Управление яркостью и чередованием свечения светодиодных лент

Снимок87

Даная схема предназначена для управления яркостью свечения двух светодиодных лент, то есть их плавному поочередному возгоранию и затуханию. Устройство не содержит микропроцессоров, которые требуют программирования и построено на широко распространенных радиоэлементах, таких как интегральный таймер и операционный усилитель в режиме компаратора.

Благодаря своей простоте, она может быть смонтирована даже начинающими радиолюбителями. Устройство может применяться для подсветки витрин и рекламных вывесок, в сувенирных лавках, а также для изготовления различных игрушек. Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рис. 1.

Управление яркостью и чередование свечения светодиодных лент

Рис.1

Схема содержит пару генераторов линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) DA2 и DA3, построенных на таймерах NE555 (КР1006ВИ1). Генератор линейно изменяющегося треугольного напряжения DA2 имеет низкую частоту в пределах 0,35 – 0,7 Гц. При этом отклонение от скважности 2 составляет менее 1%. Генератор линейно изменяющегося пилообразного напряжения DA3 имеет частоту 400 Гц.

Выход № 3 таймера DA2 и DA3 остается незадействованным. Исходящий сигнал каждого генератора снимается непосредственно с времязадающего конденсатора С5 и С7 соответственно для ГЛИН DA2 и DA3. Исходящие сигналы поступают на входы компараторов DA4.1 и DA4.2, выполненных на базе сдвоенного операционного усилителя широкого применения LM358. При этом, если неинвертирующий вход компаратора DA4.1 подсоединен к выходу ГЛИН DA2, а инвертирующий — к выходу ГЛИН DA3, тогда входы компаратора DA4.2 нужно подключить наоборот.

Выходы компараторов DA4.1 и DA4.2 подсоединены к затворам полевых транзисторов VT1 и VT2. Транзисторы работают в ключевом режиме. Их стоки загружены полосками светодиодов. Стабильное питающее напряжение управляющей части схемы обеспечивает интегральный стабилизатор DA1, хотя его применение не является обязательным.



Стабилизатор целесообразно применять, если основное питание имеет значительные помехи и вызывает сбои в работе устройства. (Например, такие помехи не редкость в бортовой сети автомобиля). Светодиодные ленты следует запитывать напрямую от источника питания, то есть в обход стабилизатора.

Компараторы DA4.1 и DA4.2 сравнивают между собой исходящие напряжения генераторов DA2 и DA3. Также компараторы формируют на своих выводах широтно-модулированные импульсы. Их скважность пропорциональна уровню исходящего напряжения ГЛИН DA2. На рис. 2 изображены эпюры напряжений на контактах компаратора DA4.1. На выходе компаратора DA4.2 сигнал будет противоположным относительно нижней эпюры.

Снимок85

Рис. 2

Регулировка частоты работы ГЛИН DA2 осуществляется с помощью подстроечного резистора R2. При необходимости изменения частоты в более широких пределах, следует пропорционально изменить емкость конденсатора С5. Точное значение частоты в 400 Гц для ГЛИН DA3 также не особо важно. Возможный диапазон частот здесь варьируется от 100 до 600 Гц.

Теперь о некоторых возможных конструктивных изменениях в схеме.

  • 1. Полевые транзисторы можно заменить мощными биполярными. Для этого следует увеличить сопротивление резисторов R5 и R8 от 0,47 до 1,0 кОм.
  • 2. Вместо двух таймеров NE555 можно использовать один сдвоенный NE556. При этом никаких изменений в схеме проводить не нужно. Единственное что изменится — это нумерация выходов.
  • 3. При питании светодиодов от понижающего трансформатора на 12 В, выпрямленное и отфильтрованное напряжение перед стабилизатором DA1 (его использование здесь является обязательным) будет составлять 15 В. Это приведет к существенному сокращению срока службы светодиодных лент.

Чтобы этого не произошло можно воспользоваться дополнительным стабилизатором в цепи питания светодиодов, или же воспользоваться управляемыми стабилизаторами тока вместо ключевых транзисторов VT1 и VT2. Схема управляемого стабилизатора тока на биполярных транзисторах изображена на рис.3 А, и на полевых транзисторах – на рис. 3 Б.

Такое же решение применяется в случае, если вместо светодиодных лент со встроенными токоограничительными транзисторами, необходимо управлять отдельными мощными светодиодами. Вход схемы подключается непосредственно к выходам компараторов, вместо резисторов R5 и R8.

Управление яркостью и чередование свечения светодиодных лент

Рис. 3

Стабилизатор тока построен на базе регулирующего транзистора VT4 (VT6). При наличии управляющего напряжения на входе, напряжение базы (затвора) задается таким, чтобы на резисторе R5 эмиттера (резисторе R8 стока) падение напряжения составляло 0,7 Вольт. В результате приоткроется дополнительный транзистор VT3 (VT5). Между его эмиттером и коллектором будет поддерживаться напряжение, которое обеспечит нужный уровень приоткрытая транзистора VT4 (VT6). Номинал резистора R5 (R8) определяется по закону Ома (R=U/I), где U – напряжение на резисторе R5 (R8) 0,7 В, а I – необходимый ток.

Теперь остается правильно настроить схему.

1. Монтируем затворный (базовый) резистор и ключевой транзистор. К его стоку (коллектору) подключаем светодиодную ленту и подаем напряжение. Свободный выход резистора поочередно перемыкаем на шину питания и на общий минус. Лента должна мигать.

2. Монтируем компаратор. На один из его выходов подключаем среднюю точку моста из резисторов равных номиналов от 1 до 100 кОм. Мост подключаем между общей шиной и питанием. Таким образом, на вход компаратора подается половина напряжения питания. К другому выходу компаратора также подключаем временный резистор номиналом 1-10 кОм и соединяем его свободный выход с общей шиной либо с питанием. Лента также должна мигать.

3. Монтируем таймер DA2, резисторы R1, R2, R3, конденсаторы С5 и С6. Демонтируем временный резистор из п. 2. Мост из резисторов не трогаем! Подаем питание. Светодиодная лента должна ЯРКО мигать с заданной частотой ГЛИН DA2.

4. Монтируем таймер DA3 и его обвязку из резистора R4 и конденсаторов С7 и С8. Демонтируем временный мост из резисторов, подаем напряжение и любуемся результатом работы, а именно плавным изменением яркости свечения светодиодной ленты с заданной частотой работы ГЛИН DA2

Если по какой-то причине на определенном этапе работы описанный результат не наблюдается, нужно еще раз внимательно осмотреть схему, проверить правильность монтажа элементов и наличие контактов. Помните, что косяков радиоэлектронике бывает только два: это отсутствие контакта там, где он должен быть и наличие контакта там, где его быть не должно.

Автор; Falconist Источник

Рассказать друзьям:




Написать комментарий