Регулировка яркости светодиодов в автомобиле

Принципиальная схема

Схема выполнена на микросхеме D1 типа 74АС14, которая содержит шесть инверторов — триггеров Шмитта

На трех из них сделан мультивибратор, с буферным каскадом и регулировкой скважности импульсов с помощью резистора R1

На транзисторе VТ1 выполнен транзисторный ключ, через который ток поступает на светодиодную ленту.

Микросхема D1 питается напряжением 5V через параметрический стабилизатор на резисторе R2 и стабилитроне VD3.

В схеме на рис.1 остаются «лишние» еще три логических элемента микросхемы D1. Это позволяет сделать еще один регулятор, чтобы регулировать им яркость свечения еще одной светодиодной ленты.

Рис. 1. Принципиальная схема первого варианта регулятора яркости светодиодной ленты.

Что актуально для случая, когда в системе освещения используются две ленты с разной «температурой света» или с разным расположением в пространстве.

Сборка и настройка

Собирается все достаточно просто. Контактные площадки нарисованы под ручную пайку. Стоит начинать сборку самой платы с установки всех компонентов на стороне платы без подстроечных резисторов, а затем на обратной стороне. Клемму проще устанавливать в последнюю очередь. Номинал R6 подбирается в соответствии с номинальным напряжением вашего двигателя

В этом устройстве важно контролировать положение ключа на микросхемах и полярность диодов. Все остальные компоненты не полярные

Между платой и двигателем над установить проставку, чтобы плата не касалась двигателя. Сама плата надевается прямо на ламели двигателя. Несколько раз проверьте полярность подключения двигателя, чтобы он крутился в правую сторону, а затем припаяйте контакты.

Контакты для подачи напряжения, на вход платы подписаны «GND» и «+36V». Минус источника входного напряжения подключается к контакту «GND», а плюс к «+36V». Напряжение источника питания должно совпадать с номинальным напряжением двигателя.

Настройка регулятора очень проста:

1. Установить резистором RV2 порог срабатывания регулятора на максимум
2. Установить резистором RV1 оптимальные обороты двигателя в режиме холостого хода
3. Установить резистором RV2 такой порог срабатывания, чтобы при появлении малейшей нагрузки, увеличивалось напряжение на двигателе

ЦВЕТОМУЗЫКА

В этой статье мы поговорим о цветомузыке. Наверное, у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, в своё время возникало желание собрать цветомузыку. Что это такое, думаю, известно всем — говоря проще, это создание визуальных эффектов, изменяющихся в такт музыке.

Та часть цветомузыки, которая излучает свет, может быть выполнена на мощных лампах, например в концертной установке, в случае если цветомузыка нужна для домашних дискотек, её можно сделать на обычных лампах накаливания 220 вольт, а если цветомузыка планируется, например, как моддинг компьютера, для повседневного использования, её можно выполнить на светодиодах.

Светодиодная лента для ЦМУ

В последнее время, с появлением в продаже светодиодных лент, находят все большее применение цветомузыкальные приставки с использованием таких led-лент. В любом случае, для сборки Цвето Музыкальных Установок (ЦМУ сокращенно) требуется источник сигнала, в роли его может выступать микрофон с собранными несколькими каскадами усилителя.

Простейшие фонари

Так как фонарики бывают разные, то имеет смысл начать с самого простого – с батарейкой и лампой накаливания, а также рассмотреть его возможные неисправности. Схема подобного прибора элементарна.

Схема простейшего фонарика

По сути, в нем нет ничего, кроме батарейки, кнопки включения и лампочки. А потому и проблем с ним особых не бывает. Вот несколько возможных мелких неприятностей, которые могут повлечь за собой отказ такого фонаря:

• Окисление любого из контактов. Это могут быть контакты выключателя, лампочки или батареи. Нужно просто почистить эти элементы схемы, и приборчик снова заработает.
• Сгорание лампы накаливания – тут все просто, замена светового элемента решит эту проблему.
• Полный разряд батареек – замена элементов питания на новые (либо зарядка, если они аккумуляторные).
• Отсутствие контакта или перелом провода. Если фонарик уже не новый, в таком случае есть смысл поменять все провода. Сделать это совершенно не сложно.

Простая трёхканальная схема

Чтобы получить цветомузыку, лишенную всех перечисленных выше недостатков, стоит использовать специальный трехканальный преобразователь звука. Питается такая схема постоянным напряжением 9 В и в состоянии эффективно засветить по одному или два светодиода в каждом канале. Среди основных конструкционных элементов, которыми характеризуется такая цветомузыкальная схема, можно отметить:

• три независимых усилительных каскада, которые собираются на транзисторах категории КТ315 (КТ3102);
• в нагрузку транзисторов включены светодиоды разного цвета;
• для элемента предварительного усиления может быть использован сетевой небольшой трансформатор понижающего характера.

Входящий сигнал подается на вторичную обмотку трансформатора, который в свою очередь выполняет две основные функции – развязывает на гальваническом уровне два устройства, а также усиливает звук с основного линейного выхода. После этого сигнал поступает на три параллельно расположенных и включенных фильтра, собранные на базе RC-цепей. Они работают на индивидуальной частотной полосе, которая прямо зависит от номинала конденсатора и резистора.

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.

Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Аппаратное прерывание

И тут я понял, в чём дело: Ардуино не успевает обрабатывать показания датчиков Холла! Поэтому необходимо было использовать пины Ардуино с аппаратным прерыванием. Так как у Ардуино УНО таких пинов всего два, а под датчики нужно три пина, надо взять Ардуино Леонардо или Искра Нео, где таких пинов — четыре штуки.

Переписав программу под прерывания и подключив Искру Нео вместо УНО, я повторил испытания.

//Пины ключей Н-мостов const int TAH = 8; //T — транзистор, А — фаза (синяя), Н — верхний ключ полумоста const int TAL = 9; //T — транзистор, А — фаза (синяя), L — нижний ключ полумоста const int TBH = 10; //T — транзистор, B — фаза (зелёная), H — верхний ключ полумоста const int TBL = 11; //T — транзистор, B — фаза (зелёная), L — нижний ключ полумоста const int TCH = 12; //T — транзистор, C — фаза (жёлтая), H — верхний ключ полумоста const int TCL = 13; //T — транзистор, C — фаза (жёлтая), L — нижний ключ полумоста //———————————————————————————————— //датчики холла int HallA = 3; //пин 1 (с прерыванием) int HallB = 1; //пин 2 (с прерыванием) int HallC = 0; //пин 3 (с прерыванием) //———————————————————————————————— volatile boolean vala; volatile boolean valb; volatile boolean valc; //———————————————————————————————— void setup() { //Установка пинов ключей на выход pinMode(TAH, OUTPUT); pinMode(TAL, OUTPUT); pinMode(TBH, OUTPUT); pinMode(TBL, OUTPUT); pinMode(TCH, OUTPUT); pinMode(TCL, OUTPUT); //Считывание датчиков Холла vala = digitalRead(HallA); valb = digitalRead(HallB); valc = digitalRead(HallC); //Аппаратное прерывание на пинах датчиков Холла attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallA), changeA, CHANGE); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallB), changeB, CHANGE); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallC), changeC, CHANGE); //LOW вызывает прерывание, когда на порту LOW //CHANGE прерывание вызывается при смене значения на порту с LOW на HIGH, и наоборот //RISING прерывание вызывается только при смене значения на порту с LOW на HIGH //FALLING прерывание вызывается только при смене значения на порту с HIGH на LOW } void Fases() { digitalWrite(TAH, (vala && !valb) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TAL, (valb && !vala) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TBH, (valb && !valc) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TBL, (valc && !valb) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TCH, (valc && !vala) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TCL, (vala && !valc) ? HIGH : LOW); void changeA() { vala = digitalRead(HallA); Fases(); } void changeB() { valb = digitalRead(HallB); Fases(); } void changeC() { valc = digitalRead(HallC); Fases(); } void loop() { }

Колесо наконец-то заработало чётко, без вибраций, шумов, отлично стало набирать обороты без рассинхронизации. Прототип оказался жизнеспособным. Но это ещё не полноценный контроллер, поскольку в нём не было обвязки с защитами и обеспечением качественного ШИМ-сигнала.

Все за и против покупки

Диммируемые светодиодные лампочки имеют ряд преимуществ:

• экономия электроэнергии. Сами по себе светодиоды являются энергоэффективным источником освещения, а в сочетании с диммером позволяют сэкономить еще больше;
• возможность регулирования уровня освещенности в зависимости от настоящей потребности. Если решили почитать, то свет можно сделать ярче, если отдохнуть и расслабиться – слабее;
• диммирование помогает снизить мерцание ламп;
• зонирование помещения;
• дополнительный комфорт в спальне. Чтобы избежать резкого раздражающего включения света на полную мощность после сна, удобно лишь немного осветить комнату при помощи диммера;
• вместе с датчиком движения можно создать иллюзию присутствия людей в доме, что является своеобразной сигнализацией.

Негативные стороны использования диммируемого светодиодного светильника:

высокая стоимость;
необходимость тщательного выбора LED-ламп и диммера. Устройства должны быть совместимы, для чего на упаковке лампочки должна быть соответствующая надпись

Далее нужно обратить внимание на пределы уровня диммирования, учесть перепады напряжения в сети и т.п.;
создает радиопомехи, если находятся вблизи электроприборов;
иногда – шум и треск при работе;
уменьшенный диапазон регулировки яркости, который составляет от 20-30 % до 100 %.

Ремонт диммера своими руками: подробная инструкция

На сегодняшний день светорегулятор используют многие. Диммер может достаточно часто выходить из строя. Чаще всего это происходит в том случае, когда в доме не установлены защитные устройства. Устройства считаются чувствительными к перепадам напряжения. Если возникают повышенные нагрузки, тогда устройство может просто сломаться.

В этой статье вы найдете основные причины, которые могут повлиять на работоспособность устройства. Также вы найдете подробную информацию о том, как выполнить качественный ремонт диммера своими руками.

Основные поломки диммера

Если у вас не работает диммер, тогда сейчас мы вам расскажем что могло на это повлиять.

Чаще всего диммер перестает работать в результате перегорания лампочки в люстре. Дело в том, что после перегорания может возникнуть небольшое короткое замыкание. В результате замыкания в светорегуляторе может перегореть один из основных элементов – симистор. Если не заменить это устройства, тогда нарушается вся схема и диммер работать не будет.

Второй причиной может стать то, что ваше устройство может не включаться или выключаться. Суть заключается в том, что устройство может работать только с энергосберегающими лампами. Если вы желаете подключить его люминесцентной или светодиодной лампе, тогда необходимо покупать специальные диммеры. Также если вы уже решили купить светодиодную лампу, тогда необходимо приобретать только диммируемые светодиодные лампы. Для того чтобы избежать поломок неободимо правильно провести подключение диммера.

Как видите, ремонт диммера может потребоваться не всегда. Иногда причиной поломки могут выступить не те лампы.

Еще к одной причине поломки можно отнести то, что мощность светорегулятора была подобрана неправильно. При покупке диммера вам необходимо помнить о том, что его мощность должна превышать на 30 – 50% мощность светильника.  Если ваша мощность будет больше, тогда устройство просто не сможет регулировать яркость. Иногда причиной также может стать повреждение проводки от люстры к диммеру.

Ремонт диммера

Ремонт диммера можно выполнить и самостоятельно. Сейчас вашему вниманию мы предоставим причины поломки и возможные пути их устранения.

Устройство не включает свет. Для устранения этой поломки вам необходимо открыть его крышку и просмотреть предохранитель. При частых перепадах напряжения он может просто перегореть. Заменить предохранитель в диммере достаточно просто. Часто лучшие производители в комплекте предоставляют готовый предохранитель.

Диммер не регулирует яркость освещения. Этот ремонт диммера считается более сложным. Причиной поломки может стать симистор, который перегорает в процессе короткого замыкания. Этот элемент схемы при необходимости можно заменить и самостоятельно. Для его ремонта может потребоваться паяльник и дрель с тоненьким сверлом. Для того чтобы припаять новый вам предварительно необходимо будет снять радиатор, который крепится заклепкой. Одноклавишный выключатель не выполнит эту функцию.

Если в своем доме вы используете светорегулятор с обычными лампочками, тогда необходимо их как можно быстрее поменять.

Если не работает диммер и простой выключатель, тогда вся проблема в проводке. Ее необходимо еще раз проверить и устранить неполадки.

Как видите, ремонт диммера – это несложный процесс и выполнить его можно самостоятельно.

Рекомендуем вашему вниманию: импульсное реле.

Описание

Созданию микросхемы NE555, реализованному в 1970 году специалистами компании Signetics (США), предшествовали теоретические разработки Ганса Камензинда, который сумел доказать важность, не имевшего на тот момент времени аналогов, изобретения. Таймер NE555 явился первой и единственной «таймерной» микросхемой, доступной рядовым потребителям, которая позволяла собирать миниатюрные и недорогие устройства за счет плотной компановки элементов в кристалле микросхемы

Основные параметры ИМС серии 555

Микросхема NE 555 состоит из пяти функциональных узлов:

• делителя напряжения;
• двух прецизионных компараторов;
• триггера;
• транзистора с открытым коллектором на выходе

РИСУНОК 1

Устройство микросхемы NE 555

Параметры работы микросхемы во многом определяются качеством сборки аналогов. Для таймера NE 555 диапазон рабочих температур составляет: 0° — 70° С, а для SE 555 он шире: от -55°С до +125°С.

Существенное влияние на точность работы схемы NE555оказывает вариант исполнения: гражданский или «военный». У последнего выше точность и продолжительнее ресурс работы. Корпус выполнен из керамики или металла.

Питание микросхем

Рекомендуемый интервал питания микросхем 555 и их аналогов лежит в интервале 4,5 V  — 16V. Для микросхемы с индексом SE может достигать 18V.

Потребляемый ток в норме составляет 2-5 мА, при пиковых значениях: 10-15 мА.

Выходной ток у китайских аналогов и отечественной микросхемы КР1006ВИ1 составляет не более 100 мА. У оригинальных импортных микросхем NE/SE 555 он около 200 мА.

Преимущества и недостатки микросхемы

У микросхемы 555 «таймерного» типа существует множество преимуществ. Именно поэтому она популярна столь долгое время.

Внутренний делитель задает верхний и нижний порог срабатывания для двух встроенных компараторов. Это одновременно является достоинством, та как не требуется вводить дополнительные элементы, одновременно это и недостаток: пороговым напряжением микросхемы нельзя управлять.

Кроме этого в процессе эксплуатации выявился и еще один недостаток: при каждом переключении возникает паразитный сквозной ток, достигающий в пиковых значениях силы в 400 мА. За счет этого увеличиваются тепловые потери. Микросхема нагревается.

Как избавиться от недостатков

Решение проблемы давно найдено. Оно заключается в установке между проводом вывода управления и общим проводом полярного конденсатора небольшой емкости (до 0,1 мкФ). Этот конденсатор стабилизирует работу микросхемы при запуске.

Помехоустойчивость работы микросхемы достигается установкой в цепь питания неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ. Вариации микросхемы NE 555, собранные на КМОП-транзисторах, не несут в себе указанных недостатков. Для их стабильной работы нет необходимости устанавливать внешние конденсаторы.

СХЕМА ШИМ РЕГУЛЯТОРА

   Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается не изменением питающего напряжения, как это делалось раньше, а подачей на электромотор импульсов тока, разной длительности. Для этих целей и служат, ставшие в последнее время очень популярными — ШИМ (широтно-импульсно модулируемые) регуляторы. Схема универсальная — она же и регулятор оборотов мотора, и яркости ламп, и силы тока в зарядном устройстве.

Схема ШИМ регулятора

   Указанная схема отлично работает, печатная плата прилагается. 

   Без переделки схемы напряжение можно поднимать до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки. 

   Можно собрать ШИМ регулятор и по такой электрической схеме, с обычным биполярным транзистором:

   А при необходимости, вместо составного транзистора КТ827 поставить полевой IRFZ44N, с резистором R1 — 47к. Полевик без радиатора, при нагрузке до 7 ампер, не греется. 

Работа ШИМ регулятора

   Таймер на микросхеме NE555 следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THR. Как только оно достигнет максимума — открывается внутренний транзистор. Который замыкает вывод DIS на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем станет равно нулю — система перекинется в противоположное состояние — на выходе 1, транзистор закрыт. Конденсатор начинает снова заряжаться и все повторяется вновь. 

   Заряд конденсатора С1 идет по пути: «R2->верхнее плечо R1 ->D2«, а разряд по пути: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS. Когда вращаем переменный резистор R1, у нас меняются соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что, соответственно, меняет отношение длины импульса к паузе. Частота задается в основном конденсатором С1 и еще немного зависит от величины сопротивления R1

Меняя отношение сопротивлений заряда/разряда — меняем скважность. Резистор R3 обеспечивает подтяжку выхода к высокому уровню — так так там выход с открытым коллектором

Который не способен самостоятельно выставить высокий уровень. 

Рекомендации по сборке и настройке

   Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно. 

   Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать. Чтобы не свистел — подбирайте С1, свист часто идет от него. В общем область применения очень широкая, особенно перспективным будет её использование в качестве регулятора яркости мощных светодиодных ламп, LED лент и прожекторов, но про это в следующий раз. Статья написана при поддержке ear, ur5rnp, stalker68.

   Форум по широтно-импульсным регуляторам

   Обсудить статью СХЕМА ШИМ РЕГУЛЯТОРА

Особенности конструкции светодиодной лампы GX53

• Рассеиватель полусферической формы. Чаще всего он изготавливается из прозрачного пластика или поликарбоната. Благодаря ему лампа при падении не разбивается и сохраняет герметичность. Нагрев минимален в отличие от нитевидных ламп.
• Светодиодные чипы. Могут устанавливаться как по одному, так и по несколько. Число варьируется в зависимости от модели, мощности и конструкции светильника. Также устанавливают светодиодные матрицы, которые отвечают за все основные характеристики светового прибора. В них диоды взаимосвязаны. В случае отказа одного диода вся матрица выходит из строя.
• Печатная плата отвечает за отвод тепла на радиатор. Это создаёт подходящую температуру для нормального функционирования чипов. Изготавливается из сплава алюминия.
• Радиатор охлаждает печатную плату, отводя от неё тепловую энергию. Изготавливается также из алюминия с отдельными пластинами, которые увеличивают площадь отвода тепла.
• Конденсатор отвечает за устранение пульсации напряжения. Благодаря нему у этих светильников отсутствует мерцание и мигание.
• Драйвер является одним из ключевых элементов светового прибора. Он сглаживает и стабилизирует входное напряжение электросети. Также преобразовывает переменный ток в постоянный. Подавляющее большинство LED оснащены встроенными драйверами.
• Основание плотно прилегает к самому цоколю, обеспечивая защиту от попадания пыли и грязи, а корпус – от электропробоев. Изготавливается из полимеров.
• Цоколь GX53 светодиодного светильника в основном производится из АБС-пластика (ударопрочная техническая смола).
• На корпусе расположена проточка для удержания лампы на месте.

Схема светодиодного диммера на основе микросхемы таймера 555

Напряжение 12 В постоянного тока подается на вывод VCC для обеспечения рабочего напряжения таймера 555. Контакт сброса также напрямую подключен к 12 В, как показано на принципиальной схеме. Для сброса микросхемы, в случае ошибки во время работы цепи, подключите контакт RESET к GND на секунду, а затем снова подключите его к 12В.

Контакт 5 или контакт управления напряжением в этом приложении не используются. Следовательно, развязывающий конденсатор 0,01 мкФ подключен между контактом 5 и заземлением.

Триггерный контакт (вывод 2) и пороговый контакт (вывод 6) закорочены, и здесь подключен вывод потенциометра POT. Кроме того, конденсатор 0,1 мкФ подключен между выводом 6 (или выводом 2) и заземлением. Одна клемма POT подключена к аноду диода (предпочтительно 1N4148), а другая клемма POT подключена к катоду другого диода. Другие концы обоих этих диодов подключены к разрядному контакту, то есть к выводу 7. Кроме того, резистор 1 кОм подключен между контактом 7 и VCC. Вывод OUT подключен к светодиодной панели через транзистор.

Простой ШИМ регулятор 0-100% для светодиодного светильника на 555 таймере, или модернизация торшера

Для ШИМа я решил взять (в первый раз в своей жизни) универсальную микросхему — NE555. В интернете было найдено достаточно много схем ШИМа, и после сборки одной из них я получил крутилку яркости от 5% до 95%, что не подходило для данной конструкции и методом проб и ошибок, а так-же эмуляции всего этого безумия в Протеусе я достиг результата! Пришлось использовать таймер немножко «наоборот» — выход таймера используется для заряда/разряда конденсатора, а вывод разряда конденсатора использовать как выход.

Схема ШИМа 0-100%

Переменный резистор — самое критичное место схемы! Для плавной регулировки необходимо использовать резистор с Логарифмической зависимостью на сопротивление 10k — 100k (можно и другие, но частоту придется подобрать конденсатором).

Во время экспериментов были мысли о использовании вместо таймера контроллера — оцифровывать напряжение с переменника, и выдавать соответствующее заполнение ШИМа, но нас «попустило»)

Небольшой фото отчет с будущей электроникой торшера:

Вся электроника

Светодиоды

ШИМ

Файлы для Proteus — вот (Осторожно! Схема отличается, но это сделано для обеспечения возможности работы в эмуляторе, в реальных условиях схема из статьи — работает)

Основные выводы

Измерить интенсивность свечения светодиода в домашних условиях невозможно. Этот показатель редко указывается в маркировке, для правильного выбора необходимо знать его зависимость от размеров кристалла, потока света и угла излучения.

Возможность менять яркость (использовать диммирование) широко используется в быту для экономии электроэнергии и устройства специальных систем освещения. Интенсивность свечения можно уменьшить при просмотре телевизионных программ, во время отдыха, для ночного освещения детских комнат. Удобство использования повышает возможность управления диммированием при помощи пульта управления или автоматически (с учетом движения и времени).

Источник