Płynny zapłon i tłumienie diod LED, schemat. Płynny zapłon diod LED. Powolny zapłon i tłumienie diod LED to najprostszy obwód

W niektórych przypadkach do płynnego włączania i wyłączania wymagane są lampy LED lub wskaźniki. Oczywiście dioda LED włącza się natychmiast przy normalnym zasilaniu (w przeciwieństwie do lamp żarowych), co w tym przypadku wymaga zastosowania małego obwodu sterującego. Nie jest to skomplikowane i w najprostszej formie składa się z zaledwie kilkunastu elementów radiowych, na czele z parą tranzystorów.

Zbiór schematów obwodów

Najpierw są schematy znane z Internetu, a potem kilka osobiście zebranych i doskonale działających. Pierwszy obwód jest najprostszy - po włączeniu zasilania dioda stopniowo zwiększa jasność (tranzystor otwiera się podczas ładowania kondensatora):

Zrobiłem taki schemat płynnego włączania i wyłączania diod LED, wymagany prąd przez diodę wybiera rezystor R7. A jeśli podłączysz ten wyłącznik zamiast przycisku, sam obwód zapali się i zgaśnie, tylko za pomocą rezystora R3 musisz ustawić żądany odstęp czasu.

Oto jeszcze dwa schematy płynnego zapłonu i tłumienia, które również osobiście przylutowałem:

Wszystkie te projekty nie są związane z siecią (od 220 V), ale ze zwykłymi wskaźnikami LED niskiego napięcia. Przemysłowe lampy LED z nieznanymi sterownikami, najczęściej pracują nieprzewidywalnie w różnych płynnych sterownikach (albo mrugają, albo i tak włączają się nagle). Musisz więc kontrolować nie sterowniki, ale bezpośrednio diody LED. Schematy dostarczone przez senya70.

Oprócz funkcji czysto dekoracyjnej, np. oświetlenia wnętrza samochodu, zastosowanie miękkiego startu, czy zapłonu, ma w przypadku diod LED fundamentalne znaczenie praktyczne - znaczne wydłużenie żywotności. Dlatego zastanowimy się, jak zrobić urządzenie do rozwiązania takiego problemu własnymi rękami, czy warto to zrobić samodzielnie, czy lepiej kupić gotowe, co jest do tego potrzebne, a także jaki obwód dostępne są opcje do produkcji amatorskiej.

Pierwszym pytaniem, które pojawia się, gdy konieczne jest włączenie modułu do płynnego zapłonu diod LED w obwodzie, jest to, czy zrobić to sam, czy kupić. Oczywiście łatwiej jest kupić gotowy blok o podanych parametrach. Jednak ta metoda rozwiązania problemu ma jedną poważną wadę - cenę. Przy samodzielnym wykonaniu koszt takiego urządzenia zmniejszy się kilkakrotnie. Ponadto proces montażu nie zajmie dużo czasu. Ponadto istnieją sprawdzone opcje urządzenia - pozostaje jedynie zdobyć niezbędne komponenty i sprzęt oraz prawidłowo je podłączyć, zgodnie z instrukcją.

Notatka! Oświetlenie LED jest szeroko stosowane w samochodach. Mogą to być na przykład światła do jazdy dziennej i oświetlenie wnętrza. Zastosowanie miękkiego zapłonu do lamp LED pozwala w pierwszym przypadku znacznie wydłużyć żywotność optyki, a w drugim przypadku zapobiec oślepieniu kierowcy i pasażerów nagłym włączeniem żarówki w kabinie, co sprawia, że ​​system oświetlenia jest bardziej komfortowy wizualnie.

Czego potrzebujesz

Do prawidłowego montażu modułu miękkiego zapłonu do diod LED potrzebny będzie zestaw następujących narzędzi i materiałów:

1. Stacja lutownicza i komplet materiałów eksploatacyjnych (lutownica, topnik itp.).
2. Fragment arkusza tekstolitu do wykonania planszy.
3. Obudowa na elementy obudowy.
4. Niezbędne elementy półprzewodnikowe - tranzystory, rezystory, kondensatory, diody, kryształki lodu.

Jednak przed przystąpieniem do niezależnej produkcji modułu miękkiego startu / tłumienia dla diod LED należy zapoznać się z zasadą jego działania.

Na obrazku przedstawiono schemat najprostszego modelu urządzenia:

Zawiera trzy elementy robocze:

1. Rezystor (R).
2. Moduł kondensatora (C).
3. dioda LED (HL).

Obwód rezystor-kondensator oparty na zasadzie opóźnienia RC w rzeczywistości kontroluje parametry zapłonu. Zatem im większa wartość rezystancji i pojemności, tym dłuższy okres lub tym płynniej włącza się element lodowy i odwrotnie.

Rekomendacje! W tej chwili opracowano ogromną liczbę obwodów bloków miękkiego zapłonu dla diod LED 12 V. Wszystkie różnią się charakterystycznym zestawem plusów i minusów, poziomem złożoności i jakością. Nie ma sensu samodzielnie produkować urządzeń z rozbudowanymi płytkami na drogich podzespołach. Najłatwiej jest zrobić moduł na pojedynczym tranzystorze z małą opaską, wystarczającą do powolnego włączania i wyłączania żarówki lodowej.

Schematy płynnego włączania i wyłączania diod LED

Istnieją dwie popularne i samodzielnie wykonane opcje schematów miękkiego zapłonu diod LED:

1. Najprostszy.
2. Z funkcją ustawienia okresu początkowego.

Przeczytaj także Dynamiczne podświetlenie monitora: charakterystyka, schemat, ustawienia

Zastanów się, z jakich elementów się składają, jaki jest algorytm ich działania i główne cechy.

Prosty schemat płynnego wyłączania diod LED

Tylko na pierwszy rzut oka przedstawiony poniżej schemat płynnego zapłonu może wydawać się uproszczony. W rzeczywistości jest bardzo niezawodny, niedrogi i ma wiele zalet.

Opiera się na następujących elementach:

1. IRF540 to tranzystor polowy (VT1).
2. Kondensator pojemnościowy 220 mF, napięcie znamionowe 16 woltów (C1).
3. Łańcuch rezystorów dla 12, 22 i 40 kiloomów (R1, R2, R3).
4. Kryształ LED.

Urządzenie pracuje na zasilaniu 12 V DC według następującej zasady:

1. Kiedy obwód zostanie zasilony, prąd zaczyna płynąć przez blok R2.
2. Z tego powodu element C1 jest stopniowo ładowany (zwiększa się pojemność znamionowa), co z kolei przyczynia się do powolnego otwierania modułu VT.
3. Rosnący potencjał na pinie 1 (bramka pola) powoduje przepływ prądu przez R1, co przyczynia się do stopniowego otwierania pinu 2 (dren VT).
4. W rezultacie prąd przepływa do źródła jednostki polowej i do obciążenia, zapewniając płynny zapłon diody LED.

Proces wygaszenia elementu lodowego przebiega według odwrotnej zasady – po odłączeniu zasilania (otwarciu „kontroli plus”). W tym przypadku moduł kondensatora, stopniowo rozładowując się, przenosi potencjał pojemności na bloki R1 i R2. Szybkość procesu jest regulowana wartością elementu R3.

Głównym elementem układu miękkiego zapłonu diod LED jest tranzystor MOSFET IRF540 typu n-kanałowego (opcjonalnie można zastosować rosyjski model KP540).

Pozostałe elementy są związane z wiązaniem i mają znaczenie drugorzędne. Dlatego warto byłoby podać tutaj jego główne parametry:

1. Prąd drenu mieści się w granicach 23A.
2. Wartość polaryzacji wynosi n.
3. Napięcie znamionowe dren-źródło wynosi 100 V.

Ważny! Ze względu na to, że prędkość zapłonu i tłumienie diody LED zależy całkowicie od wartości rezystancji R3, można wybrać wymaganą wartość, aby ustawić określony czas miękkiego startu i wyłączyć żarówkę lodową. W tym przypadku zasada wyboru jest prosta - im wyższy opór, tym dłuższy zapłon i odwrotnie.

Ulepszona wersja z możliwością ustawienia czasu

Często zachodzi potrzeba zmiany okresu płynnego zapłonu diod LED. Omówiony powyżej schemat nie daje takiej możliwości. Dlatego należy wprowadzić do niego jeszcze dwa elementy półprzewodnikowe - R4 i R5. Za ich pomocą można ustawić parametry rezystancji i tym samym kontrolować prędkość zapłonu diod.

W Internecie istnieje wiele schematów płynnego zapłonu i tłumienia diod LED zasilanych napięciem 12 V, które możesz wykonać samodzielnie. Wszystkie mają swoje zalety i wady, różnią się poziomem złożoności i jakością obwodu elektronicznego. Z reguły w większości przypadków nie ma sensu budować nieporęcznych desek z drogich części. Aby kryształ LED płynnie zyskiwał jasność w momencie włączenia, a także płynnie gaśnie w momencie wyłączenia, wystarczy jeden tranzystor MOS z małym opasaniem.

Schemat i zasada jego działania

Rozważmy jedną z najprostszych opcji płynnego włączania i wyłączania diod LED sterowanych przewodem dodatnim. Oprócz prostoty wykonania, ten najprostszy obwód ma wysoką niezawodność i niski koszt. W początkowej chwili, po przyłożeniu napięcia zasilania, przez rezystor R2 zaczyna płynąć prąd, a kondensator C1 jest ładowany. Napięcie na kondensatorze nie może zmienić się natychmiast, co przyczynia się do płynnego otwarcia tranzystora VT1. Rosnący prąd bramki (pin 1) przepływa przez R1 i prowadzi do wzrostu dodatniego potencjału na drenie tranzystora FET (pin 2). W rezultacie obciążenie z diod LED jest płynnie włączane.

Po wyłączeniu zasilania obwód elektryczny pęka wzdłuż „plusa sterowania”. Kondensator zaczyna się rozładowywać, przekazując energię rezystorom R3 i R1. Szybkość rozładowania zależy od wartości rezystora R3. Im większa będzie jego rezystancja, tym więcej zakumulowanej energii trafi do tranzystora, co oznacza, że ​​proces zaniku będzie trwał dłużej.

Aby móc regulować czas pełnego włączania i wyłączania obciążenia, do obwodu można dodać rezystory dostrajające R4 i R5. Jednocześnie dla prawidłowego działania zaleca się stosowanie obwodu z rezystorami R2 i R3 o małej wartości.
Każdy z obwodów można niezależnie zmontować na małej płytce.

Elementy obwodu

Głównym elementem sterującym jest mocny n-kanałowy tranzystor MOS IRF540, którego prąd drenu może osiągnąć 23A, a napięcie dren-źródło wynosi 100V. Rozważane rozwiązanie obwodu nie przewiduje pracy tranzystora w trybach ograniczających. Dlatego nie potrzebuje grzejnika.

Zamiast IRF540 można użyć krajowego odpowiednika KP540.

Rezystancja R2 odpowiada za płynny zapłon diod LED. Jego wartość powinna mieścić się w przedziale 30-68 kOhm i jest dobierana podczas procesu konfiguracji na podstawie osobistych preferencji. Zamiast tego można zainstalować kompaktowy rezystor wieloobrotowy dostrajający przy 67 kOhm. W takim przypadku można dostosować czas zapłonu za pomocą śrubokręta.

Za płynne blaknięcie diod LED odpowiada rezystancja R3. Optymalny zakres jego wartości wynosi 20–51 kOhm. Zamiast tego możesz także przylutować trymer, aby dostosować czas zaniku. Szeregowo z rezystorami przycinającymi R2 i R3 pożądane jest przylutowanie jednego stałego oporu o małej wartości. Zawsze ograniczają prąd i zapobiegają zwarciu, jeśli trymery zostaną ustawione na zero.

Rezystancja R1 służy do ustawienia prądu bramki. W przypadku tranzystora IRF540 wystarczająca jest wartość znamionowa 10 kOhm. Minimalna pojemność kondensatora C1 powinna wynosić 220 uF przy limicie napięcia 16 V. Pojemność można zwiększyć do 470 uF, co jednocześnie wydłuży czas pełnego włączania i wyłączania. Możesz także wziąć kondensator na wyższe napięcie, ale wtedy będziesz musiał zwiększyć rozmiar płytki drukowanej.

kontrola minusowa

Powyższe przetłumaczone schematy świetnie nadają się do zastosowania w samochodzie. Jednak złożoność niektórych obwodów elektrycznych polega na tym, że niektóre styki zamykają się na plusie, a inne na minusie (wspólny przewód lub obudowa). Aby sterować powyższym obwodem mocą ujemną należy go nieco zmodyfikować. Tranzystor należy wymienić na tranzystor z kanałem p, na przykład IRF9540N. Podłącz ujemny zacisk kondensatora do wspólnego punktu trzech rezystorów i zamknij dodatni zacisk do źródła VT1. Zmodyfikowany obwód będzie zasilany z odwrotną polaryzacją, a dodatni styk sterujący zmieni się na ujemny.

Przeczytaj także

Ostatnio postanowiłem złożyć układ, który pozwoli mi płynnie zaświecić dowolną taśmę LED (czy to w samochodzie, czy w domu). Nie wymyśliłem koła na nowo i postanowiłem trochę poszperać w Google. Przeszukując niemal każdą witrynę, znalazłem obwody, w których obciążenie diod LED jest poważnie ograniczone możliwościami obwodu.

Chciałem, aby układ po prostu płynnie podnosił napięcie wyjściowe, tak aby diody świeciły płynnie, a obwód koniecznie był pasywny (nie wymagał dodatkowego zasilania i nie pobierał prądu w trybie czuwania) i na pewno byłby chroniony regulatorem napięcia aby zwiększyć żywotność mojego podświetlenia.

A ponieważ nie nauczyłem się jeszcze trawić płytek, stwierdziłem, że najpierw muszę opanować najprostsze układy i przy montażu skorzystać z gotowych płytek drukowanych, które podobnie jak resztę elementów obwodu można kupić w dowolnym sklepie sklep z częściami do radia.

Aby złożyć płynny obwód zapłonowy dla diod LED ze stabilizacją, musiałem kupić następujące elementy:

Ogólnie rzecz biorąc, gotowa płytka drukowana jest dość wygodną alternatywą dla tak zwanej metody „LUT”, w której prawie każdy obwód można zmontować za pomocą programu Sprint-Layout, drukarki i tego samego tekstolitu. Dlatego początkujący powinni najpierw opanować prostszą opcję, która jest znacznie prostsza i, co najważniejsze, „wybacza błędy”, a także nie wymaga stacji lutowniczej.

Po nieznacznym uproszczeniu pierwotnego schematu postanowiłem go przerysować:

Wiem, że na schematach tranzystor i stabilizator są inaczej oznaczone, ale dla mnie jest to łatwiejsze i dla Ciebie będzie jaśniejsze. A jeśli tak jak ja udało Ci się zadbać o stabilizację, to potrzebny jest jeszcze prostszy schemat:

To samo, tyle że bez użycia stabilizatora KREN8B.

R3 – 10 kiloomów
R2 – 51 kiloomów
R1 - od 50 K do 100 K omów (rezystancja tego rezystora może kontrolować prędkość zapłonu diod LED).
C1 - od 200 do 400 mikronów F (można wybrać inne pojemności, ale nie należy przekraczać 1000 mikronów F).
Potrzebowałem wówczas dwóch gładkich płytek zapłonowych:
- za już wykonane podkreślenie nóg.
- dla płynnego zapłonu deski rozdzielczej.

Ponieważ na długo zadbałem o stabilizację diod LED oświetlających moje nogi, nie potrzebowałem już Krenki w obwodzie zapłonowym.

Schemat płynnego zapłonu bez stabilizatora.

Do takiego obwodu zużyłem tylko 1,5 cm2 płytki drukowanej, co kosztuje tylko 60 rubli.

Schemat płynnego zapłonu ze stabilizatorem napięcia.

Wymiary 25 x 10 mm.

Zaletą tego obwodu jest to, że podłączone obciążenie zależy tylko od możliwości zasilacza (akumulator samochodowy) i od tranzystora polowego IRF9540N, który jest bardzo niezawodny (umożliwia podłączenie przez siebie obciążenia 140W przy prąd do 23 A (informacje z Internetu) Obwód może wytrzymać 10 metrów paska LED, ale wtedy tranzystor będzie musiał zostać schłodzony, ponieważ w tej konstrukcji możliwe jest podłączenie grzejnika do promiennika polowego (co , oczywiście doprowadzi do zwiększenia powierzchni obwodu).

Podczas pierwszych testów obwodu nakręcono krótki film:

Początkowo R1 miał 60K Ohm i nie podobało mi się, że zapalenie do pełnej jasności trwało około 5-6 sekund, później do R1 dodano kolejny rezystor 60K Ohm i czas zapłonu skrócił się do 3 sekund, czyli najwięcej .

A że obwód zapłonowy oświetlenia nóg trzeba było wpiąć w przerwę w głównym obwodzie zasilania, nie zastanawiając się długo jak go odizolować, to po prostu wepchnąłem go w kawałek komory rowerowej.

Zdarzają się przypadki, gdy konieczne jest płynne włączenie diod LED używanych do oświetlenia lub podświetlenia, a w niektórych przypadkach wyłączenie. Miękki zapłon może być wymagany z różnych powodów.

Po pierwsze, światło włączane od razu mocno razi w oczy i sprawia, że ​​mrużymy oczy i mrużymy oczy, czekając, aż nasze oczy przyzwyczają się do nowego poziomu jasności. Efekt ten związany jest z bezwładnością procesu akomodacji oka i oczywiście ma miejsce nie tylko wtedy, gdy włączone są diody LED, ale także wtedy, gdy włączone są jakiekolwiek inne źródła światła.

Tyle, że w przypadku diod LED sytuację pogarsza fakt, że powierzchnia świecąca jest bardzo mała. Z naukowego punktu widzenia źródło światła ma bardzo dużą ogólną jasność.

Po drugie, można realizować cele czysto estetyczne: trzeba przyznać, że światło, które płynnie zapala się lub gaśnie, jest piękne. Należy odpowiednio ulepszyć obwód zasilania diod LED. Rozważ dwa różne sposoby płynnego włączania i wyłączania diod LED.

Opóźnienie przez obwód RC

Pierwsze co powinno przyjść na myśl osobie znającej się na elektrotechnice to wprowadzenie opóźnienia poprzez włączenie w obwód zasilania diod LED łańcucha RC: rezystora i kondensatora. Schemat pokazano na rys.1. Kiedy na wejście zostanie przyłożone napięcie, napięcie na ładowanym kondensatorze będzie rosło w czasie w przybliżeniu równym 5τ, gdzie τ=RC jest stałą czasową. Oznacza to, że w uproszczeniu czas włączenia światła będzie określony przez iloczyn pojemności kondensatora i rezystancji rezystora. Odpowiednio, im większa pojemność i rezystancja, tym dłużej zajmie zapłon diod LED. Po wyłączeniu zasilania kondensator rozładuje się do diod LED. Czas, w którym nastąpi płynny zanik, będzie również określony przez τ, ale w tym przypadku zamiast R iloczyn będzie uwzględniał rezystancję dynamiczną diod LED. Przykładowo kondensator 2200 uF i rezystor 1 kΩ teoretycznie „wydłużyłyby” czas włączenia o 2,2 sekundy. Oczywiście w praktyce wartość ta będzie się różnić od obliczonej zarówno ze względu na rozrzut parametrów (w przypadku kondensatorów elektrolitycznych tolerancje wartości nominalnej są zwykle bardzo duże) obwodu RC, jak i ze względu na parametry samych diod LED . Nie wolno nam zapominać, że złącze p-n zacznie się otwierać i emitować światło przy określonej wartości progowej. Najprostszy przedstawiony schemat pozwala dobrze zrozumieć zasadę działania tej metody, ale jest mało przydatny w praktycznym zastosowaniu. Aby uzyskać działające rozwiązanie, ulepszymy je, wprowadzając kilka dodatkowych elementów (rys. 2).
Obwód działa w następujący sposób: po włączeniu zasilania kondensator C1 jest ładowany przez rezystor R2, tranzystor VT1, gdy zmienia się napięcie bramki, zmniejsza rezystancję swojego kanału, zwiększając w ten sposób prąd płynący przez diodę LED. Wyłączenie zasilania spowoduje rozładowanie kondensatora poprzez diody LED i rezystor R1.

Włączmy „mózgi” ...

Jeżeli układ musi zapewniać większą elastyczność i funkcjonalność np. bez zmiany sprzętu, chcemy uzyskać kilka trybów pracy oraz dokładniej ustawić czasy zapłonu i zaniku, to czas na dołączenie mikrokontrolera i zintegrowanego sterownika LED ze sterowaniem wejście w obwodzie. Mikrokontroler jest w stanie z dużą dokładnością zliczać wymagane odstępy czasu i wydawać polecenia na wejście sterujące sterownika w postaci PWM. Przełączanie trybów pracy można przewidzieć z wyprzedzeniem i wyświetlić odpowiedni przycisk. Pozostaje jedynie sformułować to, co chcemy uzyskać i napisać odpowiedni program. Przykładem jest sterownik LED dużej mocy LDD-H, który jest dostępny w wersjach prądowych od 300 do 1000 mA i posiada wejście PWM. Schemat uwzględniania określonych sterowników jest zwykle w nich podany. opis producenta (karta katalogowa). W przeciwieństwie do poprzedniej metody czas włączenia i wyłączenia nie będzie zależał od rozrzutu parametrów elementów obwodu, temperatury otoczenia ani spadku napięcia na diodach LED. Ale za dokładność będziesz musiał zapłacić - to rozwiązanie jest droższe.