Darbe Genişliği Modülasyonlu LED Torç: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Darbe genişlik modülasyonu (PWM), birçok cihazın gücünü, hızını veya parlaklığını değiştirmek için kullanılabilir. LED'lerle PWM, onları karartmak veya daha parlak hale getirmek için kullanılabilir. Onları küçük bir el feneri yapmak için kullanacağım. Bir LED, saniyede birkaç kez hızlıca açılıp kapatılarak kısılabilir. İşaret alanı oranı değiştirilerek parlaklık değiştirilir. Bir PWM sisteminin basit bir uygulaması, bir LED'i ve koruyucu direnci zemine besleyen bir saat olacaktır. Saat ideal olarak, görmemenizi sağlamak için 50 Hz frekansında salınmalıdır. salınım. Bunu test etmek için, aşağıdaki gibi bir kare dalga sağlamak için bir sinyal üreteci kullanabilir veya bunu sizin için yapacak bir devre oluşturabilirsiniz.

Adım 1: Gevşeme Osilatörü

Bu devre, %50 görev döngüsüne sahip bir kare dalga üretecektir. Op-amp + girişine bağlı iki 10K direnç bir referans voltajı sağlar ve -girişine bağlı R1 ve C1, frekansı kontrol eden bir zaman sabiti oluşturur, f = 1/{2ln(3)RC}. C1 kondansatörü R1 direnci üzerinden şarj olur ve boşalır ve bu döngünün gerçekleşmesi için geçen süre dalga biçiminin periyodudur.

Adım 2: Gevşeme Osilatörü

1. adımda frekansı tanımlayarak, R1, 2R1 değerinde bir potansiyometre, RP ve iki diyot ile değiştirilebilir. Bu değişiklik, sabit bir frekansı korurken görev döngüsünün değişmesine izin verecektir. LED'lerin genel PWM'si amaçları için, frekansta mutlak hassasiyete gerek yoktur. Kesinlik için bir gereklilik varsa, seçilen potansiyometre 2R1'e yakın ancak 2R1'den fazla olmamalıdır ve R1-RP/2'ye eşit bir kompanzasyon direnci olmalıdır. Alternatif bir çözüm, iki diyotla seri olarak iki direnç kullanmaktır., sabit ve önceden tanımlanmış bir görev döngüsü vermek için.

Adım 3: Gevşeme Osilatör Çıkışı

Saat sinyali doğrudan tek bir LED'e bağlanabilir, ancak bu LED'in harici bir mantık kaynağı tarafından kontrol edilmesine izin vermez. Bunun yerine, bu çıkışı bir transistörün tabanına beslemek ve daha sonra LED'i açıp kapatmak için transistörü kullanmak daha kolay olabilir. Transistörün girişindeki potansiyel bölücü, gevşeme osilatörünün çıkışını azaltmaktır, çünkü kapalı durumda, yine de 2v verecek. Transistörün açılmaması için bunun 0,7v'nin altına düşürülmesi gerekiyor, aksi takdirde LED sürekli yanacak ve pişecektir.

4. Adım: Parlaklığı Artırma

Bir LED ile PWM'nin diğer yararlı uygulaması, LED'in içinden geçen normalden daha büyük bir akıma sahip olabilmesi ve onu daha parlak hale getirmesidir. Normalde bu akım LED'i yok eder, ancak LED yalnızca zamanın bir kısmı için açık olduğundan, LED'den geçen ortalama güç tolerans dahilindedir. Bu akımın limiti, üreticinin LED'in veri sayfasında tanımlanmıştır. ileri darbe akımı olarak. Minimum darbe genişliği ve görev döngüleri ile ilgili sık sık ayrıntılar da vardır. Örnek olarak beyaz bir LED kullanılarak, aşağıdaki özellikler şu şekilde verilmiştir:İleri Akım = 30mAPulse İleri Akım = 150mAPuls Genişliği =< 10msDuty Cycle =< 1:10Puls genişliği ve görev döngüsü bilgisi kullanılarak gevşeme osilatörü T= ile yeniden hesaplanabilir. 2ln(2)RC10nF kondansatör kullanıldığını varsayarak ve TON = 10ms ve TOFF = 1ms istendiğinde aşağıdaki hesaplamalar yapılabilir ve ardından devre şeması çizilebilir.

Adım 5: Güç Artışı

Parlaklığı artırmak için diğer gereklilik, LED'den akan akımı artırmaktır. Bu nispeten düz ileri. LED'e 5v mantık beslemesi olduğu ve veri sayfasından LED'in standart voltajının 3,6v olduğu varsayılır. Koruma direnci, LED voltajının besleme voltajından çıkarılması ve ardından bunun akıma bölünmesiyle hesaplanabilir. R = (VS - VLED) / (iMAX)R = (5 - 3.6) / 0.15R = 1.4 / 0.15R = 9.3 = 10RIt Ancak, LED besleme kaynağının çok kısa bir süre için olsa bile 100mA'lık yeterli bir akım sağlayamaması muhtemeldir. LED'i transistör üzerinden beslemek gerekli olabilir, muhtemelen seri halde aynı zamanda akımı da taşıyabilen başka bir transistör tarafından kontrol edilir. küçük. Her iki transistör üzerinde 0,7v ve LED üzerinde 3,6v olmak üzere toplam 5v ve koruma direnci için hiçbir şey bırakmaz. Ancak torç için kontrol devre için güç kaynağının üzerine yerleştirilebilir. VR = 9 - (3.6 + 0.7)VR = 4.7vR = 4.7 / 0.15R = 31 = 33R

Adım 6: Son Devre

Aşağıda son devre şeması bulunmaktadır. Uygulandığında, güç kaynağına bir anahtar yerleştirilecek ve mevcut çifte paralel olarak beş LED direnç çifti daha yerleştirilecektir.

Adım 7: Devreyi Test Edin

Bu, devrenin tek bir LED versiyonudur. Özellikle düzenli değil, ancak bir prototiptir ve 7. adımdaki devre şemasını takip eder. Ayrıca güç kaynağından, LED normal şekilde bağlanmışsa 30mA'ya kıyasla sadece 24mA'nın çekildiğini görebilirsiniz. İki LED içeren üçüncü görüntüden, her iki LED'in de aynı parlaklığa sahip olduğu görülüyor. Ancak çok hızlı bir şekilde, doğrudan tahrikli LED, PWM'ye iyi bir sebep vererek hızla ısınır.

Adım 8: Bitmiş Meşale

Devreyi veroboard'a aktarmak zordur, özellikle gevşeme osilatörünü kasaya sığacak şekilde yoğunlaştırmak. Kontrol edilmesi gereken en önemli şey, hiçbir kablonun geçmemesi veya geçecek kadar gevşek olmamasıdır. 5 LED daha eklemek, bir pil konektörüyle seri olarak bir anahtar eklemek ve ardından bunları bir kasaya yerleştirmek daha basittir. Devreyi test etmek için güç kaynağını pil konektörüne bağladığınızda, ortalama akım okuması yaklaşık 85mA idi. Bu, bir doğrudan tahrik sisteminin gerektireceği 180mA'dan (6*30mA) çok daha küçüktür. Devreyi breadboard'dan veroboard'a aktarmakla çok fazla detaya girmedim çünkü bu projenin arkasındaki teoriye odaklanmayı amaçladım. özellikle üretimden daha fazla. Ancak genel bir kılavuz olarak, devreyi test etmeli ve devre tahtası üzerinde çalışmasını sağlamalısınız, ardından daha küçük bileşenlerden başlayarak bileşenleri veroboard'a aktarmalısınız. Lehimleme konusunda yetkin ve hızlıysanız, bir çipi doğrudan panoya güvenli bir şekilde lehimleyebilirsiniz, aksi takdirde bir çip tutucu kullanmalısınız.