Il·luminació del senyal LED (brillantor activada): 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquest instructiu he documentat com construir un rètol LED amb un sensor de foscor / llum i un circuit dimmer PWM incorporat.

Em vaig avorrir durant el Nadal i vaig soldar junts un projecte ràpid inspirat en la introducció del vídeo d'introducció a YouTube per a "GreatScott!". Em va semblar posar el meu propi nom en llums, però vaig pensar que soldar més de 150 LED en paral·lel no era tan difícil, així que vaig pensar que el faria una mica més interessant.

Els meus senyals LED tenen un circuit de detecció de llum / foscor que s’encén a la nit i s’apaga durant el dia. Més tard també vaig afegir un circuit PWM per ajustar la brillantor del LED (els LED que tenia a la paperera no van acabar sent súper brillants: -S). La major part d’aquesta compilació prové de coses que ja tenia en lloc d’obtenir coses noves per estalviar diners, així que abans de preguntar-vos per què utilitzava el component X en lloc de Y … ara ja sabeu:-)

Pas 1: Conceptes de circuits

Hi ha moltes maneres diferents de construir circuits clars / foscos, els mètodes més comuns utilitzen un dels circuits següents (els tres utilitzen una LDR o una resistència que depèn de la llum de la seva entrada):

• Un temporitzador 555 amb un transistor al pin 3
• Un LDR com a part d’un divisor de tensió que activa un transistor NPN
• Un comparador de tensió (op-amp / comparador IC)

Com que tenia molts op-amplis i comparadors variats al compartiment de peces, vaig decidir utilitzar un LM311. El comparador simplement compara les tensions d’entrada de les seves entrades. La sortida és alta quan les entrades són iguals / majors i baixa quan una entrada és inferior a l’altra. En el meu cas, quan la tensió LDR és superior a la tensió de referència establerta pel potenciòmetre, la sortida s’eleva, activant un petit relé que activa els LED controlats per la brillantor. Es col·loca un condensador al circuit per evitar un canvi ràpid del relé quan la tensió d'entrada oscil·la per sobre i per sota de la tensió de referència. Aquí es podria utilitzar un MOSFET, però de nou em quedaven un munt de relés petits per fer-los servir, de manera que en vaig fer servir un.

Per al circuit PWM, he utilitzat el temporitzador 555 clàssic per variar la tensió dels LED (vegeu l’esquema adjunt).

Nota: a l'esquema PWM, Rload és la matriu LED que voleu controlar, a l'esquema de brillantor, Rload és tècnicament el circuit PWM en aquest cas, però podeu canviar la càrrega directament si ho desitgeu.

Pas 2: creeu un circuit de prova

A partir dels esquemes, vaig construir circuits de prova en dues taules de proves separades i vaig provar inicialment amb un sol LED. El costat dret és el detector de llum i foscor, i el costat esquerre és el circuit PWM. El circuit del detector de brillantor activa / desactiva tot el circuit i el circuit PWM ajusta la tensió de subministrament a la matriu LED.

La meva intenció era apagar un carregador de telèfon mòbil de 5V i 1A mitjançant un connector de micro USB. El circuit era propens a canviar ràpidament a prop del seu punt de commutació (sobretot al capvespre quan els nivells de llum tenen una brillantor intermèdia), de manera que vaig col·locar un condensador de 2200 uF innecessàriament gran a través del transistor per mantenir la tensió de commutació durant els baixos de tensió. Depenent de la quantitat de corrent, els embornals de càrrega determinaran la seva resistència efectiva i, per tant, formen part d'una xarxa RC amb el condensador. La quantitat de temps que el condensador manté la tensió de càrrega es pot trobar utilitzant la fórmula de la constant de temps t = R x C. Haureu de poder calcular un valor adequat mitjançant aquesta fórmula. En realitat, heu de mantenir els components d’emmagatzematge d’energia, com ara condensadors, el més baix possible per minimitzar el consum d’energia innecessari.

He utilitzat Loch-Master per espaiar un nom al qual volia soldar els meus LED de 5 mm. M'agrada fer servir un tauler longitudinal de pas de 2,54 mm (també conegut com veroboard). Tots els LED es solden en paral·lel (això no és una bona pràctica, si és possible, heu de limitar el corrent a cada LED individual amb una resistència independent).

Pas 3: Muntatge

El següent pas implica una quantitat innecessària de cola calenta. És perfecte per a persones mandreres com jo que només volen unir-se ràpidament.

Una vegada que havia dibuixat el nom amb Loch-master, vaig soldar tots els LED en paral·lel. Tant els circuits PWM com els de brillantor es van soldar en una sola peça de tauler de tires. El LDR es va separar del circuit principal en cables derivats de manera que el sensor es pogués enganxar en un forat a la part frontal del bisell. Tot seguit, es van muntar en una peça de PVC aïllant, que després es va enganxar a la part posterior de la matriu LED.

Sabent les dimensions de la matriu LED de Loch-Master, vaig fabricar un bisell de PVC negre per envoltar la matriu LED i que quedés bonica. Vaig fer una plantilla per adaptar-la a una pàgina A4 perquè es pogués imprimir en paper i col·locar-la sobre un tauler negre de 5 mm. Després vaig gravar la plantilla amb cinta adhesiva i vaig retallar amb cura el centre i les vores amb un ganivet artesanal. També en vaig fer un de coincident sense el retall al mig de la part posterior. Aleshores es va oferir el sistema envoltant fins a la matriu LED i es va enganxar simplement. Ambdós circuits es van enganxar a la part posterior del tauler de llums LED (observeu que s’han separat amb una mica de PVC).

Finalment, es va afegir un panell posterior mitjançant cargols M3 inserits des de la part frontal i separadors negres (separadors) fixats en ells. Això va permetre que el tauler posterior fos roscat a la part superior i mantingut al seu lloc per sis femelles i arandeles M3.

Pas 4: gaudiu

Espero que us hagi agradat aquest esporàdic projecte de cap de setmana. Hi ha molt marge de millora en això, ja que va ser una mica divertit, però espero que us hagi inspirat a fer el vostre. Podeu utilitzar només el circuit PWM i variar la brillantor dels LED segons els nivells de llum en funció de l'hora del dia.

Els principis del circuit es poden utilitzar per a altres coses interessants com els termòstats (canviar el LDR amb un termistor) o els controls de velocitat variable del motor amb el circuit PWM.