von der LED angefahren. Beim Löten speziell mehr Zinn lassen, damit besser Wärme übertragen wird.

Und schließlich setzen wir Wärmeschrumpfung ein, um die Möglichkeit eines Kurzschlusses zu vermeiden. Jetzt können Sie es versuchen.

Für den ersten Test verwenden wir LEDs:

1) Epistar 1W, Arbeitsspannung - 4V (am unteren Rand des nächsten Fotos).

2) Flachdiode mit drei Chips, Betriebsspannung - 9V (oben auf dem nächsten Foto).

Die Ergebnisse (Sie können im nächsten Clip sehen) können sich nur freuen: keine Diode ist ausgebrannt, die Helligkeit wird sanft von einem Minimum auf ein Maximum eingestellt. Um den Halbleiter zu versorgen, ist der Hauptwert der Versorgungsstrom und nicht die Spannung (der Strom wächst exponentiell in Bezug auf die Spannung, wenn die Spannung ansteigt, steigt die Wahrscheinlichkeit des "Brennens" der LED dramatisch an.

Danach wird ein Test mit 12V-LED-Modulen durchgeführt. Und unser Controller macht das ohne Probleme. Das haben wir versucht zu erreichen.

Schema des PWM-Reglers der Helligkeit von LEDs für die Selbstmontage

Mit dem NE555-Chip (analog KR1006) ist jeder Funkamateur vertraut. Seine Vielseitigkeit ermöglicht es Ihnen, eine Vielzahl von hausgemachten Produkten zu entwerfen: von einem einfachen Einzelimpuls-Impuls mit zwei Elementen in der Umreifung bis zu einem Mehrkomponenten-Modulator. In diesem Artikel betrachten wir das Schema des Einschaltens des Timers im Modus des Rechteckimpulsgenerators mit Pulsbreiteneinstellung.

Schema und Prinzip seiner Funktionsweise

Mit der Entwicklung leistungsfähiger LEDs trat das NE555 als Helligkeitsdimmer erneut in die Arena und erinnerte an seine unbestreitbaren Vorteile. Geräte, die darauf basieren, benötigen kein tiefes Elektronikwissen, bauen schnell zusammen und arbeiten zuverlässig.

Es ist bekannt, dass Sie die Helligkeit der LED auf zwei Arten steuern können: analog und puls. Bei der ersten Methode wird der Amplitudenwert des Gleichstroms durch die LED geändert. Diese Methode hat einen wesentlichen Nachteil - geringe Effizienz. Das zweite Verfahren beinhaltet das Ändern der Pulsbreite (Tastverhältnis) des Stroms mit einer Frequenz von 200 Hz bis zu mehreren Kilohertz. Bei solchen Frequenzen ist das Flackern der LEDs für das menschliche Auge unsichtbar. Schema PWM-Regler mit einem leistungsfähigen Ausgangstransistor ist in der Figur gezeigt. Es ist in der Lage, von 4,5 bis 18 V zu arbeiten, was anzeigt, dass die Helligkeit sowohl einer einzelnen leistungsstarken LED als auch eines ganzen LED-Streifens gesteuert werden kann. Der Bereich der Helligkeitseinstellung reicht von 5 bis 95%. Das Gerät ist eine modifizierte Version des Rechteckgenerators. Die Frequenz dieser Impulse hängt von der Kapazität C1 und den Widerständen R1, R2 ab und wird durch die Formel bestimmt: f = 1 / (ln2 * (R1 + 2 * R2) · C1), Hz

Das Prinzip der elektronischen Helligkeitssteuerung ist wie folgt. Wenn die Versorgungsspannung angelegt wird, wird der Kondensator entlang der Schaltung geladen: + Upt - R2 - VD1 - R1 - C1 - -U_Grube. Sobald die Spannung an ihm das Niveau von 2 / 3U erreicht_Grube der interne Transistor des Timers öffnet und der Entladevorgang beginnt. Die Entladung beginnt mit der oberen Abdeckung C1 und weiter entlang der Schaltung: R1 - VD2 - 7 Pin IMS - -U_Grube. Die 1 / 3U-Marke erreicht haben_Grube der Transistor des Timers wird geschlossen und C1 beginnt wieder, Kapazität zu gewinnen. In Zukunft wird der Prozess zyklisch wiederholt, wobei an Pin 3 Rechteckimpulse entstehen.

Das Ändern des Widerstands des Trimmers führt zu einer Abnahme (Zunahme) der Impulszeit am Ausgang des Zeitgebers (Stift 3), und als Folge davon nimmt der Durchschnittswert des Ausgangssignals ab (steigt an). Die erzeugte Folge von Impulsen durch den Strombegrenzungswiderstand R3 wird an das Gate VT1 angelegt, das in der Source-Schaltung eingeschaltet ist. Die Last in Form eines LED-Bandes oder einer in Reihe geschalteten Hochleistungs-LED ist in der Drain-Stromkreisunterbrechung VT1 enthalten.

In diesem Fall ist ein leistungsstarker MOSFET-Transistor mit einem maximalen Drain-Strom von 13A installiert. So können Sie das Leuchten des LED-Streifens einige Meter lang steuern. Der Transistor benötigt jedoch möglicherweise eine Wärmesenke.

Der Sperrkondensator C2 schließt den Effekt von Störungen aus, die während der Zeitgeberumschaltzeiten auf der Stromversorgungsschaltung auftreten können. Die Größe seiner Kapazität kann jede im Bereich von 0,01-0,1 mkF sein.

Die Platine und Details zur Montage des Helligkeitsreglers

Eine einseitige Leiterplatte hat eine Größe von 22x24 mm. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, gibt es nichts überflüssiges, das Fragen aufwerfen könnte.

Die Gebühr in der Datei Sprint Layout 6.0: reguljator-jarkosti.lay6

Nach der Montage muss die PWM-Dimmerschaltung nicht mehr justiert werden, und die Leiterplatte lässt sich leicht von Hand herstellen. In der Platine, außer Trimmerwiderstand, werden SMD-Elemente verwendet.

DA1 - IMS NE555;
VT1 - Feldeffekttransistor IRF7413;
VD1, VD2 - 1N4007;
R1 - 50 kOhm, Trim;
R2, R3 - 1 kOhm;
C1 - 0,1 μF;
C2 ist 0,01 uF.

Sie können hier eine fertige Montage vom Autor bestellen.

Praktische Tipps

Der Transistor VT1 muss in Abhängigkeit von der Lastleistung ausgewählt werden. Um beispielsweise die Helligkeit einer eindrähtigen LED zu ändern, genügt ein Bipolartransistor mit einem maximal zulässigen Kollektorstrom von 500 mA.

Die Helligkeit des LED-Streifens sollte von der +12 V-Spannungsquelle gesteuert werden und mit seiner Versorgungsspannung übereinstimmen. Idealerweise sollte der Controller von einem stabilisierten Netzteil gespeist werden, das speziell für das Band entwickelt wurde.

Last in Form von separaten leistungsstarken Leuchtdioden wird anders versorgt. In diesem Fall ist die Stromversorgung des Dimmers der Stromstabilisator (es wird auch der Treiber für die LED genannt). Der Nennausgangsstrom muss dem Strom der in Reihe geschalteten LEDs entsprechen.

Prinzip der Helligkeitseinstellung von LEDs

Wenn Sie die Details und Erklärungen vermissen, erscheint das Schema zur Einstellung der Helligkeit der LEDs in der einfachsten Form. Diese Steuerung unterscheidet sich von der PWM-Methode, die wir später betrachten werden.
Also, der elementare Controller wird nur vier Elemente enthalten:

Netzteil;
Stabilisator;
variabler Widerstand;
direkt Lampe.

Sowohl ein Widerstand als auch ein Stabilisator können in jedem Radiogeschäft gekauft werden. Sie sind genau wie im Diagramm gezeigt verbunden. Die Unterschiede können in den einzelnen Parametern jedes Elements und in der Methode des Verbindens des Stabilisators und des Widerstands (Drähte oder Löten direkt) liegen.

Wenn Sie diese Schaltung in wenigen Minuten zusammenbauen, können Sie sicher sein, dass Sie durch Ändern des Widerstands, dh durch Drehen des Widerstandsknopfes, die Helligkeit der Lampe einstellen.

In einem anschaulichen Beispiel wird die Batterie mit 12 Volt aufgenommen, der Widerstand ist 1 kΩ und der Stabilisator wird auf dem üblichsten Lm317-Chip verwendet. Das Schema ist gut, da es uns hilft, die ersten Schritte in der Radioelektronik zu machen. Dies ist eine analoge Methode zur Helligkeitssteuerung. Es ist jedoch nicht für Geräte geeignet, die eine feinere Einstellung erfordern.

Die Notwendigkeit für Helligkeitsregler

Betrachten wir nun die Frage ein wenig genauer, finden Sie heraus, warum eine Helligkeitseinstellung erforderlich ist, und wie Sie die Helligkeit von LEDs auf andere Weise steuern können.

Der berühmteste Fall, wenn Sie eine Helligkeitssteuerung für mehrere LEDs benötigen, ist mit der Beleuchtung eines Wohnzimmers verbunden. Wir sind es gewohnt, die Helligkeit des Lichts zu steuern: Um es abends weicher zu machen, schalten Sie während der Arbeit die gesamte Energie ein, markieren Sie einzelne Objekte und Bereiche des Raumes.
Passen Sie die Helligkeit an anspruchsvollere Geräte wie Monitore für Fernseher und Laptops an. Ohne es sind Autoscheinwerfer und Taschenlampen nicht genug.
Durch die Einstellung der Helligkeit können wir Strom sparen, wenn wir von starken Verbrauchern sprechen.
Wenn Sie die Anpassungsregeln kennen, können Sie eine automatische oder Remote-Lichtsteuerung erstellen, was sehr praktisch ist.

Bei manchen Geräten ist es nicht möglich, den Stromwert einfach durch Erhöhung des Widerstandes zu reduzieren, da dies zu einer Veränderung der weißen Farbe auf grünlich führen kann. Eine Erhöhung des Widerstandes führt zudem zu einer unerwünscht erhöhten Wärmefreisetzung.

PWM-Steuerung

Die Ausgabe aus einer scheinbar schwierigen Situation war eine PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation). Der Strom zur LED wird durch Impulse geliefert. Und sein Wert ist entweder Null oder Nominal - der optimalste für Glühen. Es stellt sich heraus, dass die LED periodisch aufleuchtet und erlischt. Je länger das Leuchten, desto heller scheint uns die Lampe zu scheinen. Je kürzer die Leuchtdauer ist, desto dunkler wird das Licht. Dies ist das Prinzip der PWM.

Sie können helle LEDs und LED-Streifen direkt mit Hilfe leistungsstarker MOSFETs oder, wie sie auch genannt werden, MOSFET steuern. Wenn Sie eine oder zwei Low-Power-LED-Lampen steuern möchten, sind die Tasten in der Regel Bipolartransistoren oder verbinden Sie die LEDs direkt mit den Ausgängen des Chips.

Drehen Sie den Rheostat-Knopf R2, um die Helligkeit der LEDs einzustellen. Hier werden LED-Streifen (3 Stück) vorgestellt, die an einer Stromquelle angeschlossen sind.

Wenn Sie die Theorie kennen, können Sie die PWM-Schaltung des Geräts selbst montieren, ohne auf vorgefertigte Stabilisatoren und Dimmer zurückgreifen zu müssen. Zum Beispiel, wie im Internet angeboten.

NE555 - das ist der Pulsgenerator, in dem alle Zeitmerkmale stabil sind. IRFZ44N - der leistungsfähigste Transistor, fähig, die Last der hohen Macht zu kontrollieren. Die Kondensatoren geben die Pulsfrequenz an, und die Last wird an die "Ausgangs" -Anschlüsse angeschlossen.

Da die LED eine geringe Trägheit aufweist, dh sehr schnell aufleuchtet und erlischt, ist die PWM-Steuermethode dafür optimal.

Gebrauchsfertige Helligkeitsregler

Der Regler, der in vorgefertigter Form für LED-Lampen verkauft wird, wird als Dimmer bezeichnet. Die Frequenz der Impulse, die sie erzeugen, ist groß genug, damit wir nicht flimmern. Dank des PWM-Reglers wird eine stufenweise Anpassung vorgenommen, um eine maximale Helligkeit der Lumineszenz oder das Auslöschen der Lampe zu erreichen.

Indem Sie diesen Dimmer in die Wand integrieren, können Sie ihn als gewöhnlichen Schalter verwenden. Für eine äußerst komfortable Steuerung kann die Helligkeitsregelung der LEDs über die Funkfernsteuerung gesteuert werden.

Die Fähigkeit von Lampen, die auf Leuchtdioden basieren, ihre Helligkeit zu ändern, eröffnet große Möglichkeiten, Lichtshows zu leiten und schöne Straßenlaternen zu schaffen. Ja, und die übliche Taschenlampe ist viel einfacher zu benutzen, wenn Sie die Intensität ihres Glühens einstellen können.

Passen Sie die Helligkeit der LED an. Ändern Sie die Helligkeit der LEDs oder des Controllers mit Ihren eigenen Händen

LEDs sind mehr und mehr Teil unseres täglichen Lebens. Wir wechseln Glühlampen in einer Wohnung oder einem Haus, Halogen in einem Auto auf LED. Um die Helligkeit der Lampe einzustellen ist in der Regel verwendet Addison Dimmer - diese Art der Sache verwenden Sie können den Wechselstrom zu begrenzen, wodurch die Helligkeit zu ändern, um die gewünschten, also warum mehr bezahlen, aber immer noch unwohl fühlen, durch zu hellem Licht? Die Leistungssteuerung kann im Allgemeinen für viele Verbraucher (Lötkolben, ein Bulgare, ein Staubsauger, Bohrmaschine.) Aus der Netzwechselspannung verwendet werden, werden sie in der Regel auf der Grundlage des Triacs gebaut.

LEDs werden von einem konstanten und stabilisierten Strom versorgt, so dass Sie den Standarddimmer hier nicht verwenden können. Wenn Sie nur die Spannung angelegt ändern, dann wird die Helligkeit sehr dramatisch wichtig zu sprechen, um sie zu ändern, aber wir werden etwas anderes anstelle des Stromreglers, nämlich PWM (breite Breitenmodulator) tun, wird es zu einem bestimmten Zeitpunkt sein, um die Stromversorgung der LED auszuschalten, die Helligkeit wird abnehmen, aber wir werden das Blinken nicht bemerken, da die Frequenz so ist, dass das Auge der Person es nicht bemerkt. Es ist nicht ispolzuetsyamikrokontrollery, weil ihre Anwesenheit ein Hindernis für die Gerätemontage sein können, benötigen Sie einen Programmierer, bestimmte Software. Daher werden in diesem einfachen Schema nur einfache und allgemein verfügbare Funkkomponenten verwendet.

Hier kann solch ein Ding für jegliche Trägheitslasten verwendet werden, das heißt diejenigen, die Energie speichern können, denn wenn beispielsweise der Gleichstrommotor von der Energiequelle getrennt wird, hört er nicht auf, sich sofort zu drehen.

Schema Ich glaube, kann in zwei Teile unterteilt werden, nämlich ein Generator konfiguriert ist, um Mega feiner NE555-Zeitgeber (analog -KR1006VI1) und leistungsfähige Öffnen / Schließen-Transistor, durch die Leistung zu der Last zugeführt wird (hier 555 arbeitet in dem astabiler Multivibrator). Wir verwenden High-Power-Bipolar-Transistor NPNstruktury (Ich habe eine TIP122), aber es ist möglich, das Feld (MOSFET) Transistor zu ersetzen. Die Frequenz des Pulsgenerators, die Periode, die Pulsdauer ist mit zwei Widerständen (R3, R2) und Kondensatoren (C1, C2) eingestellt, und man kann es mit einstellbarem Widerstand Widerstand ändern.

Es gibt eine Reihe von Programmen zur Berechnung des analogen Timers 555. Sie können mit den Werten der Komponenten experimentieren, die die Oszillatorfrequenz beeinflussen - alles wird mit Hilfe vieler Programme, wie diesem, einfach berechnet. Die Nominalwerte können ein wenig geändert werden, alles funktioniert genauso. Die Impulsdioden 4148 werden problemlos vom häuslichen KD222 ersetzt. Kondensatoren 0,1 & mgr; F und 0,01 & mgr; F Scheibenkeramik. Der einstellbare Widerstand stellt die Frequenz ein, um den maximalen Widerstand von 50 kOhm zu regeln.

Alles ist auf diskreten Elementen montiert, die Tafel misst 50-25 mm.

Das Gerät arbeitet als ein Schalter zwischen zwei Modi: der Strom wird an die Last angelegt und der Strom wird nicht an die Last angelegt. Die Umschaltung erfolgt so schnell, dass unsere Augen das Blinken nicht sehen. Dieses Gerät reguliert also die Leistung, indem es das Intervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Stromversorgung anliegt, und dem Ausschalten der Stromversorgung ändert.Ich glaube, Sie haben die Essenz von PWM verstanden. So sieht es auf dem Bildschirm des Oszilloskops aus.

Das erste Bild zeigt ein schwaches Leuchten, weil während der Tlline-Periode des Pulses t1 nur 20% (dies ist der sogenannte Füllfaktor) beträgt, und bei den restlichen 80% haben wir eine logische 0 (keine Spannung).

Das zweite Bild zeigt uns ein Signal, das als Mäander bezeichnet wird. Dann haben wir t1 = 0,5 * T, also Duty Cycle und Coeff. Füllungen sind gleich 50%.

Im dritten Fall haben wir D = 90%. Die LED leuchtet fast zur vollen Helligkeit.

Stellen Sie sich vor, T = 1 Sekunde, dann im ersten Fall

§ 1) im gegenwärtigen 0,2с wird es einen Strom auf der LED geben, und 0,8С ist nicht anwesend

§ 2) 0.5s Versorgungsstrom 0.5s nein

Übrigens, nachdem wir drei Schals von PWM-Reglern gemäß dem Schema gemacht und sie mit einem RGB-Band verbunden haben, gibt es eine Möglichkeit, das notwendige Gamma des Glimmens freizulegen. Jedes der Boards steuert seine LEDs (rot, grün und blau) und mischt sie in einer bestimmten Reihenfolge, um das gewünschte Glühen zu erreichen.

Was ist der Energieverlust dieses Geräts?

Zum einen sind es miserable wenige Milliampere, die den Pulsgenerator auf dem Chip verbrauchen, und dann gibt es einen Leistungstransistor, auf dem die Leistung ungefähr abgeführt wird P = 0,6 V * I Verbrauch der Ladung. Der Grundwiderstand kann vernachlässigt werden. Im Allgemeinen ist der PWM-Verlust minimal, da das Pulsbreitensteuersystem sehr effizient ist, da sehr wenig Energie im Abfall verschwendet wird (und daher wenig Wärme erzeugt wird).

Am Ende haben wir eine feine und einfache PWM bekommen. Sie fanden es sehr bequem, sich selbst eine angenehme Leuchtkraft aufzubauen. Ein solches Gerät ist immer nützlich im Alltag.

LED-Streifen sind eine bequeme Lichtquelle, die nicht nur in der Gestaltung von Wohnräumen, sondern auch in der Gestaltung anderer Räumlichkeiten, zum Beispiel beim Einkaufen, Anwendung findet. Solche Geräte arbeiten nicht nur als Lichtquellen, sondern ziehen auch die Aufmerksamkeit von Käufern auf sich.

Manchmal schaltet man das Licht nicht nur an und aus, manchmal muss man seine Helligkeit ändern, den Ton oder die Farbe des Glühens ändern, verschiedene visuelle Effekte verwenden. Zu diesem Zweck werden verwendet.

LED-Streifen ist eine Beleuchtungsvorrichtung auf der Grundlage einer flexiblen Platine, auf der Halbleiter-Leuchtdioden in gleichem Abstand montiert sind.

Ein Merkmal von Halbleiterdioden ist die Nichtlinearität ihrer Strom-Spannungs-Charakteristiken. Dies bedeutet, dass nach einem bestimmten Wert schon eine geringe Spannungsänderung einen starken Anstieg des durch die Diode fließenden Stromes verursachen und zu dessen Ausfall führen kann.

Um solche Vorrichtungen zu steuern, ist es daher notwendig, Quellen von stabilem Strom zu verwenden.

Angesichts dieser Merkmale können Sie, um Stabilität zu gewährleisten, keinen konventionellen großen Wert und eine Spannungsquelle mit einer großen EMF verwenden, da dies zu einer viel größeren Verlustleistung am Widerstand führen wird, als zum Einschalten der LED erforderlich ist.

Zur Verbindung müssen Quellen verwendet werden, die eine ausreichend niedrige Spannung aufweisen und in der Lage sind, einen stabilen Strom aufrechtzuerhalten. Für Bänder haben solche Quellen die Form eines separaten Netzteils mit einer Spannung von 12/24 V und begrenztem Strom, und restriktive sind auf dem Streifen selbst angebracht.

Grundlegende Ansichten

Die Hauptaufgabe des Dimmers ist es, die Helligkeit zu steuern und die Leistung des Geräts zu regulieren. Arten von Reglern für LED-Bänder können nach mehreren Merkmalen klassifiziert werden.

Sie können auch auf andere Arten unterscheiden: die Verwendung von drahtlosen Technologien, die Art dieser Technologien (Infrarot oder Radiofrequenz), das verwendete Protokoll, die Anzahl der Kanäle.

Verbindungsschema zum Gerät

Die Verbindungsmethode hängt von der Art des Bandes und den Zielen und Aufgaben ab. Abhängig davon ist der Reglertyp ausgewählt. Siehe Dimmer-Anschlussdiagramm.

Das Anschlussschema des Dimmerdimmers für das LED-Band mit eigenen Händen zur Einstellung der Raumbeleuchtung zeigt das Bild:

Einfarbig

Auf einfarbig - es gibt LEDs nur einer Farbe, zum Beispiel weiß. Sie können nur die Helligkeit ihres Glühens einstellen. Zum Dimmen werden Dimmer mit einem Kanal verwendet, die unmittelbar nach der Stromversorgung angeschlossen werden.

Videoanleitung zum Anschluss eines Dimmers für eine einfarbige LED-Band bei 12 Volt mit eigenen Händen:

RGB-Tape ist ein dreifarbiges LED-Instrument, das drei Grundfarben - Rot, Blau und Grün - für die Übertragung verschiedener Farben verwendet. Wenn alle drei Farben gleichzeitig eingeschaltet sind, wird die Farbe weiß. Zur Steuerung müssen Controller mit drei Kanälen verwendet werden.

Auf diese Weise können Sie nicht nur jede Farbe einzeln hinzufügen, sondern sie auch mischen, indem Sie die Helligkeit der einzelnen Farben anpassen. Neben der Farbe können Sie auch die Geschwindigkeit ändern, mit der Farben geändert werden. Der RGB-Controller wird auch nach der Stromversorgung angeschlossen.

Vor- und Nachteile

Nachteile von Reglern mit einer geregelten Stromquelle:

Die an der LED abgegebene Leistung variiert stark abhängig von dem durchfließenden Strom. Dies beeinflusst die Erwärmung der Diode und hat andere Konsequenzen.
Durch die Erwärmung ändern sich die Eigenschaften der LED, auch das Spektrum ihrer Strahlung.
Das Erhitzen des Elements hat einen schlechten Effekt auf die Langlebigkeit seines Betriebs.

Nachteile von Reglern mit PWM-Regelung:

Flimmern. PWM-Regler, besonders preiswert, flackern ziemlich merklich. Dies ist bei einer kleinen Helligkeit deutlich sichtbar, die die Gesundheit der Augen beeinträchtigt und auch Müdigkeit und Kopfschmerzen verursachen kann.

Die am weitesten fortgeschrittenen Reglermodelle kombinieren Schaltkreise sowohl der analogen Steuerung als auch der Pulsbreitenmodulation, wodurch es möglich ist, beide Methoden zu nutzen, um die Nachteile jedes einzelnen zu beseitigen.

LED-Streifen sind nicht nur ein energiesparendes Leuchtmittel, sondern auch ein dekoratives und aufmerksamkeitsstarkes Mittel.

Mit modernen Dimmern können Sie die Helligkeit und Farbe von LEDs steuern. Eine große Auswahl ermöglicht es, das Gerät für jeden Zweck optimal auszuwählen.

Video über die Anwendung und Anschluss von Dimmer für LED-Streifen mit Touch-Panel:

Hallo meine Freunde! Lange Zeit seit ich nicht war. Nun, weißt du: Studieren, arbeiten, vier Babys in ihren Armen. Ich mache Witze! Ich arbeite nicht.

Nun, das ist es. Die Arbeit mit der Maschine ist eingeschaltet. Bald werde ich Sie mit Berichten füllen! Aber es wird jetzt nicht sein. Jetzt werde ich Ihnen eine Pribluda zeigen, deren Anwesenheit das Leben stark vereinfacht!

Im Allgemeinen übersetze ich leise mein Auto in Dioden. Ich mache es ohne Eile. Sorgfältig versuchen, in das Wesen der Arbeit und Technik einzudringen.

Bald werde ich anfangen, am Armaturenbrett zu spotten! Nun, ich mag das orange Licht des Gerätes nicht, töte es sogar!

Aber jetzt zittert das Armaturenbrett vor Angst, raucht nervös eine Zigarette hinter einer Zigarette, und die letzten Tage seines Auslaufzustandes leben, bereite ich die verschiedenen notwendigen Priollys vor.

Heute präsentiere ich Ihnen die PWM-Dimmer-LED-Steuerung.
Ich möchte nur ein großes Dankeschön an einen Mann mit dem Namen DiEgo74 für seine Geduld und detaillierte Erklärung der Montage dieses Teufelswagens sagen.
Gut, lass uns gehen.

PWM-Regler LEDs, was für ein Tier ist das? Und das ist nur ein Taschentuch zum Einstellen der Helligkeit. Sie können natürlich den Widerstand einfach an die Variable anschließen und sich freuen. Aber Sie können das nicht tun (warum nicht fragen).
Weniger Worte, mehr Arbeit. Vor allem mit einem Telefon soooo nicht bequem zu schreiben.
Kurz gesagt Weniger Worte, mehr Arbeit.

Vorderansicht der Bretter

Rückansicht der Boards. Es gibt zwei von ihnen, hatte einfach keine Zeit zu sehen.

Auf einem habe ich gewöhnliche Dioden und auf einem anderen SMD verwendet. Es gibt keinen Unterschied, aber SMD ist verständlicher.

Licht ist maximal. Foto wie immer am Telefon.

Und hier ist ein Foto des Signets.

Jeder kann sich irren! Aber ich bin korrigiert! Die Inschrift hat für mich getan.

So, so.
Für alle leidenden Komponenten:
-Shim-Timer Ne555
-Diode 4148 - 2St.
- Widerstand 1 KΩ - 2 Stück.
- Kondensator 0,01 uf - 1 Stck.
- Kondensator 0.1uf - 1St.
- Transistor KT829 - 1 Stück
-Mehr oder weniger direkte Hände - 2St.

Selbst gemachte LED-Lampe ist mit einer Lupe ausgestattet und ist für einen komfortablen und geringer Einbaushowdown mit Miniatur-Funkteilen entworfen - viele Schinken wissen, dass einige von SMD-Teile schwer Markierungen sogar unter einem Vergrößerungsglas zu sehen. Verfügbarkeit von qualitativ hochwertiger diffuser Hintergrundbeleuchtung verbessert die Kennzeichnung zu lesen, und vereinfacht die Suche nach Sehfehler in elektronischen Geräten. Kurze Eigenschaften der Lampe:
- Stromversorgung 12 Volt DC, maximaler Stromverbrauch ca. 6,7 W, die Anzahl der LEDs - 20 Stück
- Eingebauter automatischer Kalibrierungsmodus für die Spannungsversorgung.
- sanftes Ein- und Ausschalten der Lampe.
- Glatte Einstellung der Helligkeit von Null bis zu einer vorprogrammierten Grenze - mit dem Encoder-Knopf. Die Leistungsregelungsmethode ist PWM (Pulsweitenmodulation).
- nichtflüchtiger Speicher aller Lampenparameter und zuletzt eingestellte Helligkeit.
- Eingebautes Service-Menü über USB-Verbindung verfügbar. Über das Menü können Sie die Betriebsparameter der Lampe einstellen und ihren aktuellen Status anzeigen.

Vergrößerungslinse auf einem Stativ, das in Zukunft Beleuchtung erhalten wird.

Am Rand der Linse sollten die LEDs konstruktionsbedingt installiert sein.

Um die Lampe zu produzieren, verwendeten wir Single-LED ARL (Arlight), Typ OS-1W WarmWhite (75 Lm, 3000K, maximal zulässige Strom 0,35 A), die Farbe des Glühens ist weiß warm. Bei maximaler Stromstärke ist eine effektive Kühlung der LEDs erforderlich, damit sie sich nicht über 85 Grad Celsius überhitzen. Hierfür werden in der Regel spezielle Strahler verwendet. Allerdings vereinfachte ich die Aufgabe - ich installierte die LEDs an einem einfachen Textolithenring und limitierte den maximalen Strom auf 0,1 A, wodurch das Problem der Kühlung automatisch beseitigt wurde.

Aussehen einer LED. Die "dicke" Schlussfolgerung ist die Anode.

Also, um die LEDs aus der doppelseitigen Folie Textolit zu fixieren, wurde ein Ring ausgeschnitten. Auf dem Ring wird eine Verkabelung mit 5 Segmenten von LEDs, 4 LEDs und einem Widerstand in jedem Abschnitt vorgenommen. Der Widerstand und die LEDs in jedem Abschnitt sind in Reihe geschaltet, und alle Abschnitte sind parallel zueinander, so dass das Array von LEDs für 12 Volt Versorgungsspannung berechnet wurde (siehe nachstehendes schematisches Diagramm).

Auf dem Ring waren LEDs und SMD-Widerstände angelötet. Es ist ziemlich hübsch geworden.

Auf der Unterseite des Rings wurde eine spezielle Nut mit einem Dremel hergestellt, die den Kupferring entlang trennt - es wurden zwei Stromschienen hergestellt, die die 5 Abschnitte der LEDs parallel verbinden.

Mit einem Wärmeleitkleber "Radial" wurde der Ring an den Rand der Linse geklebt. Obwohl die Wärmeleitfähigkeit hier nicht besonders hilfreich ist - der Rand der Linse ist noch plastisch.

Als Controller und Treiber zur Ansteuerung von LEDs wurde der Prototyp AVR-USB-MEGA16 verwendet, der eine sehr komfortable Möglichkeit bietet, die Software über einen in die Karte verdrahteten USB-Bootloader zu aktualisieren. Auf der Mock-Up-Platine war der Controller dotiert. Dank der Tatsache, dass fast alles auf dem Steckbrett bereit war, erwies sich das Schema als sehr einfach. Zum Löten war nur der Leistungsteil erforderlich - Steuerung des Schlüsseltransistors, Spannungsregler 5 Volt und RC-Kette des Spannungsfilters vom Stromsensorausgang.

Ansicht des fertigen Gerätes auf der Rückseite und Oberseite. Der Leistungstransistor wird ohne einen Strahler verwendet, da er eine kleine Leistung abgibt (er arbeitet in einem Schlüsselmodus mit einer Frequenz von ungefähr 400 Hz).

Das Schreiben und Debuggen des Programms hat etwas Zeit in Anspruch genommen, da der Algorithmus sehr einfach ist und die fertigen Teile anderer Projekte - ledlight, usb-console, encoder - verwendet wurden.

Die Lampensteuerkonsole wurde auf der Basis des Projekts "USB-Konsole zur Steuerung von Funkamateuren" (siehe Referenzen) hergestellt. Bearbeitungen wurden minimal gemacht und alles sofort funktionierte, Debugging wurde nicht benötigt.

Kurzbeschreibung des Algorithmus - Beim Einschalten werden die Einstellungen aus dem EEPROM ausgelesen und die Lampe leuchtet bei der Helligkeit auf, bei der sie vorher ausgeschaltet war. Durch Drehen des Encoder-Drehknopfs nach links wird die Helligkeit reduziert, die Drehung nach rechts - die Helligkeit nimmt zu. Der Encoder hat auch eine Taste, die die Lampe ein- und ausschaltet. Das Ein- und Ausschalten erfolgt mit einer sanften Helligkeitsänderung - es sieht ziemlich gut aus. Wenn die Encoder-Taste gedrückt wurde, während die externe Stromversorgung angeschlossen wurde, werden alle EEPROM-Einstellungen zurückgesetzt und das Programm kalibriert die maximale Grenze des Steuerstroms basierend auf dem aktuellen Sensorwiderstand und dem maximal zulässigen Strom neu.

Der Strom durch die LEDs wird mit dem eingebauten ADC-Mikrocontroller gemessen (siehe Referenzen). PWM zur Leistungsregelung wird dank der im Mikrocontroller integrierten PWM erzeugt (siehe Referenzen 4).

Die Drähte von der Lampe wurden in den Kembrik montiert, und der Controller wurde am Bein der Linse befestigt.

Das Ergebnis ist eine praktische Lampe, die für eine genaue Radioinstallation verwendet werden kann.

Trotz der Tatsache, dass der maximale Strom durch die LEDs dreifach reduziert wurde (um vor Überhitzung zu schützen), erwies sich die Lampe als sehr hell.

[Was im Lampendesign verbessert werden kann]

1. Für LEDs können Sie einen Heizkörper verwenden. Dies reduziert die Anzahl der verwendeten LEDs um das 2,3-fache bei gleicher Lampenhelligkeit.
2. Für Leuchtdioden wird eine Art Lichtdiffusor benötigt, da jede LED einzeln sehr hell leuchtet, was für das Auge unangenehm ist - auch wenn man die LED an der Seite betrachtet.
3. Sie können den Widerstand des Stromsensors genauer wählen, so dass der Spannungsabfall besser auf das Intervall der Referenzspannung passt - dies verbessert die Genauigkeit der Strommessung. Bei niederohmigen Stromsensoren (1 Ohm oder weniger) können Sie den ADC mit Multiplikationsfaktor X10 in den Differentialeingangsmodus schalten.
4. Um die aktuellen Pulsationen durch die LEDs zu glätten, erhöhen Sie die PWM-Frequenz und fügen Sie eine Drossel in Reihe dazu (dies wird in Schaltungen mit einem Hardwaretreiber gemacht). Diese Revision erlaubt es, die maximal zulässige Versorgungsspannung des Schaltkreises zu erhöhen (jetzt sind es 12 Volt). Ein anderer ADC-Kanal kann verwendet werden, um die Versorgungsspannung der LEDs zu messen - dies stabilisiert automatisch den Strom durch die LEDs, wenn sich die Versorgungsspannung ändert.

1. AVR-USB-MEGA16: Controller / Treiber für LEDs mit Helligkeitseinstellung.

Vermutlich haben viele, die die Einstellung der Helligkeit der LEDs mittels PWM vorgenommen haben, festgestellt, dass bei einer linearen Erhöhung des Tastverhältnisses die Helligkeit der LED zunächst schnell wächst und sich dann fast nicht ändert, bis zum Maximalwert. Und dieses Phänomen hängt damit zusammen, dass die Intensität der visuellen Wahrnehmung eine nichtlineare Abhängigkeit von der Intensität der Quellenstrahlung hat. Diese Aussage gilt nicht nur für die visuelle Wahrnehmung, sondern auch für eine Reihe anderer Empfindungen (Hören, Riechen usw.).

Auf der Grundlage von Experimenten, die von E. Weber, formulierte H. Fechner psychophysiologischen Gesetz (das Gesetz von Weber - Fechner), wonach die Intensität der Empfindung zum Logarithmus der Intensität des Stimulus proportional ist: S = K · ln (R), wobei R - Intensität des Reizes, S - Intensität der Empfindung, k - eine Konstante, die von den Maßeinheiten abhängt.

Später machte S. Stevens eine Modifikation des Gesetzes von Weber - Fechner unter der Annahme, dass die Beziehung für jede Art von Empfindungen (Stevens Law) nur für die allgemeinen Exponentialfunktionen mit unterschiedlichen Exponenten ist: S = k × R n, wobei n - ein Exponent, der von der Art der Empfindungen hängt. Für die visuelle Empfindung der Helligkeit hat der Exponent den Wert n = 0,33; dem Beobachter angepasst an die Dunkelheit und die Größe des Reizes bei 5 Grad.

Im Allgemeinen konstruierte ich Graphen dieser Funktionen im Mathcad-Programm, wobei anstelle der Intensität des Stimulus (R) I die Tastverhältniswerte des PWM-Signals von 0 bis 255 (8-Bit-PWM) ersetzt wurden. Die Konstante k wurde so gewählt, dass bei einem maximalen Lichtfluss (Füllfaktor 255) der Wert der Intensität der Empfindung (S) aus Bequemlichkeitsgründen gleich 100 war.

Um die lineare Zunahme der Helligkeit zu erhalten, ist es notwendig, die umgekehrte Prozedur zu tun ist, berechnet die Variable R (die Pflicht der PWM) für die lineare Vergrößerung der Variablen S (Intensität Empfindungen). Bei der Berechnung der Werte von 256 S. Das Programm Mathcad zu stellen brach ich vor einem vorbestimmten Bereich von Werten S (0-100) 256, aber nicht die Koeffizienten k zu ändern, und die entsprechenden Werte berechnet R. Das erhaltene Ergebnis zwei Tabellen, logarithmische und Strom mit dem Tastverhältnis für PWM.

Zur visuellen Demonstration der geltenden Gesetze wurde die Schaltung auf dem Steckbrett verlötet, an der ich 3 White-Power-LEDs mit einer Leistung von jeweils 1 W installierte. Die Basis genommen Entwurf, das heißt, die gleichen Strom Stabilisatoren und 3-Kanal-PWM-Programm, in diesem Fall in den Mikrocontroller PIC16F628A implementiert, der Strom durch die LEDs bei 0,3 A. Programm einfachen zyklischen, allmählichen Anstieg und dann wird ein Reduktionsfaktor eingestellt PWM-Füllung. Für HL1 LED Füllfaktor wird aus einer vorher berechneten logarithmischen Tabelle HL3 jeweils eine Leistungstabelle entnommen linear für NL2 Koeffizienten variiert. die Taste SB1 Leitung drücken, um abwechselnd das Tastverhältnis der linearen 16, zwischen zwei Werten 255 und 128 und 128 der logarithmische Wert entspricht die Koeffiziententabelle 31. Die Kraft dieses Modus Änderung vorgenommen I, um die optische Veränderung in der Helligkeit für verschiedene Gesetze, das heißt die Helligkeit zu vergleichen, LED sollte 2 mal größer und kleiner sein.

Wie aus der visuellen Wahrnehmung ersichtlich ist, entspricht die korrekteste Helligkeitsänderung der logarithmischen und Potenzgesetz-PWM. Lineares PWM führt erwartungsgemäß zu einer ungleichmäßigen Helligkeitsänderung. Es scheint, mit Tastverhältnis von PWM 255-128 abnimmt, sollte die Helligkeit auch 2-mal fallen, aber in Wirklichkeit dies nicht geschieht, nimmt die Helligkeit leicht. Was mich betreffen, zu erfassen das Beste, was zu geeigneter logarithmischer PWM ist, obwohl es ein kleines Problem ist, schaltet sich die minimale Tastverhältnis der PWM bei der Berechnung der Einheit heraus, der Nullsatz es nicht, aber es kann durch Ersetzen des Final Table der ersten paar Werte von 1 auf 0 korrigiert werden.

Mit deinen Händen - wie du dich machst

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Dimmer für LED-Lampen mit eigenen Händen - Schaltungen und Gerät

Dimmer für LEDs - Verbindung und Gerät, Schaltungen

LED-Lampen, Girlanden, Bänder sind heute sehr beliebt. Viele Menschen haben jedoch aus Gründen der zusätzlichen Energieeinsparung Fragen zu ihrer Verbindung mit der Möglichkeit, die Helligkeit anzupassen - zum Beispiel mit einem Dimmer.

Aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit, des intensiven Glühens und des niedrigen Stromverbrauchs haben LED-Lampen eine breite Anwendung sowohl in der Industrie als auch zu Hause gefunden. Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen und sogenannten energiesparenden LED-Lampen enthalten sie kein giftiges Quecksilber, das bei geringster mechanischer Beschädigung des Leuchtenkörpers in die Umwelt gelangt. Daher sind LED-Lampen die besten Lichtquellen für Wohnungen, Kindergärten, Schulen, Sporthallen.

Methoden zum Einstellen der Helligkeit von LED-Lampen

Manchmal ist die Helligkeit von LED-Lampen übermäßig, und es muss irgendwie zurechtkommen. Dimmer zur Helligkeitssteuerung verwendet werden, die durch zwei Arten dargestellt: einige Änderungsspannung und dementsprechend der Strom durch die Last, und andere Modelle aufgrund der Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuerten Intervallen Lasten ein- und ausgeschaltet, das heißt, die LED. Die Dauer der Pulswiederholungsperiode bleibt konstant (Abb. 1).

Dimmer, funktionieren nach dem Prinzip der Spannungsänderung an der Last, - die Geräte sind ziemlich sperrig und teuer. Darüber hinaus sind sie nicht für Niedervolt-LED-Lampen oder für 12-24 V Spannung ausgelegte Bänder geeignet, da je nach Ausführung solche Lampen (Bändchen) bei 9 bzw. 18 V eingeschaltet werden.

PWM-basierte Dimmer sind sehr kompakt und effizient. Sie sind einfach auf Mikrocontrollern zu implementieren und bieten dem Gerät zusätzliche Funktionen. Leider, wenn ein Mikrocontroller-Gerät ausfällt, ist es fast unmöglich, es zu reparieren: ein einfacher Ersatz; Mikrocontroller wird nichts reparieren, weil es ein Steuerprogramm enthält, das vom Gerätehersteller entwickelt wurde und ein Geschäftsgeheimnis darstellt.

Gleichzeitig, wenn ein Mikrocontroller-Dimmer ausfällt, ist es ziemlich einfach, ihn durch selbstgemachtes Dimmen zu ersetzen, da die Steuerung der Impulsbreite auf einer kleinen Integrations-Mikroschaltung einfach zu implementieren ist. Diese Chips sind ziemlich preiswert, und die zusammengesetzten Designs sind für Wiederholungen sogar für Anfänger verfügbar, die gerade angefangen haben, Elektronik zu entwickeln.

Analog-Digital-Dimmer

Das einfachste Design ist ein Dimmer, der auf dem integrierten Zeitschalter NE555 hergestellt wird. Dieser Timer wurde vor fast 45 Jahren von Signetics Ingenieur Hans Kamenzind geschaffen. Die analogen und digitalen Teile sind im Timer zusammengefasst. Analog enthält zwei Komparatoren, digital - RS-Flip-Flop, das als elementare Speicherzelle und den Wechselrichter betrachtet werden kann. Mit solch eine wunderbare Verbindung von analoger und digitaler Elektronik völlig einzigartige Gerät auf deren Grundlage die entstanden ist es möglich, einen Impuls-Wandler, Pulsbreitenmodulatoren, Timer, Oszillatoren zu konstruieren. Hinzufügen, dass der Zeitgeber nicht kritisch für die Versorgungsspannung ist und stabil arbeitet im Bereich von 3 bis 18 V, um einen Ausgangsstrom von 0,2 A. Bereitstellen Das heißt, dass der Timer-Ausgang direkt mit einem Relais verbunden ist, wodurch die Struktur vereinfacht wird,

Schematische Darstellung des Gerätes

Betrachten Sie eine Schaltung zur Steuerung von LED-Lampen (Abbildung 2).

Die Dauer der Oszillationsperiode wird durch den Generator eingestellt, der an dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 hergestellt ist. Die Entladung und Ladung des Kondensators C1 erfolgt durch verschiedene Schaltungen, die durch die Dioden VD1 und VD2 getrennt sind. Wenn Sie den Schieber des Widerstands R1 nach oben bewegen, nimmt die Entladungsdauer ab und die Ladezeit des Kondensators C1 erhöht sich. Und dies bedeutet, dass sich, wenn sich die Position des Motors des Widerstands R1 ändert, nur das Tastverhältnis der Impulse am Ausgang 3 des DA1-Zeitgebers und dementsprechend das Intervall zwischen dem Ein- und Ausschalten der Last ändert.

Da der maximale Strom am Ausgang des NE555-Chips 0,2 A nicht übersteigt, ist es notwendig, die starke Last zu steuern, die die LED-Lampen (Bänder) über einen Leistungsverstärker haben, der auf einem Feldeffekttransistor hergestellt ist.

Diese Konstruktion verwendet einen Feldeffekttransistor mit einem induzierten n-Typ-Kanal, z.B. 2SK1505, 2SK1946, oder mit jeder anderen zulässigen Gleichstrombelastung von 1,5-2-mal der maximalen Gesamtlaststrom an den Dimmer verbunden ist.

Der Transistor sollte auf dem Kühlkörper installiert werden, wenn die Lastleistung 1 A überschreitet. Der Kühlkörperbereich muss der Verlustleistung des Transistors entsprechen.

Beim Umgang mit einem FET ist zu beachten, dass er sehr empfindlich auf statische Elektrizität reagiert. Selbst eine schwache statische Entladung reicht aus, um den Transistor irreversibel zu beschädigen. Daher sollten vor der Installation alle Elektroden des FET kurzgeschlossen werden, zum Beispiel mit Aluminiumfolie (Foto 1) oder mit blankem Kupferdraht.

Montage und Montage des Dimmers mit eigenen Händen

Der Einbau des Dimmers erfolgt zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte aus einem einseitig folienbeschichteten Glas-Textolit von 35 x 50 mm. Die Anordnung der Leiterbahnen und das Installationsdiagramm der Komponenten sind in Abb. 4 bzw. 5.

Es ist ratsam, das Gerät in einer solchen Reihenfolge zu montieren. Installieren Sie zuerst den Connector

zum Anschluss von externen Schaltungen und Widerständen, dann - Kondensatoren, Dioden, eine Mikroschaltung und das letzte Lot eines Feldeffekttransistors. Achten Sie nach dem Löten darauf, die Brücke von den Anschlüssen des Transistors zu entfernen, da sonst das zusammengebaute Gerät bei der ersten Verbindung brennen wird! Das Aussehen des montierten Dimmers ist in den 2 und 3 gezeigt.

Der Dimmer kann in ein geeignetes Kunststoffgehäuse, z. B. in eine Seifenkiste, Bohrungen für die Kabeleinführung und für den Stellwiderstand R1 eingebaut werden.

Wenn sich der Motor des variablen Widerstandes bewegt, variiert das Tastverhältnis zwischen 5 und 100% und die Beleuchtung beträgt fast das 20-fache (Foto 4).

Anwendung von Dimmern

Der zusammengebaute Dimmer kann verwendet werden, um die Beleuchtung des Arbeitsplatzes anzupassen, zum Beispiel in einer Heimwerkstatt. Es ist bekannt, dass helles Licht bei längerem Gebrauch Sehkraft trägt.

Eine weitere Anwendung des Dimmers ist ein Notlichtsystem. Bei Betrieb mit einer autonomen Stromquelle - Batterie - wird die Ressource des Notlichtsystems durch Verringerung der Helligkeit der LED-Lampen deutlich erhöht.

Und schließlich kann der Dimmer für die Farbsynthese an RGB-Vollfarb- oder RGB-Farbbänder angeschlossen werden. Richtig, Dimmer müssen dreifach gemacht werden - eine für rote, grüne und blaue Kanäle. Indem Sie die Helligkeit in jedem Kanal einstellen, können Sie einfach eine beliebige Farbe oder einen Farbton einstellen. Ein solcher Austausch kann im Falle eines Ausfalls der Standardsteuerung, die in dem Satz von LED-Lampen oder Bändern enthalten ist, nützlich sein, da es sehr schwierig ist, diese Steuereinheit separat von dem Satz zu erwerben.

Dimmer für LED-Lampen: Schaltungen - Foto

Abb. 1. Bei Pulsweitenmodulation bleiben die Amplitude und die Wiederholperiode der Pulse unverändert, nur die Pulsdauer ändert sich.

Abb. 2. Schematische Darstellung des Dimmers am NE555-Chip mit FET-Endstufe.

Abb. 3. Schematische Anordnung der Leiterbahnen auf der Leiterplatte.

Abb. 4. Layout der Elemente auf der Leiterplatte.

1. Vor der Installation sollte der Feldeffekttransistor kurzgeschlossen werden, um zu verhindern, dass statische Elektrizität zerstört wird.

2-3. Aussehen des zusammengebauten Dimmers mit einstellbarem variablen Widerstand.

4. Der montierte Dimmer ermöglicht eine Helligkeitseinstellung der LED bis zu 20 mal!