Zmena jasu LED alebo ovládača vlastnými rukami. Čipy ovládača LED Požiadavky regulátora

Tento článok popisuje, ako zostaviť jednoduché, ale efektívne ovládanie jasu LED založené na PWM regulácii jasu () LED diód.

LED (svetelné diódy) sú veľmi citlivé komponenty. Ak napájací prúd alebo napätie prekročí prípustnú hodnotu, môže to viesť k ich poruche alebo výrazne znížiť ich životnosť.

Typicky je prúd obmedzený pomocou odporu zapojeného do série s LED alebo pomocou obvodového regulátora prúdu (). Zvýšením prúdu do LED sa intenzita žiaru zvýši a znížením prúdu sa zníži. Jedným zo spôsobov regulácie jasu žiary je použitie premenlivého odporu () na dynamickú zmenu jasu.

Ale to platí len pre jednu LED, keďže aj v jednej dávke môžu byť diódy s rôznou intenzitou luminiscencie a to ovplyvní nerovnomernú žiaru skupiny LED.

Modulácia šírky impulzu. Oveľa efektívnejšou metódou je regulácia jasu žiary pomocou (PWM). S PWM sú skupiny LED napájané odporúčaným prúdom a súčasne je možné stlmiť jas dodávaním energie pri vysokej frekvencii. Zmena periódy spôsobí zmenu jasu.

Pracovný cyklus môže byť vyjadrený ako pomer času zapnutia a vypnutia napájania privádzaného do LED. Povedzme, že ak vezmeme do úvahy cyklus jednej sekundy a LED bude trvať 0,1 sekundy, keď je vypnutá, a 0,9 sekundy, keď je zapnutá, potom sa ukáže, že žiara bude asi 90% nominálnej hodnoty.

Popis PWM regulácie jasu

Najjednoduchším spôsobom, ako dosiahnuť toto vysokofrekvenčné prepínanie, je integrovaný obvod, jeden z najbežnejších a najuniverzálnejších integrovaných obvodov, aký bol kedy vytvorený. Obvod regulátora PWM zobrazený nižšie je navrhnutý na použitie ako stmievač na napájanie LED diód (12 V) alebo regulátor rýchlosti pre 12 V jednosmerný motor.

V tomto obvode musí byť odpor rezistorov voči LED zvoleným tak, aby poskytoval dopredný prúd 25 mA. V dôsledku toho bude celkový prúd troch riadkov LED 75 mA. Tranzistor musí byť navrhnutý na prúd najmenej 75 mA, ale je lepšie ho brať s rezervou.

Tento obvod stmievača sa nastavuje od 5 % do 95 %, ale použitím germániových diód je možné rozsah rozšíriť od 1 % do 99 % nominálnej hodnoty.

Na ovládanie 12 V LED pomocných svetelných pásikov. Najprv som si myslel, že nájsť takéto zariadenie bude v dnešnej dobe jednoduché, no ukázalo sa, že je to ťažšie. Všetko, na čo som v obchodoch narazila, buď nespĺňalo moje požiadavky, alebo bolo veľmi drahé. Tak som sa rozhodol postaviť si vlastný, špeciálne pre moje potreby.

Požiadavky regulátora

• Výkon 100 W pri 12 voltoch
• Hladké ovládanie rukoväte
• Dostupné rádiové komponenty
• Žiadny akustický hluk
• Malý krok zmeny sily
• Ovládanie na veľmi nízke úrovne jasu

Moje LED pásiky spotrebujú 20 wattov na meter a na jeden stmievač pripadá maximálne 5 metrov LED pásika, takže potrebujem výkon asi 100 wattov. Maximálny prúd bol asi 8,3 ampéra.

Prirodzene, celkový stratový výkon v stmievači by mal byť pod, povedzme, 1 watt. Ak teda použijeme jeden FET, potrebujeme hodnotu Rds 14,5 mOhm. A ak je to potrebné, vždy môžeme spájkovať dva alebo viac paralelne av prípade potreby znížiť odpor kanála.

Ovládanie jasu jednoduchým premenlivým odporom je najjednoduchší spôsob ovládania stmievača, ale takéto zariadenia je ťažké nájsť v predaji. Väčšina stmievačov dostupných v obchodoch je vybavená IR diaľkovým ovládaním. Podľa mňa je to zbytočná komplikácia.

Celkovo sú potrebné 3 sady, takže cena bola tiež dôležitým faktorom. Všetky slušné stmievače, ktoré som našiel, mali cenu 50 dolárov a viac. A tu do tejto ceny zmestíte všetko.

Väčšina diaľkovo ovládaných stmievačov má iba 8 úrovní jasu. A všetko, čo som našiel, funguje lineárne, čo robí diagramy bezvýznamnými. Ľudia vnímajú jas logaritmicky, nie lineárne. Takže prechod z 1 % na 2 % vyzerá rovnako ako prechod z 50 % na 100 %.

Lineárne ovládanie vám nezabezpečí presné nastavenie na spodnej hranici. Ideálne by bola funkcia exponenciálneho prenosu z regulátora pracovného cyklu PWM na kompenzáciu logaritmickej povahy ľudského videnia. A najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je pomocou mikrokontroléra.

Obvod regulátora LED

Tento dizajn je založený na 8-bitovom mikrokontroléri PIC16F1936. Na tomto konkrétnom modeli nie je nič zvláštne, len som ich už pár krát použil a ešte som mal rezervu.

A LM2931 poskytuje stabilných 5 voltov z 12 voltového vstupného napätia. Ako štandardný regulátor 5V používam LM2931. Je kompatibilný s legendárnym regulátorom 7805, ale vydrží vstupné napätie v rozsahu od -50 do +60 voltov, vďaka čomu je veľmi odolný voči možným prechodným javom.

MK je poháňaný duálnym FET ovládačom LM5111, ktorý poskytuje výkonný 12V výstup cez dvojicu N-kanálových tranzistorov IPB136N08N3. Je to lacné, typu SMD a vynikajúce Rds - 11,5 mOhm.

Záver

Celkovo: ak potrebujete LED stmievač na pásiky, máte spájkovačku a trochu voľného času, má zmysel postaviť si vlastné zariadenie. Nie je to príliš ťažké. K diagramu je priložený súbor so všetkými potrebnými súbormi orla, rozloženiami, diagramom a softvérom.

Rich Rosen, National Semiconductor

Úvod

Exponenciálny rast počtu LED svetelných zdrojov je sprevádzaný rovnako rýchlym rozširovaním radu integrovaných obvodov určených na riadenie výkonu LED. Spínané LED ovládače už dlho nahradili energeticky náročné lineárne regulátory, ktoré boli pre svet zaoberajúci sa úsporami energie neprijateľné a stali sa de facto štandardom v tomto odvetví. Aplikácie od ručných bateriek až po značenie štadiónov vyžadujú presné riadenie stabilizovaného prúdu. V tomto prípade je často potrebné meniť intenzitu LED žiarenia v reálnom čase. Ovládanie jasu svetelných zdrojov a najmä LED diód sa nazýva stmievanie. Tento článok načrtáva základy teórie LED a popisuje najpopulárnejšie metódy stmievania pomocou prepínacích ovládačov.

LED jas a teplota farieb

jas LED

Pojem jasu viditeľného setu vyžarovaného LED je celkom ľahko pochopiteľný. Číselná hodnota vnímaného jasu LED sa dá ľahko merať v jednotkách povrchovej hustoty svetelného toku nazývaných kandela (cd). Celkový výkon svetla vyžarovaného LED diódou sa vyjadruje v lúmenoch (lm). Je tiež dôležité pochopiť, že jas LED závisí od priemernej hodnoty dopredného prúdu.

Obrázok 1 ukazuje graf svetelného toku určitej LED v porovnaní s dopredným prúdom. V rozsahu použitých hodnôt dopredných prúdov (IF) je graf extrémne lineárny. Nelinearita sa začína objavovať, keď sa I F zvyšuje. Keď prúd opustí lineárnu časť, účinnosť LED sa zníži.

Pri prevádzke mimo lineárnej oblasti sa významná časť energie dodávanej do LED rozptýli ako teplo. Toto plytvanie teplom preťažuje budič LED a komplikuje tepelný dizajn dizajnu.

Teplota farby LED

Teplota farby je parameter charakterizujúci farbu LED a je uvedený v referenčných údajoch. Teplota farby konkrétnej LED je opísaná rozsahom hodnôt a posunmi so zmenami v doprednom prúde, teplotou prechodu a tiež so starnutím zariadenia. Čím nižšia je teplota farby LED, tým bližšie je jej žiara k červeno-žltej farbe, nazývanej „teplá“. Modro-zelené farby, nazývané „chladné“ farby, zodpovedajú vyšším teplotám farieb. Pre farebné LED diódy sa často namiesto teploty farby špecifikuje dominantná vlnová dĺžka, ktorá sa môže meniť rovnako ako teplota farby.

Spôsoby ovládania jasu LED diód

Existujú dva bežné spôsoby ovládania jasu (stmievania) LED v obvodoch so spínacími ovládačmi: modulácia šírky impulzov (PWM) a analógová regulácia. Obidve metódy nakoniec vedú k udržaniu určitej úrovne priemerného prúdu cez LED alebo reťazec LED. Nižšie rozoberieme rozdiely medzi týmito metódami a zhodnotíme ich výhody a nevýhody.

Obrázok 2 zobrazuje spínací obvod budiča LED v konfigurácii prevodníka. Napätie V IN v takomto obvode musí vždy presiahnuť súčet napätí na LED a rezistore R SNS. Prúd induktora preteká úplne cez LED a rezistor R SNS a je regulovaný napätím dodávaným z rezistora na kolík CS. Ak napätie na kolíku CS začne klesať pod nastavenú úroveň, pracovný cyklus prúdu pretekajúceho cez L1, LED a R SNS sa zvýši, čo spôsobí zvýšenie priemerného prúdu LED.

Analógové stmievanie

Analógové stmievanie je riadenie cyklu po cykle jednosmerného prúdu LED. Jednoducho povedané, toto je udržiavanie prúdu LED na konštantnej úrovni. Analógové stmievanie sa dosiahne buď nastavením rezistora snímania prúdu R SNS alebo zmenou úrovne jednosmerného napätia aplikovaného na kolík DIM (alebo podobný kolík) ovládača LED. Oba príklady analógového riadenia sú znázornené na obrázku 2.

Analógové stmievanie s ovládaním R SNS

Z obrázku 2 je vidieť, že pre pevné referenčné napätie na kolíku CS zmena hodnoty R SNS spôsobí zodpovedajúcu zmenu prúdu LED. Ak by bolo možné nájsť potenciometer s odporom menším ako jeden ohm, ktorý by odolal vysokým prúdom LED, táto metóda stmievania by mala právo existovať.

Analógové stmievanie ovládaním napájacieho napätia cez kolík CS

Zložitejšia metóda zahŕňa priame riadenie prúdu LED po jednotlivých cykloch pomocou kolíka CS. Na tento účel je v typickom prípade do spätnoväzbovej slučky zahrnutý zdroj napätia odobratý zo snímača prúdu LED a tlmený zosilňovačom (obrázok 2). Ak chcete upraviť prúd LED, môžete ovládať zosilnenie zosilňovača. K tomuto spätnoväzbovému obvodu je ľahké pridať ďalšie funkcie, ako je prúdová a teplotná ochrana.

Nevýhodou analógového stmievania je, že teplota farby vyžarovaného svetla môže byť ovplyvnená dopredným prúdom LED. V prípadoch, keď je zmena farby žiary neprijateľná, nie je možné použiť stmievanie LED jednosmernou reguláciou.

Stmievanie pomocou PWM

Stmievanie pomocou PWM pozostáva z ovládania momentov zapnutia a vypnutia prúdu pomocou LED, ktoré sa opakujú s pomerne vysokou frekvenciou, ktorá by s prihliadnutím na fyziológiu ľudského oka nemala byť menšia ako 200 Hz. V opačnom prípade môže dôjsť k blikaniu.

Priemerný prúd cez LED sa teraz stáva úmerným pracovnému cyklu a je vyjadrený ako:

I DIM-LED = D DIM × I LED

I DIM-LED - priemerný prúd cez LED,
D DIM - pracovný cyklus impulzov PWM,
I LED - menovitý prúd LED, nastavený výberom hodnoty odporu R SNS (pozri obrázok 3).

Obrázok 3.

Modulácia LED ovládača

Mnoho moderných LED ovládačov má špeciálny DIM vstup, do ktorého môžu byť dodávané PWM signály v širokom rozsahu frekvencií a amplitúd. Vstup poskytuje jednoduché rozhranie s externými logickými obvodmi, umožňujúce zapínať a vypínať výstup prevodníka bez oneskorenia pri reštarte ovládača, bez ovplyvnenia činnosti ostatných komponentov čipu. Pomocou pinov aktivácie výstupu a pomocnej logiky je možné implementovať množstvo ďalších funkcií.

Dvojvodičové PWM stmievanie

Dvojvodičové stmievanie PWM si získalo obľubu v obvodoch osvetlenia interiéru automobilov. Ak sa napätie na kolíku VINS zníži o 70 % ako napätie na VIN (obrázok 3), interný napájací MOSFET sa deaktivuje a prúd cez LED sa vypne. Nevýhodou tohto spôsobu je nutnosť mať v napájacom zdroji meniča obvod upravovača signálu PWM.

Rýchle PWM stmievanie s bočným zariadením

Oneskorenie v momentoch zapnutia a vypnutia výstupu meniča obmedzuje frekvenciu PWM a rozsah zmeny pracovného cyklu. Na vyriešenie tohto problému môžete paralelne s LED alebo reťazcom LED pripojiť bočné zariadenie, ako je napríklad MOSFET tranzistor zobrazený na obrázku 4a, aby ste rýchlo obišli výstupný prúd prevodníka obchádzajúc LED(y) ).

A)
b)
Obrázok 4.	Rýchle stmievanie PWM (a), tvary prúdu a napätia (b).

Prúd induktora zostáva nepretržitý, kým je LED vypnutá, vďaka čomu už nie je oneskorený nárast a pokles prúdu. Teraz sú časy nábehu a poklesu obmedzené len charakteristikami tranzistora MOSFET. Obrázok 4a zobrazuje schému zapojenia bočného tranzistora s LED poháňanou budičom LM3406 a obrázok 4b zobrazuje priebehy znázorňujúce rozdiel vo výsledkoch získaných pri stmievaní pomocou kolíka DIM (hore) a pri pripojení bočného tranzistora (dole). V oboch prípadoch bola výstupná kapacita 10 nF. Bočný MOSFET tranzistor typu .

Pri posúvaní prúdu LED riadených meničmi s prúdovou stabilizáciou treba počítať s možnosťou prúdových rázov pri zapnutom MOSFET tranzistore. Rad ovládačov LED LM340x obsahuje časovanie zapnutia meniča, ktoré pomáha riešiť problémy s emisiami. Aby sa zachovala maximálna rýchlosť zapnutia/vypnutia, musí byť kapacita medzi svorkami LED udržiavaná na minime.

Významnou nevýhodou rýchleho PWM stmievania oproti metóde modulácie výstupu meniča je zníženie účinnosti. Keď je bočné zariadenie otvorené, odvádza energiu, ktorá sa uvoľňuje vo forme tepla. Na zníženie takýchto strát by ste si mali vybrať tranzistory MOSFET s minimálnym odporom otvoreného kanála R DS-ON.

Viacrežimový stmievač LM3409

• Očný "nástroj" je dobrý, ale bez "číselných" hodnôt. Len spektrometer môže ukázať niečo konkrétne. Odkaz prosím. A vážne veríte, že sa niečo robí mimo „Číny“ (ázijské krajiny)?
• Odkaz prosím.
• =Vlad-Perm;111436][B]Vladimir_007 [B]"Na predĺženie životnosti je vedľa nej umiestnených niekoľko ďalších LED diód (od seba k ramenu)"? - v blízkosti mám veľa LED diód na zvýšenie celkového jasu........... Ospravedlňujem sa, opäť som sa náhodou dostal na toto vlákno. Pred číslami 6 - 8 bol v rádiovom pilote článok, kde som vložil aj svoju poznámku. Nie je skromné ​​spomenúť kvalitu LED produktov, pred pár časopismi mal jeden motorista článok o svetlometoch o prehrievaní LED. Takže pred 6 - 8 vydaniami v článku bol obvod vodiča, čo je girlandový spínač pre 4 kanály. „vďaka driveru zvyšujeme životnosť LED 4-krát vďaka tomu, že pracuje 4-krát menej často, aj 2_th+, doba prevádzky diódového kryštálu s grafom exponenciálne zvyšuje životnosť o zníženie teploty kryštálu“ - približne doslovne z pamäte . Čo sa týka fotenia svetlometov, LED je záblesk pre ľudské oko, ale s veľmi vysokou rýchlosťou spínania a zatiaľ sa nikto nepochválil zväčšením (dosvitom) LED po výpadku prúdu.
• Vážený [b]Vladimir_666, ahoj. Prečo ste sa tak rozhodli? Keď je LED napájaná jednosmerným prúdom, vytvára sa nepretržitý prúd svetelného žiarenia. Pri napájaní impulzným prúdom sa vytvárajú svetelné impulzy. LED [B] je bez zotrvačnosti. Táto pozoruhodná vlastnosť je široko používaná pri prenose digitálnych informácií cez optické vlákno rýchlosťou desiatok gigabajtov za sekundu alebo viac. Vyžaduje si to aj vhodný fosfor, ktorý nevytvára dosvit. Myslím, že tomu rozumieš úplne dobre. Keď hovoríte o stroboskope, máte zjavne na mysli jednotlivé kvantá svetla. Ale ešte sa nenaučili, ako ich používať samostatne. Nie je jasné, kto dal „mínus“ a za čo?
• [b] SATIR, ste čiastočne tráva v tom, že [I] LED je bez zotrvačnosti. To platí pre LED diódy s holým čipom. Biele LED diódy vyvinuté na osvetlenie majú vrstvu fosforu. A má nejakú dobu dosvitu (niekoľko milisekúnd), ktorá je pri pulznom napájaní s frekvenciou kilohertz úplne dostatočná. Okrem toho je v ovládačoch nainštalovaný filtračný kondenzátor.
• Milý [b]lllll, ahoj. Absolútne s tebou, absolútne. Súhlasíte, že fosfor je iba doplnkom samotnej LED, aby jej dodal potrebné vlastnosti.
• Dobrý deň. Pod slovom stroboskop s vysokou frekvenciou som myslel presne stroboskop. Ak vezmete žiaru obyčajnej žiarovky s maximálnym napätím 220V a minimom 0 a to s frekvenciou 50Hz - teplota vlákna pri 220V je 2200 stupňov, ale keď napätie klesne na 0 a stúpa opäť na 220 V, teplota vlákna neklesne na 0, ale klesne na 1500 - 1800 stupňov, čo vidíme „voľným okom“. Pokiaľ ide o LED diódy, ich princípom fungovania je stroboskop s vysokou rýchlosťou spínania, ktorý nie je viditeľný pre ľudské oko, ale to neznamená, že neovplyvňuje videnie. Čo sa týka prenosu dát gigabajty za sekundu - zvyčajne sa prenáša dátový prenos (morzeovka, blikajúce svetlo), chápem, že človek by dal (-), môžete byť hlúpi, ak sa podľa recenzií ľudí považujete za buďte rovnako múdri - sami sa rozhodnite, kde máte neustále horiacu žiarovku a kto z nás ju potrebuje rozsvietiť -.
• Napríklad 50 Hz. Sú to dve polovičné sínusové vlny a v skutočnosti blikajú pri 100 Hz. a amplitúdové napätie je asi 300 V. Kto ti to povedal? Alebo kde si toto čítal? Prečítajte si o princípe fungovania vo Wik, ale zdá sa, že téma je o napájaní LED. Bežný ovládač napája LED diódu neustále. PWM regulátory sa používajú iba v prípade, že potrebujete LACNO znížiť jas žiary. Dobrý ovládač môže opäť znížiť prúd do LED bez použitia PWM. PWM sa používa vo viacrežimových baterkách - a ak je vodič aspoň trochu primeraný, frekvencia PWM je od niekoľkých kHz. Úplne nepostrehnuteľné pri akomkoľvek použití. Áno, aj pre mňa, keď pevný disk prenáša dáta, „svetlo“ (LED) bliká, bliká tak rýchlo! Ona je tá, ktorá prenáša dáta!
• Nedotýkajte sa Vladimir666. Nerozumie, ako funguje LED. A očividne to nepochopí. Sám pre seba prišiel s nesprávnym vysvetlením a podsúva ho všetkým naľavo aj napravo.
• Všetko vyššie uvedené je presne naopak
• ctc655 Myslím, že som ti jasne vysvetlil, že neustále horiaca žiarovka nemôže prenášať informácie, ak sa svojimi [B]neprofesionálnymi činmi snažíš chrániť výrobcov LED pomocou svojej podpornej stopy
• Ďakujem Vladimir666. Môj názor na teba sa nezlepšil. žiaľ. Ešte v detstve, asi pred 38 rokmi, vyrobili svetelný telefón pomocou ŽIAROVKY. Bol napájaný jednosmerným prúdom. Fungovalo to. Sprostredkoval informácie. Iná vec je, akou rýchlosťou takpovediac. Ale vaša predstava o tom, ako LED funguje, je nezmysel. Buď to máte ako iskrisko alebo ako zábleskové svetlo. Mladí ľudia uctievajú a potom začnú hovoriť nezmysly. Ak je to ťažké pochopiť, netrápte sa. Za to sme dostali -1. Ide o posúdenie informatívnosti správy. Vaše správy nielenže nie sú informatívne, ale poskytujú aj mylnú predstavu o téme. Tam, kde nie sú také veľké nezmysly, nedávam nič.
• Pozrite si tému na tej istej stránke, aby bolo jasné prečo znova! http://www..php?p=199007#post199007 Diskusia: Osvetľovacie zariadenia na báze AC LED si nachádzajú svoje miesto a možno ho presiahnu. Tiež nemám 10 ani 30 rokov, ale bude užitočné na čítanie. Zvýšte znalosti navyše o high-tech zariadenie s p-n križovatkou. Zaujímalo by ma, ako ste pred 30 rokmi prenášali informácie so žiarovkou horiacou na jednosmerný prúd? Všetky osvetľovacie zariadenia, bez ohľadu na to - optočlen, optotyristor atď. všetky fungujú prerušením svetelného toku. Možno bol na to vytvorený patent?
• Zdôvodnite alebo potvrďte. Som „elektronický inžinier“ – nemusíte sa obmedzovať v terminológii. To, že budič (napájaný 220 V.) pracuje podľa obvodu AC (220 V.) - DC (300 V.) - AC PWM - DC (stabilný požadovaný prúd CC) - CC do LED nerobí PWM regulátor. (toto sa dá jednoducho nazvať aj usmerňovač napätia!) Spätná väzba PWM je jednoducho jedným zo spôsobov, ako udržať stabilný jas (prúd) LED. Jas však môžete nastaviť dvoma spôsobmi: v špecifikovanom reťazci v „AS PWM“, dodatočne zaviesť úpravu „fill“ (LED bude napájaná nastaviteľným stabilným prúdom) alebo regulovať PWM priamo [B] priemerný prúd za svetlo. V prvom prípade je napájaná stabilným prúdom (žiadne vlnenie!) V druhom prípade je LED napájaná „impulzmi“ a tie sú v princípe viditeľné. (nie nutne očami - v baterkách som sa stretol s frekvenciami 200 Hz aj 9 kHz.) Pomocou Morseovej abecedy - nejde o prenos informácií?
• Úprimne povedané, neviem, prečo potrebujem potvrdzovať známu pravdu. Možno, samozrejme, existujú nejaké nuansy vo vývoji nastaviteľných ovládačov (a mali by byť). Toto som ešte nerobil. Preto metódy regulácie, ktoré navrhujete, majú právo na život. Ale každý sa používa vlastným spôsobom. Ohľadom Morseovej abecedy. Áno, ide o prenos informácií, ale s prerušením svetelného toku. A ten svetelný telefón fungoval tak, že menil jas žiarovky bez zhasnutia. Pri absencii reči svetlo neustále svietilo. Diagram som nenašiel. Robili sme to v kruhu a ešte sme nemali vo zvyku kresliť diagramy. Tiež niektoré uzavreté optočleny, napríklad odpor, môžu pracovať bez prerušenia svetelného toku.
• Vážený [b]ctc655, ahoj. [B]Máš úplnú pravdu. Podobný spôsob prenosu zvuku sa v kinematografii používa dodnes. Pozdĺž okraja fólie vedie svetelná dráha, ktorá moduluje svetelný tok, ktorý sa premieňa na elektrický signál. Metóda existuje od vynálezu zvukového kina! Bol to on, kto zničil kohútiky.
• Na toto som akosi zabudol. Aj keď teraz to môže byť inak. Úprimne povedané, už dlho som sa o kino nezaujímal.
• Netvrdím, že bez zhasnutia svetiel môžu byť obvody rôzne, od bežnej logiky až po porovnávače 554CA..(3), stačí zapáliť žiarovku a potiahnuť “vlajku” pred žiarovkou, ale prenos signálu vždy fungoval zmenou „1“ a „0“.
• Na digitálnych zariadeniach - áno. Fungujú snímače úrovne osvetlenia aj pri zhasnutí žiarovky alebo slnka? Okrem toho je možné nastaviť úroveň osvetlenia. ...
• Predchadzajuca tema ci spor, ak si ju cital, bola o prenose dat "vraj s neustale horiacou ziarovkou" zo zdroja jednosmerneho prudu, teda baterky alebo stabilizovaneho zdroja. (Nechcem nastoľovať tému, kde končí striedavé napätie a začína stále napätie, keďže na túto tému je momentálne na internete veľa debát, počnúc samotnou batériou.....) Ako čo sa týka úrovne osvetlenia, hovoríš o pohybových senzoroch alebo o nočnom osvetlení okolo výkladov? Zdá sa, že v 1_x je svetlo v bežnom koncepte trochu v rozpore s témou, ale princíp je takmer rovnaký!

Ak preskočíte detaily a vysvetlenia, zobrazí sa obvod na nastavenie jasu LED diód v najjednoduchšej podobe. Toto ovládanie sa líši od metódy PWM, na ktorú sa pozrieme trochu neskôr.
Takže elementárny regulátor bude obsahovať iba štyri prvky:

• pohonná jednotka;
• stabilizátor;
• premenlivý odpor;
• priamo žiarovku.

Rezistor aj stabilizátor je možné zakúpiť v každom obchode s rádiom. Sú pripojené presne tak, ako je znázornené na obrázku. Rozdiely môžu spočívať v jednotlivých parametroch každého prvku a v spôsobe pripojenia stabilizátora a odporu (vodičmi alebo priamo spájkovaním).

Po zostavení takéhoto obvodu vlastnými rukami za pár minút sa môžete uistiť, že zmenou odporu, to znamená otáčaním gombíka odporu, upravíte jas lampy.

V názornom príklade sa batéria odoberá pri 12 voltoch, odpor je 1 kOhm a stabilizátor sa používa na najbežnejšom mikroobvode Lm317. Dobrá vec na obvode je, že nám pomáha urobiť prvé kroky v rádiovej elektronike. Toto je analógový spôsob ovládania jasu. Nie je však vhodný pre zariadenia vyžadujúce jemnejšie úpravy.

Potreba regulácie jasu

Teraz sa pozrime na otázku trochu podrobnejšie, zistime, prečo je potrebné nastavenie jasu a ako môžete inak ovládať jas LED.

• Najznámejší prípad, kedy je potrebný stmievač pre viacero LED, je v obytnom osvetlení. Sme zvyknutí ovládať jas svetla: večer ho zjemniť, pri práci ho zapnúť na plný výkon, zvýrazniť jednotlivé predmety a plochy miestnosti.
• Je tiež potrebné upraviť jas v zložitejších zariadeniach, ako sú televízory a monitory notebookov. Svetlomety a baterky do auta sa bez neho nezaobídu.
• Úprava jasu nám umožňuje šetriť elektrickú energiu, keď hovoríme o výkonných spotrebičoch.
• Keď poznáte pravidlá nastavenia, môžete vytvoriť automatické alebo diaľkové ovládanie svetla, čo je veľmi pohodlné.

V niektorých zariadeniach nie je možné jednoducho znížiť aktuálnu hodnotu zvýšením odporu, pretože to môže viesť k zmene bielej farby na zelenkastú. Okrem toho zvýšenie odporu vedie k nežiaducemu zvýšeniu tvorby tepla.

Východiskom zo zdanlivo ťažkej situácie bolo PWM riadenie (pulzne šírková modulácia). Prúd je privádzaný do LED v impulzoch. Okrem toho je jeho hodnota buď nulová alebo nominálna - najoptimálnejšia pre žiaru. Ukazuje sa, že LED sa pravidelne rozsvieti a potom zhasne. Čím dlhší je čas žiary, tým jasnejšie sa nám zdá, že lampa svieti. Čím kratší je čas svietenia, tým slabšie žiarovka svieti. Toto je princíp PWM.

Jasné LED a LED pásiky môžete ovládať priamo pomocou výkonných MOS tranzistorov alebo, ako sa im tiež hovorí, MOSFETov. Ak potrebujete ovládať jednu alebo dve LED žiarovky s nízkou spotrebou, potom sa ako kľúče používajú obyčajné bipolárne tranzistory alebo sa LED diódy pripájajú priamo k výstupom mikroobvodu.

Otáčaním gombíka reostatu R2 upravíme jas LED diód. Tu sú LED pásiky (3 ks), ktoré sú napojené na jeden zdroj energie.

Po znalosti teórie si môžete zostaviť obvod zariadenia PWM sami bez toho, aby ste sa uchýlili k hotovým stabilizátorom a stmievačom. Napríklad také, aké ponúkajú na internete.

NE555 je generátor impulzov, v ktorom sú všetky charakteristiky časovania stabilné. IRFZ44N je rovnako výkonný tranzistor schopný riadiť vysoké výkonové zaťaženie. Kondenzátory nastavujú frekvenciu impulzov a záťaž je pripojená k „výstupným“ svorkám.

Keďže LED má nízku zotrvačnosť, to znamená, že sa veľmi rýchlo rozsvieti a zhasne, je pre ňu optimálny spôsob ovládania PWM.

Stmievače pripravené na použitie

Regulátor, ktorý sa predáva pripravený pre LED lampy, sa nazýva stmievač. Frekvencia nimi vytvorených pulzov je dostatočne vysoká na to, aby sme nepociťovali blikanie. Vďaka PWM regulátoru je možné plynulé nastavenie umožňujúce dosiahnuť maximálny jas alebo stmievanie svietidla.

Inštaláciou takéhoto stmievača do steny ho môžete používať ako bežný vypínač. Pre výnimočné pohodlie je možné ovládanie jasu LED ovládať pomocou rádiového diaľkového ovládača.

Schopnosť lámp na báze LED meniť svoj jas otvára skvelé príležitosti na usporiadanie svetelných show a vytváranie krásneho pouličného osvetlenia. A stáva sa oveľa pohodlnejšie používať bežnú vreckovú baterku, ak môžete nastaviť intenzitu jej žiary.

LED diódy sa používajú takmer vo všetkých technológiách okolo nás. Je pravda, že niekedy je potrebné upraviť ich jas (napríklad v baterkách alebo monitoroch). Najjednoduchším východiskom v tejto situácii sa zdá byť zmena množstva prúdu prechádzajúceho cez LED. Ale to nie je pravda. LED je pomerne citlivý komponent. Neustála zmena množstva prúdu môže výrazne skrátiť jeho životnosť, či dokonca zlomiť. Je tiež potrebné vziať do úvahy, že nemôžete použiť obmedzovací odpor, pretože sa v ňom hromadí prebytočná energia. Pri používaní batérií je to neprijateľné. Ďalším problémom tohto prístupu je, že sa zmení farba svetla.

Sú dve možnosti:

• PWM regulácia
• Analógové

Tieto metódy riadia prúd pretekajúci cez LED, existujú však medzi nimi určité rozdiely.
Analógové ovládanie mení úroveň prúdu, ktorý prechádza cez LED diódy. A PWM reguluje frekvenciu dodávky prúdu.

PWM regulácia

Východiskom z tejto situácie môže byť použitie pulznej šírkovej modulácie (PWM). Pomocou tohto systému dostávajú LED diódy požadovaný prúd a jas sa nastavuje pomocou vysokofrekvenčného napájania. To znamená, že frekvencia periódy kŕmenia mení jas LED diód.
Nepochybnou výhodou PWM systému je zachovanie produktivity LED. Účinnosť bude asi 90%.

Typy PWM regulácie

• Dvojvodičový. Často sa používa v systémoch osvetlenia automobilov. Napájanie meniča musí mať obvod, ktorý generuje PWM signál na jednosmernom výstupe.
• Spúšťacie zariadenie. Na zabezpečenie periódy zapnutia/vypnutia prevodníka použite bočný komponent, ktorý poskytuje cestu pre výstupný prúd iný ako LED.

Parametre impulzu pre PWM

Frekvencia opakovania impulzov sa nemení, preto nie sú na ňu kladené žiadne požiadavky pri určovaní jasu svetla. V tomto prípade sa mení iba šírka alebo čas kladného impulzu.

Pulzná frekvencia

Aj keď sa vezme do úvahy skutočnosť, že neexistujú žiadne špeciálne sťažnosti týkajúce sa frekvencie, existujú limitné hodnoty. Sú určené citlivosťou ľudského oka na blikanie. Napríklad vo filme musia snímky blikať rýchlosťou 24 snímok za sekundu, aby ich naše oči vnímali ako jeden pohyblivý obraz.
Aby bolo blikajúce svetlo vnímané ako rovnomerné svetlo, frekvencia musí byť aspoň 200 Hz. Neexistujú žiadne obmedzenia pre horné indikátory, ale neexistuje žiadna nižšia.

Ako funguje PWM regulátor?

Na priame ovládanie LED diód sa používa tranzistorový kľúčový stupeň. Zvyčajne používajú tranzistory, ktoré dokážu akumulovať veľké množstvo energie.
To je potrebné pri použití LED pásikov alebo vysokovýkonných LED.
Pre malé množstvá alebo nízky výkon postačuje použitie bipolárnych tranzistorov. LED diódy môžete pripojiť aj priamo k mikroobvodom.

PWM generátory

V systéme PWM môže byť ako hlavný oscilátor použitý mikrokontrolér alebo obvod pozostávajúci z obvodov s nízkou integráciou.
Regulátor je možné vytvoriť aj z mikroobvodov, ktoré sú určené pre spínané zdroje, alebo logické čipy K561, alebo integrovaný časovač NE565.
Remeselníci na tieto účely dokonca používajú operačný zosilňovač. Na tento účel je na ňom namontovaný generátor, ktorý je možné nastaviť.
Jeden z najpoužívanejších obvodov je založený na časovači 555. Ide v podstate o bežný generátor štvorcových vĺn. Frekvencia je regulovaná kondenzátorom C1. na výstupe musí mať kondenzátor vysoké napätie (rovnako je to aj s pripojením na kladný zdroj). A nabíja sa, keď je na výstupe nízke napätie. Tento moment dáva vznik impulzom rôznej šírky.
Ďalším populárnym obvodom je PWM založený na čipe UC3843. v tomto prípade bol spínací obvod zmenený smerom k zjednodušeniu. Na riadenie šírky impulzu sa používa riadiace napätie s kladnou polaritou. V tomto prípade výstup vytvára požadovaný pulzný signál PWM.
Regulačné napätie pôsobí na výstup nasledovne: pri jeho znižovaní sa zväčšuje šírka.

Prečo PWM?

• Hlavnou výhodou tohto systému je jeho jednoduchosť. Vzory použitia sú veľmi jednoduché a ľahko implementovateľné.
• Riadiaci systém PWM poskytuje veľmi široký rozsah nastavenia jasu. Ak hovoríme o monitoroch, je možné použiť CCFL podsvietenie, no v tomto prípade je možné jas znížiť len na polovicu, keďže CCFL podsvietenie je veľmi náročné na množstvo prúdu a napätia.
• Pomocou PWM môžete udržiavať prúd na konštantnej úrovni, čo znamená, že LED diódy sa nepoškodia a teplota farieb sa nezmení.

Nevýhody použitia PWM

• V priebehu času môže byť blikanie obrazu celkom zreteľné, najmä pri nízkom jase alebo pri pohybe očí.
• Pri konštantnom jasnom svetle (napríklad slnečnom svetle) môže byť obraz rozmazaný.