Pulse Width Modulated LED Torch: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Pulswydte modulasie (PWM) kan gebruik word om die krag, spoed of helderheid van baie toestelle te verander. Met LED's kan PWM gebruik word om hulle te dim of helderder te maak. Ek sal hulle 'n klein handfakkel gebruik. 'N LED kan gedemp word deur dit vinnig 'n paar keer per sekonde aan en uit te skakel. Deur die markruimteverhouding te verander, word die helderheid gevarieer. 'N Eenvoudige implementering van 'n PWM -stelsel is 'n horlosie wat 'n LED en 'n beskermende weerstand op die grond voed. die ossillasie. Om dit te toets, kan u 'n seingenerator gebruik om 'n vierkantgolf te verskaf, soos hieronder, of 'n stroombaan skep om dit vir u te doen.

Stap 1: Ontspannings ossillator

Hierdie stroombaan lewer 'n vierkantgolf met 'n werksiklus van 50%. Twee 10K -resistors wat gekoppel is aan die +-ingang van die op -amp bied 'n verwysingspanning, en R1 en C1, gekoppel aan die -ingang, skep 'n tydskonstante wat die frekwensie beheer, f = 1/{2ln (3) RC}. Die kapasitor C1 laai en ontlaai deur die weerstand R1, en die tyd wat hierdie siklus moet neem, is die tydperk van die golfvorm.

Stap 2: Ontspannings ossillator

Deur die frekwensie in stap 1 te definieer, kan R1 vervang word met 'n potensiometer, RP, met 'n waarde van 2R1, en twee diodes. Met hierdie verandering kan die werksiklus verander, terwyl 'n konstante frekwensie gehandhaaf word. Vir die algemene PWM van LED's is absolute frekwensie nie nodig nie. As daar 'n vereiste vir presisie is, moet die potensiometer wat gekies word so na as maar nie meer as 2R1 wees nie, en 'n kompensasieweerstand gelyk aan R1-RP/2. 'n Alternatiewe oplossing is om twee weerstande in serie met die twee diodes te gebruik, om 'n vaste en vooraf gedefinieerde dienssiklus te gee.

Stap 3: Ontspanning Ossillator -uitvoer

Die kloksein kan óf direk aan 'n enkele LED gekoppel word, maar dit sal nie toelaat dat die LED deur 'n eksterne logiese bron beheer word nie. Dit kan in plaas daarvan makliker wees om hierdie uitset na die basis van 'n transistor te voer, en dan die transistor te gebruik om die LED aan en uit te skakel. dit is af, dit lewer steeds 2v. Dit moet verminder word tot onder 0.7v om nie die transistor aan te skakel nie, anders bly die LED konstant aan en kook.

Stap 4: Verhoog die helderheid

Die ander nuttige toepassing van PWM met 'n LED is dat die LED 'n groter as normale stroom kan laat deurgaan, wat dit helderder maak. Normaalweg sal hierdie stroom die LED vernietig, maar aangesien die LED slegs 'n fraksie van die tyd aan is, is die gemiddelde krag wat deur die LED gelei word, binne toleransie. Die limiet van hierdie stroom word gedefinieer op die vervaardiger se gegewensblad vir die LED as die voorwaartse polsstroom. Daar is ook gereeld besonderhede oor die minimum polswydte en werksiklusse. Deur 'n wit LED as voorbeeld te gebruik, word die volgende spesifikasies gegee as: Voorwaartse stroom = 30mA Pulse voorwaartse stroom = 150mAPulse breedte = <10ms Duty Cycle = <1: 10 Deur die inligting oor die pulswydte en dienssiklus te gebruik, kan die ontspannings ossillator herbereken word met T = 2ln (2) RCA Aangesien 'n 10nF -kondensator gebruik word, en met TON = 10ms, en TOFF = 1ms, kan die volgende berekeninge gemaak word en dan die stroombaan -diagram geteken word.

Stap 5: Toename in krag

Die ander vereiste om die helderheid te verhoog, is om die stroom wat deur die LED vloei, te verhoog. Dit is relatief eenvoudig. Gestel van 'n 5v logiese toevoer na die LED, en uit die datablad is die standaard spanning van die LED 3,6v. Die beskermingsweerstand kan bereken word deur die LED -spanning van die voedingspanning af te trek en dit dan deur die stroom te deel. R = (VS - VLED) / (iMAX) R = (5 - 3.6) / 0.15R = 1.4 / 0.15R = 9.3 = 10RI Dit is egter waarskynlik dat die LED -toevoerbron moontlik nie 'n voldoende stroom van 100mA kan lewer nie, selfs al is dit vir 'n baie kort tyd. Dit kan nodig wees om die LED deur die transistor te dryf, moontlik beheer deur 'n ander transistor in serie wat ook die stroom kan dra. In hierdie kring moet die voedingsspanning van die op-amp gebruik word, aangesien die 5v logiese toevoer ook sal wees klein. Daar is 'n 0.7v -daling oor beide transistors en 3.6v oor die LED, in totaal 5v, en daar bly niks oor vir 'n beskermingsweerstand nie. Vir die fakkel kan die bedieningspaneel egter oor die kragtoevoer van die kring geplaas word. VR = 9 - (3.6 + 0.7) VR = 4.7vR = 4.7 / 0.15R = 31 = 33R

Stap 6: Finale kring

Hieronder is die finale stroombaan diagram. As dit geïmplementeer word, sal 'n skakelaar op die kragtoevoer geplaas word, en nog vyf LED-weerstandspare sal parallel met die bestaande paar geplaas word.

Stap 7: Toetsbaan

Dit is 'n enkele LED -weergawe van die stroombaan. Nie besonder netjies nie, maar dit is 'n prototipe en volg die stroombaan -diagram vanaf stap 7. U kan ook sien dat slegs 24mA geteken word in vergelyking met die 30mA as die LED normaal gekoppel is. Uit die derde beeld wat twee LED's bevat, blyk dit dat beide LED's dieselfde helderheid het. Maar baie vinnig, die direkte LED word vinnig warm, en dit gee goeie rede vir PWM.

Stap 8: Voltooide fakkel

Dit is 'n uitdaging om die kring na veroboard oor te plaas, veral om die ontspannings ossillator te kondenseer sodat dit in die kas pas. Die belangrikste ding om te kyk is dat geen drade gekruis is of los genoeg is om oor te steek nie. Die byvoeging van nog 5 LED's, 'n skakelaar in serie met 'n batteryaansluiting en dit dan in 'n kissie plaas, is meer eenvoudig. Deur die kragtoevoer aan die batterykonnector te koppel, was die gemiddelde stroomlesing ongeveer 85mA. Dit is aansienlik kleiner as 180mA (6*30mA) wat 'n direkte aandrywingstelsel sou vereis. as spesifiek die produksie daarvan. As 'n algemene gids moet u egter die kring toets en dit op die broodbord laat werk, en dan die komponente na die verobord oordra, begin met die kleiner komponente. As u bekwaam en vinnig kan soldeer, kan u 'n chip veilig aan boord soldeer, anders moet u 'n chiphouer gebruik.