Сызыктуу жарыктык ийри сызыгы бар дискреттүү аналогдук LED фадер: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Жарык диоддун өчүшү/караңгыланышынын схемаларынын көпчүлүгү микроконтроллердин PWM өндүрүшүн колдонгон санариптик схемалар. Светодиоддун жарыктыгы PWM сигналынын иштөө циклин өзгөртүү аркылуу башкарылат. Көп өтпөй сиз жумуш циклин сызыктуу өзгөрткөндө, LED жарыгы сызыктуу өзгөрбөй турганын билесиз. Жарыктык логарифмдик ийри сызык менен жүрөт, башкача айтканда, интенсивдүүлүк 0дөн жумуш циклин 70% га чейин көбөйтүү менен тез өзгөрөт жана 70% дан 100% га чейин дейли. туруктуу ток булагын колдонууда жана учурдагы сызыктуу фе жогорулатууда көрүнөт туруктуу ток менен конденсаторду кубаттоо менен.

Бул көрсөтмөдө мен сизге адамдын көзүнө сызыктуу көрүнгөн жарыктыгын өзгөрткөн аналогдук LED фейдерин кантип жасоону көрсөтүүгө аракет кылам. Бул жакшы сызыктуу өчүрүү эффектине алып келет.

1 -кадам: Райондун артындагы теория

Сүрөттө, LEDдин жаркыроо сезиминин Вебер-Фехнер мыйзамынан улам логарифмдик ийри бар экенин көрө аласыз, башка көздөр сыяктуу эле, адамдын көзүнүн логарифмдик ийри бар экенин айтышат. LED жаңы эле "өткөрө" баштаганда, кабыл алынган жарыктык токтун көбөйүшү менен тез көбөйөт. Бирок бир жолу "өткөргөндө", кабыл алынган жарыктык акырындык менен жогорулайт. Ошентип, биз LED аркылуу экспоненциалдуу өзгөрүүчү токту (сүрөттү караңыз) жөнөтүшүбүз керек, ошондуктан адамдын көзү (логарифмдик кабылдоо менен) жарыктын өзгөрүүсүн сызыктуу деп кабылдайт.

Мунун 2 жолу бар:

• Жабык цикл ыкмасы
• Ачык цикл ыкмасы

Жабык цикл ыкмасы:

LDR (кадмий сульфид) клеткасынын өзгөчөлүктөрүн жакшылап карап жатканда, LDR каршылыгы логарифмдик масштабда түз сызык катары тартылганын көрөсүз. Ошентип, LDR каршылыгы жарыктын күчү менен логарифмдик өзгөрөт. Мындан тышкары, LDRдин логарифмдик каршылык ийри сызыгы адамдын көзүнүн логарифмикалык жаркыроо сезимине дал келгендей. Мына ошондуктан LDR бир жарыкты кабылдоону сызыкташтырууга кемчиликсиз талапкер болуп саналат. Демек, LDRди логарифмдик кабылдоонун ордун толтуруу үчүн, адамдын көзү жагымдуу сызыктуу жарыктыктын вариациясына ыраазы болот. LDR диапазону жана LED жарыктыгын көзөмөлдөө үчүн, ошондуктан LDR ийри сызыгына ылайык келет. Ошентип, биз адамдын көзүнө сызыктуу көрүнгөн экспоненциалдуу жаркыроону алабыз.

Ачык цикл ыкмасы:

Биз LDRди колдонууну каалабаганыбызда жана фадердин жарыктыгынын сызыктуу өзгөрүшүн каалаганыбызда, биз адамдын көзүнүн логарифмдик жарыктыгын кабыл алуу үчүн LEDди экспоненциалдуу түрдө өткөрүшүбүз керек. Ошентип, бизге экспоненциалдуу өзгөрүүчү токту пайда кылуучу схема керек. Бул OPAMPтин жардамы менен жасалышы мүмкүн, бирок мен ыңгайлаштырылган ток күзгүсүн колдонгон жөнөкөй схеманы таптым, аны "учурдагы квадратор" деп да аташат, анткени генерациялоочу ток квадрат ийри (жарым экспоненциалдык) боюнча жүрөт. жабык укурук жана ачык цикл ыкма менен өчүп бараткан LEDди алуу. башкача айтканда, бир LED карама -каршы ийри сызык менен кирип, өчөт.

2 -кадам: Схема1 - Үч бурчтуу толкун формасынын генератору

Биздин LED фадерибиз үчүн бизге чыңалуучу сызыктуу өсүүчү жана азайуучу чыңалуу булагы керек. Биз ошондой эле жекече мезгилдин өчүшүн жана өчүшүн каалайбыз. Бул максатта биз эски аттардын 2 OPAMPsин колдонуу менен курулган симметриялуу үч бурчтуу толкун генераторун колдонобуз: LM324. U1A оң пикирлерди колдонуп schmitt триггери катары конфигурацияланган. жана U1B интегратор катары конфигурацияланган. Үч бурчтуу толкун формасынын жыштыгы C1, P1 жана R6 тарабынан аныкталат. LM324 жетиштүү токту жеткире албагандыктан, Q1 жана Q2ден турган буфер кошулат. Бул буфер LED схемасына жетиштүү токту айдаш керек болгон учурдагы кирешени камсыз кылат. U1B тегерегиндеги кайтарым байланыш цикли буфердин өндүрүшүнөн алынат, анын ордуна OPAMPтин өндүрүшүнөн. анткени OPAMPs сыйымдуу жүктөрдү жактырбайт (мисалы, C1). R8 туруктуулуктун себептеринен улам OPAMP өндүрүшүнө кошулат, анткени эмитенттин жолдоочулары буферде колдонулат (Q1, Q2), ошондой эле төмөн импеданс чыгаруусунан айдалганда термелүүлөрдү пайда кылышы мүмкүн. Q1 жана Q2 тарабынан түзүлгөн буфердин чыгышындагы чыңалуу.

3 -кадам: Schematic2 - Жабык Loop LED Fader Circuit

Светодиоддун жарыктыгын линиялаштыруу үчүн, LDR жабык цикл тартибинде кайтарым байланыш элементи катары колдонулат. Жарык интенсивдүүлүгүнө каршы LDR каршылыгы логарифмдик болгондуктан, бул ишти аткарууга ылайыктуу талапкер болуп саналат. Q1 жана Q2 үч бурчтуу толкун формасындагы генератордун чыгыш чыңалуусун R1 аркылуу токко айландыруучу ток күзгүсүн түзөт. "Учурдагы күзгү Q1 аркылуу ток Q2ге чагылдырылган, ошондуктан ошол эле үч бурчтук ток Q2. D1 аркылуу агат, анткени үч бурчтуу толкун формасындагы генератордун чыгышы толугу менен нөлгө түшпөйт, анткени мен темир жолдон темир жолго эмес, Үч бурчтуу толкун формасындагы генератордун оңой жеткиликтүү жалпы максаты OPAMP. Светодиод Q2ге туташкан, бирок Q3, экинчи агымдын күзгүсүнүн бир бөлүгү. Q3 жана Q4 учурдагы булак күзгүсүн түзөт. (Кара: Учурдагы күзгүлөр) LDR бул учурдагы булактын күзгүсүнүн "таяныч бутуна" салынат, андыктан LDRдин каршылыгы бул күзгү жараткан токту аныктайт. LDRге көбүрөөк жарык түшсө, анын каршылыгы төмөн болот жана Q4 аркылуу токтун агымы жогору болот. Q4 аркылуу ток Q2 менен туташкан Q3кө чагылдырылган. Эми биз чыңалуу менен эмес, ток менен ойлонушубуз керек. Q2 үч бурчтуу токту I1 жана Q3 булактарын I2 токту чөктүрөт, бул түздөн -түз LDRге түшүүчү жана логарифмдик ийри сызыктын нурунун өлчөмүнө байланыштуу. I3 - бул LED аркылуу агым жана I1 сызыктуу үч бурчтуу токтун натыйжасы, ал экспоненциалдуу ток болгон LDR учурдагы I2 минусунун натыйжасы. Экспоненциалдык ток LED аркылуу айдалгандыктан, кабыл алынган жарыктык сызыктуу түрдө өзгөрөт, бул LED аркылуу сызыктуу токту иштетүүдөн алда канча жакшы өчүрүү/күңүрт эффектке ээ.), бул LED аркылуу токту билдирет.

4 -кадам: Schematic3 - Учурдагы квадратты колдонуу менен Open Loop LED Fader Circuit

LED/LDR айкалыштары стандарттык компоненттер болбогондуктан, мен ачык цикл конфигурациясындагы LED аркылуу экспоненциалдык же квадраттык токту чыгаруунун башка жолдорун издедим. Натыйжада, бул кадамда көрсөтүлгөн ачык цикл схемасы. Q1 жана Q2 учурдагы чөгүүчү күзгүгө негизделген учурдагы квадраттык схеманы түзөт. R1 алгач P1дин жардамы менен бөлүнгөн үч бурчтуу чыгуу чыңалуусун Q1 аркылуу агып турган токко айландырат. Бирок Q1 эмитенти жерге резистор аркылуу эмес, 2 диод аркылуу туташкан. 2 диод Q1 аркылуу токко квадраттык таасирин тийгизет. Бул ток Q2ге чагылдырылган, ошондуктан I2де квадраттын ийри сызыгы бар. Q3 жана Q4 туруктуу агымдын чөгүүчү булагын түзөт. LED бул туруктуу ток булагына, бирок Q1 жана Q2 учурдагы чөгүүчү күзгүгө туташкан. Ошентип, LED аркылуу ток I1 туруктуу токтун натыйжасы болуп саналат I2, бул жарым экспоненциалдык ток I2. Бул экспоненциалдык ток LED аркылуу жарыктын жарыгынын жакшы сызыктуу өчүшүнө алып келет. P1 кыркылышы керек, ошондо светодиод өчүп баратат. Осциллографтын сүрөтү R2 (= 180E) үстүндөгү чыңалууну көрсөтөт, бул I2 туруктуу агымынан алынып салынат.

5 -кадам: Schematic4 - Эки схеманы бириктирүү менен LED фадеринин алмашуусу

Ачык цикл схемасындагы LED току жабык контурдагы LED токуна салыштырмалуу тескери болгондуктан, биз эки схеманы бириктирип, бир LED өчүп, экинчиси өчүп, тескерисинче өзгөрүп турган LED фадерди түзө алабыз.

6 -кадам: Районду куруу

• Мен схеманы нан тактасында гана курам, андыктан менде схема үчүн ПХБ макети жок
• Жогорку эффективдүү светодиоддорду колдонуңуз, анткени бул эски светодиоддорго караганда ошол эле токтун интенсивдүүлүгүнө ээ
• LDR/LED айкалышын жасоо үчүн, LDRди (сүрөттү караңыз) жана LEDди кичирейген түтүккө караңыз (сүрөттү караңыз).
• Район +9Vдан +12Vга чейин чыңалуу үчүн иштелип чыккан.