Pishtari LED i moduluar me gjerësi pulsi: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:33

Modulimi i gjerësisë së pulsit (PWM) mund të përdoret për të ndryshuar fuqinë, shpejtësinë ose shkëlqimin e shumë pajisjeve. Me LED, PWM mund të përdoret për t'i zbehur ato ose për t'i bërë ato më të ndritshme. Unë do t'i përdor ato për të bërë një pishtar të vogël dore. Një LED mund të zbehet duke e ndezur dhe fikur shpejt, disa herë në sekondë. Duke ndryshuar raportin e hapësirës së shënuar, shkëlqimi është i ndryshëm. Një zbatim i thjeshtë i një sistemi PWM do të ishte një orë që ushqen një LED dhe rezistencë mbrojtëse në tokë. Ora duhet të lëkundet në mënyrë ideale në një frekuencë prej 50Hz për të siguruar që ju nuk do të shihni lëkundja. Për ta provuar këtë, ose mund të përdorni një gjenerator sinjali për të siguruar një valë katrore, si më poshtë, ose të krijoni një qark për ta bërë atë për ju.

Hapi 1: Oshilator relaksimi

Ky qark do të prodhojë një valë katrore me një cikël pune prej 50%. Dy rezistorë 10K të lidhur me hyrjen +e op -amp sigurojnë një tension referimi, dhe R1 dhe C1, të lidhur me hyrjen, krijojnë një konstante kohore e cila kontrollon frekuencën, f = 1/{2ln (3) RC}. Kondensatori C1 ngarkohet dhe shkarkohet përmes rezistencës R1, dhe koha e marrë që ky cikël të ndodhë është periudha e formës së valës.

Hapi 2: Oshilator i relaksimit

Duke përcaktuar frekuencën në hapin 1, R1 mund të zëvendësohet me një potenciometër, RP, me një vlerë 2R1, dhe dy dioda. Ky ndryshim do të lejojë që cikli i punës të ndryshojë, duke ruajtur një frekuencë konstante. Për qëllimet e PWM të përgjithshme të LED -ve, nuk ka nevojë për saktësi absolute me frekuencën. Nëse ka një kërkesë për saktësi, atëherë potenciometri i zgjedhur duhet të jetë sa më afër, por jo më shumë se 2R1, dhe një rezistencë kompensimi e barabartë me R1-RP/2. Një zgjidhje alternative është përdorimi i dy rezistencave në seri me dy diodat, për të dhënë një cikël detyre fiks dhe të paracaktuar.

Hapi 3: Dalja e oshilatorit të relaksimit

Sinjali i orës ose mund të lidhet drejtpërdrejt me një LED të vetëm, por kjo nuk do të lejojë që LED të kontrollohet nga një burim logjik i jashtëm. Në vend të kësaj mund të jetë më e lehtë për të ushqyer këtë dalje në bazën e një tranzistori, dhe më pas përdorni transistorin për të ndezur dhe fikur LED. Ndarësi i mundshëm në hyrjen e tranzistorit është të zvogëlojë prodhimin e oshilatorit të relaksimit, pasi në është jashtë gjendjes, do të dalë akoma 2v. Kjo duhet të ulet nën 0.7v në mënyrë që të mos ndizet tranzistori, përndryshe LED do të mbetet vazhdimisht i ndezur dhe do të gatuhet.

Hapi 4: Rritja e shkëlqimit

Aplikimi tjetër i dobishëm i PWM me një LED është që LED mund të ketë një rrymë më të madhe se normale të kaluar përmes saj duke e bërë atë më të ndritshme. Normalisht kjo rrymë do të shkatërronte LED, por meqenëse LED është ndezur vetëm për një pjesë të vogël të kohës, fuqia mesatare e vendosur përmes LED është brenda tolerancës. Kufiri i kësaj rryme përcaktohet në fletën e të dhënave të prodhuesit për LED, të identifikuar si rryma e pulsit përpara. Gjithashtu ka shpesh detaje në lidhje me gjerësinë minimale të pulsit dhe ciklet e punës. Duke përdorur një LED të bardhë si shembull, specifikimet e mëposhtme jepen si: Rryma e Përparme = 30mAPulse Forward Forca = 150mApulse Gjerësia = <10msCikli i Detyrës = <1: 10 Duke përdorur gjerësinë e impulsit dhe informacionin e ciklit të punës, oshilatori i relaksit mund të rillogaritet me T = 2ln (2) RC Duke supozuar se përdoret një kondensator 10nF, dhe duke dashur TON = 10ms, dhe TOFF = 1ms, llogaritjet e mëposhtme mund të bëhen, dhe më pas të vizatohet diagrami i qarkut.

Hapi 5: Rritja e fuqisë

Kërkesa tjetër për të rritur shkëlqimin është rritja e rrymës që rrjedh përmes LED. Kjo është relativisht e drejtë përpara. Duke supozuar një furnizim logjik 5v në LED, dhe nga fleta e të dhënave tensioni standard i LED është 3.6v. Rezistenca e mbrojtjes mund të llogaritet duke zbritur tensionin LED nga voltazhi i furnizimit, dhe pastaj duke e ndarë atë me rrymën. R = (VS - VLED) / (iMAX) R = (5 - 3.6) / 0.15R = 1.4 / 0.15R = 9.3 = 10RIt megjithatë ka të ngjarë që burimi i furnizimit me LED të mos jetë në gjendje të sigurojë një rrymë të mjaftueshme prej 100mA, edhe nëse është për një kohë shumë të shkurtër. Mund të jetë e nevojshme të ndizni LED përmes transistorit, ndoshta të kontrolluar nga një tranzistor tjetër në seri gjithashtu i aftë për të mbajtur rrymën. Në këtë qark, duhet të përdoret tensioni i furnizimit të op-amp, pasi furnizimi logjik 5v do të jetë gjithashtu i vogel. Ka një rënie prej 0.7v mbi të dy transistorët, dhe 3.6v mbi LED, gjithsej 5v, dhe nuk lë asgjë për një rezistencë mbrojtëse. Sidoqoftë, për pishtarin, kontrolli mund të vendoset mbi furnizimin me energji për qarkun. VR = 9 - (3.6 + 0.7) VR = 4.7vR = 4.7 / 0.15R = 31 = 33R

Hapi 6: Qarku Final

Më poshtë është diagrami i qarkut përfundimtar. Kur zbatohet, një ndërprerës do të vendoset në furnizimin me energji elektrike, dhe pesë çifte të tjera LED-rezistencë do të vendosen paralelisht me çiftin ekzistues.

Hapi 7: Qarku i Provës

Ky është një version i vetëm LED i qarkut. Jo veçanërisht i rregullt, por është një prototip, dhe ndjek diagramin e qarkut nga hapi 7. Ju gjithashtu mund të shihni nga furnizimi me energji që vetëm 24mA po tërhiqet, krahasuar me 30mA nëse LED ishte i lidhur normalisht. Nga imazhi i tretë që përmban dy LED, duket se të dy LED janë me të njëjtën shkëlqim. Sidoqoftë shumë shpejt, LED i drejtuar drejtpërdrejt nxehet shpejt duke i dhënë arsye të mirë PWM.

Hapi 8: Pishtari i përfunduar

Transferimi i qarkut në veroboard është sfidues, veçanërisht kondensimi i oshilatorit të relaksimit në mënyrë që të përshtatet në kasë. Gjëja kryesore për të kontrolluar është që asnjë tela të mos kalohet, ose të jetë mjaft e lirshme për t’u kaluar. Shtimi i 5 LED-ve të tjera, një ndërprerës në seri me një lidhës baterie dhe pastaj vendosja e tyre në një kasë është më e drejtpërdrejtë. Duke lidhur furnizimin me energji elektrike në lidhësin e baterisë për të testuar qarkun, leximi mesatar aktual ishte afërsisht 85mA. Kjo është dukshëm më e vogël se 180mA (6*30mA) që do të kërkonte një sistem i drejtpërdrejtë i vozitjes. Unë nuk kam hyrë në detaje të mëdha me transferimin e qarkut nga pllaka e bukës, në veroboard, pasi unë kam synuar të përqëndrohem në teorinë që qëndron pas këtij projekti, më tepër sesa konkretisht është prodhimi. Sidoqoftë, si një udhëzues i përgjithshëm, ju duhet të testoni qarkun dhe ta bëni atë të punojë në tryezën e bukës, pastaj transferoni përbërësit në veroboard, duke filluar me përbërësit më të vegjël. Nëse jeni kompetent dhe i shpejtë në saldim, mund të jeni në gjendje të lidhni me siguri një çip direkt në bord, përndryshe duhet të përdorni një mbajtës çipi.